Полы каркасной структуры

Полы в промышленных зданиях являются важным конструктивным элементом и выполняют ряд важных функций в процессе эксплуатации здания, воспринимают разнообразные механические нагрузки, защищают нижние этажи от протечек жидкостей и звуковых воздействий, обеспечивая необходимые условия для производственного процесса. Материалы полов должны быть стойкими к агрессивным средам, характерных для данного предприятия. Их долговечность должна быть соизмерима с долговечностью остальных конструктивных элементов здания.
Полы промышленных зданий являются многослойными конструкциями, но наибольшее распространение получили полы с монолитными бетонными покрытиями. Однако их недостатками является сравнительно низкое сопротивление напряжениям, возникающим при усадке покрытий, что приводит к образованию трещин (фото 1).

 

 

Несомненным шагом вперед в этом вопросе является применение полов каркасного типа. Устройство таких полов состоит из двух этапов. На первом этапе изготавливается щебеночный каркас с клеевыми прослойками в местах контакта зерен, на втором этапе каркас заливается матричным составом [1].
До сих пор имеется опыт применения полов каркасного типа, матрица которых изготавливается на основе полимерных связующих. Такие полы экономически целесообразны для предприятий с агрессивными средами. Для каркасных полов предприятий пищевой промышленности, агрессивными средами в которых являются сравнительно слабые кислоты (жирные, молочная, яблочная, лимонная и т.д.), в матричном составе есть смысл использовать минеральные вяжущие. В этом случае матричные составы можно выполнять в виде сухих смесей, что будет способствовать повышению производительности труда в процессе изготовления каркасных полов.
Для изготовления каркасов использовался гранитный щебень фракции 5-10 мм. Для склейки зерен каркаса применялась смесь водных дисперсий ПВАД и эпоксида. При этом толщина клеевой прослойки dк не превышала 0,1 мм. Тогда средний радиус пустот в каркасе определяется из выражения:

)n = Ц3R2 - p/2(R + dк)2, (1)

где R - средний радиус зерна в каркасе; dк - толщина клеевой пленки.
При сравнительных испытаниях для склеивания каркаса использовалось жидкостекольное связующее, а также сетка-рабица в качестве каркаса.
В качестве матричной составляющей каркасного композита использовали цементно-песчаный раствор состава 1:2 с добавкой суперпластификатора С-3. В практике устройства монолитных полов принято использование самовыравнивающихся смесей. Поэтому количество воды в матричной смеси подбирали на вискозиметре Суттарда, при этом диаметр расплыва лепешки Dp должен соответствовать заданному. Этот показатель является условной вязкостью растворной смеси. Его величина зависит от )p - внешнего давления на матрицу, )n - среднего радиуса пустот каркаса, t - толщины пропитываемого каркаса. Методом математического планирования эксперимента получена зависимость от указанных факторов:

Dp = 196,5 - 625)p - 15)n + 0,35t (2)

Исследование показало, что оптимальный Dp лежит в интервале 120:130 мм. Это соответствует вязкости самонивелирующихся растворов, применяемых для покрытий монолитных полов.
В таблице 1 приведены физико-механические показатели каркасных композитов, применявшихся в нашей работе.
Установлено, что наиболее высокие прочностные показатели у каркасного композита с полимерной клеевой прослойкой. Для всех каркасных композитов характерна линейная усадка. Повышению прочности каркасных композитов способствует обойменный эффект, распространяющийся в данном случае на матрицу.
Анализ эпюр напряжений, возникающих в покрытии пола от действия усадки этого покрытия покажут что:
- наибольшую величину краевые эффекты имеют на концевых участках покрытия;
- по сравнению с монолитными покрытиями краевые эффекты покрытий из каркасных композитов имеют незначительную величину, что обеспечивает трещиностойкость этих покрытий.