柔性混凝土喷层支护材料
专利汇可以提供柔性混凝土喷层支护材料专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种柔性 混凝土 喷层支护材料，由混凝土基体中掺入0.2～2.0％体积含量的 有机化学 纤维 所组成，其特点是该喷层呈张拉破坏，当压缩破坏时极限 变形 量达7％以上，而且具有50％以上的残余强度。本 发明 可应用于具有松软、膨胀、流变等特点的复杂岩层或其它动压巷道的围岩支护领域。，下面是柔性混凝土喷层支护材料专利的具体信息内容。
1、一种柔性混凝土喷层支护材料，其特征在于混凝土基体中掺入0.2%至2.0%体积含量的有机化学纤维。
2、按照权利要求1所述的柔性混凝土喷层支护材料，其特征在于所述的混凝土配比为：
水泥∶砂∶砾石（或卵石）∶水＝1∶（1.5～2）∶（1.5～2）∶（0.4～0.6）;
3、按照权利要求1或2所述的柔性混凝土喷层支护材料，其特征在于所述的有机化学纤维为维尼纶纤维、尼龙纤维或聚丙烯纤维;
4、按照权利要求3所述的柔性混凝土喷层支护材料，其特征在于混凝土基体中掺入维尼纶纤维的体积含量在0.5%～1.0%范围;
5、按照权利要求3所述的柔性混凝土喷层支护材料，其特征在于基体中掺入尼龙纤维的体积含量在0.2%～0.8%范围;
6、按照权利要求3所述的柔性混凝土喷层支护材料，其特征在于混凝土基体中掺入聚丙烯纤维的体积含量在0.8%～2.0%范围;
7、按照权利要求3所述的柔性混凝土喷层支护材料，其特征在于所述的纤维长度在7～25毫米范围;
8、按照权利要求1或2所述的柔性混凝土喷层支护材料，其特征在于混凝土配比及纤维的掺入过程中加入占水泥重量的2%～3%范围的速凝剂。
本发明涉及采矿工程或其它地下工程的井巷、硐室的喷层支护之技术领域。
在采矿工程或其它地下工程中，对具有松软、膨胀、流变等特点的复杂岩层或其它动压巷道的维护是经常遇到的难题。近年来国内外都主张采用先柔后刚的支护原理，先释放一部分地层能量以达到控制地层压力的目的。这种先柔后刚的支护原理通常是以喷射混凝土和锚杆的联合支护作为初次支护的方式。但是现在普遍采用的混凝土喷层，其柔性很小，通常呈脆性破坏，因而在很小的拉伸或压缩变形条件下就发生开裂，以致在巷道围岩变形稍大的情况下支护3～5天就发生开裂、掉块，从而失去封闭围岩和支护的作用。
本发明的目的基于上述喷层支护材料的不足之处，提供一种柔性好的具有一定抗拉、抗弯性能的混凝土喷层支护材料。
为了达到上述的目的，本发明提供的一种柔性混凝土喷层支护材料，其特征是混凝土中掺入0.2%～2.0%体积含量的有机化学纤维。下面对本发明予以进一步的说明。
本发明提供的柔性混凝土喷层支护材料，将一定长度的有机化学纤维掺入到以水泥、砂子、砾石或卵石组成的混凝土基体中，并使之喷射到围岩上形成喷层支护。有机化学纤维均匀地分布在基体中，起 着许多微型配筋作用。所掺入的有机化学纤维，其弹性模量小于基体弹性模量，而断裂时的伸长则比基体的破坏应变大2～3个数量级。因此，纤维加入到基体后可以改善其抗拉、抗弯性能和韧性，而且在基体发生开裂后还有较大的残余强度。本发明所采用的有机化学纤维为维尼纶纤维、尼龙纤维、聚丙烯纤维，此三种纤维均可耐碱性，其物理特性见表1。纤维的长度采用7～25mm为宜，而纤维在混凝土
基体中的体积含量在0.2%～2.0%范围之内。如果纤维的含量过多其弹性模量过小，反之纤维的含量过少则其弹性模量过大、残余强度过小。纤维的具体含量视围岩岩层的特性及纤维直径所决定，一般为在混凝土基体中维尼纶纤维的体积含量在0.5%～1.0%范围内，尼龙纤维的体积含量在0.2%～0.8%范围内，聚丙烯纤维的体积含量在0.8%～2.0%范围之内。掺入基体中的纤维可以为上述的各种纤维的混合物。
在混凝土基体中加入纤维掺料时，采用骨料与纤维摩擦方式使纤维均匀分布于该基体中，并且此柔性混凝土喷层支护材料以干式或潮 式方法喷射到围岩上。所述的混凝土基体其水泥、砂、砾石或卵石间的重量配比为：
水泥∶砂∶砾石（或卵石）＝1∶（1.5～2）∶（1.5～2）
而其水灰间的重量配比为：
水∶水泥＝（0.4～0.6）∶1
如果在混凝土配比及纤维的掺入过程中外加占水泥重量的2%～3%速凝剂。则本发明所提供的柔性混凝土喷层支护材料效果更佳。所用的速凝剂可采用国产的红星1号或711号。
本发明按照以上述的内容所提供的柔性混凝土喷层支护材料与已有的普通混凝土喷层支护材料相比，虽然因纤维的的加入其抗压强度略降低，但其喷层呈张拉破坏，而已有的喷层呈剪切破坏;当压缩破坏时本发明的极限变形量可达到7%以上，而已有的喷层其最大值为2.5%，而且本发明具有50%以上的残余强度，而已有的喷层不具有此特性。本发明以劈裂法测定其抗拉强度表明与已有的喷层相比可提高10～40%，做抗弯试验表明本发明较已有的喷层可提高20～30%，而其韧度（载荷×挠度）可提高2～30倍。本发明在直径为4米的圆形断面巷道中喷层厚度为50毫米时，可以允许巷道周边径向位移量可以达到100毫米左右。由此可见，本发明可广泛应用于采矿、煤碳、水电、铁道、国防等工程中所遇到的具有松软、膨胀、流变等特性的复杂岩层或其它动压巷道的围岩之支护领域。
本发明按照上述的柔性混凝土喷层支护材料，提供以下7个实施 例。每个实施例的配方见表2：
对于按表1所述的配比组成的各种材料分别进行抗压试验，其结果见表3：
对于按表1所述的配比组成的各种材料分别进行强度-应变试验，其结果见表4。
如表1所述的配比组成的各种材料分别按16cm长的试件进行四点纯弯曲试验，并测定梁中点挠度为2mm时所吸收的能量。其结果见 表5所示。
由以上所述的试验数据表明本发明所提供的柔性混凝土喷层支护材料（实施例1至实施例6），与已有的普通混凝土喷层支护材料（实施例7）相比，各项指标均有较大的差异。
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