• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8
• часть 9

После определения оптимального количества добавки производится проверка прочности цементно-песчаного раствора. Прочность определяется на образцах-кубиках размерами 3х3 x 3 см, приготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1 : 3 (цемент: песок по массе). Ввиду того что цементно-песчаный раствор с добавкой быстро схватывается, образцы должны приготовляться из небольших порций смеси. Навески (цемента 50 г, песок 160 г) и добавка перемешиваются в металлической или фарфоровой чаше. Затем в смесь вводится вода в количестве 20 — 25 см³ что соответствует водоцементному отношению 0,4—0,5.

После перемешивания раствор быстро (до начала схватывания) укладывается в формы на один час, после чего образцы распалубливаются.

Количество образцов назначается из расчета на проведение 5 серий испытаний в возрасте 3 ч, 1, 3, 7 и 28 суток. Одновременно изготавливаются и испытываются контрольные образцы из цементно-песчаного раствора аналогичного состава без добавки.

Прочность образцов с добавкой в возрасте 1, 3, 7 и 28 суток не должна быть ниже прочности контрольных образцов того же состава

Пример. Расчет состава сухой смеси, определение режима нанесения и ориентировочного состава набрызгбетона

Исходные данные. 1. Характеристики материалов: цемента — портландцемент марки 400, ПГЦТ = 28%; песка кварцевого — g _п = 2,65; g _{нас × п} = 1,56; = 3,27; содержание пыли 3%, глины и ила 2%; содержание органических примесей — в пределах нормы; щебня g _щ =2,66 g _{нас × щ} = 1,38; НКЩ = 15 мм. Гранулометрические составы песка и щебня представлены в табл. 7 и 8.

Таблица 7

Таблица 8

2. Производственные условия: дозировка материалов — по массе; общая культура производства — низкая; коэффициент вариации V _п = 16%; производственный коэффициент К=0,91.

3. Применяемое оборудование: набрызгбетон-машина СБ-67 производительностью 4 M ³ /4; длина материального шланга 40 м; диаметр шланга 50 мм; камера смешения отнесена от сопла на 4 м; вода подается водяным насосом.

Задание. Подобрать состав набрызгбетона со следующими свойствами: В 22,5 (средняя прочность при коэффициенте вариации V _п =13,5%, =30,4 МПа); F 300; W6 (для вторичной обделки), расчетная толщина d = 15 см.

Решение. 1. Определяем водоцементное отношение по формуле (9) , а значение А — по табл. 2.

2. Уточняем водоцементное отношение.

Из условий службы бетона по водонепроницаемости В/Ц < 0,55. В зависимости от марки бетона по морозостойкости для F 300 В/Ц < 0,5. Принято наименьшее значение В/Ц = 0,475.

3. Определяем расход воды в зависимости от крупности заполнителя и жесткости набрызгбетонной смеси по рис. 1.

Исходя из того, что оптимальная жесткость набрызгбетонной смеси равна 20 с, крупность щебня 5 — 15 мм, расход воды равен 175 л/м³ .

Уточняем расход воды в зависимости от вида применяемых материалов по табл. 4.

л.

Принят расход поды В = 178 л/м³ .

4. Определяем расход цемента на 1 м³ набрызгбетона.

кг/м³ .

Тогда количество на 1 м³ сухой смеси определяем по формуле (5).

.

5. Определяем соотношение между песком и щебнем (долю песка в смеси заполнителей r _см ) в зависимости от марки цемента, модуля крупности песка М_к и необходимой прочности набрызгбетона, а также с учетом коэффициента производственных условий К по рис. 2.

Для МПа, М_ц = 400, М_к = 3,27 r = 0,7.

6. Расход песка определяем из условия

П_см = ( g _{c м} — Ц_{c м} )r _см = (1440—313) × 0,7=789 кг/м³

7. Количество щебня в смеси будет

Щ_см = g _см  — Ц_см — П_см = 338 кг/м³

Исходный состав на 1 м³ сухой смеси, кг/м³ :

Ц_см = 313; П_см = 789; Щ_см = 338.

8. Выбор оптимального режима нанесения набрызгбетона: для материального шланга длиной 40 м и диаметром 50 мм давление в набрызгбетон-машине определяется согласно п. 3.55:

Р_мм = 0,1+0,0022 × 40 + 0,007 × 2 + 0,04 × 2 = 0,28 МПа.

Расстояние от сопла до набрызгиваемой поверхности определяется в соответствии с п. 3.56:

(Ц + П) : Щ = (313 + 789) : 338 = 3,26.

Оптимальное расстояние нанесения 0,7 м.

9. Расход воды при подаче насосом при набрызгбетонированин назначается в зависимости от водоцементного отношения, расхода цемента и производи-тельности набрызгбетон-машины. При производительности набрызгбетон-машины П = 4 м³ смеси/ч или 0,067 м³ /мин при расходе цемента Ц_см = 313 кг/м³ производительность по цементу равна

П= 0,067 × 313 = 21 кг/мин.

