陈卫东， 吴培文， 于会军， 徐国庆， 孙宏宇， 李小龙， 邰和宇

(1.哈尔滨工程大学 航天与建筑工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001； 2.黑龙江龙煤鸡西矿业有限责任公司, 黑龙江 鸡西 158100)

静态破碎剂(下文简称“破碎剂”)已在采矿、拆除爆破等领域得到了广泛应用[1-2]。然而，破碎剂在剧烈反应时会过早蒸干水分，导致反应不充分，甚至引发剧烈的喷孔现象，进而损失膨胀压。为保证膨胀潜力的正常发挥，在分析破碎剂膨胀和喷孔机理的基础上，提出破碎剂的防喷方法，并测试其膨胀压；利用破碎混凝土试件模拟破碎剂在采取防喷措施后的破岩效果，结合数值仿真分析其破岩过程，最终验证了所提防喷方法的有效性。

1 静态破碎剂的水化机理

破碎剂依靠CaO水化反应产物晶体的堆积和生长发挥膨胀性能，主要分2类：一种为“混配型”破碎剂，通过各组分间的化学反应产物来影响CaO的水化速度。另一种为“烧结型”破碎剂，通过CaO和某些氧化物的高温固相反应来改变CaO晶体的微观结构，进而更好地控制CaO的水化速度，如：SiO2能和CaO产生硅酸盐矿物C3S，防止因破碎剂膨胀过快而出现无法胶结的现象[3]；Fe2O3能使CaO晶格收缩，形成水化活性较低的铁酸盐矿物C2F；Al2O3和CaO可生成水化活性更高的铝酸盐矿物C3A，以促进破碎剂的水化[4]。

1.1 膨胀机理

虽然破碎剂调依据控制水化速度的方式可分为不同类型，但是膨胀和喷孔的机理无异。在破碎剂膨胀过程中涉及的固相、孔隙体积变化和热力学过程都与水的输运相关[5-6]。……