Испытательная лаборатория строительной продукции Государственного предприятия "Кривбасстандартметрология", аккредитованного Национальным агентством по аккредитации Украины на соответствие ДСТУ ISO/IEC 17025: 2006, на основании выполненных исследований cмесей BUDMIX KR определила их радиометрические (табл. 2) и прочностные (табл. 3) характеристики.
горный скальный крепь набрызг бетонный
Таблица 2
Результаты радиометрических испытаний
|
Наименование показателя / ед. измерений |
Природные радионуклиды |
|||
|
Радий-226 |
Торий-232 |
Калий-40 |
||
|
Удельная активность природных радионуклидов в образцах |
<61,18 |
<82,79 |
<220,10 |
|
|
Суммарная удельная эффективная активность радионуклидов, Бк/кг с погрешностью, % |
188,34±30% |
|||
|
Допустимые уровни суммарной удельной активности природных радионуклидов (Асум), Бк*кг-1 соответственно ДБН В.1.4-1.01-97 |
класс - ниже, или равно 370 класс - ниже, или равно 740 ІІІ класс - ниже, или равно 1350 |
Результаты радиометрии представлены в Протоколе испытаний №6358-Х от 11.09.2013 г. Испытательной лаборатории «ПРОД-ТЕСТ» на продукцию: БСС В 10.П1502 (бетонная cмесь сухая для набрызг-бетона), изготовленная ООО "РОТИС ПЛЮС". Испытания проведены в соответствии с ДБН В.1.4-1.01-97 “Система норм и правил снижения уровня ионизирующих излучений природных радионуклидов в строительстве. Регламентированные радиационные параметры. Допустимые уровни”.
Общее заключение лаборатории: испытанные образцы имеют суммарную удельную эффективную активность ПРН (природных радионуклидов), обусловленную радием-226, торием-232 и калием-40, на уровне 188,34 Бк*кг-1 ± 30%. Соответственно полученным результатам исследованный материал, представленный к испытаниям, относится к І классу строительных материалов. Комиссия ПАО «ЕВРАЗ СУХАЯ БАЛКА» провела испытания смесей №2, №4, №6, поставленных ООО «РОТИС ПЛЮС», в условиях действующей шахты.
Таблица 3
Результаты прочностных испытаний
|
Название показателей (характеристик), единицы измерений |
Протокол испытаний №22458-Б от 19.12.2013 г. (В/Т=0,18) |
Протокол испытаний №23421-Б от 25.12.2013 г. (В/Т = 0,17) |
Протокол испытаний №1073-Б от 15.01.2014 г. (В/Т = 0,18) |
Протокол испытаний №1507-Б от 21.01.2014 г. (В/Т = 0,17) |
|||||
|
Номера серий образцов |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
Предел прочности на сжатие после 7 часов |
|||||||||
|
Средняя масса образца, гр.; плотность кг/м3 |
2068 |
2082 |
2014 |
2001 |
|||||
|
Разрушающая нагрузка, кН |
56,47 |
59,56 |
37,82 |
38,35 |
|||||
|
Прочность бетона, приведенная к базовому размеру образца, МПа |
5,4 |
5,7 |
3,6 |
3,6 |
|||||
|
Прочность бетона серии образцов, кгс/см2 |
56 |
37 |
|||||||
|
Прочность бетона серии образцов, МПа |
5,6 |
3,6 |
|||||||
|
Предел прочности на сжатие после 24 часов |
после 28 суток |
||||||||
|
Средняя масса образцов, г |
2070 |
2076 |
1998 |
1989 |
2076 |
2080 |
2027 |
2032 |
|
|
Разрушающая нагрузка, кгс |
15750 |
16750 |
10750 |
9250 |
46500 |
48125 |
35000 |
38750 |
|
|
Разрушающая нагрузка, кН |
154,4 |
164,2 |
105,35 |
90,65 |
455,70 |
471,63 |
343,00 |
379,75 |
|
|
Прочность бетона, приведенная к базовому размеру образца, МПа |
14,7 |
15,6 |
10,0 |
8,6 |
43,3 |
44,8 |
32,6 |
36,1 |
|
|
Прочность бетона серии образцов, кгс/см2 |
154 |
95 |
450 |
351 |
|||||
|
Прочность бетона серии образцов, МПа |
15,2 |
9,3 |
44,1 |
34,4 |
Примечание: Испытания проводились при температуре воздуха 18-22°С и относительной влажности 60-65%.
