книги из ГПНТБ / Бетонная крепь, технология и механизация ее возведения
..pdfРис. |
1. |
Водопотребность бетонной |
смеси, |
изго |
||||||
товленной |
с применением |
портландцемента и |
||||||||
песка |
следующей |
крупности: /—80 мм; 2—40 мм; |
||||||||
|
|
|
3—20 мм; 4—10 мм |
|
|
|
||||
П р и м е ч а н и е . |
При применении |
мелкого |
песка с |
|||||||
водопотреСносгью |
выше |
70/„ расход |
воды увеличивается |
|||||||
на 5 л на каждый |
процент увеличения |
водопотребностк |
||||||||
песка; |
|
при применении |
крупного |
песка |
с |
водопотреб- |
||||
ностью |
ниже |
70/„ расход |
воды |
уменьшается |
на 5 л на |
|||||
каждый процент уменьшения водопотребности песка
ходимо вносить в расход воды соответствующие поправ ки, указанные в примечании к графикам.
3. Определяют расход цемента
Ц = -іщ.«г, |
(2) |
где В — расходы воды, л. Если расход цемента на 1 м3 бетона окажется ниже допускаемого по «Строительным нормам и правилам», то необходимо довести его до нор мы.
4. Определяют расход щебня или гравия на 1 м3 бе тона
|
п, |
1 |
0 0 0 |
|
|
|
|
V |
-- - + |
|
|
|
|
|
I щ Іщ |
|
|
где |
Ѵщ — пустотность |
щебня |
или гравия |
в стан |
|
|
дартно-рыхлом |
состоянии (в |
формулу |
||
10
подставляется в виде относительной ве личины) ;
а |
— |
коэффициент |
раздвижки |
зерен |
щебня |
|
•у'щ |
|
(гравия) |
раствором; |
|
кГІл; |
|
— объемный вес щебня или гравия, |
||||||
Тщ |
— удельный вес щебня или гравия, |
кГ/л. |
||||
Пустотность |
щебня |
рекомендуется |
определять по |
|||
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
У Щ = 1 - * Х |
|
|
(4) |
|
|
|
|
I ш |
|
|
|
Коэффициент |
раздвижки а |
для пластичных |
бетон |
|||
ных смесей выбирают по табл. 1 в зависимости от ко
личества цементного теста и крупности песка. Для |
жест |
||||||||||
ких бетонных смесей |
а =1,05—1,1 |
(меньшее |
значение |
||||||||
принимают в случае применения мелких |
песков). |
|
|||||||||
|
Т а б л и ц а |
1. Значения коэффициента |
раздвижки |
|
|||||||
|
|
для пластичных бетонных |
смесей |
|
|
|
|||||
|
|
Значения коэффициента а при водоцементном отношении |
|||||||||
Расход |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цемента, |
кг |
0,4 |
|
0,5 |
0,6 |
|
0,7 |
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
250 |
|
— |
|
— |
1,26 |
|
|
1,32 |
|
1,38 |
|
300 |
|
— |
|
1,3 |
1,36 |
|
|
1,42 |
|
— |
|
350 |
|
1,32 |
|
1,38 |
1,44 |
|
|
— |
|
— |
|
400 |
|
1,4 |
|
1,46 |
— |
|
|
— |
|
— |
|
П р и м е ч а н и е . Данные таблицы |
рассчитаны |
на песок |
средней крупности. |
||||||||
При применении мелкого песка с водопотребностью свыше 7% |
коэффи |
||||||||||
циент |
а |
уменьшается на |
0,03 на |
каждый процент |
увеличения |
водопотреб- |
|||||
ности песка; при применении крупного песка |
с |
водопотребностью ниже |
|||||||||
7<уп коэффициент « увеличивается |
на С,03 на |
каждый |
процент |
уменьшения |
|||||||
водопотребности. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5. Определяют расход песка на |
1 м3 |
бетона |
|
|
|||||||
|
п |
= і^юоо |
- |
Ik |
в |
|
Тп, |
кГ, |
|
(5) |
|
|
|
|
|
Тп |
|
|
|
|
|
|
|
где Ц; |
В; |
Щ |
расход цемента, |
воды |
|
и щебня |
(гра |
||||
|
|
|
вия) на 1 мъ бетона, |
кГ\ |
|
|
|
||||
7ц°> Тпі 1т. |
удельный вес цемента, |
песка |
и |
щебня |
|||||||
|
|
|
(гравия). |
|
|
|
|
|
|
||
Рассчитанный состав бетонной смеси проверяют при пробных замесах на подвижность (удобоукладываемость). При необходимости вносятся поправки в состав бетона. На контрольных образцах проверяют его проч ность. Ниже приведен пример определения состава бе тона по изложенной методике.
