Phương pháp tách/phá đá và bê tông bằng bột nở được biết đến từ những năm 1970. Từ đó đến nay,đã có nhiều nghiên cứu cũng như các sản phẩm bột nở được tung ra thị trường. Với những ưu điểm hướng tới an toàn lao động và bảo vệ môi trường, việc sử dụng sản phẩm bột nở để phá bê tông/đá ngày càng trở nên phổ biến. Ngoài ứng dụng để tách/phá đá và bê tông, bột nở còn được dùng trong thi công đào mương, hầm tuynel, phá dỡ kết cấu gạch,…
Bột nở được sử dụng là vật liệu dạng bột khô. Khi trộn với nước sẽ xảy ra phản ứng thủy hóa tạo ra các khoáng có kích thước lớn gấp nhiều lần kích thước nguyên liệu ban đầu (ettringit - thể tích tăng 2,3 lần, porlandit - thể tích tăng 1,98 lần),… Để tách/phá đá và bê tông bằng bột nở, người ta sẽ khoan các lỗ trong đá hoặc bê tông, sau đó bơm bột lỏng vào các lỗ khoan này. Sau khoảng thời gian nhất định (< 24h), tại các lỗ khoan, bột khi thủy hóa sẽ nở và tạo áp suất cao đáng kể, vượt cường độ chịu kéo của đá và bê tông, gây nứt đá và bê tông, không gây tiếng ồn, mảnh văng, bụi,…
Thành phần hóa học cơ bản của bột nở dùng trong tách/ phá đá và bê tông là CaO, các khoáng và phụ gia hóa học:
Sản phẩm bột nở | Thành phần và tỷ lệ % | Cỡ hạt |
Sáng chế US 4565579 A | CaO 80-99; (Na2 SiF6 + CaF2 ) 1-20 | - |
Sáng chế US 4617059 A | CaO 90-99,5;
(P2 O5 + SiO2 + Al2 O3 +Fe2O3 ) 0,5-10 | - |
Sáng chế US 4354877 A | CaO 30-90; XMPL 5-70; PG dẻo hóa 0,5-1 | 10-100 μm |
Sáng chế US 4807530 A | (CaO + SiO2 + Al2 O3 +Fe2O3 + MgO + CaSO4 ) 100 | ≤ 10% lọt sàng 0,3 mm |
Hầu hết các sản phẩm bột nở để tách/phá đá và bê tông được hướng dẫn sử dụng như sau:
- Chuẩn bị mặt bằng thi công;
- Định vị các vị trí cần khoan lỗ để rót bột lỏng nhằm phá, tách đá, bê tông theo mong muốn;
- Khoan các lỗ theo đường kính và chiều sâu thiết kế;
- Pha nước vào bột theo tỷ lệ quy định và rót bột lỏng vào lỗ đã khoan;
- Xảy ra phản ứng thủy hóa;
- Đá, bê tông vỡ ra theo thiết kế.
Các thông số ảnh hưởng đến quá trình thi công phá đá, bê tông bằng bột nở phá:
- Nhiệt độ môi trường;
- Nhiệt độ và lượng nước pha vào bột khô;
- Tính chất của vật liệu đá, bê tông cần phá;
- Thời gian phản ứng hình thành vết nứt.
Dưới đây là một số hình ảnh sử dụng sản phẩm bột nở VN1 (sản phẩm thực nghiệm của Viện Vật liệu xây dựng) để tách đá tại cơ sở chế tác đá thiên nhiên trong nước:
Khoan các lỗ theo mạch định tách
| 
Khối đá nứt theo mạch dự kiến
| 
Rót bột lỏng vào các lỗ đã khoan
|
Hỗn hợp bột nở VN1 có thời gian gây nở trong vòng 6-12-24 giờ kể từ khi rót vào lỗ. Vật liệu để tách có thể là bê tông, bê tông cốt thép, đá mable hay granite… Trình tự sử dụng bột nở tách đá theo các bước sau:
- Khoan các lỗ theo mạch định tách;
- Trộn bột lỏng theo tỷ lệ: nước/bột khô = 1/3;
- Rót bột lỏng vào lỗ;
- Sau khoảng 6-12-24 giờ đá hay bê tông sẽ nứt theo mạch dự kiến.
Bột nở phá không nổ VN1 có các tính năng tương đương các sản phẩm trên thế giới được chế tạo dùng cho khai thác đá khối, phá dỡ kết cấu bê tông an toàn, thân thiện môi trường và kinh tế bởi các lý do:
- Sử dụng bột VN1 không cần giấy phép đặc biệt như khi dùng mìn, thuốc nổ…
- Đá sau khi tách không bị các vết rạn sâu, tức không bị “om”;
- Tỷ lệ tổn hao khi khai thác đá thấp;
- An toàn cho người sử dụng, thân thiện môi trường do không có các chất độc hại, không gây bụi, rung, văng mảnh khi hoạt động;
- Bột VN1 đặc biệt hữu dụng khi phá dỡ các nhà, công trình trong khu vực đông dân;
- Việc sử dụng bột nở không nổ cho phép tăng năng suất phá dỡ công trình.
Việc triển khai sản xuất và ứng dụng công nghiệp sản phẩm bột nở trong phá dỡ xây dựng, tách/phá đá đã và đang mang lại nhiều lợi ích kinh tế cho nhà sản xuất, đơn vị thi công, đặc biệt đảm bảo an toàn lao động và góp phần giảm thiểu tác hại tới môi trường.
Phá bê tông cốt thép dùng bột nở phá (Nguồn ảnh: Internet)
Tách đá, bê tông phương pháp thủ công (Nguồn ảnh: Internet)
Trung tâm Thông tin