Смеси тремя составами по 500 кг были нанесены по 2 м2 на стены главного квершлага гор. -1420, пройдённого по амфиболитам крепостью = 16-18. Укладка смесей производилась при помощи установки СБ-67: смесь №2 - за один проход был нанесён слой, толщиной бср = 140 мм; смесь №4 - бср = 110 мм; смесь №6 - дср = 300 мм (рис. 2).
При торкретировании смесями №2, №4, №6 отскок не превышал 2%. Испытание смесей №2, №4, №6 показало, что толщину нанесения при необходимости можно увеличивать: материал не плывёт. Начало схватывания испытуемых смесей: смесь №2-7 мин., №4 - 14 мин., №6 - 45 мин. Прочность на сжатие (кгс/см2) через 7 часов: №2 - 50, №4 - 30; через 24 часа: №2 - 200, №4 - 120, №6 - 20; через 28 суток: №2 - 500, №4 - 350, №6 - 150. Выводы комиссии: торкретные смеси №2, №4, №6 - пригодны для использования в выработках ПАО «Евраз Сухая Балка»
Согласно приказу №958/1 ПАО «Кривбассжелезрудком» от 17.07.2013, специальная комиссия провела испытание торкретной смеси, поставленной ООО «РОТИС ПЛЮС», на «сбойке» между стволами шахт «Новая» и «Гвардейская» гор. -1430 м. Смесь в количестве 300 кг была нанесена на стены и свод установкой СБ-67 слоем 30-50 мм. Быстрота схватывания испытываемой смеси - 10 мин., «текхарда» - 15 мин. Потери за счет отскока испытываемой смеси по сравнению с «текхардом» - на 30% меньше.
Выводы комиссии: Цементно-песчаная смесь - пригодна для использования в выработках ПАО «Кривбассжелезрудком». Результаты испытаний смеси приведены в табл. 4.
Таблица 4
Сравнительная таблица испытаний торкретной смеси 16.07.2013 в ИСП «ЦэнЛ»
|
Средняя прочность контрольных образцов (кгс/см2) через период |
|||||||||
|
1 час |
2 часа |
З часа |
4 часа |
5 часов |
6 часов |
7 часов |
24 часа |
||
|
«Ротис ПЛЮС» смесь №4 |
1.4 |
4.16 |
9.0 |
15.3 |
21.4 |
34.3 |
31.0 |
122 |
|
|
«Ротис ПЛЮС» смесь №5 |
3.9 |
10.3 |
22.9 |
29.5 |
33.3 |
126 |
Весьма показательным здесь также является сравнение представленного выше с результатами теоретико-экспериментальных
Рис. 2
Смесь №2 - дср = 140 мм (фото слева), штангенциркуль надежно держится в свеженанесенной смеси;
Смесь №6 - дср = 300 мм (фото справа), видно кольцо погруженного в свежую смесь щупа, длиной 300 мм
исследований влияния технологических факторов на прочность торкретбетона и количество отскока, проведенных во Львовском региональном научно-техническом центре ГосдорНИИ [18]. Для определения зависимости прочности полученного торкрет-бетона и количества отскока от скорости выхода струи были проведены исследования, в которых изменялась только скорость. При этом расстояние от сопла к бетонной поверхности составляло 0,7 м.
Анализ данных показывает, что оптимальной для получения высокой прочности бетона является скорость выхода струи из торкрет-машины в 130 м/с. При изменении скорости до 90 или 180 м/с прочность бетона на сжатие снижается более чем на 30 %. Значения потери материала в отскок получены тоже при скорости130 м/с. Во время определения влияния расстояния от сопла до торкрет-бетонного покрытия на R и количество отскока, при постоянных значениях В/Ц = 0,4 и скорости 130 м/с это расстояние изменялось от 0,9 до 1,5 м. Результаты исследований представлены в табл. 5.
Таблица 5
Зависимость прочности торкретбетона и количества отскока от расстояния сопла к рабочей поверхности
|
Расстояние от бетонной поверхности, м |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
|
|
R, МПа |
21,7 |
24,3 |
24,9 |
25,9 |
27,8 |
26,4 |
23,0 |
19,4 |
|
|
Количество отскока, % |
26,5 |
21,0 |
17,3 |
14,1 |
12,0 |
13,9 |
16,9 |
12,1 |
Как видно из данных результатов, оптимальным по показателям прочности и потерям через отскок является расстояние от сопла до бетонной поверхности в 1,2 м. Оценка влияния В/Ц на прочность и потери через отскок проводилась на серии образцов, где постоянными оставались рассматриваемое расстояние (1,2 м), а также скорость - 130 м/с (табл. 6).
