پودرهاي منبسط شونده

[امید عباسی]

پودرهاي منبسط شونده همانند هر ماده مصنوعي ديگر داراي مزايا و معايبي مي باشند. بنابراين با كنترل و بهسازي روش توليد مي توان از معايب اين پودرها كاست و بر مزاياي آن افزود.بعضی از آنها عبارتند از:
فركت ، دكسپن ، كتراك ، استامايت
که در ادامه به معرفی آنها می پردازیم ...








امروزه معدنكاري و شيوه هاي رايج در آن در حال تحول دائمي است و بسياري از مراكز و موسسات تحقيقاتي فعال در امور معدن براي پيشبرد اهداف معدنكاري دست به توليد موادي مي زنندكه بيشترين بازدهي را دارا بوده و در عين حال علاوه بر ارزاني غيمت ‌‌، با محيط زيست سازگاري داشته باشد.

يكي ازمواردي كه به طور روز افزون در كارهاي معدني ايران مورد استفاده قرار مي گيرد انواع پودرهاي منبسط شونده است . اين پودرها پس ازمخلوط شدن با آب، به صورت دوغاب در درون چالهاي از پيش حفاري شده ريخته مي شوند و پس ازمدتي در اثر پديده هيدراتيزاسيون وآبگيري ، دوغاب حاصله تا چندين برابر خود افزايش حجم مي دهد و در اثر اين افزايش حجم مطابق شكل شماره يك تنش فشاري بالايي به ديواره چالها وارد مي كند و اين تنش در نهايت موجب شكسته شدن ديواره چال ، در نقاط ضعف موجود در اطراف ديواره مي گردد.

با حفاري وآرايش چالها در جهت هاي خاص مي توان شكسته شدن ديواره چالها را هدايت نمود و در نهايت قطعات سنگ و يا بتن را به طور دلخواه برش داد.



مزايا و معايب استفاده از پودرهاي منبسط شونده

پودرهاي منبسط شونده همانند هر ماده مصنوعي ديگر داراي مزايا و معايبي مي باشند. بنابراين با كنترل و بهسازي روش توليد مي توان از معايب اين پودرها كاست و بر مزاياي آن افزود . اهم اين مزايا و معايب عبارتند از:

الف) مزايا:

1. عدم نياز به استفاده از مواد ناريه : ازآنجايي كه بسياري از معادن و يا سازه هاي بتوني زائد و قابل تخريب ، در مجاورت مناطق مسكوني جاده ها و يا خطوط تاسيساتي آب و برق نفت قرار دارند ، براي رعايت شرايط ايمني امكان استفاده از مواد ناريه وجود ندارد به همين دليل باعث شده كه اين معادن به طور دست نخورده باقي بمانند . و يا بهره برداري از آنها با ظرفيت پايين انجام شود . استفاده از پودرهاي منبسط شونده مي تواند تا حد زيادي به امر استخراج و برش قطعات سنگي و بتني كمك نمايد . ضمناً چون استفاده از مواد ناريه در ايران از نظر امنيتي مستلزم رعايت شرايط خاص مي باشد ، به همين خاطر رعايت اين شرايط زمان و هزينه بسيار زيادي صرف مي شود ، لذا بسياري از افراد ترجيح مي دهند از مواد جايگزين ديگري به جاي مواد ناريه استفاده كنند.

2. سهولت استفاده : استفاده از پودرهاي منبسط شونده نياز به نيروي متخصص ندارد وبا يك آموزش كوتاه مدت مي توان از اين پودرها استفاده نمود.

3. سهولت حمل ونقل : پودرهاي منبسط شونده داراي بسته بندي مخصوصي بوده و به آساني قابل حمل و نقل هستند و در محل مصرف آماده سازي و مصرف مي شوند.

