Физико-технические свойства гидроизоляционных мастик

Таблица 3

Наименование, марка, фирма	Наименование показателей
	условная прочность при растяжении, МПа (кг/см2)	относительное удлинение, %	теплостойкость, °С	водопогло-щение через 24 ч, %	гибкость на стержне мм/°С	адгезия к цементно-песчаному раствору МПа (кг/см2)
Вента- V АПО «Вента»	0,7 (7,0)	400	130	0,5	10 -65	0,5 (5,0)
Полимерная кровельная	-	300	120	-	-	0,2-0,4 (2-4)
УНИКС	1 (10)	600	130	0,5	5 -70	0,6 (6,0)
Битурел	1,0	500	120	1,5	-50	0,5
Гермокров-2	1,2	200	120	2,0	-50	0,4
Гермокров-3	1,5	250	120	2,0	-50	0,4
Кровлелит	2,0-2,4	500-1000	100-150	0,1-1,0	-60	0,5-2,0

Приложение 3 Рекомендации по расчёту подстилающих слоев пола

1. Расчёт полов с нежестким подстилающим слоем

1.1 Расчёт распространяется на полы с песчаными, шлаковыми, гравийными и щебёночными подстилающими слоями.

1.2 Полы с нежестким подстилающим слоем рассчитывают на нагрузки неподвижные, а также подвижные от безрельсового транспорта.

Нагрузки от тележек, тачек и других транспортных средств, передвигаемых вручную, собственный вес пола, а также нагрузки, равномерно распределённые по площади пола, при расчёте не учитывают.

1.3 При расчёте определяют:

а) величину нагрузки Р в Н;

б) форму и площадь F в см² следа приложения нагрузки к поверхности пола;

в) удельную нагрузку на пол р в Н/см²;

г) диаметр D в см круга, равновеликого площади следа F = а ´ b .

Для площади следа прямоугольной формы с отношением сторон а/ b от 1 до 3

                                                                         ( 1)

1.4 Воздействия на пол с нежёстким подстилающим слоем безрельсовых транспортных средств одной или нескольких марок следует привести к эквивалентным воздействиям от условных автомобилей с расчётной нагрузкой «А».

Для этого сначала определяем значение

N_i = K₁·N_K                                                                                                 (2)

где N_K - число транспортных средств данной марки, проходящих в одном направлении за одни сутки;

K₁ - коэффициент, учитывающий воздействия на пол транспортных средств в зависимости от количества осей, принимаемый по табл. 1.1

Таблица 1.1

Значения K₁

Транспортные средства	Значения K 1 при количестве осей у транспортных средств
	2	3	4
Автомобили, автопогрузчики, электрокары	1	1,8	-
Трейлеры	1,8	2,4	3

Для каждого значения N_i определяют эквивалентное, по воздействию на пол, количество условных автомобилей с расчётной нагрузкой « A » ( N_i a ) следующим образом:

- для конкретного транспортного средства на рис. 1 проводят специальную для него наклонную прямую, ординаты точек которой равны ординатам точек наклонной линии «А», умноженным на коэффициент η = p ´ D / l 666 данного транспортного средства;

- из точки на оси «п», отвечающей значению N_i , восстанавливают перпендикуляр до пересечения с полученной наклонной линией;

- из полученной точки пересечения проводят линию, параллельную оси «п» до пересечения с наклонной линией «А»;

- из точки пересечения опускают перпендикуляр на ось «п». Полученное значение на оси п соответствует значению N_i a .

1.5 Расчётную интенсивность движения определяют по формуле:

N _p = γ·ΣN_iA                                                                                               (3)

где ΣN_iA - определяется суммированием значений N_i A для каждой марки транспортного средства;

γ - коэффициент распределения движения по ширине проезда, принимаемый равным при количестве полос движения 1, 2 и 3 соответственно 2, 1 и 0,75.

Рис.1 График для приведения интенсивности движения транспортных средств к интенсивности движения условного автомобиле расчетной нагрузкой «А» и для определения требуемого модуля деформации Е_тр пола

1.6 За критерий несущей способности нежестких подстилающих слоев принимают относительную деформацию δ = S / D ( S - осадка в см покрытия пола под действием нагрузки). Допустимые значения δ приведены в табл. 1.2.

Прочность покрытия, подстилающего слоя и грунта основания характеризуется соответствующим модулем деформации Е в Н/см², зависящим от прочности материала, а для грунтов, кроме того, от их влажности и возможности промерзания.

