金剛石鏈鋸切割混凝土的研究現(xiàn)狀

摘 要：近幾年來，隨著我國路面施工項(xiàng)目的數(shù)量逐漸增加，水泥混凝土切割機(jī)的使用日益廣泛，主要是利用安裝在主軸上金剛石的高速旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)混凝土切割的效果，是廢舊水泥混凝土路面回收再利用的重要手段，對于金剛石鏈鋸切割混凝土的研究能夠進(jìn)一步推動我國路面施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，同時(shí)還能夠深化我國保護(hù)環(huán)境基本國策的實(shí)施。本文將針對金剛石鏈鋸切割混凝土的優(yōu)勢和研究情況進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：金剛石鏈鋸；水泥混凝土；水泥混凝土切割機(jī)；鏈鋸切割

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，我國水泥混凝土路面的使用壽命逐漸增加，很多路面都需要進(jìn)行大規(guī)模的整改與重建，廢舊路面給環(huán)境造成的污染越來越嚴(yán)重，不利于我國保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源基本國策的落實(shí)。目前，金剛石鏈鋸切割混凝土的方式是國內(nèi)外路面施工中比較常見的施工手段，通過對路面進(jìn)行破碎、篩選后制成骨料，最后再生成混凝土，從而實(shí)現(xiàn)廢舊水泥混凝土路面回收再利用的目標(biāo)，充分發(fā)揮出金剛石鏈鋸切割混凝土的重要作用。

一、金剛石鏈鋸切割混凝土的技術(shù)優(yōu)勢

金剛石鏈鋸切割混凝土于傳統(tǒng)的混凝土切割技術(shù)相比，有效解決了傳統(tǒng)的混凝土切割技術(shù)施工速度慢，依靠“人海戰(zhàn)術(shù)”的工作模式。一般情況下，一臺水泥混凝土切割機(jī)的速度相當(dāng)于15-20臺水鉆鉆排孔的速度。從安全性的角度來看，傳統(tǒng)的混凝土切割技術(shù)在使用的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)混凝土碎片飛濺、混凝土掉落等情況，很容易給施工現(xiàn)場和施工人員造成安全威脅，嚴(yán)重的還需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行封閉，無法為施工進(jìn)度提供基本保障。金剛石鏈鋸切割混凝土在使用的過程中會根據(jù)現(xiàn)場的施工情況進(jìn)行分析，從而制定更加完善的施工方案，從根本上降低施工過程中存在的安全隱患。另外，傳統(tǒng)的混凝土切割技術(shù)在使用的過程中還會對路面的結(jié)構(gòu)和性能造成一定的破壞，這種破壞主要包括直接破壞和隱性破壞，不利于路面的長期使用。金剛石鏈鋸切割混凝土屬于一種無損、高效率的切割技術(shù)，在施工的過程中產(chǎn)生的噪音、震動都比較小，基本不會對路面的結(jié)構(gòu)和性能造成影響[ 1 ]。

二、國內(nèi)外金剛石鏈鋸在切割混凝土方面的研究情況

（一）國內(nèi)的研究情況

國內(nèi)針對金剛石鏈鋸切割混凝土的研究起源于20世紀(jì)末期，雖然在研究年限上沒有國外的時(shí)間長，但是也取得了一些突破性的進(jìn)展。李遠(yuǎn)等人通過研究金剛石鏈鋸切割混凝土過程中的切削阻力和切削功率，進(jìn)一步明確“大切深，小進(jìn)給”這種施工工藝在金剛石鏈鋸切割混凝土過程中的優(yōu)勢地位，從而有效的降低金剛石鏈鋸切割混凝土過程中所受到的切削阻力，進(jìn)一步促進(jìn)切削效率的穩(wěn)定提升。李希朝從切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量三個(gè)方面對金剛石鏈鋸切割混凝土過程中進(jìn)行了研究，通過改變著三個(gè)方面參數(shù)的形式來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而對切削力進(jìn)行顯著性的分析，從而得出各個(gè)因素對切削力的影響，進(jìn)而研究三個(gè)變量對切削力之間的主次關(guān)系，通過科學(xué)的手段對金剛石鏈鋸切割混凝土的施工工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而獲得更加合理的施工工藝參數(shù)組合。國內(nèi)諸如此類的研究成果還有很多，都是從不同的角度對金剛石鏈鋸切割混凝土的作用機(jī)理進(jìn)行深入的分析和研究，希望能夠在實(shí)際施工的過程中最大限度的發(fā)揮出金剛石鏈鋸切割混凝土的重要作用[ 2 ]。

（二）國外的研究情況

國外針對金剛石鏈鋸切割混凝土的研究比較早，距今已經(jīng)有40多年的歷史。水泥混凝土是一種成分比較復(fù)雜的復(fù)合材料，在金剛石鏈鋸切割混凝土的過程中經(jīng)常會受到各種因素的限制，從而影響金剛石鏈鋸切割混凝土的實(shí)際效果，進(jìn)一步增加了對金剛石鏈鋸切割混凝土使用情況的研究難度。目前，國外針對金剛石鏈鋸切割混凝土的機(jī)理并沒有形成統(tǒng)一的界定，大部分研究結(jié)果都是通過試驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)之談，在實(shí)際使用的過程中很容易受到各種因素的影響[ 3 ]。H.K.Tnshoff與J.Asche在研究金剛石鏈鋸切割混凝土的過程中創(chuàng)建了石材破壞模型，并且在石材破壞模型的基礎(chǔ)之上對水泥混凝土切割機(jī)中金剛石的工作情況進(jìn)行研究，從切削、刻削、滑擦三種作用的效果進(jìn)行了綜合分析，明確金剛石鏈鋸切割混凝土的過程中所受到的沖擊與磨損。當(dāng)金剛石處于低速狀態(tài)進(jìn)行混凝土的鏈鋸切割的時(shí)候，機(jī)械荷載對金剛石磨粒磨損起著主要作用；當(dāng)金剛石處于高速狀態(tài)進(jìn)行混凝土的鏈鋸切割的時(shí)候，沖擊磨損對金剛石磨粒磨損起著主要作用[ 4 ]。P.Biener針對金剛石鏈鋸切割混凝土的研究提出了單顆粒金剛石鏈鋸切割混凝土的模型，如圖1所示：

從圖1我們能夠知道，金剛石鏈鋸切割混凝土的過程主要分為三個(gè)階段：①壓應(yīng)力產(chǎn)生的剪切作用使材料被破碎，形成位于切削前方主切屑，并被崩出和擠出切削區(qū)；②高壓作用、溫度影響、材料產(chǎn)生塑性變形都處于二次切削的階段；③由于彈性應(yīng)力的突然釋放，會造成鋸切后方形成較大切屑[ 5 ]。

三、結(jié)論

綜上分析可知，金剛石鏈鋸切割技術(shù)在處理水泥路面混凝土的過程中發(fā)揮出重要的作用，一方面能夠徹底解決傳統(tǒng)切割技術(shù)中存在的施工速度和效率慢、施工安全性低、影響路面整體結(jié)構(gòu)、施工人員負(fù)擔(dān)重、后期修補(bǔ)工作困難重重等方面的問題，另一方面還能夠有效的降低施工過程中存在的噪音大、粉塵多、震動強(qiáng)等方面的因素，為我國保護(hù)環(huán)境基本國策的順利實(shí)施提供了基本保障。

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作者簡介：劉景波（1991-），男，漢族，河北唐山人，河北工業(yè)大學(xué)研究生，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論。