4. انعطاف پذيري شكل برش: معمولاً در انجام عمليات آتشباري شكل برش چندان دلخواه نيست و با كم و زياد كردن ميزان مواد ناريه و نوع آن ، شكل برش از حالت دلخواه خارج مي گردد . اين مسئله به خصوص در معادن سنگ داراي اهميت زيادي است . از آنجايي كه در هنگام استفاده از پودرهاي منبسط شونده ، چالها در راستاي برش دلخواه حفر مي شوند و همواره شكست مطابق شكل شماره 2 در راستاي چالهاي حفاري شده رخ مي دهد . لذا مي توان به سادگي به سطح برش مطلوب دست يافت.



۵-سازگاري بامحيط زيست : به طور كلي پودرهاي منبسط شونده تركيباتي از مواد معدني طبيعي مي باشند. كه استفاده ازآنها مشكل خاصي را از نظر زيست محيطي به وجود نمي آورد.

ب) معايب:

1. استاندارد نبودن بعضي از اين مواد: بسياري از پودرهاي منبسط شونده موجود در بازار ايران توسط توليد كنندگان مختلفي تهيه مي شوند و به دليل رقابت مالي ، بسياري از اين توليد كنندگان استانداردهاي توليد را رعايت نمي كنند.از اين رو بسياري از محصولات توليدي از نظر كيفيت فاقد مشخصات مطلوب هستند.

2. شرايط آب وهوايي : بسياري از پودرهاي موجود در بازار ايران براي استفاده در شرايط آب و هوايي مختلف توليد نمي شوند . و لذا از پودر واحدي در مناطق گرم و مناطق سرد استفاده مي گردد . از اين رو چون عامل گرما نقش بسيار تعيين كننده اي در فرآيند انبساط اين پودرها دارد ، در هواي سرد از بازدهي زماني ومالي معدن به شدت كاسته مي شود.

3. خطر انفجار و پرتاب سنگ: به دليل پايين بودن كيفيت بسياري از پودرهاي داخل كشور در هنگام استفاده از اين پودرها در هواي گرم و بخصوص در چالهايي كه در سنگ هاي آفتاب خورده حفر شده اند . اين پودرها تقريبا بلافاصله پس از استفاده دچار انبساط شديد شده و تقريبا مشابه مواد منفجره در هنگام انفجار عمل كرده و باعث پرتاب سنگ مي گردد.

4. كوچكي ابعاد برش: به دليل كيفيت پايين بسياري از پودرهاي داخلي ، ميزان انبساط و تنش فشاري ناشي از اين پودرها بسيار محدود است . بعلاوه به خاطر هموژن و يكنواخت نبودن اين پودرها ، در بسياري از چالها ميزان انساط با يكديگر تفاوت داشته و سطح برش خورده فاقد شكل صاف و يكنواخت است.

5. ايمني : بسياري از افرادي كه از بعضي از پودرهاي توليد داخل استفاده كرده اند از بروز بعضي از ناراحتي هاي ريوي ، چشمي شكايت مي كنند . اگرچه ارتباط مستقيم بروز اين امراض با استفاده از اين پودرها به اثبات نرسيده است ولي پايين بودن كيفيت توليد و استفاده از مواد مضربه خاطر ارزان تمام شدن قيمت توليد، مي تواند باعث بروز اين بيماريها شود . همچنين امكان توليد گازهاي سمي را در هنگام استفاده از اين پودرها ي غير استاندارد رانمي توان ناديده گرفت.



معرفي پودر جديد منبسط شونده FRACT.AG

يكي از بهترين و كارايي ترين پودرهايي كه اخيرا توسط كارشناسان ايتاليايي توليد شده ، پودري با نام تجاريFRACT.AG است كه با بهترين و بالا ترين شرايط استاندارد هاي جها ني توليد مي شود .

علاوه بر مزايايي كه در بخش معرفي پودرهاي منبسط شونده ارائه گرديد . پودر FRACT.AG داراي مزاياي ديگري به شرح زير مي باشد.

1. تنوع بالاي پودر FRACT.AGدر شرايط مختلف آب و هوايي : پودر FRACT.AG در6 نوع متفاوت و با توجه به درجه حرارت محيط مطابق باجدول زير تهيه مي گردد.






