第一节 支护材料.

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1、第八章第八章 巷道支护巷道支护第一节第一节 支护材料支护材料2本章提要本章提要 本本章主要讲述井巷支护理论及技术。章主要讲述井巷支护理论及技术。 锚锚杆支护的基本理论及施工技术；喷射混凝土杆支护的基本理论及施工技术；喷射混凝土施工技术以及其他联合支护的形式施工技术以及其他联合支护的形式等。等。 支护目的：支护目的：保证巷道围岩稳定，防止围岩垮落保证巷道围岩稳定，防止围岩垮落或产生过大变形，满足正常生产和安全要求，或产生过大变形，满足正常生产和安全要求，巷道巷道掘进后一般都要立即进行支护。掘进后一般都要立即进行支护。 支护的三种类型：支护的三种类型： 第一类第一类为各种被动支护形式，包括为各种被

2、动支护形式，包括木棚支架、木棚支架、钢筋混凝土支架、金属型钢支架、料石碹、混凝土钢筋混凝土支架、金属型钢支架、料石碹、混凝土22022-5-30及钢筋混凝土碹等；及钢筋混凝土碹等； 第二类第二类是以锚杆支护为主，旨在改善巷道围岩是以锚杆支护为主，旨在改善巷道围岩力学性能的积极支护形式，力学性能的积极支护形式，包括锚喷支护、锚网支包括锚喷支护、锚网支护、锚喷网支护等；护、锚喷网支护等； 第三类第三类是以高强预应力锚杆和注浆加固为主的是以高强预应力锚杆和注浆加固为主的积极主动加固形式，如积极主动加固形式，如锚注支护锚注支护、预应力锚索支护、预应力锚索支护技术技术等，等，能明显改善破裂岩体力学特性，

3、支护结构能明显改善破裂岩体力学特性，支护结构整体性好，承载能力高，支护效果好。因此，巷道整体性好，承载能力高，支护效果好。因此，巷道支护技术已经有了较大的发展，为矿山的可持续发支护技术已经有了较大的发展，为矿山的可持续发展做出了较大贡献。展做出了较大贡献。2022-5-3032022-5-30452022-5-30第一节第一节 支护材料支护材料62022-5-30棚式支架棚式支架 石材整体支护石材整体支护 锚喷支护锚喷支护梯形金属支架梯形金属支架 料石料石 金属锚杆（锚索）金属锚杆（锚索）拱形可缩金属支架拱形可缩金属支架 砖砖 木锚杆木锚杆木支架木支架 混凝土混凝土 竹锚杆竹锚杆钢筋混凝土支架

4、钢筋混凝土支架 钢筋混凝土钢筋混凝土 金属网金属网 混凝土混凝土 在物理、化学作用下，能从浆体变成坚硬的石在物理、化学作用下，能从浆体变成坚硬的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称为质，统称为胶凝材料。胶凝材料。 胶凝材料可以分为胶凝材料可以分为无机和有机两大类。无机和有机两大类。沥青和沥青和各种树脂属各种树脂属有机胶凝材料。无机胶凝材料有机胶凝材料。无机胶凝材料按照其硬按照其硬化条件，又可分为化条件，又可分为水硬性和非水硬性两类。水硬性和非水硬性两类。水硬性水硬性胶凝材料在拌水后胶凝材料在拌水后既能既能在空气中硬化，在空气中硬化，

5、又能又能在水中在水中硬化，通常称为硬化，通常称为水泥；水泥；非水硬性胶凝材料非水硬性胶凝材料只能只能在空在空气中硬化气中硬化而不能而不能在水中硬化，故又称气硬性胶凝材在水中硬化，故又称气硬性胶凝材一、胶凝材料一、胶凝材料2022-5-3078料，如料，如石灰、石膏等。石灰、石膏等。 1. 1.非水非水硬性胶凝材料硬性胶凝材料不宜于潮湿环境不宜于潮湿环境 石膏石膏：硫酸钙（：硫酸钙（CaSOCaSO4 42H2H2 2O O），主要用于室），主要用于室内装饰、绝热保温、吸音防火，内装饰、绝热保温、吸音防火，90090010001000。如。如图图8-18-1所示。所示。 石灰石灰：CaCOCaC

