Файл: Бетонная крепь, технология и механизация ее возведения..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.10.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 0
в ствол по трубам пробы отбирают на месте укладки из
разных |
мест в три приема. |
|
|
|
|
|
||
Ниже приведены основные требования к материалам |
||||||||
для приготовления бетонных |
смесей. |
|
|
|
||||
Цементы. Для устройства |
монолитной бетонной |
кре |
||||||
пи используют следующие марки цемента: |
|
|
||||||
а) в обычных условиях — портландцемент |
марок 300 |
|||||||
и 400 ГОСТ |
10178—62 и выше; |
|
|
|
|
|||
б) в особых случаях, когда требуется, чтобы |
бетон |
|||||||
ная крепь быстро достигла заданной |
прочности,—быст- |
|||||||
ротвердеющий портландцемент, а при наличии |
агрессив |
|||||||
ной среды — сульфатостойкий |
портландцемент |
марки не |
||||||
ниже 300 ГОСТ 10178—62. |
|
|
|
|
|
|||
Применяемые цементы должны отвечать требованиям |
||||||||
ГОСТа |
10178—62 — «Портландцемент, |
шлакопортланд- |
||||||
цемент, |
пуццолановый |
портландцемент |
и их |
разновид |
||||
ности». Относительные |
свойства |
различных |
цементов |
|||||
приведены |
в табл. 3. |
Согласно |
СНиП |
1-В. 3—62 реко |
мендуется применять цемент в зависимости от марки бе тона по прочности на сжатие (табл. 4). Цементы сле дует использовать только при наличии заводского пас
порта. Цемент, доставленный по каким-либо |
причинам |
|
без паспорта, применять запрещается. |
|
|
Заполнители. В качестве заполнителей бетона разре |
||
шается применять гравий, щебень и |
песок, |
полученные |
из твердых прочных горных пород и |
удовлетворяющие |
|
требованиям следующих ГОСТов: |
|
|
10268—70 «Заполнители для тяжелого бетона. Технические требо вания»;
10260—62 «Щебень из гравия для строительных работ. Общие требования;
8268—62 «Гравий для строительных работ. Общие требования».
Заполнители |
не должны содержать |
комков |
глины, |
пылевидных фракций и органических |
примесей. |
Круп |
|
ный заполнитель |
можно использовать |
при наличии и |
нем мелочи крупностью до 5 мм не свыше 5%. Прибыв ший материал с примесью мелочи свыше 5% надо про сеивать через сито с отверстиями 5 мм или браковать. В щебне из каменных пород наличие вскрышной массы не допускается. Для обеспечения постоянного грануло метрического состава крупный заполнитель необходимо делить на фракции. Рокомендуемые соотношения фрак-
21
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
3. |
Относительные |
|||
Свойства |
|
Пластифици |
|
|
|
|
|
|
||
|
Портланд |
рованный |
Гидрофобный |
Пуццолановый |
|
|||||
цемента |
|
цемент |
портландце |
портландцемент |
портландцемент |
|
||||
|
|
|
мент |
|
|
|
|
|
|
|
Текучесть |
|
Малая |
Повышен |
Несколько |
мень- |
Меньше, |
чем |
у |
||
теста |
|
|
ная |
|
ше, чем у |
пла |
портланд |
|
||
|
|
|
|
|
стифицирован- |
цемента |
|
|
||
|
|
|
|
|
ного |
портланд |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цемента |
|
|
|
|
|
Пластическая |
Относитель- |
Меньше, |
Высокая |
|
Значительно |
|
||||
вязкость |
|
но малая |
чем у |
порт |
|
|
|
больше, |
чем у |
|
теста |
|
|
ландцемен |
|
|
|
портландце |
|
||
|
|
|
та |
|
|
|
|
мента |
|
|
Активность |
|
Широкий |
Несколько |
Несколько |
|
На одну |
марку |
|||
|
|
диапазон: |
меньше, |
меньше, чем |
меньше, |
чем |
у |
|||
|
|
350—650 |
чем у |
|
портланд |
|
портланд |
|
||
|
|
кГ/см2 |
портланд |
цемента |
|
цемента |
|
|
||
|
|
|
цемента |
|
|
|
|
|
|
|
Отношение |
к |
Невысокий |
Эффект |
не- |
Обработка |
со- |
Высокий эф- |
|
||
тглловлаж- |
об- |
эффект об- |
сколько |
чем |
провождается |
фект обра- |
|
|||
ностной |
работки |
больше, |
внешними де- |