Необходимый расход воды будет

В_см = П = 21 × 0,475 = 10 л/мин.

10. Определяем расход материалов для получения на 1 м³ набрызг-бетона в килограммах:

= 313 · 1,28 = 401;

= 789 · 1 ,7 = 1341;

= 338 · 1,4 = 473.

11. Определение ориентировочного состава набрызгбетона:

по рис. 2 определяем изменение состава в процессе набрызгбетонирования: r _исх = 0,7; r _нб = 0,81.

В набрызгбетоне:

цемента ...... ......... Ц_нб = 401 · 1,7=532 кг/м³ ;

воды ....... .......... В_нб = 532 (0,475 — 0,01) = 247 л/м³ ;

песка ....... .......... П_нб = (2272 — 532 — 247) · 0,81 = 1209;

щебня .... ............ Ш_нб = 2272 — 532 — 247 — 1209 = 284 кг/м³ .

Приложение 8

Рекомендуемое

МЕТОДИКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ИЗ НАБРЫЗГБЕТОНА

Набрызгбетонные образцы получают из специально приготовленных плит большого размера.

Плиты изготовляют в деревянных ящиках размерами 50 х 50 х 12 см. Крайние части плиты с нарушенной структурой спиливают, а из средней выпиливают 9 кубиков размерами 10 х 10 х 10 см, используемых для испытания на сжатие, осевое растяжение и морозостойкость. Испытания проводятся в соответствии с ГОСТ 101080—78, ГОСТ 18105—86. Допускается получение образцов из набрызгбетона в виде кернов диаметром 75 — 135 мм, выбуриваемых с помощью станка вращательного бурения с кольцевой коронкой.

Выпиливание и выбуривание образцов производят после того, как набрызгбетон наберет достаточную прочность (7 суток и более).

Для достижения сопоставимости результатов испытаний образцов, размеры или формы которых нестандартны, со стандартными образцами необходимо вводить поправочные коэффициенты, приведенные в таблице.

Для испытания на водонепроницаемость по ГОСТ 12730,5—84 применяют керны из набрызгбетона диаметром и длиной 15 см.

Возможно проведение испытаний по упрощенной методике с изготовлением образцов из набрызгбетона в виде плит размерами 70 х 40 х 18 см с тремя цилиндрическими полостями диаметром 36 мм. Образец изготовляют в деревянной форме, к днищу которой прикреплены три металлических вкладыша, образующие полости. При испытаниях в полости подается вода через специальные штуцеры. Режим испытаний устанавливают в соответствии с ГОСТ 12730,5—84.

При возведении тоннельных обделок из набрызгбетона для определения качества материала в процессе производства работ рекомендуется определять сцепление набрызгбетона с породой путем отрыва образцов при помощи сетчатой рамки (рис. 1) или прибора конструкции ЛИИЖТа (рис. 2), а в слабых породах— прибора конструкции НИИСПа Госстроя УССР (рис. 3).

При испытаниях с помощью сетчатой рамки (см. рис. 1) образцы изготовляют следующим образом. Па выбранный относительно ровный участок поверхности выработки наносят слой набрызгбетона толщиной 2 — 3 см. В этот слой втапливают сетчатую рамку. Затем наносят слой набрызгбетона толщиной 8 — 10 см. Через 1 — 1,5 ч после этого образец оконтуривают ручным зубилом. Применять для этой цели механизированный инструмент не рекомендуется, так как можно повредить образец.

Отрывая образцы домкратом с использованием опорного приспособления, определяют величину сцепления с учетом особенностей данной поверхности (шероховатости, микротрещиноватости и т. п.). Для более разносторонней оценки величины сцепления производят серию контрольных покрытий набрызгбетоном не на поверхности выработки, а на специально подобранных монолитных блоках породы.

Описанная методика позволяет определить сцепление в любом возрасте набрызгбетона, начиная с нескольких часов после нанесения.

Рис. 1. Приспособление для определения сцепления набрызгбетона:

а— опорное приспособление; б — рамка

Уменьшить трудоемкость испытаний на сцепление в натурных условиях помогает прибор, разработанный в Ленинградском институте инженеров железнодорожного транспорта. Прибор состоит из двух колец— наружного и внутреннего (см рис. 2). Вставленные одно в другое кольца постепенно вдавливают вращением и слой свежеуложенного набрызгбетона и оставляют в нем до полного схватывания материала. Диаметр внутреннего кольца 100 —150 мм, сцепление определяют путем отрыва внутреннего кольца гидродомкратом, опирающимся на внешнее кольцо.

Вследствие большого сцепления набрызгбетона с внутренним кольцом, имеющим спиральную нарезку, отрыв происходит но контакту с породой.

