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
|
Примечание. Перед чертой прочность бетона с В^Ц—0,6, после черты — с В}Ц=0,4. |
Таблица 3
|
* 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 |
Повышение 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) |
|