터널 숏크리트의 강섬유: 반동, 에너지 흡수 및 노즐 거리

산업 인사이트 · 2014년 6월 15일
산업 인사이트강철 섬유터널 숏크리트

아티클

2014년 6월 15일

Shotcrete는 압축 강도가 아닌 에너지 흡수를 위해 설계되었습니다. 이 한 가지 차이점은 터널 작업에서 단섬유, 고용량 및 접착 묶음을 사용하는 이유를 설명합니다.

숏크리트에 필요한 것은 강도가 아닌 에너지 흡수다

기본 터널 지원은 표면 구조와 다른 논리를 따릅니다. 지면이 변형되면 분사된 층도 갑자기 부서지는 것이 아니라 함께 변형되어야 하므로 설계 매개변수는 주어진 편향에서 층이 흡수하는 에너지의 양입니다. 유럽 ​​관행에서는 EN 14488-3에 따른 테스트를 통해 잔류 강도 또는 에너지 흡수를 지정합니다. 북미 지역에서는 일반적으로 굴곡 인성을 사용합니다. 강철 섬유가 그 자리를 차지합니다. 일반 숏크리트는 균열이 발생하는 순간 용량을 잃는 반면, 섬유 강화 층은 균열 후 용량의 상당 부분을 유지하므로 대피하고 지지력을 추가할 시간을 벌 수 있습니다.

리바운드: 더 긴 섬유 리바운드

리바운드는 숏크리트의 숨은 코스트 센터입니다. 달라붙지 않는 재료는 뒤로 떨어지며, 일반 숏크리트는 일반적으로 15%에서 25% 정도 반등합니다. 섬유가 노즐에서 튀어오르기 때문에 섬유는 약간 증가합니다. 길이는 가장 민감한 변수입니다. 30mm 섬유는 20mm보다 눈에 띄게 리바운드됩니다. 이것이 이론적으로 더 긴 광섬유 앵커가 더 좋더라도 터널 작업에서는 50mm 또는 60mm 광섬유를 거의 사용하지 않는 이유입니다. 실질적인 절충안은 직경이 0.55mm에 가까운 20~30mm이므로 섬유는 공기 흐름을 따라 표면으로 들어갑니다.

20-30mm는 습식 혼합의 작업 길이입니다.

습식 혼합은 건식 혼합보다 섬유 길이를 더 제한합니다. 젖은 재료는 라인을 통해 펌핑되므로 긴 섬유가 구부러지거나 막힐 수 있습니다. 노즐에서는 압축 공기에 의해 분산되어야 합니다. 20~30mm는 직경이 0.5~0.75mm이고 종횡비가 40~55인 대부분의 습식 혼합 로봇에 적합합니다. 지정된 에너지 흡수가 높으면 올바른 반응은 더 긴 섬유가 아니라 더 많은 용량입니다. 30~45kg/m3을 높이면 에너지 흡수가 40% 이상 증가하는 반면 반동은 2~3% 포인트만 증가합니다.

25-45kg/m3 및 설계 등급

터널 숏크리트 투입량은 일반적으로 25~45kg/m3입니다. 25~30 범위는 좋은 암석 뒤의 레벨링 레이어를 포함합니다. 35~45는 단층대, 얕은 피복 및 큰 변형 구간을 다루고 있습니다. 45kg/m3 이상에서는 작업성이 눈에 띄게 떨어지며 작업자는 본능적으로 물을 첨가하게 되어 직접적으로 강도가 저하됩니다. 이것이 많은 사이트에서 적절한 복용량을 보고하지만 강도가 낮은 실제 이유입니다. 고용량은 감수 및 점도 조절 혼화제와 함께 사용해야 하며, 분사하기 전에 슬럼프 및 응집력을 확인해야 합니다.

볼링(Balling): 숏크리트가 가장 두려워하는 실패 모드

층의 섬유 공은 쓸모가 없는 것보다 더 나쁩니다. 이는 땅이 움직일 때 균열이 시작되는 빈 공간과 약한 평면을 만듭니다. 볼링에는 세 가지 원인이 있습니다. 섬유질을 믹서에 한 줌씩 공급하는 것, 혼합 시간이 충분하지 않은 것, 종횡비가 과도한 것입니다. 섬유는 전용 정량 기계로 뿌리거나 공급해야 하며 일반 콘크리트 위에 30~60초 더 혼합해야 합니다. 접착된 섬유 다발은 위험을 크게 줄입니다. 행은 하나의 단위로 공급되고 수용성 접착제는 용해되며 각 섬유는 개별적으로 분리되어 느슨한 섬유에 비해 균일성이 40% 이상 향상됩니다. 이것이 바로 습식 혼합 로봇이 접착 번들을 선호하는 이유입니다.

