Вяжущие средства и растворы для изготовления горной крепи - Технологии горнодобывающей промышленности

Естественные или искусственные материалы, которые после затворения водой или введения отвердителя образуют пластическое тесто, постепенно затвердевающее и служащее для связи в одно целое каменных материалов, принято называть вяжущими материалами (или просто вяжущими). Наиболее распространенным вяжущим для возведения горной крепи является цемент. При затворении цемента водой образуется цементное тесто. Вследствие взаимодействия цемента с водой происходит его схватывание в течение от 30 мин до 12 ч., которое переходит в процесс затвердевания.

После схватывания цементного теста наступает период твердения, в течение которого механическая прочность образовавшегося цементного камня постепенно нарастает. Наилучшие условия твердения обеспечиваются во влажной среде при температуре от 15 до 20°С. При температуре менее 5°С скорость схватывания и твердения значительно снижается, а при --10°С схватывание прекращается.

В горном деле и строительстве широкое распространение получил портландцемент (силикатный цемент) марок 300, 400, 500 и 600 (ГОСТ 10173--75). Марка цемента характеризует предел прочности при сжатии образцов, изготовленных из раствора состава 1:3 (одна часть цемента и три части песка по объему) при водоцементном отношении. В: Ц.=0,4. Образцы размером 40х40х160 мм испытывают через 28 суток на изгиб и сжатие. У обычного портландцемента начало схватывания должно наступать не ранее чем через 45 мин и заканчиваться не позднее чем через 12 ч с момента затворения. Для сокращения срока схватывания в цемент добавляют 1,5--5% по массе хлористого кальция. В настоящее время выпускается также быстросхватывающий цемент.

При агрессивных шахтных водах применяют специальные цементы: глиноземистый, шлаковый, портландцемент и др.

Растворы, применяемые в качестве крепежного материала, представляют собой правильно подобранные смеси, состоящие из цемента, песка и воды. Растворы применяют в пластичном состоянии при каменной кладке, торкретировании стенок выработки, тампонировании пустот за крепью, для закрепления металлических стержней в горной породе для подвески труб, при анкерной, железобетонной крепи и др. Маркой раствора называют предел прочности при сжатии, выраженный в 105 Па, кубиков со стороной 7 см через 28 дней после изготовления. Для каменной кладки применяют растворы марок 100, 75 и 50. Приближенно марка раствора может определяться по формуле Rр=Rц(1/n--0,05)+5, где Rц -- марка цемента; n -- число объемных частей песка на одну объемную часть цемента. При небольшом объеме работ раствор готовят вручную, а при значительных объемах -- в растворомешалках. Готовят также сухие смеси с гидрофобными добавками, которые даже без специальной упаковки сохраняют свои свойства длительное время (до затворения водой), т. е. сохраняются без комкования и потери активности.

Полимерные или пластрастворы состоят из вяжущего, отвердителя, наполнителя, замедлителя и пластификатора. Пластрастворы могут применяться для упрочнения песков, трещиноватых пород и при анкерной крепи. В качестве наполнителя может применяться песок, а в качестве вяжущего -- синтетические смолы. В зависимости от вида смолы отвердителями служат: соляная или щавелевая кислоты, хлористый аммоний и др.

Полимерные растворы на геологоразведочных работах получили пока небольшое распространение и применяются для изготовления стеклопластика, используемого в качестве затяжки при креплении шурфов круглого сечения.

Похожие статьи




Вяжущие средства и растворы для изготовления горной крепи - Технологии горнодобывающей промышленности

Предыдущая | Следующая