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树脂锚固剂试验分析
【摘 要】树脂锚固剂是由树脂胶泥与固化剂两部分分隔包装成卷形,混合后能使杆体与被锚固体煤、岩粘结在一起。适用于矿山井巷支护,井筒装备的安装、基础锚固等工程所需。本文从树脂锚固剂的产品型号、产品分类、产品规格、技术要求、试验方法等方面进行了详细的介绍。
【关键词】树脂;锚固剂;试验
前言:
树脂锚固剂是目前应用比较广泛的粘结材料,它具有常温固化快,粘结强度高,锚固力可靠和耐久力好等优良性能。但是在生产和使用中会出现一些问题,如锚固剂成品渗漏、固胶比不合格等等,因此必须严格管控、层层把关,提高产品质量,满足生产和使用需求。
1.产品型号
示例:直径为23mm、长度为35cm的快速树脂锚杆锚固剂,表示为MSK2335。
2.产品分类
产品按凝胶时间不同进行分类:
3.产品规格
4.技术要求
4.1原材料:产品所使用材料应符合有关国家标准、行业标准和设计要求,并有合格证明书、质量保证书。材料进厂后应进行验收试验。
4.2外观:锚固剂应装填饱满,质地柔软,颜色均匀,树脂胶泥不分层、不沉淀,固化剂分布均匀,封口严密,无渗漏,各型号锚固剂的标识应符合规定。
4.3直径、长度偏差:直径偏差为土0.5mm,长度偏差为±5mm。
4.4环境温度为(22+1)℃时,树脂胶泥稠度应不小于30mm。
4.5固胶比:固化剂与树脂胶泥的质量比应不小于4%。
4.6凝胶时间:锚固剂凝胶时间应符合表1的规定。
4.7抗压强度:环境温度为(22±1)℃、龄期24h条件下,锚固剂抗压强度应不小于60MPa。
4.8抗拔力:锚固长度125mm,模拟孔直径28mm,配套杆体为直径20mm、屈服强度500MPa的无纵肋螺纹钢杆体,龄期2h条件下,抗拔力应不小于100kN。
4.9锚固力:在表3规定的龄期,锚固力应不小于与之配套杆体规定屈服力的1.2倍。
4.10热稳定性能:树脂胶泥在(80士2)℃条件下放置20h,取出后在(22+1)℃环境温度下放置4h,树脂胶泥不应变硬,且其稠度不小于16mm。
5.试验方法
5.1外观:目测,手捏。
5.2直径:用分度值为0.02mm的游标卡尺测量;长度:用分度值为1mm的钢板尺或钢卷尺,测量锚固剂两端卡口之间距离,即为锚固剂长度。
5.3树脂胶泥稠度
(1)仪器:采用GBT 1346-2001规定的标准稠度测定用试杆和盛装水泥净浆的试模。
(2)环境温度:22±1℃。
(3)测定:a将固剂剖开,取出树脂胶泥,搅拌均匀后装人圆模内,经人工振动捣实后刮平;b将圆模放在试杆下,使试杆与胶泥面接触,拧紧螺丝,然后突然放松,并开始记录时间,试杆自由沉入圆模内胶泥中,记录1min试杆下沉深度即为树脂胶泥稠度。
5.4固胶比
(1)称量锚固剂总质量W。
(2)剖开固化剂部分,将固化剂全部取出,然后称量去掉固化剂的锚固剂质量W1
(3)按公式计算固胶比
W一锚固剂总质重,单位为克(g)
W1去掉固化剂的锚固剂质量,单位为克(g)
5.5凝胶时间
(1)位器、设备:热电偶及长图温度自动平衡记录仪或其他可记录时间、温度的仪器。温度计分度值小于等于1℃,时间分度值小于等于1s。
(2)试验环境温度为(22+1)℃。
(3)测定:将锚固剂剖开,把树脂胶泥与固化剂分开,分别搅拌均匀。取100g胶泥,放入聚酯薄膜中央或其他容器中,按测出的实际固胶比加入固化剂,将固化剂与树脂胶泥迅速搅拌均匀,搅拌时间为:超快速型锚固剂为10~15s,其他类型锚固剂为20~25s。搅拌同时开始计时,从搅拌树脂胶泥开始,至胶泥变稠、温度开始上升的时间为锚固剂的凝胶时间。
5.6抗压强度
(1)试验设备:万能材料试验机,试件为边长40mn的立方体;出厂检验时可采用不小于200kN的锚杆拉力计配之简易的承压试验架。
(2试验环境温度为22±1℃。
(3)将锚固剂剖开,迅速把树脂胶泥与固化剂搅拌均匀(如果凝胶时间太快,可适当调减固化剂用量),将胶泥注入试模内并捣实,胶泥固化并有一定强度后脱模。
(4)放置24h进行抗压试验,记录抗压载荷值。
(5)抗压载荷值除以试件承压面积所得之值即为锚固剂的抗压强度。
5.7抗拔力
(1)仪器、设备:万能材料试验机。
(2)试件:用内径28mm、壁厚大于3mm的钢管模拟锚杆孔,管内表面做打毛处理,以防锚固剂和钢管内表面黏结失效;配套杆体采用直径20mm,屈服强度为500MPa的无纵肋螺纹钢杆体,锚固长度125mm。
(3)测试环境温度为22±1℃。
(4)测定:放置2h,进行锚固剂抗拔力测试。
5.8锚固力
(1)试件:整根树指锚固剂和与之配套的金属杆体,与锚固剂直径相匹配的模拟钢管。
(2)安装:安装搅拌采用煤电钻或其他搅拌装置,其转速不低于300r/min,扭矩不小于40N.m,边旋转搅拌边推进,搅拌时间为:超快型锚固剂为6s~15s;其他型号锚固剂为20s~25s,搅拌停止后,应等到锚固剂凝胶后才能松开搅拌连接装置。
(3)在规定试验龄期,进行锚固力测试。
5.9热稳定性能
(1)设备、仪器:恒温干燥箱,温度精度为±1℃。
(2)测定:把去掉固化剂的锚固剂保持原封口状态放人(80±2)℃恒温干燥箱中,放置20h。取出锚固剂,在(22±1)℃环境条件下放置4h。按规定方法测定树脂胶泥稠度。
6.结语
通过对树脂锚固剂试验各个方面的阐述和分析,对其有了更多更深的学习,为树脂锚固剂的生产和使用提供依据,为今后的工作提供安全可靠的保障。
参考文献
[1]王忠荣.树脂锚固剂[J].化学建材.2001.(1).
[2]胡再远、王淑敏.树脂锚固剂主要性能指标影响因素的系统研究[J].科技经济导刊.2017.(19).
[3]多营、赵素文.树脂锚固剂质量浅谈.[J].阳煤科技.2001(3)
作者简介:郭小丽(1983—) 女,工程师,主要从事检验检测工作。 工作单位:国能鄂尔多斯市神东检测有限责任公司