金刚石链锯切割混凝土的研究现状

摘 要：近几年来，随着我国路面施工项目的数量逐渐增加，水泥混凝土切割机的使用日益广泛，主要是利用安装在主轴上金刚石的高速旋转来实现混凝土切割的效果，是废旧水泥混凝土路面回收再利用的重要手段，对于金刚石链锯切割混凝土的研究能够进一步推动我国路面施工企业的经济建设，同时还能够深化我国保护环境基本国策的实施。本文将针对金刚石链锯切割混凝土的优势和研究情况进行深入分析。

关键词：金刚石链锯；水泥混凝土；水泥混凝土切割机；链锯切割

随着时代的不断发展，我国水泥混凝土路面的使用寿命逐渐增加，很多路面都需要进行大规模的整改与重建，废旧路面给环境造成的污染越来越严重，不利于我国保护环境、节约资源基本国策的落实。目前，金刚石链锯切割混凝土的方式是国内外路面施工中比较常见的施工手段，通过对路面进行破碎、筛选后制成骨料，最后再生成混凝土，从而实现废旧水泥混凝土路面回收再利用的目标，充分发挥出金刚石链锯切割混凝土的重要作用。

一、金刚石链锯切割混凝土的技术优势

金刚石链锯切割混凝土于传统的混凝土切割技术相比，有效解决了传统的混凝土切割技术施工速度慢，依靠“人海战术”的工作模式。一般情况下，一台水泥混凝土切割机的速度相当于15-20台水钻钻排孔的速度。从安全性的角度来看，传统的混凝土切割技术在使用的过程中，经常会出现混凝土碎片飞溅、混凝土掉落等情况，很容易给施工现场和施工人员造成安全威胁，严重的还需要对施工现场进行封闭，无法为施工进度提供基本保障。金刚石链锯切割混凝土在使用的过程中会根据现场的施工情况进行分析，从而制定更加完善的施工方案，从根本上降低施工过程中存在的安全隐患。另外，传统的混凝土切割技术在使用的过程中还会对路面的结构和性能造成一定的破坏，这种破坏主要包括直接破坏和隐性破坏，不利于路面的长期使用。金刚石链锯切割混凝土属于一种无损、高效率的切割技术，在施工的过程中产生的噪音、震动都比较小，基本不会对路面的结构和性能造成影响[ 1 ]。

二、国内外金刚石链锯在切割混凝土方面的研究情况

（一）国内的研究情况

国内针对金刚石链锯切割混凝土的研究起源于20世纪末期，虽然在研究年限上没有国外的时间长，但是也取得了一些突破性的进展。李远等人通过研究金刚石链锯切割混凝土过程中的切削阻力和切削功率，进一步明确“大切深，小进给”这种施工工艺在金刚石链锯切割混凝土过程中的优势地位，从而有效的降低金刚石链锯切割混凝土过程中所受到的切削阻力，进一步促进切削效率的稳定提升。李希朝从切削速度、进给速度、背吃刀量三个方面对金刚石链锯切割混凝土过程中进行了研究，通过改变着三个方面参数的形式来进行实验，进而对切削力进行显著性的分析，从而得出各个因素对切削力的影响，进而研究三个变量对切削力之间的主次关系，通过科学的手段对金刚石链锯切割混凝土的施工工艺参数进行优化，从而获得更加合理的施工工艺参数组合。国内诸如此类的研究成果还有很多，都是从不同的角度对金刚石链锯切割混凝土的作用机理进行深入的分析和研究，希望能够在实际施工的过程中最大限度的发挥出金刚石链锯切割混凝土的重要作用[ 2 ]。

（二）国外的研究情况

国外针对金刚石链锯切割混凝土的研究比较早，距今已经有40多年的历史。水泥混凝土是一种成分比较复杂的复合材料，在金刚石链锯切割混凝土的过程中经常会受到各种因素的限制，从而影响金刚石链锯切割混凝土的实际效果，进一步增加了对金刚石链锯切割混凝土使用情况的研究难度。目前，国外针对金刚石链锯切割混凝土的机理并没有形成统一的界定，大部分研究结果都是通过试验得出的经验之谈，在实际使用的过程中很容易受到各种因素的影响[ 3 ]。H.K.Tnshoff与J.Asche在研究金刚石链锯切割混凝土的过程中创建了石材破坏模型，并且在石材破坏模型的基础之上对水泥混凝土切割机中金刚石的工作情况进行研究，从切削、刻削、滑擦三种作用的效果进行了综合分析，明确金刚石链锯切割混凝土的过程中所受到的冲击与磨损。当金刚石处于低速状态进行混凝土的链锯切割的时候，机械荷载对金刚石磨粒磨损起着主要作用；当金刚石处于高速状态进行混凝土的链锯切割的时候，冲击磨损对金刚石磨粒磨损起着主要作用[ 4 ]。P.Biener针对金刚石链锯切割混凝土的研究提出了单颗粒金刚石链锯切割混凝土的模型，如图1所示：

從图1我们能够知道，金刚石链锯切割混凝土的过程主要分为三个阶段：①压应力产生的剪切作用使材料被破碎，形成位于切削前方主切屑，并被崩出和挤出切削区；②高压作用、温度影响、材料产生塑性变形都处于二次切削的阶段；③由于弹性应力的突然释放，会造成锯切后方形成较大切屑[ 5 ]。

三、结论

综上分析可知，金刚石链锯切割技术在处理水泥路面混凝土的过程中发挥出重要的作用，一方面能够彻底解决传统切割技术中存在的施工速度和效率慢、施工安全性低、影响路面整体结构、施工人员负担重、后期修补工作困难重重等方面的问题，另一方面还能够有效的降低施工过程中存在的噪音大、粉尘多、震动强等方面的因素，为我国保护环境基本国策的顺利实施提供了基本保障。

参考文献：

[1] 姜云.金刚石链锯切割施工技术在地铁上的应用[J].江西建材，2016，09：123-124.

[2] ClintDeboer，顾菁，金轶.GreenWorks40VG-MAX406mm无刷电动机驱动链锯[J].电动工具，2014，02：37-38.

[3] 徐伟.大跨径连续箱梁墩顶临时固结混凝土链锯拆除施工工艺[J].湖南交通科技，2014，02：127-130.

[4] 刘志环，潘晓毅，王进保.新型金刚石链锯运转研究（一）——链节容许伸长极限及链条寿命计算[J].超硬材料工程，2013，02：36-38.

[5] Shu YiTu，Ming DerJean，Jen TingWangandChun SenWu.Arobust designinhard facingusinga Plasmatrans ferare.The International Journal of Advaneed Manufae turing Teehnology，2006，27（9-10）：889-896P.

作者简介：刘景波（1991-），男，汉族，河北唐山人，河北工业大学研究生，研究方向：机械设计及理论。