6、O3 3CaO+COCaO+CO2 2 生石灰；生石灰； CaO+H CaO+H2 2O OCa(OH)Ca(OH)2 2+15.5+15.5千卡千卡 熟石灰。熟石灰。 作用：作用：砌筑砂浆或抹灰砂浆，拌制三合土（石砌筑砂浆或抹灰砂浆，拌制三合土（石灰、黏土、砂石或矿渣）提高强度和耐水性，建灰、黏土、砂石或矿渣）提高强度和耐水性，建筑物基础、路基等。筑物基础、路基等。2022-5-3089图图8-1 8-1 石膏石膏( (硫酸钙硫酸钙) )2022-5-30910 2.2.水硬性胶凝材料：水泥水硬性胶凝材料：水泥 用于地面、地下和水中。用于地面、地下和水中。 3. 3.水玻璃水玻璃 水玻璃又称

7、水玻璃又称泡花碱，泡花碱，是一种是一种碱金属硅酸盐。碱金属硅酸盐。 (1) (1)种类：种类：根据其碱金属氧化物种类的不同，根据其碱金属氧化物种类的不同，又分为又分为硅酸钠水玻璃和硅酸钾水玻璃硅酸钠水玻璃和硅酸钾水玻璃等，其中以硅等，其中以硅酸钠水玻璃最为常用。酸钠水玻璃最为常用。 (2) (2)作用：作用：水玻璃具有良好的粘结性能和很强水玻璃具有良好的粘结性能和很强的耐酸腐蚀性；水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶还能的耐酸腐蚀性；水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶还能堵塞材料的毛细孔隙，有阻止水分渗透的作用。堵塞材料的毛细孔隙，有阻止水分渗透的作用。2022-5-301011 (3)(3)应用：应用：水玻璃

8、还具有良好的耐热性能，高温水玻璃还具有良好的耐热性能，高温不分解，强度不降低不分解，强度不降低( (甚至有增加甚至有增加) )。因此常用于工。因此常用于工程注浆堵水和加固。程注浆堵水和加固。 二水泥二水泥 1. 1.品种（高水速凝材料）品种（高水速凝材料）11 硅酸盐水泥硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 建筑工程建筑工程 矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥 2022-5-30 高铝水泥高铝水泥快硬、高强、耐腐蚀，快硬、高强、耐腐蚀， 国防、道路、抢修。国防、道路、抢修。 膨胀水泥膨胀水泥防水沙浆：构件、管道接防水沙浆：构

9、件、管道接 头，防渗抹面。头，防渗抹面。 特殊工程特殊工程 白色水泥白色水泥原料和制作设备及过程。原料和制作设备及过程。 彩色水泥：氧化铁、氧化锰、氧化铬。彩色水泥：氧化铁、氧化锰、氧化铬。 快硬水泥；抢修工程、抗冲击及抗震快硬水泥；抢修工程、抗冲击及抗震 性工程。性工程。 耐硫酸盐水泥。耐硫酸盐水泥。2022-5-3012 2 2硅酸盐水泥硅酸盐水泥 生产工艺（如图生产工艺（如图8-28-2）2022-5-3013图图8-2 8-2 硅酸盐水泥生产工艺流程图硅酸盐水泥生产工艺流程图（CaO） （SiO2、Al2O3） （Fe2O3） 按比例混按比例混合、磨细合、磨细石灰石石灰石粘土粘土铁粉铁

10、粉生料生料熟料熟料石膏石膏水泥水泥成品成品煅烧煅烧(1450(1450o oC)C)黑色球状黑色球状磨细磨细较少较少3%3%左右左右14 熟料的矿物组成熟料的矿物组成14名名 称称化化 学学 式式简写式简写式含量（含量（% %）硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO3CaOSiO2 2C C3 3S S36363737硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2CaOSiO2 2C C2 2S S15153737铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl3CaOAl2 2O O3 3C C3 3A A7 71515铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaOAl4CaOAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3C C4 4AFAF101

11、01818 矿物性能（单独与水作用）矿物性能（单独与水作用）名名 称称硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙凝结硬化速度凝结硬化速度28天放热量天放热量强度强度快快多多高高慢慢少少早低、后高早低、后高最快最快最多最多低低快快中中低低2022-5-30表表8-18-1 水化热。水化热。大体积混凝土大体积混凝土水化热造成的水化热造成的内外温差内外温差，可导致可导致混凝土开裂混凝土开裂；但水化热对；但水化热对冬季混凝土施工冬季混凝土施工则则是有益的，水化热可促进水泥水化进程。是有益的，水化热可促进水泥水化进程。 水泥的细度水泥的细度 7 7200m200m（0.0070