Строительные материалы статьи

Плитные покрытия пола на основе Гипсовых вяжущих

В последние годы получила распросг ранение Практика использования гипсо­вых вяжущих для устройства наливных самоннЕе. щруюшихся основании под по­лы с последующим устройством покры­тия пола из водостойких и износостой­ких материалов, преимущественно на синтетической основе. Однако примене­ние таких покрытий, служащих для за­шиты 11030достойной и быстроизнашива - ЮЩеЙСН Гипсовой основы, не дают воз­можности в полной мере использовать такие достоинства гипсовых материалов, как санитарно-гигиенические свойства, обеспечивающие благоприятный микро­климат в помещении, высокая огнестой­кость, хорошие теплозащитные и звуко­изоляционные характеристики.

В Межотраслевой научно-исследова­тельской лаборатории новых строитель­ных материалов Белорусского политех­нического института созданы высоко­прочные гипсовые материалы, облада­ющие ВЫСОКОЙ твердостью, износостой­костью I' водостойкостью гI. 21. Такие свойства прессованного гипсового ма­териала позволяют использовать его для устройства полов средней интенсив­ности эксплуатации без применения за­щитного лицевого слоя из линолеума, релина и других синтетических материа­лов.

Основу композиции для получения высокопрочных материалов составляют гипсовое пли смешанные гипсоцеадснтпо - нушюлановое, гппсошлакоиементно-пуц - иолановгд. гипсоизвсстковош. чаковое вя­жущие [-3. 41. минеральные и органиче­ские добавки, заполнители.

Применение смешанных гипсовых вя­жущих (с цементом, шлаком) либо чис­то гипсовых со специальными добавка­ми позволяет получать высокоплотные и водостойкие изделия, а введение в со­став износостойких наполнителей и за* И0лнптел(.й специального состава и фор­мы существенно снижает истираемость, повышает твердость поверхности и в це­лом износостойкость материала,

Фильтр-прессс. вая технология позво­ляет формовать плиты полов, характе­ризующиеся не только высокой износо­стойкостью, но и прочностными, тепло - звукоизоляционными и диэлектрически­ми свойствами, повышенными водостой­костью и огнестойкостью, а также та­кими специальными свойствами, как без - искроаость. беспыльиость, низкая адге - чия к твердым и жидким веществам,

Фюнко механические свойства прессо­ванного гипсового камня исследовали на образцах-балочках размером 40Х XI60 мм и плитах 200X200 мм. Толщи­ну образцов варьировали — от 10 до

50 мм. Формовали образцы из пластич­ных смесей с В/Т —0,6 с фильтрацион пым удалением избытка воды при удель­ных прессующих нагрузках /л = ! 0— 70 МПа. Часть образцов армировали алгомоборосиликатным стекловолокном (0,5—6%) с длиной волокон 7—10 мм.

Оказалось, что средняя плотность и прочностные характеристики прессован­ных гипсовых материалов хорошо кор - регируются с износостойкостью и изме­няются ио высоте образца, убывая по мере удаления от плоскости приложения прессующей нагрузки. Таким образом, прочностные свойства изделии зависят и от прессующего давления, и от их ТОЛЩИНЫ,

Результаты испытании образцов, из­готовленных из гипсоиементно-пуццола - новых вяжуших (ГЦПВ) состава: гип­совое вяжущее Г-4БП — 70%; портланд­цемент М 400—20% н трепел Зпкеевско - го месторождения — 10%. показаны на рис. I. Из анализа зависимостей сделан вывод, что способ фильтрационного прессования позволяет значительно (в

1, 2, 3 — образцы неармированные, =10,

20 и 40 МПа соответственно; 4 — образцы прессованные при РУд =20 МПз, армирован­ные стекловолокном 0,5%: 5 — то же, армиро­ванные стекловолокном Г : 6 — то же, 2%: 7 — то же, 3%

4—7 раз) повысить прочность материа­ла при изгибе, (а также при сжатии) по сравнению с таким показателем у образцов стандартного изготовления (литьем), прочность которых к месячно­му возрасту достигает Лсж=9,8 МПа и /?!.:„= 4,2 МПа.

Как видно из рис. 1. с увеличением толщины образцов от 10 до 50 мм Л?„„. снижается на 23—33%, дисперсное ар­мирование стекловолокном увеличивает прочность на 20—30%, причем, макси­мальное увеличение достигается при со держании стекловолокна I—2% для об­разцов толщиной Ю—20 мм. Увеличе­ние удельного прессующего давления до 40 МПа дает мепыпин эффект повыше­ния чем дисперсное армиповачне

Стекловолокном в количестве 1 % при /?,я = 20 МПа.

Как влияют степень армирования прес­сованных образцов и удельная прессу­ющая нагрузка на ударную прочность, показывают кривые (рис. 2). Выявлено, что с дисперсным армированием ударная прочность образцов увеличивается в 2—

2.7 раза по сравнению с таким показа­телем и нсармированного материала! ударная прочность которого составляет 280—450 кДж/м3.

