井巷施工技术6、巷道支护1.ppt

第六章巷道支护 煤巷锚杆支护 侯朝炯 郭励生 勾攀峰等 中国矿业大学出版社 巷道围岩控制的普遍原理与技术 围岩应力P 围岩强度 c 支护反力Pi是巷道围岩控制的三个技术途径 三种类型 第一类为各种被动支护形式 包括木棚支架 钢筋混凝土支架 金属型钢支架 料石碹 混凝土及钢筋混凝土碹等 第二类是以锚杆支护为主 旨在改善巷道围岩力学性能的积极支护形式 包括锚喷支护 锚网支护 锚喷网支护等 第三类是以锚杆和注浆加固为主的积极主动加固形式 如锚注支护 预应力锚索支护技术等 第一节支护材料 棚式支架 石材整体支护 锚喷支护梯形金属支架料石金属锚杆 锚索拱形可缩金属支架砖木锚杆木支架混凝土竹锚杆钢筋混凝土支架钢筋混凝土金属网混凝土 水泥是一种加水拌合而成的可塑性浆体 能将砂 石等散粒材料胶结成为整体并经物理和化学过程形成坚硬的人造石结构 建筑工程用水泥为普通水泥 包括硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 专用水泥 高铝水泥 快硬 高强 耐腐蚀 国防 道路 抢修 膨胀水泥 防水沙浆 构件 管道接头 防渗抹面 白色水泥 原料和制作设备及过程 彩色水泥 氧化铁 氧化锰 氧化铬 快硬水泥 抢修工程 抗冲击及抗震性工程 耐硫酸盐水泥 一 水泥 1 硅酸盐水泥 熟料的矿物组成 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 黑色球状 矿物性能 单独与水作用 7 200 m 0 007 0 2mm 水泥颗粒愈细 表面积愈大 水化愈快 其早期强度和后期强度都越高 但在空气中硬化收缩性大 成本高 筛分法 0 08mm方孔标准筛筛余量不得超过10 水泥的细度 初凝 加水拌和直到开始失去塑性 搅拌 运输 浇捣和砌筑 应大于45min 终凝 加水拌和直到失去塑性产生强度 尽快硬化 产生强度 所需的时间 硅酸盐水泥小于6 5h 硬化 终凝后形成坚硬人造石 水泥的凝结时间 细度 水灰比 水泥和标准沙 1 2 5 定量水 水灰比0 5 制成标准试件 4 4 16cm 养护 试验 抗折抗压 温度20 1 相对湿度 90 3d 28d强度和标号 425 425R 525 525R 625 625R 见表6 2 水泥的强度 矿物成分和细度 按不同品种 标号及出厂日期存放 一般存储条件下 三个月后强度降低10 20 六个月后强度降低15 30 1年后强度降低25 40 水泥的水化热 水泥的水化反应是放热反应 其水化过程放出的热称为水泥的水化热 水泥的贮存条件 硅酸盐水泥的应用 标号高 重要结构的高强混凝土 钢筋混凝土 预应力混凝土 凝结硬化快 喷射混凝土支护 耐冻性好 冬季施工和遭受反复冻融工程 水化热多 周期长 不适用于大体积混凝土 抗软水及化学腐蚀性差 不适宜于海水 矿物水 流动的淡水及有水压的水 或体积膨胀或生成溶于水的氢氧化钙 铝化钙等 活性混合材料 产生胶凝性的水化产物 在空气和水中均能硬化 如粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰 非活性混合材料 粘土 石灰石 石英砂等 作用 提高产量 降低标号 降低水化热 扩大使用范围活性材料能改善某些性能 2 水泥混合材料 组成 硅酸盐水泥熟料 少量混合材料 适量石膏 普通水泥 活性掺量少于15 非活性掺量少于10 调节水泥的强度等级 标号 325 325R 425 425R 525 525R 性能 基本性能同硅酸盐水泥 凝结硬化速度慢 抗冻及耐磨性差 凝结时间要求一样使用 标号广 便于使用 3 普通硅酸盐水泥 组成 硅酸盐水泥熟料 粒化高炉矿渣 20 70 适量石膏 应用 抗软水及化学腐蚀性较强 可用于水工和海港工程 用水量大 保水性差 干缩性大 故抗冻性 抗渗性差 