Właściwości mechaniczne wybranych spoiw mineralnocementowych i ich znaczenie dla zastosowania jako wykładki mechanicznej

• Autorzy: Małkowski P. , Sekta D.

Warianty tytułu

EN

Mechanical properties of selected mineral-cement binders and their meaning for the application in lining sleeves

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ostatnich latach w polskim górnictwie węgla kamiennego coraz częściej stosowana jest obudowa podporowa z wykładką mechaniczną. Zasadniczym problemem przy doborze właściwego materiału wypełniającego worki lub rękawy wykładki mechanicznej jest brak informacji na temat rzeczywistych parametrów mechanicznych spoiwa. Producenci podają najczęściej tylko jego wytrzymałość na ściskanie lub dodatkowo np. wytrzymałość na zginanie, co znacznie utrudnia wykonanie projektu. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych czterech spoiw przeznaczonych do stosowania w górnictwie, w proporcjach S:W zalecanych przez producentów. Określono dla nich: gęstość objętościową, wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na rozciąganie, moduł Younga i współczynnik odkształcalności poprzecznej, temperaturę hydratacji oraz wilgotność, kontrolując stale stan mieszaniny. Badania prowadzono od 1 do 28 dnia dojrzewania spoiw. Badania wykazały, że każde przebadane spoiwo wykazuje pewien własny zakres parametrów fizycznych, które wykazują określoną zmienność i które często mogą się obniżać w czasie postępującej hydratacji. Zwykle właściwości fizyczne spoiw zmieniają się w trakcie dojrzewania sinusoidalnie. Dodatkowo stwierdzono duże różnice sięgające 30-40% dotyczące rzeczywistej wytrzymałości na ściskanie spoiw w porównaniu do deklarowanych wartości katalogowych. Dla właściwego doboru parametrów wykładki mechanicznej wcześniejsze wykonanie odpowiednich badań laboratoryjnych wydaje się być niezbędne.

EN

In the last few years the standing support with the lining sleeves (similar to Bullflex system) is increasingly applied in the Polish mining industry. The crucial problem in its designing is the lack of information about the mechanical properties of a binder which fills the sleeves (or bags) of the lining. The manufacturers usually provide only the compressive strength of the binder or sometimes its tensile or shear strength, what makes the design process more complicated. This paper presents the results of laboratory tests for four different mineral-cement binders. The mixtures were prepared according to the recommended binder: water ratio given by the manufacturer. The following parameters have been studied: bulk density, compressive strength, tensile strength, Young modulus, transversal strain coefficient (similar to Poisson ratio), the temperature of hydration and water content. The research has been carried out from the 1st to the 28th day of the mixture curing. The research has shown that every binder reveals its own set of physical parameters which have common variation and which can also decrease in time during hydration. The tested parameters usually vary sinusoidally while curing. The essential variation considers the compressive strength described in the catalogues and the results obtained in the laboratory tests show that it is up to 30-40%. It proves that to obtain proper lining sleeves it is necessary to carry out proper laboratory tests first.

Słowa kluczowe

PL

wykładka mechaniczna; spoiwa mineralno-cementowe; badania laboratoryjne; ciepło hydratacji

EN

lining sleeves; mineral cement binders; laboratory tests; temperature of hydration

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 74, nr 11
• Strony: 35--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Małkowski P.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, WGiG

autor

Sekta D.

• Met-Szyk J. Sekta, D. Grygierczyk s.j.