Твердость и истираемость — взаимоза­висимые характеристики, важные для материалов, укладываемых в покрытиях пола. Исследованиями установлено, что распределение твердости на поверхности плитных образцов может быть неравно­мерным в пентре. средней зоне и по пе­риферии. Этот показатель зависит от жесткости пуансона и матрицы, толщи­ны плит п консистенции формованной смеси.

Чтобы твердость была одинаковой па всей поверхности плит, толщина их (при прочих равных условиях) должна прежде всего согласовываться с удель­ной прессующей нагрузкой. Так. соглас­но экспериментальным данным, при тол­щине плит 10—20 мм удельная прессу­ющая нагрузка должна составлять 20 МПа. при толщинах 20—30. 30—40 и 40—60 мм — соответственно 30. 40 и

50 МПа. При дальнейшем повышении прессующего давления—до 250 МПа — твердость образцов па чисто гипсовом вяжущем может достигать 4 единиц но шкале Мооса (600 МПа но Виккерсу), т. е. увеличивается в 2 раза по сравне­нию с твердостью природного гипсово­го камня.

Работоспособность при абразивном - износе прессованных плит пола на гип­совых вяжущих с различными минераль­ными и органическими добавками и зер­нистыми заполнителями испытывали в соответствии с ГОСТ 13087—81 «Бетоны. Методы определения истираемости» Фи­зико-механические показатели плит по­ла иа основе различных гипсовых ком­позиции, отформованных при Я,.-, = = 20 МПа, представлены в табл. 1.

Испытания иа истираемость прессован­ных плит пола, полученных на основе гипсовых вяжущих, показали, что изно­состойкость у них выше (более чем в

2— 4 раза) по сравнению с износостой­костью природного гипсового камня и гипсового камня, полученного по стан­дартному (литьевому) снособу.

Характеристика

Покрытия

Предел прочности, МПа при сжатии в возрасте 5 ч

28 сут

Ирн изгибе в возрасте 5 ч

28 сут Средияи плотность, кг/м3

Волопоглощение, % Коэффициент размягче­ния

Коэффициент теплоусво - ения, Вт/(м2-°С) Истираемость, г/см2 Твердость поверхности, ед. по Моосу

При одинаковом прессующем давлении, показатели истираемости для разных ви­дов, ио одинаковых марок гипсовых вя­жущих могут отличаться на 12—18%.

Износостойкость плит на основе ГЦП вяжушего, а также их долговечность за­висят от количества и вида активной минеральной добавки [4]. Мягкие ак­тивные кремнеземистые добавки, такие как трепел, опока, введенные в компо­зицию, увеличивают истираемость плит - иа 30—40%. в то время как твердые,' например, молотый аглопорит, шлакг снижают на 10—20%. Но твердые мине­ральные добавки, как правило, имеют низкую активность по отношению к ок­сиду кальция. Поэтому твердые (низко­активные) и мягкие (высокоактивные) добавки в композицию позволяют обес­печить получение изделий пониженной истираемости и долговечности при экс­плуатации во влажных условиях.

Большое влияние на истираемость ока­зывает заполнитель. Существенного сни­жения этого показателя можно достн^ гнуть, применяя монофракционный квар-- цевьш заполнитель округ. тон формы фракции 2,5—5 мм. Эффект получается благодаря не только высокой плотности” и твердости заполнителя, но и отсутст-~ вию вырывов зерен из связующей мат^_ рнцы в процессе износа. Модификация - заполнителя органическими и неоргани­ческими веществами с целью улучше­ния адгезии со связуюшен матрицей так­же способствует повышению износо­стойкости гипсовых плит пола.

Как видно из данных табл.' 1. при применении ГЦПВ, а также добавок к цементу: ГКЖ-94, органических смол и латекса получаются водостойкие плит­ные покрытия пола.

В результате проведенных исследо­ваний предложено несколько типов плитных покрытий: покрытия для жилых, общественных и производственных зда­ний с умеренными механическими воз­действиями в процессе эксплуатации, в том числе однослойные с дисперсным ар­мированием волокнистыми материалами или с монофракционным зернистым за­полнителем н двухслойные с зернистым кварцевым заполнителем в верхнем слое и дисперсным армированием стеклово­локном нижнего слоя. Усредненные по­казатели ДВУХСЛОЙНОГО ПОКРЫТИЯ из гип­совых плит на основе ГЦПВ [5 сопостав­лении с мозаичным бетоном приведены в табл. 2.