Таблица 6
Зависимость прочности торкрет-бетона и количества отскока от В/Ц
|
Водоцементное отношение (В/Ц) |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
|
|
R, МПа |
26,4 |
28,5 |
25,4 |
2,1 |
|
|
Количество отскока, % |
19,1 |
13,1 |
12,0 |
11,2 |
Полученные результаты свидетельствуют о том, что оптимальным для использованных материалов является В/Ц = 0,4. При значениях В/Ц = 0,35 значительная часть материала отходит в отскок, о чем свидетельствуют данные табл. 6. Но все же минимальный отскок в этих экспериментах составил 11,2%, что более чем в 3 раза выше значений при испытаниях набрызг-бетонных смесей BUDMIX KR производства ООО "РОТИС ПЛЮС".
Как и большинство других набрызг-бетонов, BUDMIX KR включает в себя различные добавки. Их состав, комбинации и соотношение в настоящее время тщательно исследуются. Но уже можно утверждать их пригодность и для межарочного омоноличивания закрепляемых пород без «затяжки»; создания монолитных крепей-оболочек, наносимых по армосеткам и армокаркасам (рис. 3); для защиты от коррозионного износа несущих металлоконструкций, а также металлической шахтной крепи, включая из специального взаимозаменяемого профиля (СВП), для чего выполнены эксперименты по методике, разработанной в НГУ [19].
При этом исследуется не только физико-механическая и технологическая эффективность, но и химическая агрессивность вводимых в смесь добавок (расширяющие, понижающие влаго- и водопроницаемость;, водопотребность (пластификаторы и суперпластификаторы); ускорители и замедлители; полимерные модификаторы; защищающие от воздействия щелочей; облегчающие подачу бетона насосами; смешанные и многофункциональные добавки; системы, модифицированные водорастворимыми полимерами и др.) [20].
Рис. 3. Крепление горизонтальной выработки с омоноличиванием поверхностей между металлическими арками набрызг-бетоном без затяжки
Заключение государственной санитарно-эпидемиологической экспертизы № 05.03.02-04 / 114181 от 2013 г.: по предоставленным заявителем образцам смеси BUDMIX KR соответствуют требованиям действующего санитарного законодательства Украины и могут быть использованы в заявленной сфере применения.
С учетом данных промышленных испытаний и заключения госсанэпидслужбы, НИИБТГ составил заключение экспертизы технической документации смеси BUDMIX KR производства ООО «РОТИС ПЛЮС» на соответствие требованиям нормативных актов по охране труда и промышленной безопасности. Целью экспертизы являлась оценка возможности безопасного применения смеси в подземных условиях железорудных шахт. Анализ технических параметров смеси показал: изготовление смеси соответствует требованиям ДСТУ Б В.2.7-96: 2000; в качестве составляющих смеси применяются компоненты, допущенные к использованию в строительстве; для нанесения набрызг-бетона используются установки, допущенные к эксплуатации в подземных условиях железорудных шахт.
Вывод экспертизы НИИБТГ: сухая смесь для торкретирования производства ООО «РОТИС ПЛЮС» отвечает требованиям ДСТУ Б В.2.7-96 2000 Смеси бетонные и бетон. Технические условия (ГОСТ 7473-94), НПАОП 1.2.90-1.02-71 Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом, в подземных условиях железорудных шахт, и пригодна к применению в подземных выработках шахт ОАО «Кривбассжелезрудком».
Общие выводы
1. На основании экспериментальных исследований установлена возможность и целесообразность использования смесей BUDMIX KR производства ООО «Ротис ПЛЮС» для торкретирования выработок.
2. Результаты экспериментальных исследований и промышленных испытаний указывают на снижение отскока при торкретировании смесью BUDMIX KR до 2%, при средних показателях традиционных смесей на уровне до 25%, и самых «продвинутых» - до 7% (при расходе цемента 500 кг/м3).
3. Экспериментально установлено, что смеси BUDMIX KR обеспечивают необходимые прочностные и эксплуатационные свойства крепи при снижении водопоглощения на 15-20% и увеличении водонепроницаемости в 1,5-2,0 раза.
4. Разработаны и оптимизированы составы смеси BUDMIX KR набрызг-бетонов.
5. Разработана технологическая схема нанесения набрызг-бетона на основе BUDMIX KR и выполнено опытно-промышленное применение ее и составов данной смеси в ПАО «Кривбассжелезрудком».
Выводы
Как показали результаты исследований, процесс торкретирования дает возможность обеспечить прирост прочности уже во время выполнения работ. Торкрет-бетон дает возможность расширить область использования технологии бетонирования, поскольку при этом улучшаются физико-механические свойства бетона: прочность на изгиб - на 40% и больше; прочность на сжимание - на 15% и больше.