Bibliografia

• [1] CHUDEK M., JANICZEK S., PLEWA F. 2001 - Materiały w budownictwie geotechnicznym; Tom II, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• [2] DRZĘŹLA B., GŁĄB Ł., SCHINOHL J. 2001 - Wpływ jakości wykładki na podporność łukowej obudowy odrzwiowej. „Wiadomości Górnicze” nr 2, s. 70-76.
• [3] GAWLICKI M., PICHÓR W., BRYLSKA E., BRYLICKI W., ŁAGOSZ A., NOCUŃ-WCZELIK W., PETRI M., PYTEL Z., ROSZCZYNIALSKI W., STOLECKI J. 2004 - Materiały budowlane. Podstawy technologii i metody badań. Wydawnictwa AGH, Kraków.
• [4] KOWOL W., JAKUBOWSKI M. 2012 - Wpływ jakości wykładki mechanicznej na stateczność wyrobisk przyścianowych na przykładzie badań obudowy KSI, stosowanej w RAG Anthrazit Ibbenbüren GmbH. „Przegląd Górniczy”, T. 68, nr 10, s. 37-43.
• [5] KRÓL R., MADAJ M. 1996 - Mineralne spoiwa górnicze Utex-1, Utex-5, Utex-15. „Budownictwo Górnicze i Tunelowe” nr 1, s. 95-99.
• [6] KLIMAS W. 2013 - Wczesnopodporowe spoiwa górnicze a system ich transportu w warunkach budownictwa podziemnego. „Budownictwo Górnicze i Tunelowe”, nr 2, s. 31-38.
• [7] KUBIŃSKI W. 2011 - Materiałoznawstwo; Tom 2, Wydawnictwa AGH, Kraków.
• [8] MAJCHERCZYK T., NIEDBALSKI Z., ULASZEK A. 2014 - Analiza warunków współpracy obudowy wyrobiska korytarzowego z górotworem w zależności od parametrów wykładki. „Wiadomości Górnicze” nr 5, s. 270-276.
• [9] MAŁKOWSKI P., OSTROWSKI Ł. 2015 - Ocena wpływu jakości wykładki na stateczność wyrobiska korytarzowego. „Wiadomości Górnicze” nr 1, s. 33-43.
• [10] MAŁKOWSKI P., RAK Z. 2011 - Wpływ wykładki mechanicznej na stan naprężenia i wytężenia górotworu w otoczeniu chodnika przyścianowego, wykonanego w słabych skałach karbońskich. Prace Naukowe GIG, Górnictwo i Środowisko, nr 1/1, s. 251-262.
• [11] Minobag. Worki z tkaniny polipropylenowej. Minova Ekochem SA. www.minova.pl/pdf/, (2018-08-26).
• [12] Minobet. Spoiwo mineralno-cementowe. Minova Ekochem SA. www.minova.pl/pdf/, (2018-08-26).
• [13] RAK Z., MAŁKOWSKI P., STASICA J. 2011 - Elementy technologii wykonywania wykładki mechanicznej w świetle dotychczasowych doświadczeń. Prace Naukowe GIG, Górnictwo i Środowisko, nr 1/1, s. 316-326.
• [14] RAK Z., STASICA J. BORGIEŁ D., CIEPLIŃSKI Z. 2015 - Wysoko wydajny przodek chodnikowy w drążeniu wyrobisk przewidzianych do późniejszego wykorzystania w jednostronnym otoczeniu zrobów. „Przegląd Górniczy” nr 6, s. 16-22.
• [15] RAK Z., STASICA J. BURTAN Z. 2017 - Skuteczne rozwiązania w systemie wysokiego kotwienia dla wzmacniania obudowy podporowej. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, nr 101, s. 101-116.
• [16] ROTKEGEL M. 2014 - Wpływ kontaktu obudowy z górotworem na rozkład i wielkość naprężeń w odrzwiach. W: Prusek S., Cygankiewicz J. (red.): Wybrane problemy eksploatacji pokładów węgla kamiennego ze szczególnym uwzględnieniem zagrożeń aerologicznych, Wydawnictwa GIG, Katowice.
• [17] ROTKEGEL M., STAŁĘGA S., WĘZIK W., SCHÖPP W. 2007 - Poprawa warunków pracy obudowy przez zastosowanie wykładki mechanicznej. Prace Naukowe GIG, Seria Konferencje, nr 53, Katowice, s. 151-157.
• [18] RUŁKA K., WYPCHOL N., MATEJA J., GRUSZKA R. 1983 - Zasady projektowania, obliczania i doboru obudowy dla długotrwałych wyrobisk korytarzowych i komorowych. Prace Naukowo-badawcze OBR BG „Budokop”, Mysłowice.
• [19] Tworzywo mineralno-cementowe Presolit 20/45®. DSI Shaum Chemie Sp. z O.O. www.dsi-schaumchemie.pl (2018-08-26).
• [20] ULUSAY R., HUDSON J.A. (eds), 2007 - The Blue Book: “The Complete ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring:1974-2006”, Ankara: ISRM Turkish National Group.
• [21] WIĘCKOWSKI A., HAJTO D. 2014 - Właściwości betonu dojrzewającego w nienormowych warunkach kształtowanych przez górotwór. „Przegląd Górniczy” nr 8, s. 183-188.
• [22] WIZNER L., WOLNY L., DUŻY S. 2013 - Kierunki rozwoju metod utrzymania stateczności połączeń wyrobisk korytarzowych. „Budownictwo Górnicze i Tunelowe” nr 1, s. 9-21.
• [23] WOLSKA-KATAŃSKA C. 1975 - Wpływ popiołów lotnych na ciepło hydratacji oraz inne cechy cementów portlandzkich, Cz. I. „Cement-Wapno-Gips” nr 7.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).