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      噴射混凝土支護作業(yè)材料及主要工藝參數(shù)確定

      2017-03-10 22:42:37田應平
      中國科技縱橫 2017年1期
      關鍵詞:配合比水泥

      田應平

      摘 要:噴射混凝土支護目前在煤礦井巷工程中得了到普通應用,選擇合適的材料和確定合理的工藝參數(shù)可以顯著地提高噴射強度、減少回彈率。本文首先對噴射混凝土材料選擇作出了說明,然后總結(jié)我國噴射混凝士的實踐經(jīng)驗,研制了井巷支護中噴射混凝土的重量配合比可參照表,最后對工藝參數(shù)作了詳細的論述,對指導噴射混凝土施工具有重要意義。

      關鍵詞:水泥;配合比;噴射混凝土

      中圖分類號:TE24 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)01-0167-01

      1 噴射混凝土材料

      1.1 水泥

      噴射混凝土要求凝結(jié)快、早期強度高。噴射混凝土使用水泥標號一般不應低于425#。近年來,為適應噴射混凝土的發(fā)展,改善施工工藝,研制出超早強水泥、煤矸石速凝早強水泥和噴射水泥等,都具有明顯的速凝、快硬、早強、高強和微膨脹等優(yōu)良性能。使用這些水泥進行噴射混凝土時,不再需要添加速凝劑。

      1.2 砂

      一般用中砂或粗中砂混合的石英砂為最好。砂子使用前應過篩,含泥量超過3%時,要用水沖洗。

      1.3 石子

      可采用堅硬的河卵石或碎石。卵石本身強度高,表面光滑,有利于在管道中輸送,可以減少堵管現(xiàn)象。故在條件許可范圍內(nèi),應優(yōu)先采用河卵石作粗骨料。石子使用前應篩洗。河卵石粒徑不應大于20mm,級配要適中。

      1.4 水

      水質(zhì)要潔凈,不應含有雜質(zhì)。污水、PH值大于4的酸性水和硫酸鹽含量按SO4。計超過水重1%的水都不許使用。

      1.5 速凝劑

      速凝劑的使用效果與水泥品種有著密切關系,不同的速凝劑對于:不同品種的水泥的適應性是有差異的,因此使用前應根據(jù)所用水泥的性能、施工溫度等條件按速凝劑出廠說明書的要求進行水泥凈漿凝結(jié)試驗,決定最佳摻量。

      摻量一般為水泥重量的2.5%~4%。要求3~5min初凝。

      2 噴射混凝土的配合比

      配合比的合理與否對噴射混凝士的效果關系極大,應根據(jù)不同的用途和噴射部位來確定。合適的配合比應使噴射混凝土層有足夠的抗壓、抗拉和粘結(jié)強度,以及收縮變形值小,同彈率低??偨Y(jié)我國噴射混凝士的實踐經(jīng)驗,井巷支護中噴射混凝土的重量配合比可參照表1選用。

      3 噴射混凝土的主要工藝參數(shù)

      3.1 噴射機的工作風壓

      根據(jù)經(jīng)驗得知:當輸料長度l0~15m,噴頭距受噴面1~1.2m,混凝土的配合比為1:2:2時,WG一25型噴射機的風壓一般為0.09~0.12MPa;LHP一701型噴射機為0.15~0.13MPa。其它條件不變時,工作風壓隨水平輸料管長度增加而增大的關系基本上是線性關系。我國建筑科學研究院經(jīng)研究得出如下公式:

      空載壓力:0.001×輸料管長度(m)MPa

      工作壓力=0.1+0.0013×輸料管長度(m)MPa

      3.2 水壓

      水壓應比風壓大0.1MPa左右,以利于從水環(huán)射出的水能充分濕潤瞬間通過噴頭的混合料。一般噴頭供水壓力為0.25MPa。

      3.3 水灰比

      水灰比是一個重要參數(shù)。根據(jù)試驗,最適宜的水灰比介于0.4~0.5之間,在這個范圍內(nèi),噴射混凝土的強度高而同彈率低。但因噴射工藝無法定量加水來控制水灰比,只能依靠噴射手根據(jù)施工經(jīng)驗操作水閥控制給水量。一般來說,給水算l不足時,噴層表面出現(xiàn)干斑,回彈率增大,粉塵飛揚,混凝土不密實;若水量過大,則混凝土產(chǎn)生滑移以致流淌。合適的水灰比應使剛噴射過的混凝土表面有一層水亮光澤,粘塑性好,一次噴射厚度較大。

      3.4 噴頭與噴射面的距離及傾角

      工作風壓一定時,若噴頭距受噴面太近,會使灰漿四濺,回彈率劇增;若此距離太遠則會造成料束分散、搗固無力、骨料大量墜落。因此,因合理調(diào)整噴頭與受噴面的距離。一般此距離在0.4~1.0m之間為宜。

      實踐證明,噴頭噴射方向與受噴面垂直時,回彈最小,當噴頭與受噴面斜交時,必然出現(xiàn)。一個平行于受噴面的噴射分力,這個分力不利于噴射混凝土和巖面粘著,增加了回彈量。噴頭與受噴面夾角愈小,回彈愈多,因此,除了噴巖幫側(cè)墻下苛:日寸,噴頭的噴射角可下俯10°~l5°,其它方向始終要求噴頭的噴射方向垂直于受噴面。

      3.5 一次噴射厚度

      一次連續(xù)噴射混凝土的厚度應當適宜。若一次噴射厚度過大,在重力作用下,混凝土顆粒之間的凝聚力被克服,混凝土就要發(fā)生墜落,造成回彈率的急劇增大。但一次噴射厚度也不能太小,否則石子無法嵌入灰漿層中,也會造成回彈率增加。參考全國先進生產(chǎn)礦井的情況,確定一次噴射厚度的最佳值為:噴墻,70~80mm,噴拱項部位,30~40mm。

      3.6 噴層之間的間隔時間

      間歇時間需視水泥品種、施工時的溫度和速凝劑的摻量等因素而定。常溫(15℃~20℃)下使用摻有速凝劑的普通硅酸鹽水泥時,多層噴射混凝士的噴射間歇時間為15~30min;不加速凝劑時應隔4h左右。溫度較低或采用凝結(jié)慢的水泥時,間隔時間還應適當延長。

      3.7 拌合料的靜放時間

      攪拌好的噴射混凝土干料,應嚴格控制靜放時間,否則會使噴層結(jié)構(gòu)疏松,強度降低,回彈率增大。摻有速凝劑時,靜放時間不得超過15min;不摻速凝劑時不得超過2h。

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