ЦНИИПромзданий

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ полов ИЗ ЖАРОСТОЙКОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

(ИЗ КРУПНОРАЗДЕЛЬНЫХ ПЛИТ)

Рекомендации разработаны лабораторией полов ЦНИИПром-зданий Госстроя СССР (инж. С. А. Шиманович, канд. техн. наук В. Я. Далматов) и лабораторией жаростойких бетонов и конструкций НИИЖБ Госстроя СССР (канд. техн. наук В. В. Жуков, заел, деят. науки и техники РСФСР, д-р техн. наук, проф. К. Д. Некрасов)

Предложения и замечания по содержанию настоящих Рекомендаций просим направлять в лабораторию полов ЦНИИПромзданий по адресу: Москва 127238, Дмитровское шоссе, 606

** 30213--^9^ Ннстоук1^,.-ип'"Ы| , и !«.-17-75 С.

3.6.    В качестве крупного за-полнителя следует применять литой шлаковый щебень объемным весом не менее 1,34 т/м³ и прочность при сжатии материала щебня не менее 1200 кг/см².

3.7.    Литой шлаковый щебень должен применяться в виде следующих фракций, раздельно дозируемых при приготовлении бетонной смеси:

от 5 до 10 мм ^м 10 ” 20 ”

3.8.    Зерновой состав каждой фракции должен удовлетворять требованиям табл. 1.

3.9.    Литой шлаковый щебень не должен содержать зерен пластинчатой (лещадной) игольчатой формы более 15% по весу.

Примечание. К зернам пластинчатой (лещадной) и игольчатой формы относятся такие, толщина или ширина которых меньше длины в 3 раза и более.

3.10.    Количество пылевидных частиц в литом шлаковом щебне, определяемых отмучиванием, не должно превышать 2% по весу.

3.11.    Гранулированный доменный шлак и щебень из литого шлака при обработке их раствором едкого натрия (калориметрическая проба на органические примеси) не должны придавать раствору окраску темнее цвета эталона. Модуль основности шлаков должен быть меньше или равен единице:

_м. ™⁺У <1.

Si0₂ -j- А1₂0₃

В шлаках не должно быть комков глины, суглинка и песка.

Состав и приготовление бетонной смеси

3.12. Составы жароупорных бетонов (а. с. № 336304) для изготовления плит полов приведены в табл. 2.

Таблица 2 Составы жароупорных бетонов для плит полов промышленных зданий

Ориентировочный расход материалов на 1 м1 бетонной смеси, кг Элемент плиты тонкомолотый хромит доменный шлак о е с * 1 k С Z 6 11 es гранули рованный II Л 5 2 с; о 1 Верхний слой 400 120 720 240 560 2 Нижний » 380 — 690 260 600

Примечания. 1. Количество воды подбирается экспериментальным путем из условия получения бетонной смеси максимально возможной жесткости, при которой формуется изделие достаточной плотности (осадка конуса 0—10 мм).

2. Расход гранулированного доменного шлака и литого шлакового щебня указан для материалов с влажностью не более 6%.

3.13.    Дозирование портландцемента и тонкомолотых добавок необходимо производить по весу с точностью ±1%, а заполнителей — по объему с точностью ±2%.

Примечание. Допускается дозирование заполнителей по весу. В этом случае необходимо производить корректировку составов бетонной смеси в зависимости от влажности применяемых материалов. Для корректирования состава бетонов необходимо производи определение влажности заполнителей, хранящихся на открытом •.кладе, не реже одного раза в смену, а также дополнительно каждой раз при выпадении атмосферных осадков.

3.14.    Для приготовления жароупорных бетонов применяются мешалки принудительного действия и со свободным падением материала.

Примечание. Рекомендуется приготовление жароупорного бетона в мешалках принудительного действия.

