NIEEKSPLODUJĄCY EXPANSIT® PRZYŚPIESZA WYBURZENIA I ROZBIÓRKI
Bezeksplozyjne Wyburzenia
Konstrukcji Budowlanych
1. WSTĘP
1.1. ZASADA DZIAŁANIA MATERIAŁU EKSPANSYWNEGO EXPANSIT
1.2. ŻELAZNE ZASADY STOSOWANIA
2. INFORMACJE TECHNICZNE
2.1. OBJĘTOŚĆ EKSPANSJI
2.2. SIŁA EKSPANSJI I ŚREDNICE WIERCONYCH OTWORÓW
2.3. ZUŻYCIE MATERIAŁU
2.4. ROZSTAW I GŁĘBOKOŚĆ OTWORÓW
2.5. CZAS REAKCJI I GRANICZNE TEMPERATURY STOSOWANIA
3. ZASADY OBRÓBKI
3.1. PRZYRZĄDY WIERCĄCE STOSOWANE PRZY WYBURZANIU- PRZYKŁADY
3.2. ZALECENIA BEZPIECZEŃSTWA
3.3. MIESZANIE I WYPEŁNIANIE
4. KIEROWANIE SZCZELINAMI I PROGRAMOWANY PODZIAŁ ELEMENTÓW NA BLOKI
5. PRZYKŁADY WYBURZEŃ
5.1. WYŁAMYWANIE BETONU I SKAŁ
5.2. WYBURZANIE FUNDAMENTÓW ŻELBETOWYCH
5.3. ŚCIANY ŻELBETOWE
5.4. ROZDRABNIANIE SKAŁ I KAMIENI
5.5. PRECYZYJNY PODZIAŁ GŁAZÓW PRZEZ LINIOWE ROZMIESZCZENIE OTWORÓW
5.6. WYBURZANIE NIEZBROJONYCH KONSTRUKCJI POMOCNICZYCH Z BETONU
5.7. PRZEBICIA W ŚCIANACH I STROPACH ŻELBETOWYCH
5.8. WYBURZANIE PALI ŻELBETOWYCH
6. ZUŻYCIE EXPANSITU ZALEŻY OD METODY WYBURZANIA
7. INFORMACJA SKRÓCONA: Jak stosuje się EXPANSIT®?
8. OPIS TECHNICZNY MATERIAŁU EXPANSIT®
EXPANSIT ma postać szarocementowego proszku, który mieszany jest z wodą i wprowadzany do uprzednio wywierconych otworów.
Wskutek reakcji chemicznej, postępujące rozszerzanie się materiału wyzwala siłę ekspansyjną, która bezgłośnie rozrywa element przeznaczony do wyburzenia.
Wytwarzane ciśnienie ekspansji przekracza 10-krotnie wytrzymałość na rozciąganie betonu i innych materiałów mineralnych. W wyburzanych elementach żelbetowych zbrojenie zostaje uwolnione.
Po napełnieniu wywierconych otworów i krótkim czasie reakcji, EXPANSIT pęcznieje i wywiera ciśnienie rozprężania.
Po przezwyciężeniu wytrzymałości na rozrywanie wyburzanego materiału (w optymalnych warunkach stosowania już po 30 minutach) pojawiają się rysy, które aż do ustania reakcji chemicznej stale się powiększają (materiał pracuje dalej).
Jedyną uciążliwością tej metody jest hałas podczas wiercenia otworów poza tym jest ona całkowicie pozbawiona wibracji i hałasu (wiertnice diamentowe pozwalają na wykonanie otworów bez hałasu).
Specjalne środki bezpieczeństwa konieczne przy stosowaniu materiałów eksplodujących są tu zbędne, dzięki czemu wyburzenia materiałem ekspansywnym mogą być wykonywane przez każdego.
W przeciwieństwie do eksplodujących materiałów wybuchowych, Expansit wyburza pracując celnie, jest kierowany i kontrolowany.
Dla uzyskania optymalnej reakcji, proszek należy mieszać z jak najmniejszą ilością wody konieczną do otrzymania homogenicznej, płynnej konsystencji. Nigdy nie należy dodawać więcej wody niż podano w opisie technicznym.
Otwory muszą być suche i oczyszczone ze zwiercin.
Określając średnice otworów i temperaturę wody zarobowej należy zawsze brać pod uwagę aktualną temperaturę obiektu (patrz pkt 2.2 i 2.5).