П р и м е р . |
Определить состав |
бетона |
марки |
250 с |
|||
подвижностью |
бетонной |
смеси |
по осадке |
конуса 6 — |
|||
8 см. Материалы: портландцемент |
марки 400, удельным |
||||||
весом 3,1 кПл, |
песок средней крупности |
с |
водопотреб- |
||||
ностью 7% и удельным |
весом 2,63 кГ/л; |
гранитный |
ще |
||||
бень с предельной крупностью |
40 |
мм, удельным |
весом |
||||
2,60 кГ/л и объемным весом 1,48 |
кГІл. |
|
|
|
|||
Ре ш е н и е :
1.По формуле (1) определяем водоцементное отно
шение
В |
kRn |
0,5-400 |
0,57. |
|
Ц |
R28 + 0,5kRa |
250 + 0,5-0,5-400 |
||
|
2. По графикам на рис. 1 определяем расход воды
5 = 175 л.
3. Находим расход цемента по формуле (2)
4. Определяем пустотность щебня по формуле (4)
|
|
т1 |
|
1 48 |
|
|
|
|
|
Тщ |
|
2,6 |
|
5. По табл. 1 |
в зависимости |
от расхода |
цемента |
|||
Ц=ЗЮ |
кГ и водоцементного |
отношения ВІЦ=0,57 опре |
||||
деляем коэффициент раздвижки |
а = 1,36. |
|
||||
6. Находим расход |
щебня по формуле (3) |
|
||||
m |
1000 |
= |
ЮОО |
Ч П П |
г |
|
Щ= |
|
|
|
= 1300 кГ. |
||
|
" W |
7« |
' |
1,48 + 2,6 |
|
|
12
7., Рдсход песка определяем по формуле (5).
П = |
|
1000 - |
Ц + |
В + |
Тп |
|
|
310 |
|
1300 V |
|
= 1000 |
- |
( 3,1 |
f 1754 |
2,6 |
А• 2,63 = 585 кГ. |
При расчете состава бетонов, используемых для креп ления торных выработок, необходимо учитывать специ фические условия их укладки и работы. Шахтные крепи из бетона подвержены действию агрессивных вод, и бе тон, приготовленный из обычных компонентов, подвер гается коррозии и разрушается.. Действию коррозии в большей степени подвержены крепи стволов, в мень шей — горизонтальных выработок.
Основные мероприятия в борьбе с агрессивной сре дой — это обеспечение высокой плотности бетона, при менение быстротвердеющих сульфатостойких цементов (шлакопортландцементов, глиноземистых цементов) и поверхностно активных добавок. Для крепления стволов используют бетон марки 150—200, а для устьев—до 300. В качестве пластифицирующих добавок для увеличения плотности бетона широкое распространение получили концентраты сульфитно-спиртовой барды, которые реко мендуется вводить от 0,1 до 0,24% от веса цемента. Во донепроницаемость и стойкость бетонов против коррозии
существено увеличиваются с применением добавок абие- |
||
тата и продуктов |
нейтрализации абиетиновой |
смолы |
(СНВ). Обе добавки вводят в виде водного |
раствора |
|
0,01—0,03% от веса |
цемента. |
|
Большое влияние на повышение водонепроницаемо сти и стойкости бетонов против агрессивной среды ока
зывают добавки |
сернокислого алюминия: |
0,8—1,2% |
|
этой |
добавки повышает водонепроницаемость |
в 35—40 |
|
раз |
и увеличивает |
прочность бетона на 10%. |
|
Для приготовления быстротвердеющих бетонов, при меняющихся при креплении шахтных стволов, в смесь добавляют 2—5% хлористого кальция или хлористого натрия от веса цемента. Большое их содержание пони жает прочность бетона. Величина добавки определяется активностью цемента и минералогическим составом клин кера. Для соблюдения необходимой подвижности при
Т а б л и ц а 2. Производственные составы бетонных смесей
|
|
Компоненты |
|
|
Объем |
|
|
|
|
|
ный вес, |
||
|
|
|
|
|
|
кГ\л |
Сульфатостойкий |
шлакопортланд- |
1,1 |
||||
цемент марки 400 |
|
|
|
|
||
Щебень |
из гранита |
(объем |
пустот |
1,35 |
||
50%, размер зерен от 20 до |
30 |
мм) |
||||
Песок |
(объем пустот |
40%) |
|
|
1,4 |
|
Вода |
|
|
|
|
|
|
Сульфатостойкий |
портландцемент |
1,2 |
||||
марки |
400 |
|
|
|
|
|
Щебень |
