Бетон без поверхностной гидроизоляции для безрулоиной кровли

подпись: удк 69.и22.2:1мя.82
а. с. дмитриев, канд. техн. наук, а. в. шевченко, инж. (ниижб)
бетон без поверхностной гидроизоляции для безрулоиной кровли

Большая трудоемкость кровельных работ, малый уровень нх механизации п сезонность производства в жилищном строительстве ускорили разработку и внедрение безрулонной железобетонной кровли. Для повышения долговечности татне кровли покрывают различными гидроизоляционными материалами — ьмешкамп, лаками. Однако, как пока­зывает практика, эксплуатационная долговечность этих материалов не пре­вышает 2...3 лет.

Гг. хаологпя нанесения гидроизоляцион­ных покрытий на железобетонные пли­ты весьма трудоемка, энергоемка, длительна и требует организации спе­циально! о поста. Для стабилизации! нчл известных составов покрытий ие - иолидилю длительное время — от 12 ч ' 3 сут. Например, применяемая на ЛСЬ,г 1 ( Москва) мастика ЭГНК нано­сится дважды, и в течение 48 ч же>ле - •:чоо1 оннме конструкции кровли нахо - Д*:ся в специальной камере. Срок >../л;б!.| мистики не превышает указан - выше.

Недостаточная долговечность гидро - Н - ЧЛЯЦНОННЫХ покрытий объясняется не ь-нкнм их качеством, а отсутствием

“! - шческой однородности покрытия и •'•'.ока. Другая причина в том, что при ■> ■-'плуатацнн в зимнее время бетон ‘-‘Иты покрытия со стороны чердака *иеет более высокую температуру, чем :Го наружная поверхность. Поэтому в Л'Токе начннается процесс тепломассо - п''!’'-Носа — пары влаги перемещаются к холодной поверхности. Влага скапли­вается под изолирующим слоем, и до­статочно несколько циклов заморажи­вания н оттаивания, чтобы гидроизоля­ционная пленка отслоилась. Отслаива­ется даже изоляция из эпоксидной смолы, которая имеет очень высокое сцепление с бетоном. В этом случае разрушается подповерхностный слой бетона.

Безрулонная кровля лучше работает, если на ее плиту ие наносить гидро­изоляционный слой, а изготовить плот­ный долговечный водонепроницаемый бетон.

Климатические условия создают це­лый комплекс воздействия внешней среды иа безрулонную кровлю. При лксплуатаи. ш конструкции подвс-ргают - ся попеременному замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высушива­нию, воздействию солнечной радиации, к01ирая вызывает их ежесуточный на­грей и охлаждение. Все это расшаты­вает структуру бетона и снижает его долговечность.

Из всех перечисленных воздействий внешней среды на безрулонную кров­лю до настоящего времени фактически нормировали лишь требования к моро­зостойкости бетона и водонепроницае­мости. Но, как показали исследования [I], наиболее сильное воздействие на бетон безрулонной кровли оказывает попеременное нагревание — охлаждение. Циклический нагрев до 70...75''С и ох­лаждение до 18...20°С разрушают структуру бетона класса В30...В35 за 50 циклов, а при испытании па моро­зостойкость эти бетоны выдерживают 300 циклов замораживания — оттаива­ния. Периодическое увлажнение бето­на, как показали исследования [2], ока­зывает скорее положительное, чем не­гативное влияние на структуру бетона, так как способствует залечиванию воз­никших в ней дефектов.

Таким образом, анализ воздействий внешней среды на бетон безрулонной кровли показал, что необходимо преж­де всего учитывать воздействие солнеч­ной радиации—нагрев и охлаждение и попеременное замораживание — оттаи­вание. Нормирование требований к бе­тону кровли только по морозостойко­сти и водонепроницаемости не отража­ет реальных условий его работы в процессе эксплуатации и не является достаточным.

. Нами была предложена новая мето­дика определения долговечности бетона безрулонной кровли [1]. в дальнейшем несколько видоизмененная [3]• Она за­ключается в следующем. Образцы-кубы бетона с ребром 10 см помещали в ка­меру. Там они циклически нагревллись по режиму: подъем температуры сре­ды от 18...20 до 7о°С (3 ч), изотерми­ческая выдержка при 1= 75°С (1 ч),

Естественное охлаждение в камере до 1^...20ЭС, выдержка образцов при тем­пературе 18...20Г'С (1 ч). Затем пикт нагрева повторяется. После 60 циклов нагревания — охлаждения образцы ис­пытывали на морозостойкость по ГОСТ 10060—76.

При указанном комплексе воздейст­вия долговечность бетона следует оце­нивать новой характеристикой — термо­морозостойкостью бетона (ТМрз). Оиа может быть определена как сумма 60-{-где 60 — количество циклов на­гревания— охлаждения, а ^—количе­ство циклов замораживания, которое выдерживает бетой при испытании по

ГОСТ 10060—76 после предваритель­ных 60 циклов нагрева. Эта характери­стика наиболее точно отражает экс­плуатационную долговечность бетона в конструкции кровли без поверхностной гидроизоляции.