Najlepiej jest wiercić wyłącznie otwory pionowe (jeżeli tylko istnieje taka możliwość).
Należy zapewnić właściwy rozstaw otworów (patrz pkt 2.4, 4 i 5).
Otwory należy chronić przed deszczem i bezpośrednim nasłonecznieniem, nie obciążać ich mechanicznie.
Przy wyburzaniu przestrzegać przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy (pkt 3.2 i 3.3).
Materiał zwiększa objętość ok. dziesięciokrotnie. Ta zdolność "puchnięcia" wywołuje siłę rozsadzania wykorzystywaną przy wyburzaniu.
Przy zastosowaniu EXPANSITU do wyburzania elementów żelbetowych, zwiększenie objętości powoduje, że siła przyczepności betonu i stali zostaje pokonana.
Wytrzymałość stali budowlanej leży obliczeniowo istotnie powyżej wartości ciśnienia ekspansji wytwarzanego przez materiał. Pomimo to, przy odpowiednim rozmieszczeniu otworów, elementy stalowe mogą zostać rozerwane. Dotyczy to stali St 37, do średnicy równej maksymalnie 10 mm.
Wytwarzanie siły ekspansji uzależnione jest od przebiegu reakcji chemicznej i tym samym zarówno od temperatury wyburzanego elementu budowli jak i od średnicy wykonanych otworów.
Przy średnicy otworu 48 mm i w temperaturze 40 oC reakcja chemiczna zachodzi zbyt szybko i występuje niebezpieczeństwo wydostania się ("wydmuchania") materiału z otworu, zanim jeszcze zdąży się on w nim osadzić. Przy tej temperaturze średnicę otworów ogranicza się do 30 mm.
Nie należy nigdy przekraczać następujących średnic otworów:
- 48 mm przy temperaturze obiektu do + 10 oC,
- 40 mm przy temperaturze obiektu do + 30 oC,
- 30 mm przy temperaturze obiektu do + 40 oC.
Poniższy wykres pokazuje przebieg wartości ciśnienia ekspansji w funkcji czasu trwania reakcji, dla różnych średnic otworów stosowanych do wyburzania.
(w tym pliku 2x ta sama zmiana)
Wykres 1. Zależność pomiędzy ciśnieniem ekspansji i czasem trwania reakcji dla różnych średnic otworów.
Pęczniejący materiał najlepiej osadza się w wyburzanym elemencie, kiedy otwory wiercone są prostopadle w stosunku do powierzchni.
Poniższa tabela przedstawia orientacyjne zużycie suchego proszku na 1 mb wywierconego otworu o różnych średnicach.
Średnica otworu [mm] 48 40 30 20
Zużycie materiału [kg/mb] 3,0 2,1 1,2 0,5
Tabela 1. Zużycie materiału przy wyburzaniu otworami o różnych średnicach.
OPTYMALNY CZAS REAKCJI I SIŁĘ EKSPANSJI
OTRZYMUJE SIĘ STOSUJĄC OTWORY O ŚREDNICY 40 mm
Zużycie materiału szacowane na jednostkę objętości wyburzanego elementu konstrukcji zależy od pożądanego stopnia rozdrobnienia tego elementu (patrz także pkt. 6):
wyburzanie przez zniszczenie elementu w całej objętości (kompletne rozkruszenie na drobne kawałki) uzyskujemy przy gęstym rozmieszczeniu otworów, kosztem dużego zużycia materiału, (orientacyjne zużycia przy niszczeniu różnych materiałów [kg/m3]: skały: 5 - 20, beton: 5 - 12, żelbet w strefie zbrojenia: 10 - 30)
wyburzanie przez podział elementu na części nadające się do transportu możemy wykonać stosując pojedyncze otwory o mniejszych średnicach i niewielkie ilości materiału.
(orientacyjne zużycie przy podziale na części i dobrych możliwościach załadunku i transportu może wynosić 0,5 - 2 kg/m3).
OPTYMALNE WYBURZENIE POLEGA NA DZIELENIU ELEMENTÓW NA CZĘŚCI !
