【摘 要】
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2011—2020年间中国城镇住房的总拆除量约为3088万套,总拆除率14.13%,随着城市化发展,城镇建筑物拆除作业在环保、安全、效率等方面要求日益提高。相比于传统的炸药爆破因粉尘、噪音、振动危害以及作业产生的NO2-,NO3-,Cl-和Cl O4-造成的环境污染问题在城镇拆除作业中存在一定局限性,机械拆除、静态破岩药剂、高能燃烧药剂等非炸药爆破更易满足现阶段国家与社会对城镇拆除作业的要求。本文
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2011—2020年间中国城镇住房的总拆除量约为3088万套,总拆除率14.13%,随着城市化发展,城镇建筑物拆除作业在环保、安全、效率等方面要求日益提高。相比于传统的炸药爆破因粉尘、噪音、振动危害以及作业产生的NO2-,NO3-,Cl-和Cl O4-造成的环境污染问题在城镇拆除作业中存在一定局限性,机械拆除、静态破岩药剂、高能燃烧药剂等非炸药爆破更易满足现阶段国家与社会对城镇拆除作业的要求。本文主要针对一种铝基破岩药剂设计了激发药,该破岩药剂采用来源广泛的30μm的铝粉为还原剂,硝酸钾、生物质燃料等作为氧化剂,通过爆燃反应与温压效应做功,利用线性装药结构激发形成冲击波汇聚,采用冲击波汇聚原理加强定向劈裂作用以达到破岩效果。通过对多种点火药以及金属燃烧剂的分析与实验,选定以Al/Cu O体系配置出一种用于高能燃烧药剂的激发药并对其性能及装药结构进行分析。具体研究工作与结论如下:（1）通过对常用的点火药、金属燃烧剂分析,确定了以Al/Cu O体系作为破岩药剂的激发药,该体系原料安全、来源广泛,适用于城镇与特殊区域作业;能量密度高,保证了激发效率;点火延期短,能够定量控制炮孔间延期。（2）通过对铝基破岩药剂热分解性能的测试,得出该破岩药剂绝大部分热失重发生在670℃-860℃之间,792.12℃时破岩药剂样品达到失重速率峰值,活化能E为151.311KJ/mol。Al/Cu O体系燃烧温度远远大于破岩药剂最高失重速率峰值792℃,每摩尔该体系燃烧热高于破岩药剂反应所需活化能,理论上验证了其激发可靠性。（3）为确定激发药具体配比、装药结构,设计实验观测了不同配比、装药结构下激发药的燃烧性能,实验结果表明:氧化铜与铝粉颗粒配比在0.8-1.4范围内时,随着Al的含量增加,其燃烧反应速度更快,激发延时更短。激发药氧化剂与还原剂的最佳配比为0.8。（4）设计试验对激发药的激发性能进行了测试,结果表明当铝粉颗粒粒径在1-3微米时,可以稳定激发破岩药剂,当采用中端起爆时,极限激发药量为3.4g左右。（5）对激发药储存性寿命进行了探究,发现在开放环境中激发药含水率会稳定在1.1%左右,且含水率的变化不会对激发性能产生较大影响,但长期储存时,铝粉的氧化化会降低燃烧速率进而影响激发效率,故在长时间存放时,必须密闭封存,保证Al粉不被氧化。图[39]表[13]参[87]
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