随着膨胀压力的增大, 岩石的破碎发展过程如下: 裂缝的发生、发展、张开幅度的增大, 这是与普通炸药破岩机理的区别。
假设在无限大的弹性体内有一孔, 该孔半径 , 内壁作用压力, 此时任意半径处的径向拉伸应力 、切向拉伸应力。
当拉伸应力**过被破碎体的抗拉强度时,被破碎体便产生裂纹进而导致破碎。
由于破碎剂的膨胀压力所产生的压应力和垂直方向的拉应力的作用, 不仅在孔的周边产生裂缝,而且破碎剂的膨胀压力在裂缝发生后一直持续下去。因此, 所发生的裂缝也继续发展下去, 这样依次不断地发生新的裂缝。通常, 在单一孔内产生的裂缝有2~4 条
不燃、不爆,运输、保管和使用安全方便。 施工操作简单。可以按计划要求进行破碎或切割。用其开采石材荒料成材率同火药爆破相比,可提高3—4倍;破碎混凝土构筑物,可做到需要破碎的破碎,需要保留的保留。
无声破碎剂又称可控性切割和破碎的膨胀剂、静态破碎剂、静裂剂、胀裂剂、裂石剂或无声炸药等。它属于建材类产品,其标准号为JC506-92。它是一种由多种无机物制作而成的具有高膨胀性能的非爆破性破碎用的灰色粉状材料。根据适用于不同的环境温度,主要有三种型号:SCA-1(25℃~40℃)、SCA-2(10℃~25℃)、SCA-3(-5℃~10℃)。它们的工作原理是:与适量水调成流动状浆体,直接灌入钻孔中,经过水化反应,使晶体变形,随时间的推移产生巨大膨胀压力(径向压应力和环向拉应力)并施加给孔壁。它的膨胀压力和反应时间成正比,即时间越长膨胀压力越大;物体开裂所需时间与环境温度成反比,即温度越高,所需时间越短。
一般被破碎的岩石或混凝土均属脆性材料,脆性材料的抗压强度大,抗拉强度小,其抗拉强度远小于抗压强度(岩石的抗拉强度为1.96-30Mpa,混凝土的抗拉强度约1.5-4.0Mpa,约相当于其抗压强度的1/10-1/20,而通常无声破碎剂的膨胀压力可达100-123Mpa),所以,合理的钻孔设计(孔分布,孔径、孔深和孔间距)能够轻松地破碎坚硬的岩石和钢筋混凝土。一般经2~24小时,即可在无振动、无噪声、无飞石、无有害气体的状态下将物体破碎或切割开。它是当今炸药及其它爆破工具的较理想替代品。