NO834231L - Moertel og kombinasjon av denne moertel med armeringsfibrer for oppebaering av gruvestoller - Google Patents

Abstract

Mørtel bestående av sand og høyalu-mina-sement, hvilken mørtel ytterligere kan inneholde fibrer, og da spesielt glassfibrer. Disse materialer kan påføres veggene til stoller for å avstedkomme et bærefundament med den nødvendige mengde vann. Utmerkede egenskaper med hensyn til bøyfasthet og trykkfasthet oppnås på bemerkelsesverdig kort tid.

Description

Nærværende oppfinnelse vedrører mørtel bestående av sand og høyalumina-sement. Videre vedrører oppfinnelsen bærefundament for stoller i gruver og lignende konstruksjoner såsom tunneler, dam-tunneler og lignende.

Med "bærefundament" forstås i det følgende en mer eller mindre tykk midlertidig foring på vegger og tak., i stoller. Når en stolle graves, og da spesielt der det for tilfelle arbeides i en gruve, er det nødvendig å sikre veggene umiddelbart for å beskytte arbeiderne (spesielt mot nedfallende stein) mens man venter på den endelige foringen med betong. Denne for-sterkning eller dette "midlertidige bærefundament" er tenkt som beskyttelse for noen få timer mens man venter på at den påførte betong skal utøve sin funksjon. Denne teknikk elimi-nerer anordning av metall-hvelving%- som .i betydelig grad sin-ker arbeidet i gruven. For å tilveiebringe et midlertidig bærefundament er det viktig å ha et materiale som er enkelt å anvende, som er billig, og som har tilfredsstillende egenskaper med hensyn til å gi ønsket mekanisk styrke så hurtig som mulig.

Med nærværende oppfinnelse er de ovenfor nevnte formål opp-nådd, og som eksempel kan nevnes at den erholdte foring ifølge oppfinnelsen har en trykkfasthet som er større en ca. 180 bar på bare ca. 15 minutter etter påføring av blandinger på

veggen.

Det overraskende resultat erholdes ved å velge spesiell korn-størrelse på bestanddelene (høyalumina-sement og sand) i mør-telen såvel som uvanlig høy^sement/sand-forhold. Dessuten kan visse viktige mekaniske egenskaper (bøyeholdfasthet) for foringen forbedres ved å kombinere mørtelen med armeringsfibrer.

Høyalumina-sementen velges blant produkter som inneholder minst 35 vekt-% av monokalsiumaluminat av "FONDU LAFARGE"-typen.

Ifølge oppfinnelsen er det viktig at BLAINE spesifikk-overflate til sementen er minst på 4000 cm 2/g.

j

I •-■■'*

I

Sanden vil fortrinnsvis velges tilj.år;væEey silisiumholdig eller silisiumkalk-holdig sand m<j>ed kornstørrelse 0 til 2,5 mm, hvor-av 75 til 90% utgjøres av korn som er større enn 0,6 mm. En slik kornstørrelse kan erholdes ved f.eks. å blande to sand-fraksjoner, nemlig "0,63 -j 2 mm" (72,7%) og "0-2mm" (27,3%).Kurven for kornstørrelsefordelingen fremgår av vedlagte figur.

j

Vektsforholdet for -høyalum|ina-semént/sand.:bør-vélges mellom- 40/ 60 og 80/20.

i

Høyalumina-sement/sand-forholdet vil fordelaktig ligge i størr-elsesordenen 45/55. j

Disse mengdeforhold er imidlertid meget uvanlige, da de vanligvis faktisk ligger innenfor 15/85 til 35/65 som maksimum.

Mørtelen ifølge nærværendej oppfinnelse inneholder også to tilsetningsstoffer (regnet i vekt-% med hensyn til innholdet av høyalumina-sement), nemlig<1>: 1) 0,001 til 0,05%-, fortrinnsvis 0,003 til 0,02% natriumglukonat og 2) 0,1 til 0,3% litiumkar-bonat. I

Natriumglukonat virker vannreduserende og litiumkarbonat fun-gerer som aksellerator.