из гранита |
(объем |
пустот |
|
||
50%, размер зерен от 20 до |
30 |
мм) |
1,35 |
|||
Песок |
(объем пустот 40%) |
|
|
1,38 |
||
Вода |
|
|
|
|
|
|
Шлакопортландцемент |
марки |
200 |
|
1Д |
||
Щебень |
из гранита |
(объем |
пустот |
|
||
50%. |
|
размер зерен от 20 до |
30 |
мм) |
1,35 |
|
Песок |
(объем пустот |
42%) |
|
|
1,38 |
|
Вода |
|
|
|
|
|
|
Шлакопортландцемент |
марки |
300 |
|
1,'1 |
||
— _ |
|
|
.—.—. |
|
. |
|
Завод-изготовитель, |
Расход |
компонентов |
|
Показа |
||
на 1 мЗ бетона |
в\а |
тель под |
||||
|
карьер |
|
|
виж |
||
|
|
|
кГ |
л |
|
ности, см |
|
|
|
|
|
||
Днепродзержинский цемент |
|
|
15 |
|||
ный завод |
|
|
380 |
345 |
0,59 |
|
Крессовский |
карьер |
1250 |
925 |
|
|
|
Терновский |
карьер |
650 |
465 |
|
|
|
|
|
|
224 |
224 |
|
|
Амзросиевский |
цементный |
|
|
0,6 |
16 |
|
завод |
|
|
300 |
250 |
||
Крессовский |
карьер |
1280 |
947 |
|
|
|
Просяновский |
карьер |
700 |
507 |
|
|
|
|
|
|
180 |
180 |
|
|
Криворожский |
цементный |
за |
410 |
0,56 |
16 |
|
вод |
|
|
450 |
|||
Крессовский |
карьер |
1250 |
925 |
|
|
|
Просяновский |
карьер |
660 |
412 |
|
|
|
|
|
|
252 |
252 |
|
|
Криворожский |
цементный |
за |
381 |
0,52 |
15 |
|
вод |
|
|
420 |
|||
Продолжение табл. 2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объем |
|
Завод-изготовитель, |
Расход |
компонентов |
|
||||
|
|
Компоненты |
|
|
|
|
на 1 лЗ |
бетона |
в\Ц |
|||||||||
|
|
|
|
|
ный вес, |
|
карьер |
- |
1 |
л |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КГ\Л |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Щебень |
(объем |
пустот |
50%, |
размер |
1,36 |
|
Крессовский |
карьер |
1250 |
|
918 |
|
||||||
зерен от 10 до 30 |
мм) |
|
|
|
|
|
||||||||||||
Песок |
(объем |
пустот |
37%) |
|
|
•1,62 |
|
Запорожский |
карьер |
650 |
|
500 |
|
|||||
Вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
220 |
|
220 |
|
Сульфатостойкий |
|
портландцемент |
1,2 |
|
Амвросиевский |
цементный |
|
|
0,60 |
|||||||||
марки |
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
завод |
|
|
|
280 |
|
233 |
||
Щебень (объем пустот 49,6%, размер |
1,38 |
Коломойцевский |
карьер |
1250 |
|
918 |
|
|||||||||||
зерен от 10 до 30 |
мм) |
|
|
|
|
|||||||||||||
Песок |
(объем |
пустот |
43%) |
|
|
1,46 |
|
Терновский |
карьер |
680 |
|
465 |
|
|||||
Вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
168 |
|
168 |
|
Сульфатостойкий |
портландцемент |
1,1 |
Амвросиевский |
цементный |
за |
|
|
|
||||||||||
марки |
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
вод |
|
|
|
350 |
|
291 |
0,60 |
|
Щебень |
из гранита |
(объем |
пустот |
1,37 |
|
Мичуринский |
карьер |
1-250 |
|
897 |
|
|||||||
48%, |
|
размер |
зерен |
от |
10 |
до |
30 мм) |
|
|
|
||||||||
Песок |
(объем |
пустот |
44%) |
|
1,36 |
|
Местный |
|
|
|
670 |
|
4,92 |
|
||||
Вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
|
180 |
|
Портландцемент марки |
500 |
|
|
1,2 |
|
Белгородский |
цементный |
380 |
|
316 |
0,51 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
завод |
|
|
|
|
|||
Щебень |
из гранита |
(объем |
пустот |
|
|
Мудреновский |
карьер |
1000 |
|
660 |
|
|||||||
52%, |
|
размер |
зерен |
до |
30 |
мм) |
1,5 |
|
|
|
||||||||
Показа тель под виж
ности, см
.18
15
8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение |
табл. 2 |
|
|
|
|
|
|
|
О бъем- |
Завод-изготовитель, |
|
Расход |
компонентов |
- |
Показа |
|
|
Компоненты |
|
|
|
на 1 |
мъ бетона |
|
тель под |
|||||
|
|
|
ный вес, |
карьер |
|
|
|
В\Ц |
