專利名稱:超快硬普通水泥卷錨桿的制作方法
專利說明 一種用于地下工程錨固巖體的錨桿,適用于礦山、隧道、峒室等地下工程的巖體支護(hù),特別適用于各類礦產(chǎn)地下開采的坑道支護(hù)。
國(guó)內(nèi)外用于支護(hù)巖體的錨桿有樹脂錨桿、金屬摩擦錨桿及水泥卷錨桿,與本發(fā)明最相近的是水泥卷錨桿,這種錨桿有桿體和錨固劑兩部份組成,桿體為金屬桿,錨固劑為特種水泥,錨固劑裝在紙筒中備用。這種水泥卷錨桿優(yōu)點(diǎn)是成本較低、使用方便,缺點(diǎn)是作為錨固劑用特種水泥,因其產(chǎn)地少、易潮解失效、運(yùn)輸儲(chǔ)存困難,影響了使用。
本新型旨在提供一種改進(jìn)的水泥卷錨桿,可克服現(xiàn)存水泥卷錨桿的弊病,廣泛應(yīng)用。
本新型的超快硬普通水泥卷錨桿包括桿體和錨固劑兩部份。桿體為螺紋鋼或光面鋼筋制成的Y型桿體。特征部分是錨固劑以525#硅酸鹽水泥為基料,配以10-20%NX水泥超快硬化劑;兩種組分夾心式裝填成水泥卷,芯材為NX水泥超快硬化劑,外層為525#硅酸鹽水泥。
本新型特征情況詳述如下 作為錨固劑的材料,也就是膠結(jié)劑是以普通的525#硅酸鹽水泥為基料,加入NX水泥超快硬化劑,使之達(dá)到快速凝結(jié)硬化的效果是本發(fā)明一個(gè)特征。錨固劑中基料525#硅酸鹽水泥占80-90%,NX水泥超快硬化劑占10-20%,可通過調(diào)節(jié)兩者比例來控制硬化時(shí)間。這種使用的NX水泥超快硬化劑為江蘇沛縣化工廠生產(chǎn)的市售商品,主要成分為CaO、Al2O3、CaSo4,少量摻入即在1分鐘內(nèi)發(fā)生凝結(jié),2-3小時(shí)內(nèi)可獲170-200公斤/厘米2的抗壓強(qiáng)度。
水泥卷的裝填方式為本發(fā)明的另一特征。水泥卷中的兩種原料設(shè)計(jì)為夾心式裝填(見圖1a)芯料為NX水泥超快硬化劑2,外層為525#硅酸鹽水泥1,兩者間用紙分隔,浸水式結(jié)構(gòu)。圖1a中3為內(nèi)紙筒,4為外紙筒,兩者均用長(zhǎng)纖維紙制成。這種夾心式水泥卷透水性好,縱向有一定強(qiáng)度,又易攪破,使兩種料均勻混合。
由于選用了適宜的膠結(jié)劑材料及設(shè)計(jì)為夾心式裝填的水泥卷,成功地解決了以普通水泥作為基料的快凝錨固材料問題,使本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn) 1、具有快凝和初、終凝十分接近的特點(diǎn),凝結(jié)時(shí)間可以用NX水泥超快硬化劑摻入量不同進(jìn)行調(diào)節(jié),小時(shí)抗壓強(qiáng)度可達(dá)7.0-30.0MPa,28天可達(dá)76.2MPa。
2、錨固劑硬化后體積收縮小,后期呈微膨脹,對(duì)鋼筋無銹蝕作用,強(qiáng)度穩(wěn)定,溫度對(duì)強(qiáng)度的影響不大。
3、早期強(qiáng)度高,15分鐘便具有22.4-34.9千牛頓錨固力,實(shí)現(xiàn)了短時(shí)間具有承載力的目的??捎糜阱^桿端部錨固或全長(zhǎng)錨固,適用性廣。
4、材料來源廣泛,制作工藝簡(jiǎn)單,成本低,與樹脂錨桿和金屬摩擦錨桿相比價(jià)格低廉(見表1)。