Vedrørende kornstørrelsefordelingen av høyalumina-sementen vet fagmannen at det er vanskelig og meget dyrt å male et slikt produkt, og da spesielt sement som er erholdt ved smelting. Dette forklarer muligens hjvorfor denne forskningsvei ikke har blitt anvendt hittil. Det viktigste ifølge oppfinnelsen er at finheten av høyalumina-semi enten skal være større enn 4000 cm 2/g,

i

men i praksis vil man være begrenset av omkostningene ved over-maling. En fordelaktig vercli vil ligge nær opp til 5000 crn^/g.

Mørtelen ifølge nærværende] oppfinnelsen fremstilles ved hjelp av konvensjonell teknikk som er kjent av fagmannen. Et annet aspekt ved oppfinnelsen er den erholdte forbedring med hensyn til de mekaniske egenskapene til fdringsproduktet, og som har

I

betydning for bæreegenskapene, og som altså oppnås med den

t

i

ovenfor nevnte mørtel. Den oppnådde forbedring skyldes tilset-ningen av armeringsfibrer, hvis mengde utgjør 0,4-5 vekt-% med hensyn til mørtelen, og som fortrinnsvis er ca. 1 vekt-%. Disse fibrer kan være så vel av organisk (polyetylen, polypropylen etc.) som uorganisk (fibrer av glass, stål, asbest...) natur. Kuttede glassfibrer\vil fortrinnsvis anvendes.

Mørtelen eller kombinasjonen av mørtel + kuttede fibrer anvendes ifølge nærværende oppfinnelse på følgende måte: Mørtelen (eller mørtelen som på forhånd er blandet med opp til 5% fibrer, og da fortrinnsvis ca. 1% fibrer) tilføres matetrak-ten til en maskin for utpressing .av betong ifølge tørr-prosessen eller tilføres noen annen maskin av samme type.pg som er vel-kjent .

Det tørre produktet (mørtel eller mørtel + fibrer) transport-eres pneumatisk til et "enkelt fuktende" utskytende munnstykke av kjent type. Vann tilsettes munnstykkets ende,og da f.eks. ved hjelp av en kompressor for å oppnå et vanntrykk på minst 5 bar. Mengden anvendt vann er ca. 12 til 20 vekt-%.beregnet på mørtelen eller mørtel + fibrer.

FSringsproduktet blir deretter påført veggen som skal støttes, og som på forhånd kan være vasket med vann eller luftblåst for å forbedre produktets vedhenging.

Tiden for begynnende herdning varierer mellom ca. 3 og 10 minutter som en funksjon av omgivelsestemperaturen. Etter f.eks. 1 time er den mekaniske styrken meget større enn den som oppnås på samme tid med mørtel som er laget på konvensjonell måte av smeltet høyalumina-sement (d.v.s. ikke overmalt).

Følgende eksempler skal illustrere oppfinnelsen uten å begren-se den.

Eksempel 1 - Sammensetning for mørtel.

Høyalumina-sement "FONDU LAFARGE" malt til en finhet (BLAINE-spesifikk-overflate) på 5010 cm 2/g,

silisiumholdig sand med kornstørrelse 0,3-1,2 mm,

vekstforhold sement/sand:.75/25,

tilsetningsstoffer: 0,004 vekt-% natriumglukonat og 0,133 vekt-% Li-^CO-j, alt beregnet med hensyn til mengden av sement.

Bærefundament- f5ring

Forholdet vann/tørrblanding = 0,20,

begynnende herding (VICAT-test) = 4 minutter, 45 sekunder, konvensjonell.mekanisk styrkeprøving på 4 x 4 x 16 cm prismer ifølge fransk standard P 15-413.

Eksempel 2

Det blir her tilsatt 1 vekt-% fibrer. Det ble ellers anvendt samme sammensetning på mørtelen som angitt i eksempel 1.Følgen-de tørrblanding ble laget: 83,19 vekts-% mørtel;

0,84 vekt-% ROVING-glassfibrer kuttet til en lengde på 6 mm. Massen blir deretter påført med 15,97% vann ved 20° (forholdet vann/tørrblanding = 0,19).

Gel1-tid: 3 min. 15 dek.

Strekkfasthet ved brudd ("Brazilian test"), 38 bar etter 5 dager (J + 5).