2.4. ROZSTAW i GŁĘBOKOŚĆ OTWORÓW
MATERIAŁ ODLEGŁOŚĆ
MIĘDZY
OTWORAMI GŁĘBOKOŚĆ
WIERCENIA
BETON NIEZBROJONY a = (10 - 20) x d b = 0,8 x t
SKAŁY NATURALNE:
PIASKOWIEC, WAPIEŃ
MARMUR, BAZALT a = (10 - 15) x d b = (0,7 - 0,9) x t
MUR a = t b = 0,9 x t
ŻELBET a = (5 - 10) x d b = (0,6 - 0,8) x t
Tabela 2. Zależność pomiędzy średnicą otworów, ich rozstawem i głębokością, dla różnych wyburzanych materiałów;
a - odległość pomiędzy otworami, b - głębokość otworów;
d - średnica otworów, t - przekrój elementu.
Zawsze należy przestrzegać, aby głębokość otworów była co najmniej czterokrotnie większa od średnicy.
W zależności od rodzaju wyburzanego materiału i pożądanego skutku wyburzenia (kompletne zniszcze- nie lub tylko podział), rozstaw wierconych otworów jest bardzo zróżnicowany. Wartości orientacyjne rozstawów koniecznych dla niszczenia różnych materiałów podaje tabela 2.
Chcąc osiągnąć najmniejsze zużycie materiału (najrzadszy skuteczny rozstaw otworów) należy wykonać próbne wyburzenia zaczynając od gęstszego rozstawu (patrz tabela 2) i następnie, w kolejnych próbach, przechodzić do coraz większych odstępów obserwując każdorazowo skutek.
W przypadku, gdy z przyczyn technicznych, nie możemy wywiercić otworu na pożądaną głębokość, należy wykonywać wyburzenie etapowo - warstwami.
2.5. CZAS REAKCJI I GRANICZNE TEMPEATURY STOSOWANIA
Okres czasu, który upływa od umieszczenia materiału w otworach do powstania pierwszych pęknięć wyburzanego elementu, nazywamy czasem reakcji. Zależy on przede wszystkim od temperatury elementu oraz od średnicy otworów - patrz wykres 2.
Wykres 2. Orientacyjne czasy reakcji materiału w różnych temperaturach i przy różnych średnicach otworów stosowanych do wyburzania.
L.P. NAZWA/TYP PRODUCENT/SPRZEDAWCA
1 KANGO950 K BAUTECH
ul. Urbańska 3
Warszawa
tel. 0-22/6592977
2 GBH 8/65 BOSCH
ul. Samsonowska 1
tel.0-22/6439236
3 UBH 12/50
4 PARTNER CD 160 BOVIN
ul. Wolności 18
Gdynia
tel. 0-58/219824
5 TE 92 HILTI
ul. Marchlewskiego 34
tel. 0-22/240640
6 DCM 1.5
7 WUP 22 Fabryka Sprzętu
i Maszyn Górniczych
FASING
ul. Tokarska 6
Katowice
tel. 0-3/1543261
8 WUP 27
9 PICO 20 Szwedzkie Biuro
Techniczne
ul. Nowy Świat 42
tel. 0-22/263441
10 PIONJÄR 120/130
11 RWPg 35 Zakłady
Elektromaszynowe
CELMA
ul. 1 Maja 19
Cieszyn
tel. 0-386/21581
Tabela 3. Zestawienie różnych urządzeń do wiercenia w skałach, betonie i żelbecie stosowanych przy wyburzaniu.
Do wykonania otworów najlepiej nadają się wiertarki napędzane sprężonym powietrzem ponieważ automatycznie usuwają zwierciny z wnętrza otworów.
Zaletą zastosowania wiertnic z koronami diamentowymi (patrz tabela 3, poz. 4 i 6) jest ich cicha praca oraz możliwość swobodnego wykonywania otworów o dużych głębokościach i w dowolnym miejscu - bez potrzeby omijania stali w elementach zbrojonych.
Znak ostrzegawczy:
Pojemniki butelkowe i kontenery stalowe nie mogą być napełniane zmieszanym Expansitem
Znak nakazu:
W czasie mieszania Expansitu nałożyć rękawice gumowe.
Przy mieszaniu Expansitu, ze względów bezpieczeństwa, należy nałożyć okulary ochronne.
Nie zaglądać do otworów wypełnionych Expansitem.
Przed rozpoczęciem wyburzania należy przygotować:
miarkę do dokładnego dozowania potrzbnej ilości wody,
środki bezpieczeństwa: rękawice ochronne, okulary ochronne, kask ochronny,
wiertarkę z osadzonym mieszadłem,
naczynie do mieszania,
lejek do napełniania otworów.
Mieszanie.
