Пособие по проектированию анкерных болтов для крепления строительных конструкций и оборудования (к снип 2.09.03)

P = pH / 4 (d_c² ‑ d²) Ng,

где H ¾ глубина скважины, см; d_c ¾ диаметр скважины, см; d ¾ диаметр болта, см; N ¾ количество болтов, шт; g ¾ плотность клея (2 г/см³):

Р = 3,14×20/4 (3² - 2²) 20×2 = 3149 г.

Определяем количество составляющих эпоксидного клея:

а) состав клея:

ЭД-16 ................................. 100 весовых доз

ДБФ ................................... 20 весовых доз

ПЭПА ................................ 15 весовых доз

Песок ................................. 200 весовых доз

_______________________

Итого 335 весовых доз

б) вес одной весовой дозы:

q = Р/335 = 3149/335 = 9,4 г;

в) вес составляющих:

ЭД-16 + ДБФ .......................... 120×9,4 = 1128 г

ПЭПА ...................................... 15×9,4 = 141 г

песок ........................................ 200×9,4 = 1880 г

II. Болты, устанавливаемые на силоксановом клее

Приготовление клея

1. Для приготовления клея следует применять компоненты, соответствующие требованиям ГОСТов (табл. 2).

Таблица 2

№ п.п.

Наименование материалов по ГОСТу

ГОСТ

1

Стекло натриевое жидкое

13078

2

Песок для строительных работ

8736

3

Натрий кремнефтористый технический

¾

4

Доменный гранулированный шлак с модулем основности выше единицы*

¾

5

Калий едкий технический

9285

6

Пудра алюминиевая

5494

* Могут использоваться гранулированные шлаки металлургических заводов юга Украины (Днепропетровского, Запорожского, Днепродзержинского).

2. Клей приготавливается путем перемешивания сухой молотой смеси, кварцевого естественного песка и жидкого стекла в растворомешалке типа СБ-43 (либо вручную).

3. Сухая молотая смесь содержит доменный гранулированный шлак, кварцевый песок, кремнефтористый натрий, алюминиевую пудру.

4. Доменный гранулированный шлак и кварцевый песок перед помолом высушиваются до влажности 0,5%.

5. Помол сухой смеси производят в шаровой мельнице периодического действия до удельной поверхности 5000 ¾ 7000 см²/г или до остатка на сите 5200 отв/см² ¾ 1%.

6. Удельную поверхность следует определять на приборе ПСХ-2.

7. Сухая молотая смесь в период хранения и при транспортировке должна находиться в закрытой таре, предохраняющей ее от увлажнения и загрязнения.

8. Для приготовления клея следует применять жидкое стекло с модулем 1,8 - 2, для чего в жидкое отекло товарной поставки с модулем 2,8 - 3 вводят едкий калий (в твердом виде) в количестве 70 г на 1 кг жидкого стекла и тщательно перемешивают его до полного растворения.

9. Состав молотой смеси и клея приведен в табл. 3.

Таблица 3

Состав силоксанового клея

Состав молотой сухой смеси, % по массе

Алю­миниевая

Состав клея, % по массе

домен­ный шлак

кварце­вый пе­сок

крем­нефтори­стый на­трий

пудра сверх 100% от молотой смеси

молотая сухая смесь

жидкое стекло

кварце­вый есте­ственный песок

35

40

25

0,01

50

30

20

Примечание. Когезионная прочность клея на сжатие после 28-суточного хранения образцов 2х2х2 см на воздухе при температуре 18-20°С должна быть не менее 40 МПа.

10. Приготовление клея необходимо производить следующим образом: в растворомешалку заливаются жидкое стекло, добавляется 50% сухой молотой смеси, масса перемешивается в течение 2 мин. Затем вводится остальное количество молотой смеси и кварцевый естественный песок, смесь перемешивается в течение 7 мин. Общее время приготовления клея в растворомешалке до 10 мин.

11. Технологическая жизнеспособность приготовленного клея составляет 1,5-2 ч.

12. Рекомендуемая величина замеса клея и количество устанавливаемых болтов в зависимости от их диаметра приведены в табл. 4.

Таблица 4

Диаметр болтов, мм

12

20

24

30

36

42

48

56

64

76

90

100

Величина замеса клея, кг

4,2

4,4

4,2

4,7

5

6,3

5,5

4,5

4,2

4

2,7

3,3

Количество устанавливаемых болтов, шт.

40

27

19

14

12

10

7

5

3

2

1

1

Примечание. Таблица составлена из расчета технологической жизнеспособности клея ¾ 90 мин и глубины заделки болтов ¾ 10 d.

