Безусадочные стяжки для полов на основе высококальциевой золы ТЭЦ

На строительных объектах для устройства стяжки для пола применяют, как правило, обычный цементно-песчаный раствор. При этом имеющееся оборудование не позволяет перекачивать растворные смеси малой подвижности, вследствие чего происходит усадка и трещинообразование покрытия как за счет испарения избыточного количества воды, так и за счет усадки цементного камня. Для устранения отрицательных линейных деформаций раствора необходимо введение в состав смеси компонентов, обеспечивающих расширение. Ранее проведенные исследования [1-3] показали, что таким компонентом могут являться высококальциевые золы (ВКЗ) ТЭЦ. Учитывая то, что длительное перемешивание готовой золо-цементно-песчаной смеси может приводить к частичной гидратации пережженного СаО, следовательно, к уменьшению его расширяющего действия, целесообразно осуществлять изготовление сухих строительных смесей на основе высоко-кальциевой золы и затворение водой непосредственно на объекте. Поэтому целью работы являлось исследование влияния подвижности растворной смеси и содержания свободной извести ВКЗ на собственные деформации золо-цементно-песчаного камня.

В исследованиях использовались портландцемент Голухинского цементного завода ПЦ 500-Д0, высококальциевая зола от сжигания бурых углей КАТЭКа на Барнаульской ТЭЦ-3 с содержанием суммарного свободного СаО (СаОсво6) от 0,5 до 6,5 %, песок Обской с модулем крупности М^ = 1,2, глиноземистый цемент М400 производства фирмы «Cimsa» (Турция), строительный гипс Г5-А-Ш производства ООО «Аракчинский гипс» г. Казань.

Для проведения эксперимента формовались образцы-балочки размером 4x4x16 см из золо-цементно-песчаного раствора с увеличенным на 60 % содержанием смешанного вяжущего по сравнению с содержанием вяжущего в контрольном составе. В качестве контрольного использовался заводской состав цементно-песчаного раствора. Вяжущее изготавливалось путем сухого смешивания 40 % портландцемента и 60 % высококальцие-вой золы. Дополнительные расширяющие компоненты: гипс и глиноземистый цемент вводились в количестве 5, 10, 15 и 20 % от массы цемента без увеличения расхода вяжущего. Подвижность растворных смесей Пк2, ПкЗ и Пк4 (погружение конуса 5, 10 и 15 см соответственно) определялась в соответствии с ГОСТ 5802-86.

Твердение осуществлялось первые 28 суток в нормальных условиях (Z = +20 °C, влажность 100 %), далее - в воздушно-сухих (/ = +20 °C, влажность 60-70 %). Собственные деформации растворного камня определялись на образцах- балочках с реперами по ГОСТ 24544-81 на индикаторе часового типа первые 2 недели твердения через день, а затем через 3 дня. Прочностные характеристики устанавливались на 3, 7, 14 и 28 сутки в соответствии с ГОСТ 5802-86.

При исследовании влияния подвижности растворной смеси на линейные деформации затвердевшего камня установлено, что для безусадочного твердения стяжки с подвижностью Пк2 (рис. 1) необходимо содержание СаОСВОб в золе выше 3,5 %, при этом достигается линейное расширение от 0,5 до 1,5 мм/м, компенсирующее усадку цементного камня.

При увеличении подвижности растворной смеси до ПкЗ (рис. 2) содержание свободной извести в золе, обеспечивающее безусадочное твердение раствора уже должно составлять более 5 %. При твердении золо-цементно-песчаного камня, изготовленного из растворной смеси с подвижностью Пк4, линейные деформации изменяются аналогично и количество СаОсвоб в золе, компенсирующее усадку цементного камня, должно составлять также более 5 %.

При этом прочностные характеристики полученных золо-цементно-песчаных стяжек обеспечивают марку от М200 до М300 при пониженном

К-053

025844W.28592

Л wlwe ae^qww (Ю, мм/м

Соде#*»* СаОсвоб ewe, %

Рис. 1. Зависимость линейных деформаций растворного камня (подвижность Пк2) от времени твердения и содержания СаОСВоб в золе

R- 0S5

924671*1-0.96654

Hwewe дбф «рмш#* (DL), ымйи

Spew®, еупси

С эд®*эж* СаОсвоб, %

Рис. 2. Зависимость линейных деформаций растворного камня (подвижность ПкЗ) от времени твердения и содержания СаОСВоб в золе

Строительные материалы, изделия и конструкции

до 9 % расходе цемента по сравнению с контрольным составом.

Для усаживающихся из-за низкого содержания свободного СаО стяжек предложены составы с добавкой гипса и глиноземистого цемента, расширяющиеся за счет синтеза дополнительного количества эттрингитоподобных фаз. При изучении влияния дополнительных расширяющих компонентов установлено, что при содержании их менее 10% в поздние сроки твердения растворный камень испытывает усадочные деформации, в то же время при их значительном содержании (20 % гипса и 20 % глиноземистого цемента) наблюдаются приемлемые деформации расширения, но прочностные характеристики при этом значительно снижаются. Введение по 15% каждого из компонентов (рис. 3) позволяет получить составы стяжек для полов, обеспечивающие как линейное расширение, так и прочность при сжатии не менее чем у контрольного состава. Изучение фазового состава указанных композиций методами РФА и

ДТА подтверждает синтез повышенного количества эттрингита.

На рис. 4 представлено изменение линейных деформаций растворов разного состава при подвижности исходной смеси Пк2, при этом лишь контрольный состав (ПЦ) уходит в зону усадки. Применение в составе стяжки зол с содержанием свободной извести от 3,5 % (зола № 6) до 6,5 % (зола № 7) обеспечивает максимальное линейное расширение 0,8-1,9 мм/м на 14 сутки твердения и 0,2-1,1 мм/м в более поздние сроки. Введение в состав стяжки от 5 до 15 % глиноземистого цемента и 10-15 % гипса приводит к компенсации усадки, при этом наибольшее расширение 0,5-1 мм/м достигается при содержании 15 % ГЦ и 15 % гипса.

Таким образом, установлено, что собственные деформации стяжки для пола в большей степени зависят от содержания СаОсвоб в золе, чем от подвижности растворной смеси. Применение ВКЗ с содержанием СаОсвоб более 3,5 % в составах стяжек для полов позволяет получить безусадочную

R= 0.965712758

Линейные деформации, мм/м ■ : .

Рис. 3. Зависимость линейных деформаций растворного камня от количества гипса и времени твердения при содержании глиноземистого цемента 15 %

Рис. 4. Изменение линейных деформаций растворного камня различного состава во времени

композицию. Применение же зол с низким содержанием свободной извести требует введения дополнительных расширяющих компонентов в количестве не менее 15 %.