В настоящее время существует множество способов укладки бетона. Одним из перспективных способов является набрызгбетонирование. В свою очередь существует ряд различных способов нанесения набрызгбетона. Среди них особым образом следует отметить взрывной способ набрызгбетонирования.

В области взрывного набрызгбетонирования на сегодняшний день остаются неизученными такие вопросы как динамика взрывного распыления, ее влияние на качество крепи, область применения и эффективность этого способа, хотя и существуют многочисленные разработки в данной области .

Исследованиями взрывного способа набрызгбетонирования занимается кафедра "Строительства шахт и подземных сооружений" Донецкого национального технического университета.

На основании опыта проводимого во взрывной камере ДонНТУ по изучению динамики взрывного распыления бетонной смеси была сделана попытка экспериментальной проверки переводного коэффициента, с помощью которого можно было бы использовать известную динамику распыления порошковых веществ для бетонной смеси. Опыт состоял в следующем. Стальной желоб, с углом раскрытия 41° и основными размерами 290ґ180ґ135 мм, укладывался заряд ВВ в виде трех нитей детонирующего шнура длиной 25 см, что составляет 9 г ТЭНа. Сверху на заряд ВВ укладывалась бетонная смесь массой 3,69 кг с водоцементным отношением 0,5 и соотношением (цемент: песок) 1:3.

После распыления, отдельные капли бетонной смеси были обнаружены на стенке взрывной камеры, на расстоянии 3,7 м от лотка. Из чего можно предположить, что максимальный радиус разлета капель (частиц) бетонной смеси, в данном опыте, составляет 3,7 м. Предельный радиус облака, формируемого распылением порошка детонирующим шнуром, равен:

(1)

где dвп - удвоенный слой порошка в лотке,м
dзар - диаметр одной нити детонирующего шнура, м;
Nн - количество нитей детонирующего шнура;
rs - плотность порошка, кг/м3;
rв - плотность воздуха, 1,205 кг/м3;
p0 - атмосферное давление, 105 МПа.

Для определения предельного радиуса облака, формируемого распылением порошка такой же плотностью, что и бетонная смесь, т.е. 1520 кг/м3, воспользуемся эмпирической зависимостью (1):

Исходя из диаграммы распыления порошковых веществ [7] предельный радиус облака 3,775 м соответствует распылению 31,9 кг порошка. Таким образом, приведенная масса бетонной смеси Мf = 31,9 кг.

Для того чтобы установить количественную диаграмму распыления бетонной смеси на основании того что, что снижение сыпучести (увеличение прочности, вязкости, поверхностного натяжения и пр.) распыляемого вещества равноценно увеличению массы распыляемой оболочки без изменения данного установленного закона формирования облака необходимо знать переводный коэффициентy.

В соответствии с данными диаграммы распыления порошковых веществ, предельный радиус облака 3,7 м соответствует распылению 35,9 кг порошка.

Однако при расчете переводного коэффициента следует учитывать, что при взрывном распылении имеет место перестройка метаемой массы: наиболее крупные частицы порошка вырываются вперед и образуют отдельные струи, в которых втягиваются более мелкие частицы, длина которых изменяется во времени в пределах 0,2…1,5 м [8]. Вследствие чего передний фронт облака имеет не ровный характер.

Если предложить, что в нашем случае имела место струя длиной 0,2…0,3 м, то истинный радиус облака составит 3,4…3,5 м.

Исходя из диаграммы распыления порошковых веществ предельный радиус облака 3,5 м соответствует распылению M1 = 52,8 кг, а 3,4 м - М2 = 66,65 м.

Определим переводный коэффициент для бетонной смеси по формуле: . (2)

Тогда
; .

Разброс значений коэффициента y, обусловлен физикой процесса взрывного распыления. Во-первых, передний фронт облака неровный - длина струй (впадин) изменяется во времени в пределах 0,2…1,5 м. Во-вторых, правые ветви динамической кривой пологие и поэтому даже малейшие неточности в измерении радиуса облака приводят к резкому изменению массы.

На основании полученных результатов подтвердились теоретические значения переводного коэффициента yт = 1,2…2,2 , полученные в работе [9]. Практически полученные значения составляют yп = 1,655…2,089.

Библиографический список