13. Подготовка поверхности скважины и фундаментных болтов к производству работ должна выполняться аналогично производству работ для болтов, устанавливаемых на эпоксидном клее.

Пример расчета весовой дозы силоксанового клея

Условия: требуется установить 20 фундаментных болтов диаметром 20 мм с относительной глубиной заделки 10 d.

Р = 3,14×20/4 (3² - 2²) 20×2,1 = 3297 г.

Жидкое стекло, 30 % ................................................. 990 г

Естественный кварцевый песок, 25 % ..................... 822 г

Сухая смесь (45 %) содержит:

Шлак, 13 % ................................................................. 460 г

Песок кварцевый, 9 % ............................................... 565 г

Кремнефтористый натрий, 13 % .............................. 460 г

Алюминиевая пудра, 0,01 % ..................................... 15 г

Приложение 5

Состав цементно-песчаной смеси

Установка болтов способом виброзачеканки

1. Для приготовления цементно-песчаной смеси следует применять материалы, соответствующие требованиям ГОСТов (табл. 1).

Таблица 1

Состав цементно-песчаной смеси

Темпе­ратура

Состав смеси, весовые части

Техноло­гическая

наруж­ного воздуха при ус­тановке болтов, °С

портланд-цемент М400 (ГОСТ -10178)

песок мелкий для строи­тельных работ (ГОСТ 8736)

вода техни­ческая (ГОСТ 2874)

калий угле­кислый (поташ) (ГОСТ 10690)

алюми­ний сер­нокис­лый (ГОСТ 8758)

жизне­способ­ность смеси, мин

От +5 до +30

100

100

10

¾

¾

120

От +5 до -5

100

100

10

5

1

30

От -5 до -10

100

100

10

10

1,5

30

От -10 до -20

100

100

10

15

2

30

2. Водные растворы углекислого калия и сернокислого алюминия надлежит готовить раздельно на воде, подогретой до температуры 40-50°С. Оба водных раствора можно соединить вместе только после полного растворения соответствующих компонентов.

3. Готовить водные растворы нужно не менее чем за сутки до употребления. Перед использованием их надо тщательно перемешать.

4. Технология приготовления цементно-песчаной смеси без добавок растворов углекислого калия и сернокислого алюминия состоит в следующем: из отдельных емкостей дозированный цемент и песок засыпают в смеситель типа ЛБ-2 и перемешивают в ней в течение 2-3 мин. После этого добавляют необходимое количество воды для затворения. Время перемешивания до получения однородной влажной смеси составляет 3-5 мин. После этого смесь готова к употреблению.

5. Технология приготовления смеси с двухкомпонентной добавкой растворов углекислого калия и сернокислого алюминия заключается в следующем. Отвешенные компоненты смеси засыпаются в смеситель типа ЛБ-2 и перемешиваются в течение 2-3 мин. После этого в смесь добавляется водный раствор углекислого калия и сернокислого алюминия и перемешивание продолжается в течение 5 мин. Смеситель останавливается и перемотанная смесь выдерживается в ней в течение 6-10 мин. Затем производится повторное перемешивание смеси (так называемое "омоложение") в течение 3 мин. После этого смесь готова к употреблению.

6. Бетонные смеси с двухкомпонентной добавкой следует готовить на рабочем месте с обязательным использованием сухой смеси. ее смешивают с водными растворами солей на бегунах, защищенных от воздействия ветра, дождя и снега.

7. Подготовка поверхности скважины к производству работ выполняется аналогично производству работ для болтов, устанавливаемых на синтетических клеях.

8. Подготовка поверхности заделываемой части болта состоит в предварительной механической очистке, производимой с целью удаления пыли, различного рода загрязнений, ржавчины, снятия консервирующих покрытий в виде смазки, бумаги и т.д.

Очистка производится щетками, скребками, наждачной бумагой, обжигом и т.п. с последующей промывкой поверхности болта ацетоном или спиртом.

9. Виброзачеканка анкерных болтов осуществляется уплотнительным устройством (см. рис. 1) с помощью жесткоприсоединенного к нему вибратора направленного действия.

Используется вибратор общего назначения типа ИВ-21А с напряжением тока 36 В, присоединенный к маятниковой опоре от вибратора направленного действия типа ИВ-74.

Допускается при строгом соблюдении правил электробезопасности использование вибратора направленного действия ИВ-74 с напряжением тока 220/380 В. При закреплении болтов диаметром 48-100 мм может быть использован вибратор типа ИВ-38А (220/380 В).

Возбуждающая сила вибратора Q выбирается таким образом, чтобы обеспечить удельное давление торца уплотнительного устройства на смесь q не ниже 8,5 МПа по формуле

q = Q / A ³ 8,5 МПа,

где Q ¾ возбуждающая сила вибратора; А ¾ суммарная площадь выступов на торце уплотнительного устройства.