ботки |
|
|
||||
работке |
|
|
у портланд- |
фектами |
|
|
|
|
||
|
|
|
цемента |
|
|
|
|
|
|
|
Отношение к |
В зависи |
То же |
|
Эффект не |
|
Эффект |
боль |
|||
добавке |
|
мости от |
|
|
сколько |
боль |
ше, чем |
у порт |
||
C a C L |
|
минерало |
|
|
ше, чем |
у |
|
ландцемента |
|
|
|
|
гического |
|
|
портланд |
|
|
|
|
|
|
|
состава |
|
|
цемента |
|
|
|
|
клинкера и тонкости помола
Величина теп |
Высокая |
Несколько |
Неколько |
|
ловыделения |
|
|
меньше, чем |
ше, чем у |
|
|
|
у портланд- |
портланд |
|
|
|
цемента |
цемента |
Отношение к |
Замедление |
Несколько |
Несколько ху |
|
пониженным |
твердения и |
хуже, чем у |
же, чем у |
|
положитель |
относитель |
портланд |
портланд |
|
ным темпера |
ное |
пони |
цемента |
цемента |
турам |
жение |
проч |
|
|
ности
Значительно меньше, чем у портланд цемента
Значительно большее пони жение проч ности, чем у портланд
цемента
ность к хране |
Значитель |
Меньшее |
Малое пони |
Большее пони |
|||||
ное |
пони |
понижение |
жение прочно |
жение проч |
|||||
нию |
жение |
проч |
прочности, |
сти |
|
ности, чем |
у |
||
|
ности |
|
|
чем у |
порт |
|
|
портландцемента |
|
|
|
|
|
ландцемен |
|
|
|
|
|
Водопрони |
В |
зависи |
та |
|
|
|
|
|
|
Несколько |
Меньше, |
чем у |
Значительно |
||||||
цаемость |
мости |
|
от |
меньше, |
пластифициро- |
меньше, |
чем у |
||
|
состава |
бе |
чем у |
порт |
ванного |
порт- |
портландцемента |
||
|
тона |
и |
ка |
ландцемен |
ландцемента |
|
f |
||
|
чества |
|
|
та |
|
|
|
|
|
Опасность вы |
уплотнения |
|
|
|
|
|
|
||
Значитель |
То же |
|
То же |
|
Отсутствует |
||||
щелачиваю |
ная |
|
|
|
|
|
|
|
|
щей и обще |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислотной
коррозии
свойства цементов
Сульфатостойкий Шлакопортланд Глиноземистый Расширяющиеся
портландцемент |
|
|
|
цемент |
|
портландцемент |
|
цементы |
|
|
||||||||
Меньше, |
чем |
у |
порт |
Такая же, как у |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ландцемента |
|
|
|
портландцемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Больше, |
чем |
у |
порт |
Меньше, чем у |
|
Меньше, |
чем |
у |
— |
|
|
|||||||
ландцемента, |
|
|
во |
портландцемента |
|
портланд |
|
|
|
|
|
|||||||
меньше, чем у пуццо- |
|
|
|
|
|
|
|
цемента |
|
|
|
|
|
|
||||
ланового |
портланд |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
цемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Широкий |
диа |
||
На одну марку мень- |
|
Несколько |
меньше, |
Высокая |
|
|
||||||||||||
ше, чем у портланд- |
|
чем |
у |
|
пуццолано- |
|
|
|
пазон: |
высокая |
||||||||
цемента |
|
|
|
|
|
вого |
и |
портланд |
|
|
|
и |
несколько |
|||||
|
|
|
|
|
|
цемента |
|
|
|
|
|
|
меньше, чем |
у |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
портланд |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цемента |
|
|
|
Примерно как у |
|
|
Высокий |
|
эффект |
Эффект |
обра- |
|
|
|
|
|||||||
портландцемента |
|
|
обработки |
|
|
ботки отрица |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тельный |
|
|
|
|
|
|
Эффект |
больше, |
чем |
Эффект |
больше чем |
Эффект |
отрица- |
Эффект |
отри |
||||||||||
у портландцемента |
|
у |
портландцемен- |
тельный |
|
|
цательный |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
та |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Меньше, чем у порт- |
При низких и сред- |
Значительно |
у |
Различная |
в за |
|||||||||||||
ландцемента, |
у |
но |
них |
марках |
значи- |
больше, чем |
висимости |
|
от |
|||||||||
больше, |
чем |
пуц- |
тельно |
меньше, |
чем |
портланд |
|
вида |
цемента |
|
||||||||
цоланового |
портланд' |
у портландцемента |