Необходимо отметить, что данное ис­пытание более суровое, чем воздействие внешней среды в природных условиях. В летний период эксплуатации бетон циклично нагревается солнечной радиа­цией, цикл нагрева происходит более плавно, чем по дайной методике. В осенний период ои длительно увлажня­ется и находится в мягких условиях твердения. За это время бетон может восстановить свою структуру, н при по­следующем воздействии мороза нару­шения его структуры будут малозна­чимы.

Таким образом методика наиболее реально отражает условия эксплуата­ции конструкции кровель. Следует от­метить, что до настоящего времени еще не определены требуемые величины термоморозостойкости для таких конст­рукций. В связи с этим была постав­лена задача уточнить влияние различ­ных составов, химических добавок и технологии изготовления на величину этой характеристики бетона.

Исследования выполняли на бетонах с гранитным и известняковым щебнем (с расходом 900, 750 и 500 л/м3) на портландцементе с минеральными до­бавками Воскресенского завода и на сульфатостойком портландцементе мар­ки 400. Осадка конуса смеси во всех составах выдерживалась в пределах

1.. .4 см. Результаты испытаний бетона на термоморозостойкость (ТМрз) при­ведены в табл. 1 (на цементе Воскре­сенского завода, СзА*=8%) и табл. 2 (иа сульфатостойком портландцементе). Из таблиц следует, что ТМрз бетона на гранитном щебне значительно мень­ше, чем на известняковом щебне. Бетон с большим количеством крупного за­полнителя обладает весьма низкой тер­моморозостойкостью, особенно на гра­нитном щебне. По мере уменьшения со­держания крупного заполнителя ТМрз увеличивается. Применение низкоалю - минатного цемента примерно в 2 раза повышает ТМрз бетона по сравнению с цементом Воскресенского завода.

Прнмененне для конструкций безру - лонной кровли наиболее распростра­ненного крупного заполнителя (щебня) из изверженных пород не обеспечивает даже минимально необходимой их дол­говечности, особенно прн использовании средиеалюминатных портлаидцементов. Лучшие результаты у бетонов на из­вестняковом щебне ц низкоалюминат- иом портландцементе. При этом из-

Таблица 1

Вид крупного заполнителя и расход, л/м5

Прочность бетона в возрасте 28 сут, МПа

Термоморо­

Зостойкость

Гранит, 500

Гранит, 700 Известняк, 700 Гранит, 900

Известняк, 900

Примечание бетона с ВЩ—0,6 =0.4.

24,0/35,7

26.2/36,5

27,8/38,1

25,7/38,0

28,3/40,0

. Перед че| , после чер

60+100/60+

+200

60+25/60+50

60+75/60+150

60+15/60+15

60+50/60+100

)ТОЙ прочность ты — с BJ Ц=

Таблица 2

ВИД крупного заполнителя^ и расход, л/м3

Прочность бетона в возрасте 28 сут, МПа

Термоморо­

Зостойкость

Грабит, 700 Известняк, 700

Гранит, 900 Известняк, 900

23,2/36,5

27,4/39,7

29.1/41,0

26,8/43.3

60+80/60+120 60+120/60+ +200 СО+35/60+70 60+90/60+180

Примечание. Перед чертой прочность бетона с В^Ц—0,6, после черты — с В}Ц=0,4.

Таблица 3

Вид добавки и количество» %

Плотность бетон­ной смеси, кг/м9

Прочность бетона в возрасте 28 сут, МПа

О

СО § £ 2 С ° * 0-0 о ь Н о

2410

32,4

60+100

ЛСТ, 0,2

2400

32.8

60+250

СДО, 0,01

2340

31,0

60+300’

ЛСТ+СДО.

2380

31,6

60+300*

1Ш-Н>.£»

С-3+бентонит+

2420

36.4

60+250

ТСНВ, 0,7+5+

+0,05

С-З+кремнеземи-

2420

48,2

.60+300*

Стая пыль.

0.7+5

* Испытания были прекращены, хотя об­разцы имели высокий коэффициент морозо­стойкости и могли выдержать большее чи- циклов.

Примечание. Расход гранитного щебня для всех составов 720 л/м*.

Вестняковый щебень должен иметь мар­ку по прочности не менее 600 и отве­чать всем требованиям ГОСТ 10268— 80. Однако термоморозостойкость бето­на на этих материалах тоже невысока.

П

подпись: пПовышение ТМрз бетона наблюдает­ся при уменьшении расхода щебня до 500 л/м3 (см. табл. 1), но такие бето­ны имеют более высокие деформации усадкн, что может привести к обра­зованию усадочных трещин в тонко­стенных конструкциях плит безрулон - ной кровли.

