15 juni 2014
Spuitbeton is ontworpen voor energieabsorptie, niet voor druksterkte. Dat ene verschil verklaart waarom bij tunnelwerk gebruik wordt gemaakt van korte vezels, hoge doseringen en gelijmde bundels.
Primaire tunnelondersteuning volgt een andere logica dan oppervlaktestructuren. Wanneer de grond vervormt, moet de opgespoten laag meevervormen in plaats van plotseling af te spatten. De ontwerpparameter is dus hoeveel energie de laag absorbeert bij een bepaalde doorbuiging. De Europese praktijk specificeert reststerkte of energieabsorptie met testen volgens EN 14488-3; De Noord-Amerikaanse praktijk werkt meestal met buigsterkte. Dit is waar staalvezels hun plaats verdienen: gewoon spuitbeton verliest capaciteit op het moment dat het scheurt, terwijl een met vezels versterkte laag een aanzienlijk deel van zijn capaciteit behoudt na het scheuren, waardoor tijd wordt gewonnen om te evacueren en ondersteuning toe te voegen.
Rebound is de verborgen kostenpost van spuitbeton. Materiaal dat niet plakt valt terug, en gewoon spuitbeton veert doorgaans 15% tot 25% terug; vezel verhoogt het enigszins omdat vezels tegen het mondstuk stuiteren. Lengte is de meest gevoelige variabele: 30 mm vezel veert merkbaar meer dan 20 mm terug. Dat is de reden dat bij tunnelwerk vrijwel nooit vezels van 50 of 60 mm worden gebruikt, hoewel langere vezels in theorie beter verankeren. Het praktische compromis is 20 tot 30 mm met een diameter van bijna 0,55 mm, zodat de vezel de luchtstroom naar het oppervlak volgt.
Natte mix beperkt de vezellengte meer dan droge mix. Het natte materiaal wordt door een leiding gepompt, dus lange vezelbruggen en blokken bij bochten; bij het mondstuk moet het door perslucht worden verspreid. 20 tot 30 mm is geschikt voor de meeste natmixrobots, met een diameter van 0,5 tot 0,75 mm, wat een beeldverhouding oplevert van 40 tot 55. Als de gespecificeerde energieabsorptie hoog is, is de juiste reactie meer dosering, en niet meer vezels: het verhogen van 30 tot 45 kg/m3 verhoogt de energieabsorptie met meer dan 40%, terwijl de rebound slechts twee of drie procentpunten stijgt.
De dosering van tunnelspuitbeton ligt doorgaans tussen de 25 en 45 kg/m3. Het bereik van 25 tot 30 omvat egalisatielagen achter goed gesteente; 35 tot 45 omvat breukzones, ondiepe dekking en grote vervormingssecties. Boven de 45 kg/m3 neemt de verwerkbaarheid zichtbaar af en voegt de operator instinctief water toe, waardoor de sterkte direct afneemt. Dat is de echte reden dat veel sites een adequate dosering maar een lage sterkte melden. Een hoge dosering moet worden gecombineerd met waterverminderende en viscositeitsmodificerende hulpstoffen, en een controle op klontering en cohesie vóór het spuiten.
Een vezelbol in de laag is erger dan nutteloos: het creëert een leegte en een zwak vlak dat een crackstarter wordt als de grond beweegt. Balling heeft drie oorzaken: het met een handvol invoeren van vezels in de mixer, onvoldoende mengtijd en een te hoge aspectverhouding. Vezels moeten worden gestrooid of aangevoerd door een speciale doseermachine, en het mengen moet met 30 tot 60 seconden worden verlengd over gewoon beton. Gelijmde vezelbundels verminderen het risico aanzienlijk: de rij wordt als één geheel aangevoerd, de wateroplosbare lijm lost op en elke vezel scheidt zich afzonderlijk, waardoor de uniformiteit met meer dan 40% wordt verbeterd ten opzichte van losse vezels. Daarom geven natmixrobots de voorkeur aan gelijmde bundels.