цемента |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Большее |
замедление |
При |
высоких |
мар- |
Понижение |
|
Различное, в |
от |
||||||||||
твердения, |
|
чем |
|
у |
к-ах, |
как |
у |
порт- |
прочности от |
зависимости |
||||||||
портландцемента, |
но |
ландцемента |
|
сутствует |
|
вида |
цемента |
|||||||||||
меньшее, |
чем |
|
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
пуццоланового |
порт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ландцемента |
|
|
|
Как |
|
у |
портланд |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Как |
у |
портланд- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
цемента |
|
|
|
|
цемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Несколько |
|
меньше. |
Несколько |
больше, |
Меньше, чем у |
Значительно |
у |
|||||||||||
чем у |
портланд- |
чем |
у |
пуццолано- |
портланд |
|
меньше, |
чем |
||||||||||
цемента |
|
|
|
|
вого |
|
портландце |
цемента |
|
|
пуццоланового |
|||||||
|
|
|
|
|
|
мента |
|
|
|
|
|
|
|
портланд |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цемента |
|
|
|
Значительно |
|
мень |
Отсутствует |
|
Значительно |
Значительно |
|
|||||||||||
ше, чем у |
портланд |
|
|
|
|
|
|
меньше, чем |
у |
меньше, чем у |
||||||||
цемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
портланд |
|
портланд |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цемента |
|
|
цемента |
|
|
22 |
23 |
Свойства |
Портланд |
Пластифици |
Гидрофобный |
Пуццолановый |
||||||||
рованный |
|
|||||||||||
цемента |
цемент |
портландце |
портландцемент |
портландцемент |
||||||||
|
|
|
|
|
мент |
|
|
|
|
|
|
|
Опасноть |
Значитель |
То же |
|
То же |
При |
сульфато- |
||||||
магнезиаль |
ная |
|
|
|
|
|
стойком |
пуццо- |
||||
ной и |
суль |
|
|
|
|
|
|
лановом |
порт |
|||
фатной |
кор |
|
|
|
|
|
|
ландцементе |
||||
розии |
|
|
|
|
|
|
|
|
отсутствует |
|||
Морозостой |
Средняя |
Несколько |
Значительно |
Меньше, чем у |
||||||||
кость |
|
|
|
|
больше, |
чем |
больше, чем у |
портланд |
|
|||
|
|
|
|
|
у |
портланд |
портланд |
цемента |
|
|||
|
|
|
|
|
цемента |
|
цемента |
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
4. |
Назначение марок цемента в зависимости |
|
||||||||
|
|
|
|
|
от |
марок бетона |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Марки бетона |
|
|
|
|
|
ГОСТ цемента |
|
150 |
|
200 |
250 |
300 J |
400 |
|
|
500 |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||
1017®—62 |
|
400 |
|
400 |
5О0 |
500 |
600 |
|
|
600 |
||
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
700 |
10178—62 |
|
300 |
|
300 |
400 |
400 |
500 |
|
|
500 |
||
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
|
ций в зависимости от способа |
транспортировки |
приве |
||||||||||
дены в табл. 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Т а б л и ц а |
5. |
Соотношение фракций крупного |
заполнителя |
|
||||||||
Наиболь |
|
|
|
Фракции, % |
|
|
|
|
|
|
||
шая круп |
|
|
|
|
|
|
Способ |
транспорти |
||||
ность за |
5—20 мм |
|
20—40 мм |
|
40—70 мм |
ровки бетона |
||||||
полнителя, |
|
|
|
|
|
|
||||||
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
100 |
|
|
|
|
|
По |
трубам |
|||
40 |
|
|
50 |
|
50 |
|
— |
По |
трубам |
|||
70 |
|
|
25 |
|
30 |
|
45 |
Бадьями, |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вагонетками |
Песок для приготовления бетона идет с объемным весом более 1300 кГ/м3 и крупностью до 5 мм. Наличие зерен гравия в песке размером более 10 мм не допус кается, а количество зерен размером от 5 до 10 мм не должно превышать 10% по весу. Количество пылевид ных глинистых и илистых частиц, определяемых отмучиваиием, не должно превышать 3% по весу.
