[发明专利]混凝土的防爆切割方法

说明书

本发明涉及混凝土的加工领域。

普通混凝土具有原材料来源丰富，造价低廉，配制简单，坚固耐耐用等优点，特别是钢筋混凝土已在各种领域中普通应用。但由于各种需要，必须切割其中一部分，但又要求不致损害整体构件，传统的方法是采用人力或机械凿孔断割，这不仅劳动强度大，效率低，不安全，更不能保证切割质量。因此，寻求一种实现劳动强度低、效率高、保证质量的切割方法是非常必要的。早年有人试图用热熔割方法切割混凝土，但遇到高温起爆现象而未解决。

本发明目的在于：提供一种以氧乙炔焰熔割混凝土的方法，在切割时不产生高温爆炸，切割出质量高的块或孔洞。

本发明方法的目的通过采取如下技术措施而完全达到了：采用氧化焰割枪，先用乙炔过剩焰（碳化焰）对切割部位预热到60～80℃，随后，立即涂抹无机酸水溶液或作为强酸弱碱型盐的硫酸铝水溶液，然后再涂硫代硫酸钠水溶液，将氧炔火焰调整到氧化焰，开使熔割时用微小氧化焰并使割嘴垂直于割面进行熔割，以后加大氧化焰直到割断。

在无机酸中采用了盐酸、硫酸、硝酸、或它们的混合物。

以下对本发明混凝土防爆切割方法进行详细说明。

混凝土是由胶结料、骨料和水组成的非均质人造石材，内部多毛细孔隙，砂石骨料也存在着天然的微型裂缝及孔隙。因此在混凝土内部存在相当数量的水份和空气。特别是在表面层，在浇灌成型时振捣泛浆，形成了水泥浆层，水泥水化作用产生的大量氢氧化钙与空气中的碳酸气作用生成坚硬的碳酸钙薄壳，这层薄壳既阻止了内部氢氧化钙的分解，也阻止了内部水分的排除，此外，混凝土的导热性能差，不利于在短时间内把大量热量传导开，所以当炽热的火焰接触到混凝土表面时，受热区内部孔隙中的湿存水及化合物结晶水立即汽化，体积膨胀，表层的碳酸钙也受热分解部分二氧化碳，加上混凝土孔隙所含空气受热后体积也猛增，但共同受到表面碳酸钙层硬壳的约束，无法排除出去，使受热区内部产生强大的内应力，当混凝土表层的强度抵御不了如此强烈的膨胀力时，便产生猛烈的爆炸，这就是混凝土起爆的原因。由于这个原因，过去只 能采用人力或机械凿孔断割，费时费力。

本发明方法是采用氧炔火焰对混凝土熔割，但必须采用防爆措施。从上述已知混凝土表面硬壳主要由碱性碳酸钙组成，如果采用酸性物质就能使该硬壳分解和变得疏松，有利于排除混凝土内部的水分和空气。混凝土表面碳酸钙硬壳被酸类腐蚀后，变成了质地疏松、脱水的物质，再遇到高温时，混凝土内产生的热胀气体很快从松散的表面层排出，消除了巨大的内应力，从而不会产生爆炸现象，当炽热的火焰继续向混凝土深部熔割时，预热区的水分及气体化为高温气流涌出孔外，由于混凝土的导热性能差，熔割面上的高温不能迅速向深度传导，在熔割面上积集的强大热量很快使混凝土表层呈现熔融状态，利用割枪产生的高压气浪，将熔渣逐层剥离，循序渐进，即可顺利进行熔割作业。

由于混凝土表面主要是碳酸钙，在混凝土内主要组成部分也是碱性的氧化钙、氧化铁以及氧化铝等，用酸类物质去中和或腐蚀它们才能起到疏松表壳和防止起爆的作用。

本发明采用的酸是无机酸及其水溶液和作为强酸弱碱型硫酸铝水溶液，无机酸中常用的有硫酸、盐酸、硝酸、磷酸或其混合物如王水、硫酸与盐酸混合水溶液等。

硫酸水溶液浓度为98%的浓硫酸与水的容积比为1∶1或直接用浓硫酸，盐酸水溶液浓度也是比重为1.19克/立方厘米的浓盐酸与水的容积比为1∶1或直接使用浓盐酸，硝酸水溶液是市售68%浓度的硝酸与水的容积比为1∶1或直接使用，此外磷酸也可使用。王水也可使用，只是它的腐蚀性强，成本高，一般不宜使用。此外，硫酸∶盐酸∶水＝2∶1.5∶3.5溶液也常使用。

在该熔割部位涂抹酸溶液后，为了使混凝土在熔割时加速升温，再在其上涂敷硫代硫酸钠溶液，该溶液浓度为100毫升水和含有20～25克硫代硫酸钠。硫代硫酸钠是还原剂，它遇见酸性溶液易被迅速分解，例如它与盐酸相遇：

硫代硫酸钠与酸化合被分解析出硫，硫在空气中燃烧，可以促使混凝土在熔割时迅速升温，从而使熔割顺利进行。