Значения модуля деформации принимают: для покрытий и подстилающих слоев - по таблице 1.2, а для грунтов основания - по таблице 1.3.

Таблица 1.2

Допускаемые значения относительной деформации δ и значения модуля деформации Е для покрытий и подстилающих слоев

Покрытия, подстилающие слои и характеристики применяемых материалов	Допустимые значения относительной деформации δ	Модуль деформации Е в Н/см2 при расположения низа подстилающего слоя
		в зоне опасного капиллярного поднятия грунтовых вод	выше зоны опасного капиллярного поднятия грунтовых вод
Земляные из песчаных смесей оптимального гранулометрического состава	0,06	2450	2940
Шлаковые с применением шлака из высококалорийных углей с содержанием зёрен мельче 2 мм не свыше 20%	0,06	4410	5880
Шлаковые с применением шлака из бурых углей с содержанием зёрен мельче 2 мм не свыше 30%	0,06	1860	2940
Гравийные с применением гравия из каменных материалов прочностью при сжатии не менее 500 кгс/см2, с содержанием зёрен крупностью 2 мм:
85% и более	0,06	7840	8820
70-85 %	0,06	5880	6860
50-70%	0,06	3920	4900
Щебёночные из сортированного щебня из каменных материалов или доменных шлаков прочностью при сжатии в кгс/см2:
800 и более	0,05	12740	12740
500-800	0,05	10780	10780
То же, пропитанные битумом, при прочности щебня в кгс/см2:
800 и более	0,04	17640	17640
500-800	0,04	14700	14700
Асфальтобетонные	0,035	23520	23520
Из брусчатки и кирпича всех видов на ребро по прослойке из раствора или из мастики	0,035	24500	24500
Торцовые	0,04	11760	11760

Примечание : Значения модуля деформации песчаного подстилающего слоя принимают по табл. 1.3, как для песчаных грунтов

Таблица 1.3

Значения модуля деформации грунта основания

Грунт	Содержание (по массе) зерен крупнее	Модуль деформации Е в Н/см2 при расположения низа подстилающего слоя
		выше зоны опасного капиллярного поднятия грунтовых вод		В зоне опасного капиллярного поднятия грунтовых вод
		отапливаемые здания	неотапливаемые здания	отапливаемые здания	неотапливаемые здания
Песок крупный и гравелистый	0,5 мм, более 50%	4410	4116	3626	3430
Песок средней крупности	0,25 мм, более 50%	3920	3626	2940	2450
Песок мелкий	0,1 мм, более 75%	3430	2940	1960	1470
Супесь	0,05 мм, более 50%	2744	2352	1568	1176
Песок пылеватый	0,1 мм, менее 75%	2156	1960	1372	-
Суглинок, глина	0,05 мм, более 40%	2156	1862	1274	-
Супесь, суглинок и глина пылеватые	0,05 мм, более 40%	1862	1568	1176	-

1.7 Необходимую прочность пола, характеризуемую требуемым модулем деформации Е_тр в Н/см² определяют:

а) для нагрузок от безрельсового транспорта по формуле

                                                                       (4)

где δ - допускаемая относительная деформация покрытия, принимаемая по табл. 1.2;

К ₃ = 0,5 + 0,65· lgN_p - коэффициент, учитывающий повторность воздействий нагрузок при движении транспортных средств;

N_p - расчётная интенсивность движения;

μ = 1,2 - коэффициент запаса на неоднородность условий работы пола.

Значение Е_тр можно также определить по рис. 1. Для этого из точки на оси «п», соответствующей расчётной интенсивности движения N_p условных автомобилей с расчётной нагрузкой «А» проводят перпендикуляр к оси «п» до пересечения с наклонной линией А. Полученную точку пересечения переносят параллельно оси «п» на ординату со значением δ, допускаемой для данного типа покрытия (см. табл. 1.2), затем по наклонной линии, проходящей через полученную точку, на ординате определяют требуемый модуль деформацииЕ_тр.

б) для неподвижных нагрузок по формуле

                                                                                           ( 5)

где р - удельное давление на пол в Н/см²;

δ - допускаемая относительная деформация покрытия, принимаемая по табл. 1.2;

μ = 1,2.

1.8 При расчёте прочности пола составляют расчётную схему конструкции пола в co ответствии с рис. 2 и материалом каждого его слоя. На схеме указывают расчётные модули деформации Е материала каждого слоя пола и грунта основания, а также толщину « h » каждого слоя пола, за исключением нижнего слоя, устраиваемого непосредственно на грунте, толщина которого определяется расчётом.

