Устройство для разрушения железобетонных конструкций, использующее энергию пороха


Краткий обзор альтернативных методов

   При реконструкции капитальных сооружений часто возникает потребность в высокопроизводительном и мобильном способе разрушения железобетонных конструкций. Обычно для этих целей используются взрывчатые вещества, гидромолоты, а также ручные электрические или пневматические молотки. Известно, что разрушение железобетонных конструкций взрывным способом обладает существенными недостатками. Это затраты на подготовку объекта, большой разлет кусков бетона, вероятность поражения оборудования и коммуникаций на значительном расстоянии от места взрыва.
   Гидромолоты, как правило, навешиваются на стрелу тяжелых экскаваторов, что ограничивает область их использования в стесненных условиях. Традиционное использование ручных электро- и пневмоотбойных молотков ведет к весьма высоким физическим затратам при чрезвычайно малой производительности при демонтаже даже сравнительно небольших по объему и прочности железобетонных конструкций.
   Существуют и другие способы, основанные, например, на применении установок, создающих высокие давления в заранее сделанных шпурах токами высокой частоты или специальными расширяющимися составами. Однако эти способы требуют дополнительной трудоемкой подготовки объекта в виде сетки шпуров, выполняемой вручную специальными перфораторами.

Принцип действия и конструкция

   В АО "ФНПЦ "Алтай" в рамках конверсионных программ разработаны, изготовлены и опробованы экспериментальные образцы ударно-импульсной установки, использующей энергию пороха.

   Известно, что бетон характеризуется высокой прочностью на сжатие и низкой (на порядок меньшей) прочностью на растяжение и излом. Удар большой силы, нанесенный по бетонной конструкции, способен вызвать в ней сеть микротрещин, которые при повторном воздействии приводят к разрушению.
   Рабочий орган установки представляет собой стреляющее устройство, состоящее из ствола и зарядной камеры с затвором. Разрушение бетона производится одноразовым ударником, разгоняемым в стволе пороховым зарядом, сгораемым в зарядной камере. Ряд баллистических и конструктивных особенностей этого устройства позволяет сообщать ударнику скорость до 1500 м/с, что соответствует энергии удара до 2 000 кДж при собственной массе рабочего органа около 180 кг. Одного удара (выстрела) такой силы достаточно, например, для полного разрушения бетонного блока размером 2,0 x 0,6 x 0,6 м. Для сравнения: самые мощные гидромолоты имеют энергию единичного удара до 3 - 5 кДж при массе рабочего органа около 3 т, а суммарная масса всего механизма достигает (60 - 80) т.
   Для повышения производительности разрушения были проведены баллистические расчеты параметров выстрела и поисковые эксперименты, которые показали, что эффективность работы установки существенно повышается, если во время выстрела ствол находится в предельной близости от поверхности разрушаемого объекта, т.е. выстрел "в упор". В этом случае дополнительное разрушение наносит высокоскоростная газовая струя, следующая за ударником и создающая давление в образовавшихся трещинах за счет своего торможения. Данный способ не требует проведения дополнительных подготовительных работ, таких как сверление шпуров, и лишен факторов, сопровождающих взрыв (разлет крупных осколков, ударная воздушная волна). Это позволяет применять установку в условиях действующих производств, например, непосредственно в цехах заводов без их остановки.
   Ударно-импульсная установка способна разрушать конструкции из бетона и железобетона любой марки, кирпичные кладки, мерзлый грунт, пробивать отверстия в фундаментах и основаниях.


Практическая реализация

Описание установки

   Разработаны два варианта установки: тяжелый (навесной) и переносной.

   Тяжелая установка, предназначенная для проведения работ по разрушению конструкций больших объемов на открытой местности, навешивается на бульдозер. Собственная масса вместе с навесными приспособлениями около 800 кг, энергия единичного удара до 2 000 кДж, разрушающая производительность до 6 м3 бетона в час.

Тяжелая установка

   Переносной вариант предназначен для проведения работ в стесненных условиях (в помещениях, в производственных цехах, на верхних этажах строений), там, куда затруднен или невозможен доступ тяжелой техники. Собственная масса около 100 кг, энергия единичного удара до 100 кДж, разрушающая производительность до 3 м3 бетона в час. Данный вариант установки полностью автономен и не нуждается в дополнительных источниках энергии, работоспособен при любых погодных и климатических условиях, в запыленных и загазованных местах.

Переносная установка

Переносная установка

   В обеих установках в качестве энергоносителя используется бездымный порох. Допускается использование порохов с просроченным сроком хранения, подлежащих уничтожению. Средний расход энергоносителя 0,3 - 0,5 кг на 1 м3 бетона.
   Управление установкой ручное. Дистанционный пуск осуществляется подачей электрического импульса (6 - 24 В) на электровоспламенитель. Обслуживающий персонал 2 - 3 человека. К работе с установкой допускаются специально обученные лица, имеющие разрешения на право ведения работ с использованием взрывчатых материалов.

Фоторепортаж

   На сериях фотоснимков показаны этапы работ по демонтажу железобетонных конструкций на одном из промышленных предприятий г. Бийска.

(для просмотра фотоснимков в большем масштабе "кликните" на нужном снимке).

   1. Демонтаж опоры. Высота 8 м. Общий объем конструкции 16 м3.
   Время, затраченное на демонтаж, 10 ч (без учета затрат на уборку и вывоз обломков).

   2. Демонтаж фундамента. Объем 20 м3.
   Время, затраченное на демонтаж, 16 ч (без учета затрат на уборку и вывоз обломков).




   Ударно-импульсные установки прошли успешные всесторонние проверки при проведении реконструкционных работ на ряде промышленных предприятий Сибири. Всего с использованием подобных установок было демонтировано более 5000 м3 различных бетонных и железобетонных конструкций.

   Установка и способ разрушения железобетонных конструкций и сооружений защищены патентом.




Лучше всего просматривать в Internet Explorer 5.xx, 1024x768 и выше.