Do pojemnika z proszkiem należy wlewać wodę mieszając jednocześnie zarabiany materiał przy pomocy wiertarki zaopatrzonej w mieszadło.
Stosować jak najmniej wody i w żadnym wypadku nie więcej niż to określono w opisie technicznym.
Czas mieszania powinien wynosić dokładnie 4 minuty. W przeciwnym razie początek reakcji może nastąpić zbyt szybko.
Wypełnianie.
Przy pomocy lejka zmieszany materiał wlewany jest do wcześniej wywierconych otworów. Napełnianie winno odbywać się od dołu ku górze burzonego elementu.
UWAGA !
Wyburzany obiekt należy osłonić plandeką przed bezpośrednim nasłonecznieniem i deszczem.
W wyburzanym elemencie niezbrojonym, o przekroju kwadratowym, z jednym otworem wykonanym w środku, tworzy się kilka nie kontrolowanych szczelin. Ich przebieg zależy od temperatury części budowli i uwarstwienia materiału. Z reguły tworzą się w takim przypadku trzy części.
Przy wyburzaniu elementu żelbetowego takie umieszczenie otworu jest złym rozwiązaniem ponieważ pręty zbrojeniowe zlokalizowane na obwodzie, przejmą i przeniosą powstającą siłę ekspansji. Prawidłowe wykonanie otworów w elementach zbrojonych podaje pkt. 5.2.
Przy środkowym usytuowaniu otworu w elemencie o przekroju okrągłym z zasady tworzą się dzięki sile ekspansji cztery rozrywające pęknięcia.
Otwory uporządkowane wspierają się w tworzeniu szczeliny. Od głównego pęknięcia odchodzą jednak dodatkowe pęknięcia niekontrolowane. Im dalej od siebie oddalone są otwory o tyle wyraźniej się one zaznaczają. Im większe odległości między otworami tym bardziej wyraźne są pęknięcia niekontrolowane.
Przez włożenie do otworów listew stalowych lub drewnianych można wyburzać programując przebieg szczeliny. Linia szczeliny kieruje się zgodnie z położeniem listew. Rysa tworzy się zawsze w kierunku głównym, podobnie jak w przypadku książki, która otwiera się równolegle do jej okładek. Listwy można używać wielokrotnie. Ich zadanie to podział otworu na dwie połówki. Grubość listew - ok. 2 mm.
Programowane tworzenie bloków poprzez specjalne ułożenie listew. Wstępnie otwór wypełnia się do ok. 80-90%. Po włożeniu listwy dolewa się do otworu brakujący materiał. W wyniku reakcji otrzymamy przebieg rys jak na rysunku. Siła ekspansji jest znacznie wyższa przy poprzecznym ułożeniu listew.
Skierowanie szczeliny pod kątem 90o. Ponieważ otwory współdziałają ze sobą przy tworzeniu szczeliny, można skierować je pod kątem 90o. Jeden z otworów nie zostaje wypełniony materiałem i działa przez to jak hamulec. Siła ekspansji szuka drogi najmniejszego oporu. Możliwe jest tu jednak występowanie rys niekontrolowanych.
Skierowanie szczeliny pod kątem 90o przy włożeniu listew. W poprzednim przykładzie wyburzania wykonano rząd otworów załamujący się pod kątem 90o. W tym przypadku w otwory włożono dodatkowo listwy zgodnie z pożądanym kierunkiem powstania szczeliny. Dzięki listwom wykluczono możliwość powstania rys niekontrolowanych. Tego rodzaju rozwiązanie jest wskazane w przypadku, gdy wyburzane, sąsiadujące części budowli muszą pozostać nienaruszone.
Stożkowy wyłom zapobiega naprężeniom w granicznych częściach wyburzanych budowli. Przy płytach betonowych, w celu wykonania wyłamań należy wykonać dwie grupy otworów jak na rysunku. Dla zewnętrznego, skośnego rzędu, głębokość wiercenia wynosi 80% grubości wyrwy. Wszystkie odległości między otworami są równe, ale tylko co drugi otwór wypełniony jest Expansitem. Raster otworów grupy wewnętrznej jest odpowiednio przesunięty. Przy wyburzaniu wypełnianie otworów następuje od środka na zewnątrz.
Expansit jest w stanie zrywać zbrojenie do średnicy max 10 mm. Przy grubszym zbrojeniu, o średnicy większej od 12 mm, wytrzymałość stali jest "omijana" i zbrojenie zostaje u w o l n i o n e .