4 矿渣硅酸盐水泥 组成 硅酸盐水泥熟料 火山灰质混合材料 20 50 适量石膏 应用 硬化慢 湿热敏感性高 适用于采用蒸汽养护的工程 不宜有早强要求的工程和低温工程 水化热少 同标号普通水泥的70 用于大体积混凝土 潮湿环境中产生膨胀胶化作用 用于抗渗要求较高的工程 初期析水速度快 产生收缩裂纹 在干燥环境中不宜采用 用水量大 干缩性大 故抗冻性差 5 火山灰质硅酸盐水泥 组成 硅酸盐水泥熟料 粉煤灰 20 40 适量石膏 应用 硬化较慢 早期强度较低 不宜有早强要求的工程和低温工程 水化热少 同标号普通水泥的70 可用于大体积混凝土 6 粉煤灰硅酸盐水泥 二 混凝土 1 混凝土品种 按干表观密度 105 5 干燥至恒重 的大小 重混凝土 干表观密度大于2600kg m3 防x射线和 射线 如重晶石混凝土 钢屑混凝土等 普通混凝土 1900 2500kg m3 房屋 桥梁 道路等 轻混凝土 干表观密度小于1900kg m3 保温或轻质结构 轻骨料混凝土 800 1900kg m3 火山渣 膨胀矿渣及煤渣等制成 泡沫混凝土 加气混凝土等 300 1200kg m3 泡沫和发气剂 大孔混凝土 不加细骨料 防水混凝土 耐热混凝土 喷射混凝土 耐酸混凝土等 水泥 砂子 石子 水 决定着混凝土的成本和强度品种 工程特点和环境条件标号 水泥标号为混凝土强度等级的1 5 2倍 2 组成材料 水泥 按粒径大小分为细骨料和粗骨料 粒径在0 15 4 75mm间的称为细骨料 粒径在4 75mm以上的称为粗骨料 骨料占混凝土体积的70 80 矿影响其性能 骨料的技术性能要求 有害杂质少 妨碍水泥与砂的粘结 降低强度 具有良好的颗粒形状 影响流动性及黏结强度 适宜的颗粒级配和细度 节约水泥 提高强度 砂的粗细程度和颗粒级配用筛分法测定 粗骨料常用的有卵石和碎石两类 骨料 经拌和后形成的拌合物应具有一定的和易性 混凝土应在规定龄期达到设计要求的强度 混凝土应具有适应其所处环境的耐久性 经济合理 在保证质量前提下 降低造价 3 混凝土的技术性质 是指混凝土拌和物易于施工操作 拌和 运输 浇筑和捣实 并能获得质量均匀 成型密实的性能 指标 流动性 粘聚性 保水性 测定 坍落度 和易性 坍落度选择 水泥标号和水灰比 经验公式 C W 每m3混凝土水泥及水的用量 kg A B 经验系数 碎石A 0 46 B 0 07 卵石A 0 48 B 0 33 骨料的品质和级配 施工及养护条件 7天 温度 湿度 搅拌及震捣等 立方试块 15 15 15cm 标准条件 水温20 3 相对湿度 90 28天抗压强度 强度等级C7 5 C10 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60十二个等级 强度等级 1 提高水泥标号 2 降低水灰比 为改善和易性 可掺加减水剂 3 采用级配好且干净的砂 高强度石子 4 加强养护 保证适宜的温度 较高的湿度 或采用湿热处理 蒸汽养护 来提高早期强度 5 加强搅拌和振捣 6 添加增强材料 如硅粉 钢纤维等 提高混凝土强度的方法 4 混凝土的改性剂 混凝土拌合时或拌合前可掺入一定量的改性剂 包括减水剂 早强剂 速凝剂 防冻剂等 可显著改善混凝土某些性能 如提高最终强度或初期强度 早强 改善和易性 提高耐久性及节约水泥等 减水剂 不改变水灰比条件下 提高流动性 不改变流动性条件下 减少水灰比以提高混凝土强度 速凝剂 加速水泥硬化 初凝1 5min 终凝10min 提高早期强度 但对后期强度影响较大 混凝土配合比指混凝土组成材料间的数量比例关系 混凝土配合比表示方法有两种 1 以1m3混凝土中各组成材料的质量表示 如水泥336kg 砂654kg 石子1215kg 水195kg 2 以水泥质量为1 表示出各成份的质量比 如 1 1 95 3 52 0 58