Разработана гибкая технологическая схема производства плит пола на основе гипсовых вяжущих (рис. 3). предусмат­ривающая выпуск шести типов плит (по ; условиям эксплуатации) на основе мо - номинеральных или смешанных гипсовых вяжущих. Технология включает в себя три этапа производства: 1 --получение смешанного ,вяжущего, II — приготов-| ление формовочной смеси. III — формо-| вание путем фильтрационного прессова­ния смесей (композиций). Удельная прес­сующая нагрузка составляет 20—50 МПа.

Процесс прессования длится 2—4 мин. Оборудование низкой энергоемкости' (0,6—1 кВт,/мг), выпускаемое отечест­венной промышленностью, обеспечивает высокую производительность и низкую себестоимость получаемых плит.

Организация производства штучных крупноразмерных гипсовых плнт полд

SHAPE \* MERGEFORMAT

Материал*1** Для жн' вищного и культурно - бытового строительст­ва {с тематической выстакн на ВДНХ СССР «развитие жи­лищного и культурно - бытового строительст­ва в ССС^)- {см. ста<ью в этом номере жУРнала)

Экспознция раздела

■ Развитий производст­ва эффективных ст­роительна* материа-

Ся точками пересечения 3 н 5 срывиых ветвей их напорных характеристик со­ответствующих внешних сетей. Интен­сивность кавитации и впбраинн выше па тех насосных агрегатах, у которых точка эксплуатационного режима (со­ответственно 3 или 5) располагается ниже но отношению к нормальной на­порной характеристике.

Эксплуатационный режим головного насоса может быть полностью стабили­зирован за счет увеличения расстояния между головным и перекачивающим на­сосом. При некоторой величине указан­ного расстояния характеристика сети //|м пересекается в точке 6 с характе­ристикой ясм1. При ЭТОМ <2|6<С*11 и головной насос работает устойчиво и без кавитации па своей нормальной напор­ной характеристике, а перекачкой-—иа срывчой нетвн. Кавитация на перекачи­вающем насосе усиливается, так как точка 7 располагается еще ниже, чем дачка _5 _нл лхнппшнию .к. шушальнлй напорной характеристике (22м. При не­котором предельном снижении точки 7 Насос работает с периодическим срывом.

Аналогично путем сближения голов­ного и перекачивающего насосов и уве­личения сопротивления участка трубо­провода на нагнетательной стороне пе­рекачивающего насоса режим работы может быть выведен на его нормальную напорную характеристику. Однако прн этом заглубляется кавитация на голов­ном насосе и появляется опасность пол­ного срыва эксплуатационного режима гидротрапснортной системы. Таким об­разом, выполненный выше анализ пока­зывает, что при необеспеченном вакууме на всасывающей стороне головного на­соса не представляется возможным обе­спечить полную стабильность эксплуа­тационного режима многоступенчатой гидротрапснортной системы за счет из­менения расстояния между последова­тельно соединенными насосами Полная стабильность эксплуатационного режи­ма мо ж с г быть обеспечена только за счет реконструкции всасываюшей сто­роны головного насоса или искусствен­ного понижения суммарной напорной характеристики насосов гидротранспорт - пой системы.

Реконструкция всасывающей стороны (изменение длины и диаметра всасыва­ющего трубопровода, уменьшение геоде­зической высоты всасывания) должна обеспечить увеличение кавитационного запаса насоса. Тогда при любой расста­новке насосов иа трассе, исключая чрез­мерное удаление иерекачного насоса от головного, гидротранспортная система будет работать устойчиво с рабочим ре­жимом в точке 1.

Если реконструкция всасывающей сто­роны по техническим соображениям не возможна, то для стабилизации эксплуа­тационного режима необходимо искусст­венное понижение напорной характери­стики регулированием перекачивающего насоса с тем, чтобы вновь образованная суммарная характеристика насосов име­ла пересечение с характеристикой внеш­ней сети на нормальной ветви.

В принципе возможен выход на ста­бильный рабочий режим п путем увели­чения сопротивления внешней сети (дросселированием на нагнетании пере- начинающего насоса). Однако этот спо-? соб считается нерациональным, так как он приводит к излишнему перерасходу энергии на гндротранспортированне. Кро­ме того, надежность дросселей при ра­боте па абразивной гидросмеси крайне пнзка. в связи с чем на многих гидро - транснортиых установках они исключе­ны из практического пользования и за­менены обратными клапанами.

На основании анализа установлено, что механизм перехода гидротранспорт­ной системы в неустойчивый режим ра­боты при последовательном соединений грунтовых насосов в значительной мере, а в ряде случаен полностью определя­ется переходом режима в кавитацион­ные зоны по напорным характеристикам.

Одним из главных факторов, опреде­ляющих опасность возникновения неус­тойчивых режимов при изменении плот­ности гидросмеси, является величина со­противления трубопровода между на­сосами. Последняя, в первую очередь, Олрсэа. иее7£Я 2?р£>х8Жея»остьк> тру£&- Провода, поэтому соответствующим вы­бором местоположения перекачивающих станции можно обеспечить устойчивость рабочего режима насосов. _