[发明专利]一种耐候型静态破碎剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种耐候型静态破碎剂的制备方法，属于破碎剂制备技术领域。

背景技术

静态破碎剂是一种利用材料膨胀力达到破碎切割脆性介质的新材料，可广泛应用于岩石和混凝土破碎，以及石材及各种贵重脆性材料的切割和开采中。具有无冲击波、无震动、无飞石、无噪音及无有害气体危害的特点。

静态破碎剂是一种含有铝、镁、钙、铁、氧、硅、钦等元素的物质，属于非燃、非爆、无毒物品，用适量水调成流动浆体，直接装入炮孔中，经水化后，产生巨大膨胀压力，并施加给孔壁，将混凝土构筑物或岩石悄悄地破碎。

现有的静态破碎剂的主要成分是氧化钙，氧化钙与水反应生成氢氧化钙是静态破碎剂产生膨胀压力的来源。氧化钙价格便宜，材料来源丰富，所以合理地使用静态破碎剂，可以获得较好的技术经济效益。但是这类破碎剂也存在一些不足，主要是静态破碎剂的水化反应速度缓慢，通常需要经过数小时甚至十几小时才能起到破碎效果，破碎效率较低，此外，静态破粹剂的破碎效果受环境温度、水温、水灰比等影响较大。因此，亟待开发一种反应速度适中、破碎效果好的静态破碎剂。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对现有静态破碎剂的水化反应速度缓慢，破碎效率较低，且破碎效果受环境温度、水温、水灰比影响较大的缺陷，提供了一种耐候型静态破碎剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）将丙烯酸单体与去离子水在冰水浴中等质量比混合，再在氮气气氛下，调节pH至6.5～7.0，制备得基体混合液；

（2）按重量份数计，分别称量45～50份基体混合液、10～15份质量分数为0.5%双氧水、10～15份维生素C和25～30份N,N’-亚甲基双丙烯酸胺搅拌混合，经加热后过滤得滤渣，再将滤渣干燥，得多孔吸水树脂，按质量比1:1:10，将纳米铁粉、纳米铝粉和多孔吸水树脂混合球磨，得混合球磨粉末；

（3）按质量比1:10，将质量分数为1%磷酸溶液滴加至质量浓度50g/L氢氧化钙浆料中，滴加完成后搅拌混合得混合物，再按1L/min通入速率，向混合物中持续通入二氧化碳和氮气等体积的混合气体；

（4）待持续通入45～60min后，停止通入气体并升温至85～90℃，再次按通入速率2L/min通入二氧化碳和氮气等体积的混合气体，保温反应25～30min后，静置冷却至室温，过滤得滤饼，即为纳米碳酸钙；

（5）将纳米碳酸钙置于马弗炉中，经煅烧后静置冷却至室温，得煅烧粉末，按重量份数计，分别称取45～50份煅烧粉末、5～10份氯化钠和15～20份混合球磨粉末混合球磨并过200目筛，得破碎剂基体粉末，将破碎剂基体粉末压制脱模并收集坯料，干燥后静置冷却至室温，即可制备得一种耐候型静态破碎剂。

步骤（1）所述的调节pH采用的是质量分数为30%氢氧化钠溶液。

步骤（3）所述的磷酸溶液滴加速率为1mL/min。

步骤（4）所述的纳米碳酸钙煅烧温度为1100～1200℃。

步骤（5）所述的破碎剂基体粉末压制采用的压力为25～30MPa。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过制备的吸水树脂，将铁粉和铝粉负载至吸水树脂孔隙中，当破碎剂与水调后，由于破碎剂内部吸水树脂吸收水分进行膨胀，形成原电池结构，其内部吸附的铁粉及铝粉作为正反电极，氯化钠溶液作为原电池电解质溶液，在空气掺入后形成电化学腐蚀反应，使破碎剂内部铁粉与铝粉发生氧化反应并释放大量热量，提供破碎剂反应所需热量，改善破碎剂水化速率，从而增强破碎剂破碎效率；

（2）本发明破碎剂使用过程中，其自身可释放热量，不收外部环境温度的影响，可适用于各种温度环境，同时本发明破碎剂与水混合后通过吸水树脂为主体，主体物质较为分散，在与水充分混合后，不易聚集，同时本发明制备的纳米碳酸钙结构细微且粒径均一，在水化析出时，可使水化空间增加，水化更充分，能有效保证破碎工作的平稳进行。

具体实施方式