виж |
||||
|
|
|
|
|
|
кГ\л |
|
|
|
кГ |
л |
|
ности, см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Песок, |
отходы от. дробления |
гранита |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
(объем пустот |
38%) |
|
|
1,68 |
Мудреновский |
карьер |
|
760 |
4Ö2 |
|
|
||
Вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
193 |
193 |
|
|
Портландцемент |
марки |
500 |
|
1,2 |
Белгородский |
цементный |
за |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
вод |
|
|
330 |
275 |
0,62 |
4 |
Щебень из гранита |
(объем |
пустот |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
52%, размер зерен от 10 до 30мм) |
1,5 |
Мудреновский |
карьер |
|
1280 |
852 |
|
|
|||||
Песок |
(объем пустот |
50%) |
|
1,2 |
Марьяновский |
карьер |
|
640 |
•533 |
|
|
||
Вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
265 |
265 |
|
|
Портландцемент |
БТЦ |
|
|
1,3 |
Николаевский |
цементный |
за |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
вод (Дрогобычская область) |
380 |
292 |
0,52 |
5 |
||
Щебень из кварцита (объем пустот |
|
_ |
|
|
|
|
|
|
|||||
46%, размер зерен до 20 мм) |
1,55 |
|
|
1328 |
864 |
|
|
||||||
Песок (объем пустот 43 %) |
|
1,2 |
Марьяновский |
карьер |
|
4.15 |
3(47 |
|
|
||||
Вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
173 |
173 |
|
|
Портландцемент |
марки |
400 |
|
1,2 |
Амвросиевский цементный |
за |
|
|
|
|
|||
Щебень из гранита |
(объем пустот |
|
вод |
|
|
280 |
233 |
0,57 |
6 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
50%, размер зерен от 10 до ЗОлм^ |
1,14 |
Крессовский карьер |
|
•1260 |
1105 |
|
|
||||||
Песок |
(объем пустот |
49%) |
|
1,3 |
Марьяновский |
карьер |
|
680 |
523 |
|
|
||
Вода " |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
160 |
160 |
|
|
:.- --<>
,' . S . {:
Ъ. С f
—'2I . »I 3 сЛ5
!U •• X \
!о-
оъ » !
' • J ГО |
I |
Продолжение табл. 2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объем- I |
Завод-изготовитель, |
Расход компонентов |
||
|
|
|
Компоненты |
|
|
|
на 1 лЗ |
бетона |
||||||
|
|
|
|
|
ный вес, і |
карьер |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кГИ I |
|
кГ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шлакопортландцемент |
марки |
300 |
1,1 |
Криворожский |
цементный |
за |
436 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вод |
|
480 |
|
Щебень |
из |
гранита |
|
(объем |
|
пустот |
1,48 |
Николаевский |
карьер |
1250 |
844 |
|||
50%, |
размер |
зерен |
от |
20 |
до |
30 мм) |
||||||||
Песок (объем |
пустот |
40%) |
|
|
1,4 |
Марьяновский |
карьер |
520 |
371 |
|||||
Вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
220 |
220 |
|
Сульфатостойкий |
шлакопортландце |
1,1 |
Днепродзержинский цемент |
291 |
||||||||||
мент марки |
400 |
|
|
|
|
|
|
ный завод |
|
320 |
||||
Щебень |
из |
гранита |
|
(объем |
пустот |
|
|
|
|
|
||||
50%, |
крупность |
зерен |
от |
10 до |
|
Крессовский |
карьер |
1280 |
915 |
|||||
30 |
мм) |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,4 |
||||
Песок |
(объем |
пустот |
48%, |
приме |
1,3 |
Марьяновский |
карьер |
670 |
546 |
|||||
сей |
5%) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
180 |
|
Показа тель под
в\ц виж
ности, см
0,46 5
0,56 8
транспортировке на большие расстояния в бетонную смесь добавляют сульфат натрия примерно 0,2—0,5% от веса цемента. Во всех случаях состав бетона зависит от горно-геологических условий, принятой технологии до ставки бетонной смеси и организации работ по крепле нию выработок.