رديف


رنگ پودر


درجه حرارت محيط (سانتي گراد)


1


قرمز


كمتراز5درجه


2


سبز


5 تا20


3


زرد


20 تا35


4


طلايي


35 تا 50


5


آبي


50 تا60


6


نقره اي


60 تا70



جدول انتخاب پودرFRACT.AG



باتوجه شرايط آب و هوايي ايران مي توان در هر يك از فصول سال و در هر نقطه اي از كشور از پودر FRACT.AG استفاده كرد.و همچنين اين قابليت را دارد كه در شرايط آب و هوايي گرمتر ، پودر مخصوص و منطبق با شرايط آن توليد كرد.

۲. تنظيم سرعت عملكرد: از ديگر مزاياي متنوع بودن توليد FRACT.AG مي توان به تنظيم سرعت عملكرد اين پودر اشاره كرد . به عبارت ديگر در مواردي كه براي برش زمان كمي وجود دارد ، در شرايط آب و هواي گرمتر و با استفاده از پودرهاي مربوط به دماي كمتر مي توان سرعت عملكرد را افزايش داد . براي مثال در شرايط گرماي 25 درجه سانتي گراد استفاده از پودر زرد توصيه مي شود ، حال اگر از پودر سبز كه براي دماي كمتر مناسب است استفاده شود ، سرعت عملكرد پودر افزايش خواهد يافت.

۳. صرفه جويي در مصرف پودر: از آنجايي كه فشار ناشي از انبساط پودر بسيار زياد است . مي توان براي صرفه جويي در مصرف پودر ، چالها را يك در ميان پر كرد.

۴ -سهولت استفاده در چالهاي افقي : براي استفاده بهتر اين پودر در چالهاي كف فشنگهاي مخصوصي از اين ماده توليد شده كه بر مزاياي اين ماده منبسط شونده افزوده است .براي تهيه اين فشنگها ابتدا با توجه به شرايط محيط نوع ماده فركت را انتخاب كرده سپس فشنگهاي مخصوص فركت را درداخل يك سطل پر از آب ريخته و بعد از حدوداً 2 الي 3 دقيقه فشنگها را درآورده وبراي استفاده ، در داخل چالهاي كف قرار مي دهيم .

۵-قابليت پمپاژ: اين امكان وجود دارد كه براي تزريق دوغاب پودرFRACT.AG از پمپ تزريق استفاده نمود از مزاياي اين پمپ كه توسط كه توسط كارخانه سازنده اين پودر طراحي و ساخته مي شود مي توان به سرعت بخشيدن در پركردن چالها ، پركردن چالهاي افقي عميق و يكنواخت پرشدن چالها اشاره كرد.

۶. عدم توليد گازسمي : باتوجه به توليد پودر FRACT.AGتحت استانداردهاي بين المللي ،از نظر زيست محيطي اين پودر مشكلي براي مصرف كننده ايجاد نكرده وهيچگونه گازسمي رابه جود نمي آورد.

۷. توليد تنش فشاري بسيارزياد: پودر FRACT.AG بالاترين فشاررا در اثر انبساط توليد مي كند .ميزان اين فشار بيش از 8000 تن برمترمربع است چنين فشاري موجب برش سريع و تميز سطح مورد نظر براي برش مي شود. با چنين فشاري مي توان حتي بتن آرماتوردار را به آساني برش داد.

۸. ايجادسينه كارهاي بلند: به دليل فشار بسيارزياد توليد شده توسط پودر، مي توان بااستفاده ازاين پودر سينه كارهاي بسيار بلند وحتي تا ارتفاع 15 متررابه آساني ايجادنمود. اين مسئله باعث افزايش بازدهي توليدمعدن وبه خصوص سنگهاي تزئيني گرانيتي مي شود.