Trykkfasthetsprøving (konvensjonell prøving med 4 x 4 x 16 cm prismer)

15 minutter: 203 bar

60 minutter: 343 bar.

Eksempel 3

Det ble her tilsatt 2 vekt-% fibrer. Fremstillingen skjedde som i eksempel 2, men det ble anvendt:

81,70<y>ekt-% mørtel

1,63 vekt-% fibrer

16,6 7 vekt-% vann

Vektsforholdet vann/tørrblanding = 0,20,

Gel tid: 3 minutter og 1 sekund.

Strekkprøving ved brudd (Brazilian test") 42,4 bar. ved J + 5 Trykkfasthetsprøving (4 x 4 x 16 cm prismer).

15 minutter: 203 bar

60 minutter: 306 bar.

Sammensetningen ifølge eksemplene 2 og 3 førte dessuten til forbedrede bøyeegenskaper.

Med den ovenfor angitte sammensetning oppnås eh fullstendig overraskende trykkfasthet etter 15 minutter og forbedrede bøye-egenskaper, hvilke utgjør en bemerkelsesverdig kombinasjon av gunstige egenskaper for det materialet som skal tjene som midlertidig bære fundament..

Eksempel 4 (eksempel for sammenligning)

I det følgende skal det gis en litteraturfortegnelse som ved-rører karakteristika med hensyn til anvendt betong.

"Projection des mortiers, bétons et plåtres" (Konstruksjon med mørtel, betong og sementpuss), C. RESSE og M. VENUAT, 1. utgave, 1981, Techniques et Applica-tions Båtiments et Travaux Publics, side 63.

"Mortier industriel tres accéllérépour projection" (meget ak-isellerert industriell mørtel for konstruksjon), ferdig-til-bruk mørtel bestående av sement, spesielt fyllmater-iale (kornstørrelse 0,3 mm), vanntett tilsetningsstoff og aksellerator (uten klor> » .

Konstruksjon ifølge tørrprosess.

Begynnde størkning for denne mørtel er fra 3 til 10 sekunder avhengig av temperaturen. I nærværende beskrivelse angir uttrykket "strekkfasthet ved brudd" eller "Brazilian test", en prøve som består i å sammen-trykke et sylindrisk prøvestykke langs to generatriser mellom trykkplatene. Styrken er gitt ved

P = trykket i det øyeblikk prøvestykket brister

D = diameter til prøvestykket

1 = lengden til prøvestykket.

Det skal henvises til: "Guide pratique du béton" (Praktisk guide for betong), av G. DREUX, 1970, soc. de diffusion des techniques du batiment et des travaux publlcs, side 81, "strekkfasthet ved brudd".

Prøven består i å knuse en sylinder av betong langs to motsatte generatriser mellom pressplatene. Denne prøve blir ofte kalt "Brazilian test".

Ved sammenligning av strekk- og bøyejasthetene som oppnås

méd de målte verdier ved direkte trykking eller brudd viser at det sistnevnte vanligvis i gjennomsnitt er mindre enn ca. 40%

i forhold til den førstnevnte verdi.

Eksempel 5 (sammenligningsforsøk)

Fremgangsmåten er den samme som i eksempel 1, men det anvendes en sammensetning som inneholder en konvensjonell smeltet sement (ikke overmalt). I I

Resultatene fra samme prøver som ble utført i eksempel 1 er som følger: i

Eksempel 6

Den mest interessante sammensetning er for nærværende følgende: Høyalumina-sement "FONDU LAFARGE" malt til en finhet (BLAINE 2 specifik overflate) på 5010 cm /g; j silisiumholdig sand med kornstørrelsefordeling' som vist på kur-ve 3 i vedlagte figur, og da med et vekt-forholcl sement/sand = 44/56; i i Tilsetningsstoffer (angitt vektsforhold /sement): o,ool5% natriumglukonat;

o,27% Li2C03,

1 vekt-% glassfibrer beregnet på mørtelen.

Denne sammensetning er bedre egnet for utpressing, produserer mindre støv, og den erholdte fSring oppviser mindre krymping. Det erholdes også en bedre flyting i utpressingLmaskinen og en bedre fukting av tørrstoffet med utpressingsvannet.