Рис. 2 . Прибор для определения сцепления набрызгбетона с грунтовой поверхностью:

1 — опорный столик: 2— захват; 3— внутреннее кольцо; 4 — штифт; 5 — уплотняющая шайба;

6— фиксирующее кольцо; 7 — наружное кольцо

Рис. 3. Прибор для определения сцепления набрызгбетона со слабой породой:

1 —динамометр; 2— тяги; 3 —набрызгбетон; 4— порода; 5 — фиксирующие винты

При использовании прибора НИИСПа Госстроя УССР (см. рис. 3) для определения сцепления набрызгбетона со слабыми породами производят отбор образцов породы при помощи компрессионных колец для испытания грунтов, вдавливаемых в породу. Компрессионные кольца с отобранными образцами породы закрывают крышками и помещают в специальный прибор так, чтобы они открытой лицевой стороной были прижаты по контуру к отверстиям в панели прибора. Затем на панель с образцами наносят набрызгбетон и после схватывания динамометром определяют усилие отрыва породы от набрызгбетона. Во всех случаях следует испытывать не менее трех образцов-близнецов одного возраста, а сами испытания проводить непосредственно на месте производства работ.

Приложение 9

Обязательное

ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА

(извлечение из СНиП 2.03.01—84)

Таблица 1

Расчетное сопротивление бетона для предельных

состояния первой группы R_b , и R_bt , МПа,

при классе бетона по прочности на сжатие

Таблица 2

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний

второй группы R_{b ,ser} и R_bt,ser , МПа,

при классе бетона по прочности на сжатие

Таблица 3

Начальные модули упругости бетона при сжатии и растяжении, МПа,

при классе бетона по прочности на сжатие

Приложение 10

Справочное

СВЕДЕНИЯ ОБ АЛГОРИТМАХ И ПРОГРАММАХ РАСЧЕТА КРЕПИ ТОННЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

Приложение11

Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО КОЭФФИЦИЕНТА КРЕПОСТИ f _{кp .p} , СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ ДЛЯ РАСЧЕТОВ НАБРЫЗГБЕТОННЫХ И АНКЕРНЫХ КРЕПЕЙ

Коэффициент крепости f _кр.р (коэффициент крепости “в массиве”) определяют по формуле

f _кр.р = a · f _кр ,

где f _кр — нормативный коэффициент крепости пород (коэффициент крепости по М. М. Протодьяконову) “в куске”; а — коэффициент, учитывающий трещиноватость массива и обеспечивающий переход от коэффициента крепости “в куске” к коэффициенту крепости “в массиве” (табл. 1).

Коэффициент крепости “в куске” определяют по формуле:

f _кр = g · R _c

где R _с — временное сопротивление образца грунта в водонасыщенном состоянии, МПа; g — постоянная сводообразования, равная 0,1 МПа^-1 .

Таблица 1

Значения коэффициента а

Категорию грунтов по степени трещиноватости определяют согласно табл. 2 в зависимости от трещинной пустотности и густоты трещин (среднее расстояние между трещинами, м); наличие микротрещин не учитывается.

Таблица 2

Категории грунтов

Примечание. Прочерки в табл. 2 означают, что в этих условиях применение анкерной или набрызгбетонной крепей неэффективно или невозможно.

При определении трещинной пустотности рыхлый или глинопородный материал заполнения трещин не учитывают.

При большой и очень большой трещинной пустотности и хорошо выраженной расчлененности массива на блоки его относят к V категории (прочерки в табл. 2).

В условиях ожидаемого полного нарушения сплошности скальных грунтов в результате интенсивного их расслоения (кливаж) грунты относят к V категории (прочерки в табл. 2).

При наличии поверхностей скольжения категорию грунта повышают на одну ступень.

При трещинах, частично залеченных твердым (кристаллическим) материалом, категорию грунта понижают на одну степень, а при полностью залеченных трещинах грунт относят к I категории.

В условиях обводненной выработки расчетные значения коэффициента крепости f _кр.р следует дополнительно снижать умножением на понижающий коэффициент по табл. 3.

Таблица 3

Значения дополнительного понижающего коэффициента

к коэффициенту крепости породы f _{кp .p} за счет обводненности выработки

Если наиболее развитой системой трещин являются трещины напластования, составляющие с осью тоннеля угол менее 45°, на расчетный коэффициент крепости f _кр.р вводят дополнительный коэффициент 0,9.

При проходке выработки в скальных грунтах без применения буровзрывных работ расчетный коэффициент крепости умножают на повышающий коэффициент:

1,3— для сильнотрещиноватых и раздробленных грунтов;

1,2— для прочих грунтов.

Приложение 12

Рекомендуемое

ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫБОРА СПОСОБА НАНЕСЕНИЯ НАБРЫЗГБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ОБВОДНЕННУЮ ПОВЕРХНОСТЬ. ТРЕБОВАНИЯ К ВЯЖУЩИМ

Примечание. Во всех случаях, указанных в таблице, используют смеси с повышенным содержанием цемента. Для выбора вида вяжущего и химических добавок следует использовать данные табл. 1 прил. 7.

Приложение 13

Справочное

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАБРЫЗГБЕТОННЫХ РАБОТ

Таблица 1

Технические характеристики набрызгбетон-машины

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8
• часть 9