۹-عدم نيازبه حفر كامل چال : باتوجه به فشار زياد ناشي ازانبساط پودرFRACT.AG لازم نيست سرتاسرارتفاع يك قله سنگ حفاري شود.براي مثال اگرارتفاع يك قله 10مترباشد. براي برش قائم آن فقط نيازبه حفرچالهايي به عمق 6.6مترخواهد بود.وپس ازاستفاده از اين پودر،سرتاسر10 مترطول اين قله به طورصاف بريده خواهد شد.



نحوه آماده سازي ماده فركت

براي آماده سازي فركت مي بايست به صورت زير عمل كرد:

بعد از حفر چالهاي مورد نياز كه در قسمت قبل توضيح داده شد .مي بايست مقدار5/1 ليترآب رادردرون سطل ريخته وبعد يك بسته 5 كيلويي ازپودر فركت را باز كرده وكم كم به آب درون سطل اضافه نمود. مخلوط كردن اين ماده فقط بايد به شكل دوراني صورت بگيرد به طوريكه مخلوط به دست آمده كاملاً يكدست شده باشد. زمان لازم براي مخلوط كردن اين ماده حداكثر نبايستي بيشتر از دو دقيقه طول بكشد . و مخلوط به دست آمده را بلافاصله بايد درداخل چال ريخت . چالها بايستي كاملاً پر شوند و نيز هر يك چال در ميان نيز بايد مواد داخل سطل را دوباره مخلوط كرد تا ماده ته نشين نشود وسپس درداخل چال بعدي ريخته شود. براي درست كردن مجدد ماده ، بايد مواد باقي مانده درون سطل را خالي كرده وسپس اقدام به تهيه دوغاب جديد كرد.

شكل شماره2-3-8 -طريقه آماده سازي فركت

عكس العمل ماده

در مرحله اول بعد از اينكه ماده وارد چال شد ، دماي آن بالا مي رود (در برخي شرايط تا ^c 100 در مرحله بعد حبابهايي از داخل چال در آمده و دربعضي مواقع احتمال مي رود كه ، بر اثر گرما مواد از داخل يك الي دو چال خارج شود . (به خاطر ايمني بيشتر نبايستي به داخل چال نگاه كرد . در مرحله بعد مواد به حالت پودر درآمده وبر اثر انبساط ماده درون چال |،بر روي سنگ ترك ايجاد شده وبعد ازگذشت زمان لازم اين تركها گسترش پيدا كرده وسنگ را در راستاي چالها باز مي شود.

مقايسه ماده FRACT.AG با ساير مواد منبسط شونده:

ماده FRACT.AG محصول جديدي از كشور ايتالياست كه استفاده از آن مزاياي بسيار زيادي نسبت به كليه روشهاي استخراج در سنگهاي ساختماني دارد . هزينه هاي اين روش در حالت كلي از بقيه روشهاي مشابه پايين تر و نياز به ماشين آلات سنگين ندارد . علاوه بر خصوصيات بالا استفاده ازاين روش بسيارساده مي باشد.شركت CHIMICA MIDDLE EASTFRACT.AG از سال 1981 شروع به توليد اين محصول در ايتاليا نموده است. و توانسته است تا به امروز سهم عمده اي ازبازار دنيا را به دست آورد. اين ماده داراي استاندارد هاي بين المللي مي باشد. و علاوه برآن از نظر بهداشتي نيز زياني به دستگاه تنفسي و محيط زيست وارد نمي كند.از ويژگي هاي اين ماده ،در مقايسه با مواد مشابه مي توان به موارد زير اشاره نمود: سازنده ماده