Наиболее технологичным способом улучшения структуры и повышения долговечности бетона является исполь­зование химических добавок. Для ис­следования были выбраны наиболее распространенные — ЛСТ (лигносуль - фоиат технический), СДО и комплекс ЛСТ+СДО, а также новые комплексы

На основе суперпластификатора С-3, Добавка ЛСТ применялась в количест­ве 0,2%, СДО — 0,01% и комплекс - ЛСТ+СДО в количестве 0,15+0,01% массы цемента. Новые комплексы со стояли из добавок: С-3+бентоннт+

+СНВ (0,7+5+0,05)% и С-З+кремне земистая пыль (0,7+5)%.

Введение добавок изменяло состав бетона (при постоянном значении в{Ц=0АЗ и ОК=1-.4 см), расхо»; цемента сокращался с ЛСТ на 7%. СДО на 4%, с комплексом ЛСТ+СДС на 9% и с новыми комплексами — со­ответственно на 10, 5 и 0%. Результа­ты испытаний бетонов с химическим# добавками на ТМрз — в табл. 3.

Исследования показали, что прнсуті ствне добавок повысило ТМрз бетона; Например, долговечность бетонов на гранитном щебне с добавками увеличив лась в ~...3 раза по сравнению с бето­ном без добавок. Улучшение ТМрз бе; тона с химическими добавками обус­ловливается не только улучшением по-; ровой структуры цементного камня. В(' Значительной мере изменились его де5- формационные характеристики, что уве» лнчивает способность растворной части снижать напряжения, возникающие Главным образом от усадки в зоне Контакта крупного заполнителя н рас­твора прн воздействии внешней среды.

Анализ работы бетона в конструкци­ях безрулоннон кровли показывает, что бетон лучше сопротивляется агрессин Ным воздействиям внешней среды, ес­ли на плиту кровли не наносить по­верхностные гидроизолирующие покры­тия.

При определении долговечности кон­струкции необходимо учитывать ежесу-1 Точное их циклическое нагревание и Охлаждение.

Для оценки долговечности бетона без - Рулонной кровли предложена новая -Характеристика бетона — термоморозо - Стойкость, а также методика ее опре­деления. Выбор материалов и состава Сетона оказывает существенное влияние На ТМрз, которая повышается при при­менении крупного 'заполнителя плот­ных карбонатных пород, ограничения Количества крупного заполнителя з пре­делах 750...800 л/м3, применении низ- Ноалюмииатного портландцемента ссо|С Держанием С3А = 6% и менее.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

I. Дмитриев А. С., Сергее лг Н. Г Повышение долговечности бетона тонко» стенных конструкций без рулон и о й кро» ли // Тр. ин-та } НИИЖБ. — 1977. — Вы)

38. — С. 67—71.

Баженов Ю. М. Критерий оценки ведения бетона в жарком сухом климате Бетон и железобетон. — 1071. — № 8.

С. 9—11.

3. М н р о и о в С. А., Малинский Е.

В а х и т о в М. М. О термостойкости тона в условиях сухого жаркого климата Строительство и архитектура Узбекисті иа. — 1980. — № 8. — С. 1—5.

„и (сосна) н природного камня (габ - (',ро - шабаз).

11. ; таблицы видно, что составы по­лимербетонов на основе связующего фДЭД имеют декремент затухания в ■>..■2,5 раза выше, чем полимербетоны на эпоксидной смоле, в 4,5...5 раз выше, чем цементный и серный бетоны, в 11...13 ,,аз выше, чем габбро-диабаз и почти и 80 раз выше, чем сталь.

Материал

Собственная

Частота

Декремент

Затухания

Амплитуда 1 при резонанс­ной частоте, отн. ед.

Полимербетон

973,4

0.067

12.5

ФАЭД

•о же. ЭД

903,0

0,027

31,0

» ММ А

890,1

0,063

13.3

Цементный бетон

955,7

0,012

69.0

Серный бетон

1134.2

0.01!

76,0

Древесина (сосна)

‘ 1290

0,023

36,3

Габбро* диабаз

1589

0,005

V6T.2

Сталь

, 1277,6

0,0008

1000,0

Более высокое значение декремента опухания колебании приводит к значи­тельному ограничению амплптуды коле­баний. В диапазоне частот, отличных от резонансной, значение амплитуды для полимербетона в 5... 10 раз меньше, чем для стали. При резонансной частоте амплитуда для полимербетона еще на горядок - ниже.

УДК litH.327:Wi(i.*Ul4li *

H. и. ПОДГОРНОВ, В. П. СИЗОВ, кандидаты техн. наук, В. П. ГЛУШКОВ, инж. (ЦНИИОМТП)

Комментарии закрыты.