3.15.    При приготовлении жароупорных бетонов в мешалках принудительного действия в барабан (чашу) смесителя загружают все сухие материалы и перемешивают их в течение 1 мин. После этого в смесь заливают воду и перемешивают бетонную массу до полной однородности, но не менее 5 мин.

Ю

3.16.    При приготовлении жароупорного бетона в мешалке со свободным падением материала в барабан заливают 90% потребного на замес количества воды и загружают тонкомолотые добавки, цемент и примерно половину крупного заполнителя, после чего производят перемешивание смеси в течение 1 мин. Затем при непрерывном вращении барабана загружают в мешалку мелкий и остаток крупного заполнителя и доливают остальную часть воды. Бетонную смесь перемешивают до полной однородности, но не менее 5 мин.

3.17.    После каждой смены или в случае перерыва в работе более чем на 1 ч барабан бункера и лотки бетономешалок необходимо полностью освобождать от бетонной смеси и очищать от налипшего раствора.

3.18.    Время с момента изготовления бетонной смеси до момента ее укладки в формы, устанавливаемое лабораторией в зависимости от свойств применяемого портландцемента, не должно превышать 60 мин.

Изготовление плит

3.19.    Плиты для полов из жаростойкого железобетона изготавливают в металлических сборно-разборных формах, состоящих из поддона и бортовой оснастки К

Лицевой поверхностью плит является плоскость, обращенная к поддону.

3.20.    Укладку жароупорных бетонных смесей следует производить в формы, установленные на виброплощадке.

3.21.    Бетон верхнего слоя плиты укладывают на днище толщиной 40—70 мм (без уплотнения). На него устанавливают верхнюю архитектурную сетку плиты^{1 2}. После этого в форму укладывают часть бетона нижнего слоя плиты примерно до уровня кромок бортов формы. Далее устанавливают закладные элементы и нижнюю арматурную сетку плиты, после чего укладывают остальную часть бетона нижнего слоя. Толщина этого слоя подбирается экспериментальным путем из расчета получе-

ния после уплотнения изделия заданной толщины без добавления бетонной смеси. Бетонную смесь при укладке слоев необходимо равномерно распределить по всей площади формы.

Получение необходимой толщины каждого слоя плиты следует достигать корректировкой толщины соответствующего слоя при его укладке в форму в пробных формовках, при этом толщина верхнего слоя плиты марки ПЖШ должна составлять 30—40 мм, а марки ПЖШР 50—60 мм.

Арматурные сетки и закладные элементы должны соответствовать рабочим чертежам и удовлетворять требованиям ГОСТ 10922-64.

3.22.    Уплотнение жароупорных бетонных смесей при изготовлении плит производят на виброплощадках'. Уплотнение осуществляется одновременным вибрированием всех слоев бетонной смеси (вибрирование каждого слоя в отдельности не допускается). Продолжительность уплотнения бетонной смеси устанавливается экспериментальным путем из условия получения наибольшей плотности и отсутствия следов расслоения и зависит от частоты колебаний, конструкции виброплощадки, жесткости бетонной смеси.

3.23.    После уплотнения поверхность бетона заглаживается ножом бетоноукладчика и изделие освобождается от бортовой оснастки формы (в случае сплывания бетона у бортовых кромок отформованной плиты при снятии бортов необходимо уменьшить подвижность бетонной смеси, а при рассыпании бетона — увеличить его подвижность. Бортовая оснастка (вместе с рамой) остается на виброплощадке, а поддон с изделием перемещается на специальный участок, где изделие выдерживается при температуре окружающей среды плюс 15 — плюс 30°С.

3.24.    В целях ускорения процесса твердения изделия применяется тепловлажностная обработка (пропаривание).

3.25.    Пропаривание следует начинать не ранее чем через 3 часа после изготовления и выдерживания изделия при температуре окружающего воздуха плюс 15 — плюс 30°С.

Подъем температуры в камерах до максимальной ³

заданной температуры следует производить со скоростью 10—20°С в/ч.