اين ماده مي تواند درمحدوده گسترده دمايي (اززيرصفردرجه سانتي گرادتاهفتاددرجه سانتي گراد) بنحوي عمل كند كه،هيچ ماده اي تابه امروزنتوانسته است اين چنين عملكردي داشته باشد.فاصله جالهاي حفرشده دراين روش بين 60-30 سانتي مترمي باشدكه ، درمقايسه با وارد مشابه ديگرفاصله بيشتر،ودرنتيجه نيازبه چالهاي كمتري مي باشد. قطرچالهادراين روش بين 30-50 ميلي مترمي باشد. وبه ازاي هرارتفاع برش تقريباً 3/2 حفاري كافي مي باشد. در صورتي كه درمواردمشابه ديگربه ازاي هرميزان ارتفاع برش ، نيازمندبه حفاري كامل مي باشد. به طورمثال براي برش يك بلوك سنگي به ارتفاع 10متر، تنها نيازبه حفاري چالي به طول 6.6متر مي باشد.علاوه براين دراين روش ما مي توانيم يك درميان چالها راپركرده ، بدون اينكه درعملكردماده مشكلي پيش آيددرصورتي كه اين عمل باموادمشابه ديگر امكان پذير نمي باشد. هرپنج كيلوگرم ازاين ماده با1.5 ليترآب خالص بادرجه خلوص 30% مخلوط مي شودكه درمقايسه بامواردمشابه ديگر، رقيقترمي باشد. زيراكه موادمشابه ديگر،درشرايط برابر غليظ ترمي بايست تهيه گردندوتهيه آب با درجه خلوص بالا براي اينگونه موادامري ضروري مي باشد،كه دراكثرمعادن ايران تهيه آب بادرجه خلوص بالا مشكل مي باشد.لازم به ذكراست كه ماده فركت برخلاف موادمشابه ديگر مي تواند به صورت كاتريج موجود باشدكه ازآن مي توان براي برش دركف بلوك سنگي استفاده كرد. ازمزاياي ديگر اين ماده نسبت به موادمشابه ديگرآن است كه تركهاي حاصل ازتنشهاي واردشده ازطرف ماده تنهادرراستاي چالهاانتشارپيداكرده،واين امرازخردشدن سنگ به هنگام برش دركارخانه جلوگيري مي كند.همجنين فشارواردشده به سنگ به صورت تصاعدي درساعت بالا رفته واين باعث مي شودكه تنش به يكباره درسنگ به وجودنيامده ودرزمان برش دركارخانه ، وياحتي بعدازبرش،ومصرف درساختمان،سنگ استقامت خودراازدست ندهدوترك برندارد.اين فشار درساعت اول تا8000 تن برمترمربع ودرساعت دوم تا14000 تن برمترمربع افزايش مي يابد. نكته حائزاهميت آن است كه اين فشاربه كل ارتفاع چال به طوريكنواخت واردمي شودودر مقايسه بامواردمشابه ديگر،ازبرش زيگزاكي شكل جلوگيري مي نمايد. شكل سنگ دراين روش به صورت مكعبي بوده ومعادن مجبورنيستندبه دليل شكل نامشخص سنگ ، هزينه باربري اضافي پرداخت كنندتادركارخانه به حالت مكعبي دربياورند.وهمچنين كارخانه دارنيز هزينه اضافي بابت برش سنگ پرداخت نمي كند.درحالت كلي مي توان 70درصدازسنگ معادن رابااين رو ش موردبهره برداري قرارداد.

راهنمايي و آموزش ، در هنگام كاربردفركت:

ü خارج كردن گردوغبار از داخل چال ، قبل ازريختن دوغاب به داخل چال .

ü چالها مي بايست به طور كامل ازدوغاب پرشوند. درصورت وجود درزه وشكاف درسنگ براي جلوگيري ازنفوذ ماده فركت درداخل آنها،مي بايست ازلوله هاي پلي اتيلن استفاده گردد.

ü در صورت نامساعد بودن شرايط جوي ، مثلاً در هواي باراني مي بايست كه يك پوشش پلاستيكي (بعد از ريختن ماده در داخل چال ) برروي چالها قرار دهيم



مواردكاربردماده فركت:

1- معدنكاري : استخراج سنگهاي ساختماني (كواري )

2- كارهاي عمراني :

v تخريب هاي كنترل شده ويا برشهاي بتني

v حفاري ترانشه ها وپي ها

v حفاري توده هاي سنگي

مزايا:

1. سازگاربامحيط زيست

2. بدون سروصدا

3. غيرانفجاري وبي خطر

4. بدون عوارض جانبي براي كاربر

منبع:پارسي گلد