메쉬 및 강철 아치 작업

강철 섬유는 강철 아치를 대체하지 않습니다. 지상 등급 IV 및 V에서 아치는 전반적인 강성을 제공하는 반면 섬유는 레이어 자체에 인성을 제공합니다. 그들은 다른 일을 합니다. 그러나 섬유는 레이어 내부의 메쉬를 대체하여 노동력 걸림, 묶기, 배치 작업을 제거하고 메쉬 뒤의 빈 공간을 제거할 수 있습니다. 현장에서 흔히 사용되는 조합은 강철 아치와 메쉬가 없는 섬유 강화 숏크리트입니다. 메쉬가 불규칙한 암석 면을 따라갈 수 없지만 섬유 콘크리트는 따라갈 수 있는 프로파일 변경에 가장 큰 효과를 발휘합니다.

건식혼합물과 습식혼합물: 섬유볼이 형성되는 곳

반동은 터널 숏크리트의 가장 직접적인 비용 지표이며 첫 번째 변수는 섬유가 아니라 공정입니다. 습식 혼합에서 물질은 펌핑되는 동안 이미 완전히 분산되었으며 가속제는 노즐에 추가되므로 대부분의 덩어리는 비행 중에 분해되는 페이스트에 의해 서로 결합된 거짓 공입니다. 건식 혼합은 그 반대입니다. 노즐에 물이 추가되고 수화가 고르지 않으며 섬유질이 호스 벽과 구부러진 부분에 실제 볼로 축적되고 크라운에 도달하는 것 중 하나가 빈 공간을 남깁니다. 단면과 두께에서 가공을 선택하세요. 패스당 20~30mm의 영구 라이닝의 경우 습식 혼합이 눈에 띄게 더 나은 두께 균일성을 제공합니다. 임시 지원, 긴급 수리 및 갑작스러운 섹션 변경의 경우 건식 믹스가 더 잘 적응하고 더 높은 반동을 수용합니다. 습식 혼합물에는 세 가지 세부 사항이 포함됩니다. 섬유 길이는 호스 내경의 1/3을 초과해서는 안 되므로 65mm 호스의 50mm 섬유가 차단됩니다. 촉진제 투여량은 암석 표면의 누출에 따라 결정되며, 너무 많으면 부서지기 쉬운 층이 되고 너무 적으면 처지게 되며 어느 쪽이든 섬유가 작동을 멈춥니다. 노즐을 표면에서 1~1.5m 떨어진 곳에 두고 수직으로 분사하십시오. 각진 스프레이는 섬유를 공기 흐름과 정렬하고 이방성 약한 평면을 생성합니다. 에너지 흡수는 EN 14488-3의 패널 테스트로 측정되며, 허용은 계약에 명시적으로 명시되어야 하는 단일 피크 값이 아닌 하중-편향 곡선 아래 영역입니다.

현장에서 3가지 승인 확인

숏크리트 섬유에 대한 승인은 투입량, 분포 균일성 및 굴곡 인성이라는 세 가지 사항을 고려합니다. 복용량은 현장 샘플을 세척하고 ±10% 이내에서 무게를 측정하여 확인합니다. 절단면을 코어링하고 검사하여 섬유가 없는 패치 없이 섬유가 고르게 퍼진 것을 보여야 하는 균일성; 설계에 명시된 빔 테스트에 의한 인성. 모델, 직경, 길이 및 권장 복용량의 경우 강섬유 제품 페이지의 터널 및 채굴 섹션에 일치하는 등급 및 복용량이 나열되어 있으며 기술 부록으로 직접 첨부할 수 있습니다.

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구리 도금 마이크로와이어, 냉간 인발 후크 엔드 유형, 열로 접착, 접지 유형, 304/310S/446 스테인레스 스틸 및 용융 연신 내열 섬유, UHPC 특수 합성 섬유, 직경 0.2 ~ 1.0 mm, 길이 6 ~ 60 mm, 인장 강도 700 ~ 2850 MPa, 함량 적용 범위 0.5% ~ 2% 체적 비율 및 30 ~ 268 kg/m3. ASTM A820 또는 EN 14889-1에 따라 생산을 구성할 수 있으며 배치 검사 보고서가 제공될 수 있습니다. 상자, 톤백, 벌크 등 세 가지 유형의 포장이 지원됩니다. 거래 조건은 선택 사항인 EXW/FOB/CIF/DDP입니다.

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