10. Установку болтов способом виброзачеканки при температуре окружающей среды ниже -20°С производить не рекомендуется.

11. Установка болтов в скважину производится непосредственно после приготовления цементно-песчаной смеси и подготовки поверхностей скважины и болта.

12. Закрепление болтов виброзачеканкой состоит из следующих операций: установка болтов в скважину; предварительная засыпка небольшой порции смеси в зазор между телом болта и стенкой скважины; надевание на болт виброуплотнителя с вибратором; включение вибратора; засыпка смеси в дозатор уплотнителя; периодическое поворачивание виброуплотнителя в процессе его работы на 20-30°.

По мере расхода смеси в дозаторной емкости производится засыпка порции, и процесс повторяется до выхода виброуплотнителя из скважины.

Критерием качественного уплотнения смеси служит самопроизвольный подъем виброуплотнителя из скважины на поверхность. Подъем устройства из скважины вручную или с помощью различных грузоподъемных устройств не допускается во избежание некачественного уплотнения смеси.

13. При закреплении болтов и их выдерживании при температуре окружающей среды 5...30°С передачу нагрузки на болты разрешается производить через трое суток, а при их закреплении и выдерживании при температуре окружающей среды в пределах 5 ...-20°С ¾ через 10 суток.

Рисунок прил. 5. Уплотнительное устройство

1 ¾ вибратор; 2 ¾ удлинитель; 3 ¾ воронка; 4 ¾ уплотнитель; L ¾ выполняется по максимальной высоте болта на объекте

Таблица 2

Размеры скважин для болтов, закрепляемых способом виброзачеканки

D, мм

d₁, мм

L, мм

Для каких болтов

оборудование

колонны

применяется

25

13

150

¾

М10, М12

30

17

180

¾

М16

40

21

220

¾

М20

50

31

320

620

М24, М30

66

43

450

850

М36, М42

68

50

500

980

М48

76

58

580

1140

М56

85

66

660

1300

М64

102

73

740

1460

М72х6

108

84

820

1620

М80х6

115

104

1020

2020

М90х6, М100х6

Пример расчета весовой дозы смеси

Условие: требуется установить 20 фундаментных болтов диаметром 20 мм в скважины диаметром 40 мм на глубину 200 мм.

Требуемое количество смеси с граммах определяется по формуле

P = 2,5 (d_c² ‑ d²) N H,

где d_c ¾ диаметр скважины, см; d ¾ диаметр болта, см; N ¾ количество болтов, шт; H ¾ глубина скважины, см; 2,5 ¾ коэффициент, учитывающий площадь поперечного сечения болта, плотность смеси и ее потери в работе:

Р = 2,5 (4² - 2²) 20×20 = 12000 г.

Определение весовых доз составляющих смеси:

при положительной температуре:

Портландцемент .................................... 100 весовых доз

Песок ....................................................... 100 весовых доз

Вода ......................................................... 10 весовых доз

Итого 210 весовых доз

при отрицательной температуре:

Портландцемент .................................... 100 весовых доз

Песок ....................................................... 100 весовых доз

Вода ......................................................... 10 весовых доз

Поташ ..................................................... 10 весовых доз

Сернокислый алюминий ....................... 1 весовых доз

Итого 221 весовая доза

Масса одной весовой дозы:

q = Р/210 = 12000/210 = 57,2 г;

q = Р/221 = 12000/221 = 54 г.

Масса составляющих:

цемент ................................ 100×57,2 = 5720 г

песок .................................. 100×57,2 = 5720 г

вода .................................... 10×57,2 = 572 г

Итого ........ ~12000 г

цемент ................................ 100×54,4 = 5440 г

песок .................................. 100×54,4 = 5440 г

вода .................................... 10×54,4 = 544 г

поташ ................................. 10×54,4 = 544 г

сернокислый алюминий ... 1×54,4 = 54,4 г

Итого .........~12000 г

Приложение 6

Состав цементно-песчаного раствора

Установка болтов способом вибропогружения

1. Для заполнения скважин должен применяться цементно-песчаный раствор состава 1:1 с водоцементным отношением (В/Ц) 0,4 для глиноземного цемента и 0,3 ¾ для портландцемента.

2. Песок должен быть средней крупности и соответствовать ГОСТ 8736 "Песок для строительных работ".

3. Для приготовления цементно-песчаной смеси следует применять портландцемент марки не ниже М400, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 10178, или глиноземный цемент марки не ниже М400 по ГОСТ 11052.