Blandet mekanisk og deretter støpt i former til! dimensjonen

4 x 4 x 16 cm oppviser mørtelen følgende egenskaper:

j

For et vektsforhold vann/tørrstoff på 0,135 er herdingstiden til sammensetningen (VICAT-test) på 3 minutter og 30 sekunder.

Foruten hurtig herdning har oppfinnelsen følgende fordeler: arbeidskraften reduseres til 2 mann;

eliminering av tilberedningsstasjon;

ubetydelige tap sammenlignet med de som erholdes;

måte utpresset betong og mørtel;

meget enkelt å anvende små mengder;

muligheter for å rense utstyret utelukkende med komprimert luft;

stor kraft ved utpressing sikrer god kompakthet;

transport av tørt produkt tillater langdistanse-utpressing;

den nødvendige høye tykkelsen for fSringen er mindre enn den for utpresset betong.

Anvendelseområdene for produkter ifølge nærværende oppfinnelse er følgende: umiddelbar sikring av områder etter utgraving;

beskyttelse av områder mot korrosjon forårsaket av luft;

beskyttelse av stoller mot gasser såsom radon og metan;

foring for ventilasjonskanaler;

ildfast for i stoller;

beskyttelse av stoller mot ... ayflaking;

armering av bærefundamentet;<CJ>

umiddelbar sikring bak brytemaskinene ledsaget eller ikke av bolting avhengig av terrengets egenskaper;

ventilasjon, brannsikker sperring etc...

FOringene kan muligens anvendes for å avstedkomme et permanent bærefundament ved utjevning av fSringen som er avstedkommet med mureslev til en egnet tykkelse.

Claims (8)

1. En mørtel bestående av sand og høyalumina-sement som bærefundament i stoller, og som utpresse' med vann på stoll-ens vegg, karakterisert ved at BLAINE-spesifikk-overflaten til høyalumina-sementen er større enn 4000 cm 2/g, at sementen inneholder minst 35 vekt-% monokalsiumaluminat, og at vektsforholdet høyalumina-sement/sand er mellom 40/60 og 80/20, hvorved ca. 45/55 er foretrukket.

2. Mørtel ifølge krav 1, karakterisert ved at BLAINE-spesifikk-overflaten til dette høyalumina-2 sementen er ca. 5000 cm /g.

3. Mørtel ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes en silisiumholdig eller silisiumkalkholdig sand med kornstø rrelse på 0 - 2,5 mm, hvorved 75 til 90% av kornene fortrinnsvis har en størrelse større enn 0,6 mm.

4. Mørtel ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at den ytterligere består av to tilsetningsstoffer, nemlig 0,001 til 0,05%, fortrinnsvis 0,003 til 0,2 vekt-% natriumglukonat og 0,1 til 0,3 vekt-% litiumkarbonat, beregnet på massen høyalumina-sement.

5. Mørtel ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at den ytterligere inneholder 0,4 til 5 vekt-%, og da fortrinnsvis ca. 1 vekt-% armeringsfibrer av organiske eller uorganiske forbindelser, og da spesielt polyetylen, polypropylen, stål, asbest og glass.

6. Mørtel ifølge krav 5, karakterisert ved at fibrene består av glassfibrer som er kuttet i en lengde på ca. 6 mm.

7. Fremgangsmåte for fSring av stoller, og da spesielt stoller i gruver, for'å avstedkomme et umiddelbart virkende bærefundament, karakterisert ved at veggene som skal fores påføres en mørtel eller en mørtel som er til satt armeringsfibrer, d.v.s. en mørtelsammensetning ifølge et av kravene 1 - 6, og ytterligere ved tilsetning av 12-20 vekt-% vann beregnet på mørtelmassen.

8. Mørtel ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at den beståa .av: Høyalumina-sement "FONDU LAFARGE" ved BLAINE-spesifikk-overflate på 5010 cm /g, silisiumholdig sand med kornstørrelse på 0 - 2,5 mm (75 til 90% > 0,6 mm) i et vektsforhold sement/sand' på_-jl4/56, og som ytterligere inneholder som.tilsetningsstoffer 0,0015 vekt-% natriumglukonat og 0,27 vekt-% litiumkarbonat>>beregnet på sement-massen.