Najtańszą metodą wyburzania jest podział fundamentu na części przez wywołanie poprzecznych pęknięć i przecięcie w tych pęknięciach zbrojenia obwodowego.
W tym celu należy wykonać rząd otworów poprzeczny do osi fundamentu, w odstępach zgodnych z pkt. 2.5. Dodatkowo wykorzystać listwy.
Zamiennie, można poddać zniszczeniu strefę zewnętrzną przekroju w celu uwolnienia całego zbrojenia obwodowego, a pozostały blok betonowy wyburzyć przez podział na części (patrz także pkt 6).
Za przewidywanym zbrojeniem należy wykonać i wypełnić rząd otworów o średnicy 40 mm, w odstępach 20 - 40 cm.
Opór wewnętrzny bloku spowoduje utworzenie się rys na zewnątrz i zbrojenie zostanie uwolnione z betonu.
Po oddzieleniu zbrojenia zewnętrznego, w pozostałym bloku betonowym wykonuje się równomierny raster otworów o minimalnej gęstości. Wypełnianie otworów EXPANSITEM powinno następować od środka bloku na zewnątrz.
Jeśli kompletne zniszczenie bloku nie jest konieczne, można wyburzyć go przez podział na kilka mniejszych części dwoma lub czterema otworami.
Optymalna metoda wyburzenia polega na wykonywaniu robót etapami, z góry ku dołowi i opiera się na zasadach podanych w pkt 5.2.
W przypadku ścian cienkich (do 40 cm) należy w środku grubości ściany wykonać i wypełnić rząd otworów o średnicy 40 mm, w odstępach 20 - 40 cm.
W efekcie uzyskamy zarówno uwolnienie obydwu siatek zbrojenia, jak i skruszenie betonu pomiędzy nimi. Postęp prac w jednym etapie ograniczony jest maksymalną, możliwą do wykonania, głębokością otworów.
Ściany o znacznej grubości należy wyburzać wiercąc dwa równoległe rzędy otworów przesunięte względem siebie, usytuowane w odległości ok. 20 cm od krawędzi przekroju.
Alternatywne rozwiązanie polega na zniszczeniu ściany jedynie u podstawy (za pomocą otworów skośnych) i przewróceniu jej. Utrata stateczności przez ścianę może jednak nastąpić samoistnie, w sposób niekontrolowany. TAKA METODA WYMAGA PODJĘCIA DODATKOWYCH ŚRODKÓW OSTROŻNOŚCI POZA OKREŚLONYMI W OPISIE TECHNICZNYM.
Należy postępować w zależności od wielkości i kształtu kamienia.
Dwoma głębokimi otworami można podzielić na kilka części nawet kilkunastotonowy głaz.
Otwory stosowane w grupach wspierają się wzajemnie i dzielą blok na większą ilość elementów.
Przy wyburzaniu większą ilością otworów usytuowanych w centrum bloku oddziaływanie szczelin jest większe.
Zalecana średnica otworów - 40 mm. Odstępy - ok. 40 cm. Głębokość otworów - ok. 70 - 80% wysokości głazu.
Siły grupy otworów wspomagają się. Dzięki temu, wykonując otwory w linii i wkładając w nie listwy, można dokładnie podzielić duże bloki skalne i skamieliny.
Zalecane średnice otworów: 40 mm.
Głębokość otworów: 70 - 80% wysokości.
Odstępy pomiędzy otworami: 30 cm.
Betonowe konstrukcje pomocnicze wykorzystywane są przy powstawaniu budowli i potrzebne są tylko w czasie trwania budowy. Są nimi np.: przypory stosowane przy układaniu ciągów rur kanałowych, fundamenty dla żurawi wieżowych oraz tymczasowe bloki fundamentowe przy wznoszeniu budowli hydrotechnicznych.
W tych konstrukcjach można, jeszcze na etapie budowy, wykonać otwory np. przez włożenie przed betonowaniem rur plastikowych do szalunku. Rury należy wyciągnąć, gdy beton zacznie wiązać. Ułatwi to póniejszą rozbiórkę - wyburzenie materiałem Expansit.
Przebicia w ścianach i stropach (otworami skośnymi i pionowymi wypełnianymi od góry) wykonywane mogą być wówczas, gdy grubość tych elementów jest większa od 4-5 krotnej średnicy otworu.
Należy tu wykorzystać zasadę, że linia pustych otworów działa jak bariera ...
boober94