Примерные составы |
наиболее употребляемых |
бетонов |
|||
для крепления шахтных |
стволов |
приведены в |
табл. 2 |
||
[19]. |
|
|
|
|
|
Контроль |
за |
качеством |
работ |
|
|
Горные выработки |
являются |
ответственными инже |
|||
нерными сооружениями. |
Поскольку |
крепь — основной |
|||
конструктивный элемент горного сооружения, она долж на строго соответствовать проектным параметрам, вы полнена из бетона требуемой марки, быть водонепрони цаема и стойка против агрессивной среды [20]. При возведении крепи из быстротвердеющего бетона с транс портированием бетонной смеси по трубам, а также с помощью пневмобегоноукладчиков за передвижные ме таллические опалубки технология крепления упрощается, но значительно повышаются требования к качеству и ор ганизации работ.
Для обеспечения требуемого качества бетонной кре пи надо систематически контролировать компоненты, со блюдая заданную дозировку, порядок и продолжитель ность выполнения отдельных операций при приготовле нии, транспортировке и укладке смеси. Ежесуточно сле дует проверять исправность весовых дозаторов и объем ных мерников на бетонорастворных узлах или заводах. Систематически необходимо контролировать качество бетона в разный период твердения, особенно быстротвердеющих смесей. Контроль качества бетона, его со ставляющих и бетонных работ должен осуществляться лабораторией, инспекцией по качеству работ, авторским надзором проектной организации.
Цементы можно использовать только по получении предварительного заводского паспорта и лабораторных испытаний. Категорически запрещается применять це менты, не отвечающие требованиям ГОСТов. Цемент, прибывший на строительство, должен быть оформлен со ответствующим актом.
18
|
Для контроля качества бетонной смеси и твердеюще |
||||
го |
бетона крепи |
необходимо: |
|
||
|
а) проверять чистоту и влажность заполнителей; |
||||
|
б) проверять дозировку составляющих бетонной сме |
||||
си |
на |
пластичность; |
|
|
|
|
в) |
замерять |
температуру составляющих |
бетонной |
|
смеси |
при выходе из бетономешалки и перед укладкой |
||||
за |
опалубку; |
|
|
|
|
|
г) определять консистенцию (подвижность) бетонной |
||||
смеси; |
|
|
|
|
|
|
д) |
наблюдать |
за |
температурой твердеющего бе |
|
тона; |
|
|
|
|
|
|
е) проверять прочность бетона на сжатие путем ис |
||||
пытания контрольных |
образцов. |
|
|||
|
Чистоту и влажность заполнителей следует |
проверять |
|||
каждую смену. Пробу берут непосредственно из бунке ров бетоносмесительного узла. Одновременно необходи мо контролировать правильность дозировки составляю щих бетонной смеси и ее пластичность. Особое внимание рекомендуется обращать на влажность каждой партии песка, поступающего в бункер бетоносмесительного узла. При необходимости следует корректировать весовую до зировку составляющих.
Заполнители, применяемые для приготовления бетон ной смеси, по поступлении на шахту надо предваритель но испытать, а результаты занести в карту испытаний. Пробы песка и щебня отбирают непосредственно из ва гона согласно ГОСТу 8267—64 (для песка) и ГОСТу 8736—67 (для щебня).
Подвижность бетонной смеси определяют на бетонорастворном узле (заводе) не реже двух раз в смену, пе ред спуском бетонной смеси в шахту — не реже двух раз в смену, при выходе из бетонопровода и при непо средственной укладке за опалубку — не реже одного ра за в смену. Зимой необходимо определять температуру бетонной смеси перед укладкой и температуру воздуха в выработке. Полученные данные о температуре и пла стичности бетонной смеси заносят в журналы изготовле ния бетона и производства бетонных работ.
Одной из важнейших характеристик при механизиро ванной укладке бетона и транспортировании бетонных смесей по трубам является подвижность бетонной смеси, которую обычно проверяют с помощью стандартного ко-
2* 19