舟山矿石破碎剂

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嘉泽静态破碎剂的作用原理

　　嘉泽静态破碎剂产生膨胀力的作用过程是一个化学反应过程，因此，研究嘉泽静态破碎剂首先要从研究其化学反应过程入手。运用热力学方法对其主要反应进行研究，可以得出反应进行的方向及其反应平衡常数；嘉泽静态破碎剂膨胀压力的产生是由于其反应后体积增大所引起的。研究反应过程的物质转移及反应前后体积的变化，可以得到嘉泽静态破碎剂的膨胀机理及其产生体积膨胀的条件，进一步指导嘉泽静态破碎剂膨胀压力提高的研究。另外，嘉泽静态破碎剂的反应过程是一个放热过程，反应一旦开始，热量将不断增加。当热量的散失小于所产生的热量时，反应温度将升高，反应速度不断加快，将有可能导致冲孔现象的发生。而随着反应的进行，温度逐渐下降，但膨胀压力仍持续增长，而且嘉泽静态破碎剂受环境温度影响非常大，在冬季寒冷季节反应缓慢，有时会失去作用；而在夏季高温时又易产生冲孔。因此，研究其反应放热，对提高嘉泽静态破碎剂的反应速度及防止冲孔现象的发生具有重要意义。

1 嘉泽静态破碎剂的基本化学反应式

　　目前，嘉泽静态破碎剂的主要成分都是氧化钙。氧化钙和水反应生成氢氧化钙，在放出热量的同时，其体积增大。嘉泽静态破碎剂正是利用这种化学反应和氢氧化钙结晶发育时所产生的膨胀压力来破坏岩石和混凝土等脆性材料。其基本的化学反应式如下：

CaO 十 H 2 O → Ca(OH) 2 +64.8kJ

从式中可以看出，这是一个放热反应。

2 反应的物质转移

　　氧化钙和水混合后，立即发生两类物质的转移过程： 1) 水分子进入 CaO 粒子内部，并与之发生水化反应； 2) 水化反应产物向原来充水空间转移。如果前者与后者相适应，即水化速度和水化产物的转移速度相等时， CaO — 水系统的体积不会发生膨胀，但是，由于 CaO 的结构特性，即内比表面积大，水化速度很快，水化速度大于水化产物的转移速度，这时，由于 CaO 粒子周围的反应产物还没有转移走，而里面的反应又大量的产生了，这些新的反应物将冲破原来的反应层，使粒子产生机械跳跃，因而发生体积膨胀，产生膨胀压力，将约束介质破坏。在没有约束条件下，氧化钙将散裂成粉末。

3 反应前后体积的变化

　　嘉泽静态破碎剂膨胀压力的产生是由于其反应后体积增大所引起的。 CaO 和水反应时，生成 Ca(OH) 2 的固相体积在一定的条件下要比 CaO 的固相体积增大 97.92% 。固相体积增大，固相体积空隙体积增量之和超过 CaO 水系统的空间，从而引起 CaO 体积的增大，膨胀压力增大。生石灰的水化反应在没有约束的自由膨胀状态下，其体积将增大 2 倍～ 3 倍。在有约束的条件下，其膨胀体积变小。当约束力非常大时，其体积没有变化，即不产生膨胀，这就是在实际应用常出现的嘉泽静态破碎剂装入炮孔后失去作用的情况。出现这种情况的原因有：首先从反应物和生成物的摩尔体积变化来讨论。嘉泽静态破碎剂主要是利用生石灰的水化反应，但从其标准状况的体积和生成物的摩尔体积进行比较可以看出，并不是在所有的情况下，都会产生体积膨胀。下面具体讨论什么情况发生体积膨胀。