П родолжительность выдерживания плит во время пропаривания подбирают опытным путем из условия получения заданной прочности без образования трещин в изделиях.

Ориентировочная продолжительность пропаривания при температуре 85°С составляет

5—7 ч. Скорость снижения температуры после окончания пропаривания не должна превышать 30°С.

Примерный график пропаривания плит приведен на рис. 6.

3.26.    Выгрузку изделий из пропарочной камеры при положительной температуре наружного воздуха следует производить после снижения температуры в изделиях до 45— 50°С.

В холодное время года перепад температур изделия и окружающей среды не должен превышать 40°С.

3.27.    После завершения тепловлажностной обработки изделие переворачивают лицевой поверхностью вверх при помощи кантователя и отправляют на склад готовой продукции.

4. УСТРОЙСТВО полов ИЗ ЖАРОСТОЙКОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

4.1.    Полы из жаростойкого железобетона выполняются после окончания всех строительных и монтажных работ, при производстве которых плиты могут быть повреждены.

4.2.    Грунт основания под полы из жаростойкого железобетона подготавливается в соответствии с требованиями главы СНиП по производству полов.

4.3.    Крупность песка, применяемого для прослойки, не должна превышать 5 мм.

4.4.    Песок для прослойки рассыпают полосами (участками), ограниченными рейками, установленными по

13

нивелиру и служащими маяками, и разравнивают пра-вйлом, передвигаемым но маячным рейкам. Уплотнение песка в прослойке не допускается.

4.5.    Ровность поверхности прослойки должна быть проверена во всех направлениях двухметровой рейкой, и просветы между рейкой не должны превышать 2 мм.

4.6.    Прослойку из песка выполняют одновременно для одной или нескольких плит. Полоса разравниваемого песка должна иметь длину не менее 4 м и быть шире укладываемых плит на 20—30 см.

4.7.    Плиты монтируют краном немедленно вслед за выполнением прослойки и тщательно подгоняют их вплотную одна к другой.

4.8.    При монтаже плит с пазом и гребнем на двух противоположных сторонах плиту подают с наклоном к ранее уложенной так, чтобы их верхние кромки совпали. После этого с противоположной стороны монтируемой плиты устанавливается монтажный упор (лом или др.) и плита опускается краном (рис. 7).

4.9.    Схема монтажа плит с расположением паза и гребня по периметру приведена на рис. 8.

4.10.    Ширина швов между плитами не должна превышать 10 мм.

4.11.    Швы между плитами, имеющими ширину более 5 мм, заполняются жидким жароупорным раствором состава 1:1,8:2 (цемент:тонкомолотый гранулированный доменный шлак : песок из гранулированного шлака) с осадкой конуса не менее 80 мм. Непосредственно перед заполнением швы очищают, увлажняют и проливают цементным молоком.

4.12.    При применении для полов плит с отверстием для монтажных петель последние замоноличиваются жароупорным бетоном марки не менее 400.

4.13.    Для замоноличивания зазоров между плитами (основными и доборными) и другими конструкциями, а также для заделки отверстий применяется жароупорный бетон состава №2 (см. п. 3.12).

4.14.    Эксплуатировать полы из жаростойкого железобетона можно непосредственно после монтажа плит.

14

ВВЕДЕНИЕ

В горячих цехах промышленных предприятий (в термических отделениях, на складах горячих рулонов, на рабочих площадках около сталеплавильных печей и др.) полы помимо механических воздействий подвергаются и тепловым от попадания на них предметов, нагретых до 600°С и более. Для обеспечения необходимой долговечности покрытий в этих помещениях полы выполняются из дорогостоящих чугунных плит.

С целью удешевления строительства в горячих цехах многих предприятий полы были выполнены из шамотного кирпича. Однако, как показали проведенные обследования, это покрытие вследствие малой прочности шамотного кирпича быстро разрушается и через I—2 года эксплуатации требует большого ремонта или полной замены чугунными плитами, что резко повышает эксплуатационные расходы и приводит к значительному увеличению стоимости полов.

