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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

1017862 «Портландцемент,

шлакопортланд-

цемент,

пуццолановый

портландцемент

и их

разновид­

ности». Относительные

свойства

различных

цементов

приведены

в табл. 3.

Согласно

СНиП

1-В. 362 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