Staalvezel vervangt stalen bogen niet. In grondklassen IV en V zorgt de boog voor globale stijfheid, terwijl de vezel de laag zelf stevigheid geeft; ze doen verschillende taken. Vezels kunnen echter het gaas in de laag vervangen, waardoor ophang-, bind- en positioneringswerk wordt geëlimineerd en holtes achter het gaas worden geëlimineerd. De gebruikelijke combinatie ter plaatse is een stalen boog plus vezelversterkt spuitbeton zonder gaas. Het loont het meest bij het veranderen van profielen, waarbij gaas een onregelmatige rotswand niet kan volgen, maar vezelbeton wel.
Rebound is de meest directe kostenindicator bij tunnelspuitbeton, en de eerste variabele is niet de vezel, maar het proces. Bij nat mengen is het materiaal al volledig verspreid tijdens het verpompen en wordt de versneller aan het mondstuk toegevoegd, dus de meeste klonten zijn valse ballen die bij elkaar worden gehouden door pasta die tijdens de vlucht uiteenvalt. Bij een droge mix is het tegenovergestelde het geval: water wordt toegevoegd aan het mondstuk, de hydratatie is ongelijkmatig en de vezels hopen zich op tot echte ballen op de slangwand en in bochten, en een van die die bij de kruin aankomt, laat een leegte achter. Kies het proces uit sectie en dikte. Voor een permanente bekleding van 20 tot 30 mm per doorgang geeft nat mengen een zichtbaar betere dikte-uniformiteit; voor tijdelijke ondersteuning, noodreparaties en abrupte sectiewisselingen past de droge mix zich beter aan en accepteert een hogere rebound. Natte mix heeft drie details. De vezellengte mag niet groter zijn dan een derde van de slangboring, zodat 50 mm vezels in een 65 mm slang zullen verstoppen. De dosering van de versneller volgt de lekkage aan de rotswand, te veel zorgt voor een broze laag en te weinig zorgt ervoor dat deze doorzakt, en hoe dan ook stopt de vezel met werken. Houd de spuitmond 1 tot 1,5 m van het oppervlak en spuit loodrecht; schuine spray lijnt de vezels uit met de luchtstroom en creëert een anisotroop zwak vlak. De energieabsorptie wordt gemeten door de paneeltest in EN 14488-3, en acceptatie is het gebied onder de belasting-doorbuigingscurve in plaats van een enkele piekwaarde, die expliciet in het contract moet worden vermeld.
Bij de acceptatie van spuitbetonvezels wordt gekeken naar drie zaken: dosering, gelijkmatigheid van de verdeling en buigsterkte. De dosering wordt gecontroleerd door een monster ter plaatse te wassen en te wegen, binnen plus of min 10%; uniformiteit door het uitboren en inspecteren van het snijvlak, waarbij de vezels gelijkmatig verspreid moeten zijn zonder vezelvrije plekken; taaiheid volgens de in het ontwerp genoemde straaltest. Voor model, diameter, lengte en aanbevolen dosering vindt u in het tunnel- en mijnbouwgedeelte van de staalvezelproductpagina de bijpassende kwaliteiten en dosering, die direct als technische bijlage kunnen worden bijgevoegd.
Vertel ons uw projectscenario en vereisten, en wij zullen binnen 24 uur de juiste oplossing matchen en een offerte uitbrengen.
Ontvang een gratis offerteVerkoperde microdraad, koudgetrokken haakeindtype, in rij gelijmd, geslepen type, 304 / 310S / 446 roestvrij staal en smeltgetrokken hittebestendige vezel, UHPC speciale synthetische vezel, diameter 0,2 tot 1,0 mm, lengte 6 tot 60 mm, treksterkte 700 tot 2850 MPa, inhoudsdekking 0,5% tot 2% volumesnelheid en 30 tot 268 kg/m³. De productie kan worden georganiseerd volgens ASTM A820 of EN 14889-1 en er kunnen batchinspectierapporten worden verstrekt. Er worden drie soorten verpakkingen ondersteund: dozen, tonzakken en bulk. Handelsvoorwaarden zijn optioneel EXW / FOB / CIF / DDP.
Meer informatie over de selectie en offerte van staalvezels →