Наиболее существенное снижение стоимости полов в горячих цехах при сохранении эксплуатационных качеств обеспечит использование для их устройства жаростойкого бетона — наиболее дешевого теплостойкой) материала.

Разработанные на основе этого материала полы из жаростойкого железобетона обладают высокой стойкостью к механическим и тепловым воздействиям. Например, стойкость к ударам этих полов в 3—4 раза выше, чем у покрытий из шамотного кирпича, и практически не снижается от воздействия тепловых ударов при температуре 600°С. Полы из жаростойкого железобетона в 1,5—3 раза дешевле покрытий из чугунных плит, и трудоемкость их устройства значительно ниже (в 1,5— 7 раз), чем у полов из штучных материалов (кирпича, чугунных плит и др.).

При строительстве горячих цехов полы из жаростойкого железобетона с успехом могут заменить в большинстве помещений полы из чугунных плит и полностью исключить применение для этих целей шамотного кирпича. Впервые указанные полы выполнены в цехе холодного проката Карагандинского металлургического комбината и в кислородно-конвертерном цехе № 2 Западно-Сибирского металлургического завода.

Зак. 1779

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1.    Настоящие Рекомендации распространяются на проектирование и устройство полов из жаростойкого железобетона в горячих цехах промышленных зданий.

1.2.    Жаростойкий бетон, применяемый для пола, представляет собой затвердевшую смесь портландцемента, тонкомолотой добавки, крупного и мелкого заполнителя на основе шлаков.

Полы из жаростойкого железобетона обладают высокой стойкостью к тепловым ударам и значительным механическим воздействиям и применяются взамен полов с покрытием из шамотного кирпича и чугунных плит.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОЛОВ ИЗ ЖАРОСТОЙКОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

2.1.    Полы из жаростойкого железобетона предназначены для применения в помещениях, где в процессе эксплуатации пол подвергается тепловым воздействиям от различных предметов, нагретых до температуры 100—600°С.

2.2.    Полы из жаростойкого железобетона допускаются в помещениях, где они помимо тепловых подвергаются следующим воздействиям:

при движении пешеходов;

при движении тележек на металлических шинах, перекатывании круглых металлических предметов при коэффициенте С⁴ давления на пол металлических шин и круглых предметов не более 100;

при движении безрельсовых транспортных средств на резиновых шинах (автомобилей, электрокар и т. п.);

при движении транспорта на гусеничном ходу;

ударам при падении с высоты 1 м твердых (металлических, каменных) предметов весом не более 20 кг, рассредоточенных по площади пола (сбрасывание грузов с

тележек, перекидка деталей, случайное падение предметов и т. д.); при падении предметов на одно и то же место пола (из отверстий, желобов, установочных мест и др.) допускаемый их вес не должен превышать 7 кг;

при волочении твердых предметов с острыми углами и ребрами и при работе с острым металлическим инструментом (лопатами и др.);

воды и растворов нейтральной реакции, минеральных масел и эмульсий из них, органических растворителей, щелочей и их растворов малой интенсивности, при которой происходит лишь увлажнение поверхности пола с периодическим просыханием. Допускается периодическая уборка помещений с разливанием воды из шлангов.

2.3.    Полы из жаростойкого железобетона не допускается применять в помещениях, где имеет место:

постоянное или эпизодическое воздействие на пол кислот и их растворов независимо от концентрации и интенсивности;

специальное требование к диэлектричности и безыс-кровости пола;

периодическое, постоянное или систематическое стенание жидкостей по поверхности пола;

производство работ на полу с применением кувалд и ломов (обработка изделий, разбивание кусков материала и др.).

2.4.    Полы из жаростойкого железобетона проектируются из крупноразмерных плит жароупорного бетона. Конструкции полов приведены на рис. 1.