Рис. 2. Расчетные схемы полов с нежестким   подстилающим слоем а - покрытие    на    грунте    основания;     б - покрытие    на     однослойном подстилающем   слое:    в - покрытие   на двухслойном подстилающем слое или однослойном подстилающем слое по искусственному основанию;    г - покрытие    на    двухслойном подстилающем    слое   по    искусственному   основанию;     1 - грунт   основания; 2 - слой    пола;    3 - нагрузка    на    пол

Модули деформации материала отдельных слоев принимают по табл. 1.2, а грунта основания по табл. 1.3. Толщину отдельных слоев пола принимают по Разделу I . Толщину прослоек и мастик, а также гидроизоляционных слоев от сточных вод и других жидкостей включают в толщину покрытия. Толщину прослоек, расположенных на подстилающем слое, не учитывают.

Материалы для подстилающего слоя следует выбирать так, чтобы расчётный модуль деформации материала каждого вышележащего слоя превышал в 1,5-3,5 раза расчётный модуль деформации материала нижележащего слоя пола или грунта основания.

1.9 Расчёт прочности пола производят следующим образом:

- По значению D и Е^э_п = Е_тр, а также Е _n и h _n для n -го верхнего слоя (рис. 2) вычисляют отношения h_n / D и Е^э_п / Е_п;

- По рис. 3 определяют эквивалентный модуль деформации Е^э_п- i всех слоев пола и основания, расположенных ниже верхнего слоя. Для этого из точки на горизонтальной оси, соответствующей конкретному значению h / D , проводят перпендикуляр до пересечения с кривой со значением, равным Е^э_п/Е_п. Полученная точка пересечения переносится параллельно оси h / D влево на ось (Е _{i - 1} /Е _i ). Полученное значение на этой оси соответствует отношению Е^э_п- i / E_n ⁼ К^э_п откуда определяют Е^э_п-1 = К^э_п E_n .

- Зная Е^э_п-1; Е_п-1; h _п -1 ; D , аналогичным путём определяют Е^э_п-2 и т.д. В итоге определяют эквивалентный модуль деформации Е^э₀₊₁ на поверхности первого снизу слоя пола;

- По значениям Е^э₀₊₁; Е₀₊₁ ; Е₀ вычисляют отношения Е^э₀₊₁/Е₀₊₁ и Е₀/Е₀₊₁ , здесь Е₀ -модуль деформации грунта основания, принимаемый по таблице 1.3, a Е ₀₊₁ - модуль деформации нижнего слоя пола.

- Точку на оси ( h / D = 0), соответствующую значению Е₀/Е₀₊₁ переносят параллельно оси h / D на кривую со значением Е^э₀₊₁/Е₀₊₁. Из полученной точки на этой кривой опускают перпендикуляр на ось h / D . Значение на этой оси соответствует отношению h ^э ₀₊₁ / D = а₁ откуда h ^э ₀₊₁ = а₁ D .

Если толщина подстилающего слоя получается меньше величин, приведённых в Разделе I , или если Е^э₀₊₁ больше, чем Е₀₊₁ то толщина подстилающего слоя принимается согласно указаниям Раздела I .

1.10 Полученная по расчёту толщина подстилающего слоя может быть уменьшена путём повышения прочности основания, например путём устройства искусственного основания (песчаного и др.) или путём понижения уровня грунтовых вод и др.

Примеры расчёта прочности пола с нежёстким подстилающим слоем

Пример 1

Требуется определить толщину нежесткого подстилающего слоя в неотапливаемом складе. По полу склада при ширине проезда 3,5 м за сутки проходит следующее количество транспортных средств:

электрокары (двухосные) - 30 машин;

автопогрузчики (двухосные) - 20 машин;

автомобили ЗИЛ-130 (двухосные) - 20 автомобилей;

автомобили ЯАЗ-210 (трехосные) - 5 автомобилей.

Покрытие пола из асфальтобетона толщиной 4 см.

Подстилающий слой из щебня прочностью при сжатии 9000 Н/см².

Грунт основания супесчаный.

Горизонт грунтовых вод находится на глубине 0,4-0,5 м.

