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喷射混凝土支护作业材料及主要工艺参数确定
喷射混凝土支护作业材料及主要工艺参数确定 摘 要:喷射混凝土支护目前在煤矿井巷工程中得了到普通应用,选择合适的材料和确定合理的工艺参数可以显著地提高喷射强度、减少回弹率。本文首先对喷射混凝土材料选择作出了说明,然后总结我国喷射混凝士的实践经验,研制了井巷支护中喷射混凝土的重量配合比可参照表,最后对工艺参数作了详细的论述,对指导喷射混凝土施工具有重要意义
关键词:水泥;配合比;喷射混凝土
中图分类号:TE24 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)01-0167-01
1 喷射混凝土材料
1.1 水泥
喷射混凝土要求凝结快、早期强度高。喷射混凝土使用水泥标号一般不应低于425#。近年来,为适应喷射混凝土的发展,改善施工工艺,研制出超早强水泥、煤矸石速凝早强水泥和喷射水泥等,都具有明显的速凝、快硬、早强、高强和微膨胀等优良性能。使用这些水泥进行喷射混凝土时,不再需要添加速凝剂
1.2 砂
一般用中砂或粗中砂混合的石英砂为最好。砂子使用前应过筛,含泥量超过3%时,要用水冲洗
1.3 石子
可采用坚硬的河卵石或碎石。卵石本身??度高,表面光滑,有利于在管道中输送,可以减少堵管现象。故在条件许可范围内,应优先采用河卵石作粗骨料。石子使用前应筛洗。河卵石粒径不应大于20mm,级配要适中
1.4 水
水质要洁净,不应含有杂质。污水、PH值大于4的酸性水和硫酸盐含量按SO4。计超过水重1%的水都不许使用
1.5 速凝剂
速凝剂的使用效果与水泥品种有着密切关系,不同的速凝剂对于:不同品种的水泥的适应性是有差异的,因此使用前应根据所用水泥的性能、施工温度等条件按速凝剂出厂说明书的要求进行水泥净浆凝结试验,决定最佳掺量
掺量一般为水泥重量的2.5%~4%。要求3~5min初凝
2 喷射混凝土的配合比
配合比的合理与否对喷射混凝士的效果关系极大,应根据不同的用途和喷射部位来确定。合适的配合比应使喷射混凝土层有足够的抗压、抗拉和粘结强度,以及收缩变形值小,同弹率低。总结我国喷射混凝士的实践经验,井巷支护中喷射混凝土的重量配合比可参照表1选用
3 喷射混凝土的主要工艺参数
3.1 喷射机的工作风压
根据经验得知:当输料长度l0~15m,喷头距受喷面1~1.2m,混凝土的配合比为1:2:2时,WG一25型喷射机的风压一般为0.09~0.12MPa;LHP一701型喷射机为0.15~0.13MPa。其它条件不变时,工作风压随水平输料管长度增加而增大的关系基本上是线性关系。我国建筑科学研究院经研究得出如下公式:
空载压力:0.001×输料管长度(m)MPa
工作压力=0.1+0.0013×输料管长度(m)MPa
3.2 水压
水压应比风压大0.1MPa左右,以利于从水环射出的水能充分湿润瞬间通过喷头的混合料。一般喷头供水压力为0.25MPa
3.3 水灰比
水灰比是一个重要参数。根据试验,最适宜的水灰比介于0.4~0.5之间,在这个范围内,喷射混凝土的强度高而同弹率低。但因喷射工艺无法定量加水来控制水灰比,只能依靠喷射手根据施工经验操作水阀控制给水量。一般来说,给水算l不足时,喷层表面出现干斑,回弹率增大,粉尘飞扬,混凝土不密实;若水量过大,则混凝土产生滑移以致流淌。合适的水灰比应使刚喷射过的混凝土表面有一层水亮光泽,粘塑性好,一次喷射厚度较大
3.4 喷头与喷射面的距离及倾角
工作风压一定时,若喷头距受喷面太近,会使灰浆四溅,回弹率剧增;若此距离太远则会造成料束分散、捣固无力、骨料大量坠落。因此,因合理调整喷头与受喷面的距离。一般此距离在0.4~1.0m之间为宜
实践证明,喷头喷射方向与受喷面垂直时,回弹最小,当喷头与受喷面斜交时,必然出现。一个平行于受喷面的喷射分力,这个分力不利于喷射混凝土和岩面粘着,增加了回弹量。喷头与受喷面夹角愈小,回弹愈多,因此,除了喷岩帮侧墙下苛:日寸,喷头的喷射角可下俯10°~l5°,其它方向始终要求喷头的喷射方向垂直于受喷面
3.5 一次喷射厚度
一次连续喷射混凝土的厚度应当适宜。若一次喷射厚度过大,在重力作用下,混凝土颗粒之间的凝聚力被克服,混凝土就要发生坠落,造成回弹率的急剧增大。但一次喷射厚度也不能太小,否则石子无法嵌入灰浆层中,也会造成回弹率增加。参考全国先进生产矿井的情况,确定一次喷射厚度的最佳值为:喷墙,70~80mm,喷拱项部位,30~40mm
3.6 喷层之间的间隔时间
间歇时间需视水泥品种、施工时的温度和速凝剂的掺量等因素而定。常温(15℃~20℃)下使用掺有速凝剂的普通硅酸盐水泥时,多层喷射混凝士的喷射间歇时间为15~30
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