Высокопрочный шлакобетон для панелей индустриальной крыши
Наиболее простым вариантом конструкции крыши с безрулоннон кровлей над теплым чердаком как по технологии заводского производства, так и и эксплуатации является однослойная панель из легкого бетона на пористых заполнителях. Бетон панели должен отвечать совокупности эксплуатационных требовании: прочности ври сжатии, соответствующей марке бетона МЗОО, показателю водопроницания Km не менее 0,5 г/см2, теплопроводности не более 0,54—0.6 Вт/м-К, морозостойкости не менее Мрз250.
Исследованиями установлено, что целенаправленное структурообразованне и технология позволяют выполнить эти требования при использовании шлаковой пемзы п гранулированного доменного шлака. Применение шлаковых материалов в качестве заполнителей целесообразно также в целях экономии трудовых, энергетических и финансовых ресурсов и охраны окружающей среды. Регулируемые стеклосодержаиие и пористость структуры этих материалов позволяют получить на их основе конструкционные высокопрочные бетоны с относительно низким коэффициентом теплопроводности Химическое взаимодействие шлаковых материалов с минералами клинкерного вяжущего способствует уплотнению структуры.
Исследовали шлакобетон на основном гранулированном доменном шлаке 1,12 завода Криворожсталь с насыпной объемной массой 1150 кг/м3, содержанием стеклофазы 80%. В качестве вяжущего применяли портландцемент марки М400 (C3S — 56,5% C2S — 21%, С3А-7%; QAF— 14%). Для экономии цемента, снижения коэффициента теплопроводности при данной прочности и получения плотной, мало- проницаемой структуры бетона в его состав вводили молотый гранулированный шлак с тонкостью помола 2800 см2/г.
Учитывая сложность стоящей задачи, большое число выходных характеристик бетона, был проведен инженерный эксперимент, в результате которого получены зависимости прочности при сжатии, показателя водопроницания, теплопроводности и объемной массы от расхода цемента и молотого гранулированного шлака.
Фактический расход материалов, а также результаты эксперимента приведены в таблице.
Приращение коэффициента теплопроводности на 1% весовой влажности составляет 0,015 Вг/м-К-
Образцы изготовляли из бетонной смеси жесткостью 30 с пригрузом 30 г/см2. Время вибрирования 40 с.
Водонепроницаемость шлакобетона оценивали по методике [1] на образцах размером 150X150X50 мм. Характеристикой водопроницаемости является показатель водопоглощения, численно равный количеству поды, которое
После статистической обработки экспериментальные данные обрабатывали на ЭВМ БЭСМ-С. В результате получены коэффициенты полиномов, составлены полиноминальные модели и построены графики изменения выходных характеристик бетона в зависимости от расхода исходных материалом (см. рисунок). Анализ графиков показал, что численное значение каждой из исследуемых выходных характеристик зависит от расхода портландцемента и молотого гранулированного шлака. Увеличение содержания молотого гранулированного шлака с 100 до 300 кг/ы3 три постоянном расходе цемента 300 кг/м3, вызывает рост прочности бетона при сжатии с 14,2 до 28,4 МПа при увеличении объемной массы с 1926 до 1990 кг/м3. Наряду с этим резко улучшается показатель водовроницания бетона с 0,6 до 0,31 г/см3 при увеличении коэффициента теплопроводности с 0,52 до 0,561 Вт/м К.
По результатам эксперимента в качестве оптимального, при минимуме расхода цемента, принят шлакобетон состава (в кг на 1 м3 бетона): гранулированный доменный шлак—1360; портландцемент марки М400—300; молотый гранулированный шлак — 270; вода — 275.
Шлакобетон указанного состава имеет прочность при сжатии после пропаривания 25 МПа, в возрасте 28 сут после пропаривания — 3,2 МПа, прочность на растяжение при раскалывании 3,4 МПа, призменную прочность 32,6 МПа, модуль упругости 22200 МПа, коэффициент теплопроводности 0,55Вт/м-К (при влажности 5%). показатель водопроницания 0,29 г/см3, что соответствует марке водонепроницаемости В-6 iio ГОСТ 12730.5—78.
Проведенные ранее исследовании [2] показали, что пропаренный бетон на шлакопортлапдцементе с содержанием основного шлака 40—80% обеспсчивает антикоррозийную защиту стальной арматуры. Защитные свойства по отношению к арматуре обеспечивает шлакобетон марки М100—400 на кислом гранулированном шлаке с использованием в качестве вяжущего шлакопортландцементе марки М400 .
Выводы
При использовании в качестве заполнителя для бетона основного гранулированного доменного шлака, портландцемента с расходом 300 кг/м5 и молотого до шлака 200 кг/м3 шлакобетон удовлетноряет требованиям, предъявляемым к материалк однослойной панели крыши с теплым чердаком и безрулонной кровлей прочности, сопротивлению, теплопроводности.