Расчёт. При покрытии из асфальтобетона величина относительной деформации δ = 0,035 (табл. 1.2). По формуле ( 2) приведём количество трёхосных автомобилей ЯАЗ-210 к двухосным:

N_i = 1,8·5 = 9 автомобилей

Определим эквивалентное, по воздействию на пол, количество условных автомобилей с расчётной нагрузкой «А». Для этого вычисляем значение коэффициента «η». Расчётные характеристики транспортных средств (предоставляемые заказчиком) заносим в таблицу.

Вид транспортного средства	Нагрузка на колесо, Р, Н	Площадь следа колеса, F , см2	Количество осей, шт.
Условный автомобиль с расчётной нагрузкой «А»	44590	910	2
Электрокары	8450	56	2
Автопогрузчики	35670	490	2
Автомобили ЗИЛ-130.	34300	600	2
Автомобили ЯАЗ-210	44100	750	3

Рис. 3 График для расчёта пола с нежестким подстилающим слоем

1 - Электрокары: р = Р/ F = 8450/56 = 150,8 Н/см²; 

η = p·D/1666 = 150,8·8,4/1666 = 0,76

2 - Автопогрузчики: р = Р/ F = 35670/490 = 72,8 Н/см²; 

η = p·D/1666 = 72,8·25/1666 = 1,1

3 - Автомобили ЗИЛ-130: р = Р/ F = 34300/600 = 57,1 Н/см²;

   η = p·D/1666 = 57,1·27/1666 = 0,95

4 - Автомобили ЯАЗ-210: р = Р/ F = 44100/750 = 58,8 Н/см²;

   η = p·D/1666 = 58,8·31/1666 = 1,1

Условный автомобиль с расчётной нагрузкой «А»: р = Р/ F = 44590/910 = 49 Н/см²;

   η = p·D/1666 = 49·34/1666 = 1

В соответствии с указаниями п. 1.4 наносим на график (рис. 1) наклонные линии для каждого транспортного средства, ординаты точек которых получаем умножением ординат точек линии «А» на коэффициент «η», вычисленный для каждого указанного выше транспортного средства. В результате получаем графики для определения эквивалентного, по воздействию на пол, количества условных автомобилей с расчётной нагрузкой «А» (рис. 4). По полученным графикам определяем значения N_i a :

30 электрокаров соответствуют 9 условным автомобилям;

20 автопогрузчиков 4000 соответствуют 32 условным автомобилям;

20 автомобилей ЗИЛ-130 соответствуют 17 условным автомобилям;

9 автомобилей ЯАЗ-210 (в двухосном исполнении) соответствуют 15 условным автомобилям.

Всего ΣN_i B = 73 условных автомобилей с расчётной нагрузкой «А».

Вычисляем расчётную интенсивность движения N_p при ширине проезда 3,5 м (одна полоса движения) и γ = 2 (п.5). N_p = γ· ΣN_i А = 2·73 = 146 условных автомобилей в сутки.

Используя рис. 4, находим на оси «п» цифру 146, восстанавливаем от этой точки перпендикуляр до линии «А» и из точки пересечения проводим прямую, параллельную оси «п» до пересечения с прямой, перпендикулярной оси «п», соответствующей допустимой относительной деформаций покрытий из асфальтобетона δ = 0,035. По наклонной прямой, проходящей через полученную точку, определяем требуемый модуль деформации пола - Е_тр = 5098 Н/см².

Грунт основания находится в зоне опасного капиллярного поднятия грунтовых вод (см. п. 7.4 Раздела I ). При этом по табл. 1.3 расчётный модуль деформации грунта основания Е₀= 1176 Н/см².

Принимаем расчётную схему «б» по рис. 2. Расчётный модуль деформации (табл. 1.2) асфальтобетонного покрытия Е₂ = 23520 Н/см², щебёночного подстилающего слоя Е₁ = 12740 Н/см², толщина покрытия h ₂ = 4 см; Е^э₂= E _тр = 5098 Н/см².

Для условного автомобиля диаметр приведённого круга следа D = 34 см.

Для определения Е^э₁ сначала вычислим значения отношений h ₂ / D = 4/34 = 0,1175 и Е^э₂/Е₂ = 5098/23520 = 0,216.

По рис. 3 определяем Е^э₁/Е₂ = 0,184, откуда Е^э₁ = 0,184·23520 = 4327 Н/см². Определим h ₁ , для чего сначала вычислим отношения Е^э₁/Е₁ = 4327/12740 = 0,34 и Е₀/Е₁ = 1176/12740 = 0,0923, по которым пользуясь рис. 3 определяем h ₁ / D = 0,97, откуда h ₁ = 0,97·34 = 33 см.