表1 幾種錨桿價(jià)格 超快硬普通水泥卷錨桿有兩大部分組成(圖1所示),即夾心式水泥卷和Y型錨桿。其中夾心式水泥卷已在特征部分詳述。
Y型錨桿(見圖1b)的桿體選用φ16毫米鋼筋(也可選用螺紋鋼筋或更大直徑的光面鋼筋)。使用時(shí)采用全長(zhǎng)或端部錨固兩種形式。全長(zhǎng)錨固桿體長(zhǎng)度選用1.5-2.0米,一端打扁開叉。端部錨固的桿體,可選用開叉和反麻花形端尖,離端頭350-450毫米處焊上一個(gè)墊圈(止?jié){環(huán))即可。桿體還包括一個(gè)托板和一個(gè)螺帽(見圖2-c)。
超快硬普通水泥卷錨固過程見示意圖2。將水泥卷7浸水后順序送入孔6內(nèi);用風(fēng)板機(jī)8帶動(dòng)桿體5將其全部送入孔內(nèi);將水泥卷攪拌成水泥漿9,再按上墊板10,用螺帽11擰緊。整個(gè)過程僅用兩分鐘即成。
本發(fā)明已在桃江錳礦和斗南錳礦試用,證明采用此類錨桿維護(hù)采場(chǎng)頂板和巷道,安全可靠,技術(shù)可靠,操作簡(jiǎn)便,成本低廉,適應(yīng)性廣,能夠滿足不同的施工要求,深受工人歡迎。若按年需用量10萬根錨桿,用本發(fā)明來代替金屬摩擦錨桿,每年就可獲經(jīng)濟(jì)效益80萬元。
圖1為超快硬普通水泥卷錨桿示意圖。a夾心式水泥卷;bY型錨桿。
1-525#硅酸鹽水泥;2-NX水泥超快硬化劑;3-內(nèi)紙筒;4-外紙筒;5-螺紋鋼筋錨桿。
圖2為超快硬普通水泥卷錨桿工作示意圖。A在孔內(nèi)裝填水泥;B旋轉(zhuǎn)桿體攪拌水泥卷;C上墊板擰緊螺帽。
6-錨桿孔;7-夾心式水泥卷;5-Y型錨桿;8-風(fēng)板機(jī);9-已攪拌的水泥漿;10-墊板;11-螺帽。
權(quán)利要求1、一種包括金屬桿體、水泥錨固劑的水泥卷錨桿,其特征錨固劑成分為525#硅酸鹽水泥和NX水泥超快硬化劑;兩者以夾心方式裝填在紙筒中,筒芯為NX水泥超快硬化劑,外層為525#硅酸鹽水泥,紙筒皮和夾心皮為長(zhǎng)纖維紙;
2、如權(quán)利要求1所述的水泥卷錨桿,其特征錨固劑配料比為525#硅酸鹽水泥80-90%,NX水泥超快硬化劑20-10%。
3、如權(quán)利要求2所述的水泥卷錨桿,其硬化時(shí)間由525#水泥和NX水泥超快硬化劑的配料比來調(diào)整。
專利摘要一種用于地下工程錨固巖體的錨桿,特別適用于各類礦產(chǎn)地下開采的坑道支護(hù)。 本實(shí)用新型以普通525#硅酸鹽水泥為基料,加入一定比例的NX水泥超快硬化劑,采用了夾心式裝填的水泥卷,成功地解決了以普通水泥作為基料的快凝錨固材料問題。 本實(shí)用新型具有快凝快硬、早期強(qiáng)度高、無毒無粉塵、價(jià)格便宜材料來源廣、制作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。能滿足不同的施工要求。
文檔編號(hào)E21D21/00GK2073475SQ90214539
公開日1991年3月20日 申請(qǐng)日期1990年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月17日
發(fā)明者伍素華, 李際昌, 郭金峰, 侯大德, 哈弼盛, 鄧培蒂, 楊長(zhǎng)安, 談曉明 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部馬鞍山礦山研究院