2.5.    Для полов следует применять плиты из жароупорного бетона, приведенные на рис. 2 (ТУ на плиты из жароупорного бетона для полов промышленных зданий приведены в приложении 1).

Схема раскладки плит приведена на рис. 3.

В качестве доборных элементов допускается применение плит размерами 1 X 1, 1,5X 1,5 м.

2.6.    Толщину и армирование плит из жароупорного бетона следует подбирать по расчету конструкций, лежащих на упругом основании, при действии наиболее неблагоприятных нагрузок на пол *.

Определение нагрузок осуществляют в соответствии с приложением к главе СНиП по проектированию полов. Защитный слой верхней арматуры плит должен ^{5 6 7}

Узел A

Рис. 1. Полы из жаростойкого железобетона а — полы на грунте; б — полы на перекрытии; / — сборное покрытие из армированных плит жароупорного бетона; 2—прослойка из песка; 3 — грунт основания; 4— перекрытие (кроме железобетонных плит)

составлять 30—35 мм. Толщина защитного слоя нижней арматуры назначается в соответствии с нормами проектирования железобетонных конструкций.

Рабочие чертежи плит для некоторых величин нагрузок приведены в приложении 2.

2.7.    В местах примыкания пола к стенам, колоннам и другим конструкциям, где не размещаются целые плиты основного размера, следует применять доборные плиты. В зазорах шириной менее 1 м между железобетонными плитами (основными и доборными) и другими конструкциями следует предусмотреть устройство пола из монолитного жароупорного бетона марки 400.

2.8.    Полы следует устраивать на грунтах, исклю-

4

-7-	«=Л $ -W 3=
	г с*

3000

Рис. 2 Армированные плиты из жароупорного бетона для полов промышленных зданий а — плиты с пазом в гребнем на двух противоположных сторонах: б — плиты с расположением паза н требмя по периметру. / — верхний сдой из жароупорного бетона бетона повышенной стойкости к теплоеым ударам; 1 — нижний слой из жароупорного бетоиа

a)

<- } А-

Рис. 3. Схема раскладки плит из жароупорного бетона в полах промышленных зданий а— плит с пазом и гребнем на двух противоположных сторонах; б —плит с расположением паза и гребня по периметру

чающих возможность общих и местных деформаций пола.

В необходимых случаях следует предусматривать меры по укреплению грунтов. Торф и другие растительные грунты в основаниях под полы подлежат замене грунтами, исключающими возможность деформации пола.

2.9. При расположении низа плиты на грунте в зоне опасного капиллярного поднятия грунтовых вод следует предусматривать меры по повышению уровня пола или по понижению горизонта грунтовых вод.

Высоту опасного капиллярного поднятия грунтовых вод ориентировочно принимают для:

крупного песка.........0,3    м

песка средней крупности    и    мелкого    .    0,5    »

песка пылеватого........ 1,5    »

суглинка, пылеватых    суглинка    и    супеси, глины 2    »

2.10.    Примыкание полов к каналам и приямкам следует осуществлять согласно деталям рис. 4. Материал для съемных плит перекрытия каналов и приямков надлежит выбирать в зависимости от воздействий на пол и требований к полу.

2.11.    При повышенных требованиях к внешнему виду полов из жаростойкого железобетона места примыканий

(3

и приямкам

а — приминание к каналам и приямкам, перекрытым железобетонными плитами; б — то же. перекрытым стальными или чугунными плитами; в—примыкание к открытым каналам и приямкам; / — сплошное покрытие толщиной 40—60 мм из жароупорного бетона марки 400; 2 — подстилающий слой из бетона; 3— стенки и днище канала или приямка из бетона или кирпича; 4—окаймляющий уголок; 5—анкер 20X4; 5—арматура 8—10 мм; 7 - грунт основания; 3 — съемные плиты перекрытия каналов и приямков; 7—плиты из

жароупорного бетона

Рис. 5. Примыкание полов из жаростоГжого железобетона к стенам, колоннам, фундаментам и др.