Согласно п. 1.10 полученная толщина h ₁ подстилающего слоя может быть уменьшена, например, путём понижения уровня грунтовых вод ниже их опасного капиллярного поднятия. В этом случае Е₀ = 2156 Н/см² (табл. 1.3).

Определяем вновь: Е^э₁/Е₁ = 4327/12740 = 0,34 и Е₀/Е₁ = 2156/12740 = 0,169, h ₁ / D = 0,55, откуда h ₁ = 0,55·34 = 18,7 см.

Рис. 4 График для приведения интенсивности движения транспортных средств к интенсивности движения условного автомобиля с расчетной нагрузкой «А» и для определения требуемого модуля деформации Е_тр пола

Уменьшение толщины подстилающего слоя может быть также достигнуто устройством искусственного основания, например из крупного песка, уложенного на грунте основания. Для этого случая принимаем расчётную схему «в» по рис. 2.

Задаёмся толщиной щебёночного подстилающего слоя, равной 15 см, расчётные модули деформации: покрытия Е₃ = 23520 Н/см², подстилающего слоя Е₂ = 12740 Н/см², искусственного основания E ₁ = 3430 Н/см², грунт основания Е₀ = 1176 Н/см².

Толщина асфальтобетонного покрытия h ₃ = 4 см.

Толщина подстилающего слоя из щебня h ₂ = 15 см.

Е^э ₃ = E _тр =5098 Н/см²; D = 34 см; Е^э₂/Е₃ = 0,184 и Е^э₂ = 0,184·23520 = 4327 Н/см².

Определим Е^э₁ для чего сначала вычислим отношения h ₂ / D = 15/34 = 0,441 и Е^э₂/Е₂ = 4327/12740 = 0,34.

По рис. 3 определяем Е^э₁/Е₂ = 0,203, откуда Е^э₁ = 0,203·12740 = 2586 Н/см².

Определим h ₁ , для чего сначала вычислим отношения Е^э₁/Е₁ = 2586/3430 = 0,754 и Е₀/Е₁ = 1176/3430 = 0,3430.

По рис. 3 определим h ₁ / D = 1,28, откуда h ₁ = 1,28·34 = 43,5 см.

Таким же путём определяется толщина искусственного основания, если задаться иными толщинами подстилающего слоя (например, 12 см, 18 см и т.д.). Из рассмотренных вариантов толщины подстилающего слоя наиболее целесообразный определяют по технико-экономическим соображениям.

Пример 2

Требуется определить толщину нежесткого подстилающего слоя пола. Нагрузка Р = 10 т. Форма следа опирания на пол - прямоугольник размером 50 ´ 40 см, площадь F ₁ = 2000 см². Удельное давление р = 49 Н/см². Помещение неотапливаемое.

Покрытие пола из торцовой шашки толщиной 8 см. Подстилающий слой гравийный, с содержанием 75% зёрен крупнее 2 мм. Грунт основания - пылеватый суглинок. Грунтовые воды находятся на глубине 3 м.

Расчёт. Определим расчётные параметры по формуле ( 1): 

При покрытии пола из торцовой шашки δ = 0,04 (табл. 1.2)

Примем расчётную схему «б» по рис. 2.

Расчётные модули деформации: покрытия Е₂ = 11760 Н/см² (табл. 1.2); подстилающего слоя Е₁ = 6860 Н/см² (табл. 1.2); грунта основания Е₀ = 1568 Н/см² (табл. 1.3).

Толщина покрытия h ₁ = 8 см.

По формуле ( 5) определяем требуемый модуль деформации пола

Эквивалентный модуль деформации пола Е^э₂= Е_тр = 2313 Н/см².

Определим Е^э₁, для чего сначала вычислим отношения h ₂ / D = 8/50 = 0,16 и Е^э₂/Е₂ = 2313/11760 = 0,197.

По рис. 3 определяем Е^э₁/Е₂ = 0,163, откуда Е^э₁ = 0,163·11760 = 1917 Н/см².

Определим h ₁ , для чего сначала вычислим отношения Е^э₁/Е₁ = 1917/6860 = 0,28 и E ₀ / E ₁ = 1568/6860 = 0,228.

По рис. 3 определим h ₁ / D = 0,21, откуда h ₁ = 0,21·50 = 10,5 см. Принимаем толщину подстилающего слоя h ₁ = 11 см.