高壓水混凝土破碎機是如何破碎混凝土的

高壓水混凝土破碎機突破傳統(tǒng)機械方式，利用高壓水的沖擊作用使已損壞或性能較差的混凝土界面崩裂、剝離，具有高效率、無污染、無磨損及選擇性破除等眾多優(yōu)勢，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于土木、建筑、礦業(yè)、交通及國防軍工等眾多領(lǐng)域。
 
高壓水混凝土破碎機工作過程涉及大變形、高應(yīng)變率及高壓效應(yīng)，在射流對材料持續(xù)沖蝕作用下，沖蝕孔洞維度全方位增加，并會呈現(xiàn)近似“花瓣”狀形態(tài)向自由面擴展，同時在沖蝕孔洞陣前面出現(xiàn)顯著的致密條帶區(qū)。根據(jù)準靜態(tài)壓痕斷裂力學(xué)，高速液滴接觸材料時，會在表面/亞表面形成塑性壓痕，形成壓痕近域的塑性屈服區(qū)。在射流持續(xù)撞擊的交變載荷作用下，塑性屈服區(qū)會不斷擴展，當塑性區(qū)拉應(yīng)力超過材料的抗拉強度，便在應(yīng)力集中部位，即在“花瓣”間的聯(lián)結(jié)處首先產(chǎn)生形成徑向裂紋。水流在動壓力作用下浸入裂紋，對裂紋空間產(chǎn)生張拉作用，形成宏觀徑向拉伸裂紋。
 
在射流初始水錘效應(yīng)形成的壓縮區(qū)內(nèi)，材料屈服強度、韌性出現(xiàn)大幅下降，導(dǎo)致裂紋尖端無法發(fā)生鈍化，高度應(yīng)力集中促使裂紋快速擴展，因此水錘壓縮區(qū)對裂紋極為敏感，最終在該區(qū)域形成縱橫交織的網(wǎng)狀裂紋區(qū)。并且，由于在壓縮區(qū)存在明顯的材料塑性流動或切削去除，沖蝕孔洞近域存在漸變過渡區(qū)，因此沖蝕區(qū)邊界線極為不規(guī)則。

在此階段，水錘效應(yīng)首先在透明類混凝土材料內(nèi)部產(chǎn)生明顯的半球形壓縮區(qū)，然后在應(yīng)力波效應(yīng)及水楔的協(xié)同作用下，產(chǎn)生徑向、環(huán)向裂紋，并相互交織、貫連形成網(wǎng)狀裂紋區(qū)。沖蝕孔洞的軸向擴展速率明顯大于徑向擴展，沖蝕孔洞逐漸演化為“V”型形狀。在射流后續(xù)撞擊作用下，沖蝕孔洞沿軸向不斷演進，最終突破壓縮區(qū)邊界，向材料縱深處繼續(xù)拓展。沖蝕孔洞在壓縮區(qū)外擴展時，孔洞近域已不存在明顯的塑性屈服區(qū)以及其周圍衍生的裂紋網(wǎng)，非壓縮區(qū)材料去除隨之演變?yōu)橥耆�脆性破碎模式�?br />
綜上所述，高壓水混凝土破碎機破碎機理主要可概括為水錘壓縮區(qū)擴展、非壓縮區(qū)擴展及侵徹貫通后擴展三個階段。