/ — армированные плиты из жароупорного бетона; 2 — плинтус из жароупорного бетона марки 400; 3 — стена, колонна и др.

к стенам, перегородкам, колоннам, фундаментам под оборудование и другим конструкциям, выступающим над полом, следует перекрывать плинтусами согласно рис. 5.

3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ КРУПНОРАЗМЕРНЫХ ПЛИТ ИЗ ЖАРОУПОРНОГО БЕТОНА

Материалы

3.1. Портландцемент должен удовлетворять требованиям ГОСТ 10178-62*. Марка цемента должна быть не ниже 400. Содержание в цементе трехкальциевого алюмината не должно превышать 8%.

7

В клинкере портландцемента содержание свободного кремнезема Si0₂ не должно превышать 3%. Определение содержания свободного кремнезема в клинкерном портландцементе производится по методике, изложенной в «Инструкции по технологии приготовления и применению жаростойких бетонов» СН 156-67 Госстроя СССР.

Портландцемент не должен содержать слежавшихся комков.

3.2.    В качестве тонкомолотой добавки применяется смесь тонкомолотого хромита и тонкомолотого гранулированного доменного шлака. Тонкомолотый хромит приготовляют из хромитовой руды Кимперсайского месторождения, отвечающей требованиям РТУ КазССР № 142—64. Не допускается наличие в руде кусков хромита с видимыми включениями кальцита. Наличие кусков пустой породы (доломита, змеевика, дунита и др.) размером более 100 мм допускается в количестве не более 1,5% по весу.

Допускается применение рыхлых и порошковых разновидностей хромитовых руд. Руда должна содержать не менее 45% Сг₂0₃, не более 8% Si0₂, не более 16% FeO и Fe₂0₃ в пересчете на окись железа и не более 1,5% СаО.

Степень помола хромитовой руды должна быть такой, чтобы сквозь сито № 009 проходило не менее 50% и не более 70% взятой пробы.

Степень помола гранулированного доменного шлака должна быть такой, чтобы сквозь сито № 009 проходило не менее 75% взятой пробы.

Комки и крупные включения в тонкомолотых добавках должны быть отсеяны.

3.3.    В качестве мелкого заполнителя следует применять гранулированный доменный шлак с модулем крупности в пределах 2—3,3.

Зерновой состав гранулированного доменного шлака должен удовлетворять требованиям табл. 1.

Примечание. Применение гранулированного доменного шлака, не удовлетворяющего требованиям п. 3.3, допускается только при соответствующем технико-экономическом обосновании.

3.4.    Наличие в гранулированном доменном шлаке зерен размером более 10 мм не допускается, а зерен от 5 до 10 мм — не должно быть более 5% по весу.

3.5.    Содержание в гранулированном доменном шлаке пылевидных частиц, определяемых отмучиванием, не должно превышать 5%.

8

1

   Рабочие чертежи формы можно приобрести в Экспериментально-конструкторском бюро ЦНИИСКа им. В. А. Кучеренко (Москва, Ж-389, 2-я Институтская, 6. Заказ № 2109 ЦНИИПромзданий).

2

   При изготовлении плит марки ПЖШР верхнюю арматурную сетку изделия устанавливают в форму до укладки бетона верхнего слоя плиты.

11

3

Уплотнение бетонной смеси ручным трамбованием не допускается.

4

Коэффициент С давления на пол металлических шин и круглых

р

предметов определяют по формуле С =    ,

где р — наибольшее давление колес или обода на пол, кг;

D— диаметр колеса или обода, м;

В — ширина колеса или обода, м.

5

Собственный вес пола, а также нагрузки, равномерно распре

6

деленные по всей плошадн пола, при расчете не учитывают.

7