24
Продолжение табл. 3
Сульфатостойкий |
Шлакопортланд- |
Глиноземистый |
Расширяющиеся |
||
портландцемент |
|
цемент |
|
портландцемент |
цементы |
Отсутствует |
При |
сульфатостой- |
Отсутствует |
— |
|
ком |
шлакопорт- |
|
|||
|
ландцемента |
отсут |
|
|
|
|
ствует |
|
|
|
|
Высокая |
Несколько |
больше, |
Высокая |
|
|
|
чем |
у пуццолано- |
|
|
|
|
вого |
портландце |
|
|
мента
Вода для затворения бетонной смеси не должна со держать вредных примесей, препятствующих нормаль ному схватыванию и твердению вяжущего. Болотные и сточные воды, а также воды, загрязненные вредными примесями (кислотами, солями, маслами и т. д.), имею щие водородный показатель pH менее 4 и содержание сульфатов в расчете на S04 " более 0,27% от веса воды, применять для затворения и поливки бетона не разре шается (СНиП 1-В. 3—62).
Добавки. Для увеличения прочности бетона в ран нем возрасте следует добавлять ускоритель твердения —
хлористый кальций (СаСЬ) до 4% от веса |
цемента. |
СаС12 должен удовлетворять требованиям |
ГОСТа |
450—70 «Кальций хлористый технический». Каждая пар тия ускорителя твердения должна быть снабжена пас портом с краткой характеристикой его технических, свойств. Для увеличения подвижности бетонной смеси и уменьшения расхода цемента при одном и том же водоцементном отношении в бетонную смесь следует вводить сульфитно-спиртовую барду (ГОСТ 8518—57 «Концен траты сульфитно-спиртовой барды») до 0,2% сухого ве щества от веса цемента.
Высокомарочные бетоны
Повышение работоспособности монолитной бетонной крепи позволит значительно расширить область ее при менения. В настоящее время одним из основных резер вов повышения несущей способности монолитной бетон ной крепи является увеличение ее толщины, что удоро жает конструкцию. Между тем, существенного увеличе-
25
ния несущей способности крепи можно достичь, приме няя бетон более высоких марок. До сих пор в отечест венной практике для крепления выработок служил бетон марки 100—150, в то время как за рубежом выработки крепят бетоном марки 250—300. В связи с этим пред ставляет интерес исследование эффективности использо вания для крепления выработок высокомарочного бе тона.
Основными критериями при сравнении однотипных конструкций крепи в одинаковых условиях являются их грузонесущая способность и стоимость. Эффективность конструкции можно оценить отношением стоимости ма
териалов крепи к ее предельной |
несущей |
способности. |
||||||
Если стоимость |
крепления |
выработки определить |
до |
|||||
вольно просто, |
то рассчитать крепь |
на предельную |
на |
|||||
грузку — очень |
сложно. Это можно |
объяснить, |
с одной |
|||||
стороны, трудоемкостью задачи по определению |
усилий |
|||||||
в |
многократно |
статически |
неопределимой |
конструкции, |
||||
и |
с другой, — неопределенностью |
величины |
и распреде |
ления нагрузок, действующих на крепь. Однако вполне обосновано можно утверждать, что крепь с большей грузонесущей способностью обеспечит лучшую устойчи вость выработки.
Методы расчета конструкций крепи отличаются мно гообразием принятых расчетных схем и самой постанов кой задачи. Более точны и совершенны те из них, кото рые рассматривают формирование нагрузки на крепь о учетом сил отпора пород, но, вместе с тем, эти методы весьма сложны и трудоемки. Из существующих методов расчета монолитных крепей с учетом сил отпора пород достаточно универсальным является метод «Метропроекта» [8] . Он позволяет определять усилия в крепи любо
го очертания с произвольным расположением |
шарниров, |
|
не ограничивая характер внешней нагрузки. |
Причем |
|
усилия можно вычислить с любой требуемой |
точностью. |
|
Этот метод наиболее |
подходит для определения усилий |
|
в крепи при расчете |
ее по предельным состояниям. |
В качестве деформационной характеристики породы служит коэффициент постели, указывающий на пропор циональность между напряжениями и осадками (гипоте за Винклера—Шведлера). Величина этого коэффициента значительно сказывается на усилия в крепи только при относительно небольших его значениях. Так, если коэф-
26