Верхний слой пола непосредственно подвергается эксплуатационным воздействиям, поэтому очень важным является правильно выбрать тип финишного покрытия. Для этого заказчику следует знать: каковы механические нагрузки на пол, температурно-влажностные условия эксплуатации полов, наличие, продолжительность воздействия и характер агрессивных сред в помещении, тип и толщину основания, максимально допустимый интервал между завершением работ и началом эксплуатации полов и др.
Бесшовные монолитные покрытия полов в основном применяют в промышленных, сельскохозяйственных и общественных (спортивных, учебных и др.) зданиях. Причина предпочтения монолитных покрытий заключается в характере эксплуатационных нагрузок на полы в подобных зданиях. Ударные нагрузки, возникающие при падении различных предметов, перемещении грузов и интенсивном движении людей и транспорта, быстро вызывают разрушение пола по стыкам элементов покрытия. Другой причиной выбора (для учебных заведений, спортивных залов и др.) бесшовных покрытий полов является низкая травмоопасность и высокие показатели гигиеничности.
Покрытия промышленных бетонных полов с упрочнением верхнего слоя сухими смесями (топпингами)
Сухие смеси успешно используются для упрочнения верхнего несущего слоя бетонных полов различного назначения (производственных полов, складских помещений, гаражей, паркингов, автомоек и т.д.). Такие смеси называются топпингами. Их втирают в поверхность свежего бетона при помощи затирочных машин. Использование топпингов существенно повышает прочность, износо- и трещиностойкость пола, что позволяет уменьшать толщину бетонного основания пола.
Топпинг - это сухая упрочняющая смесь на основе цемента, модифицированная химическими добавками, армированная кварцевым песком, металлическими опилками или корундом. Марка бетона с использованием топпингов повышается до М800 - М1000, износостойкость - в 8 раз, ударостойкость - в 2 раза. Толщина упрочняющего слоя составляет от 2 до 5 мм.
Преимуществами таких полов, помимо указанных характеристик, являются беспыльность и кратковременная устойчивость к воздействию масел и нефтепродуктов. Кроме того, технология упрочнения позволяет улучшить эстетические свойства бетонной поверхности за счет возможности придания покрытию широкой цветовой гаммы. Сухие упрочняющие смеси удобны в работе и позволяют получить готовое к эксплуатации покрытие за один рабочий цикл. Преимущества топпингов делают их незаменимыми на объектах, где пол испытывает высокие статические и динамические нагрузки:
□ производственные цеха;
□ складские помещения;
□ гаражи, стоянки автомобилей;
□ холодильные камеры;
□ торгово-выставочные залы;
□ магазины и павильоны;
□ подсобные помещения.
Технология устройства пола с упрочненным верхним слоем состоит из нескольких этапов. Основными слоями пола, в зависимости от проекта, являются: основание, стяжка, гидроизоляционный и теплоизоляционный слои, арматурный каркас, бетонная плита с финишным покрытием.
Основная сложность работы с упрочнителем - большая зависимость покрытия от основания. Применение упрочнителей на некачественное основание не дает ожидаемого эффекта. Устройство бетонной плиты пола и финишного покрытия из топпингов - единый, взаимосвязанный процесс.
После завершения процесса укладки, разравнивания и уплотнения бетонной смеси необходимо сделать небольшой технический перерыв. Он нужен для того, чтобы дать бетону набрать определенную пластическую прочность. В зависимости от таких атмосферных факторов, как температура и влажность, это время может составить от 2 до 7 часов. За это время бетон успевает схватиться так, чтобы взрослый человек, наступая на него, оставлял след глубиной не более 3–5 мм.
Уложенное бетонное покрытие затирают и заглаживают для уплотнения поверхностного слоя, ликвидации мелких поверхностных углублений и втапливания зерен крупного заполнителя. Для обработки бетонной поверхности используют бетоноотделочные машины с диском. В местах примыкания пола к стенкам, колоннам и другим конструкционным элементам поверхность обрабатывается в первую очередь. Это связано с тем, что в этих местах бетон набирает прочность быстрее всего. Такая обработка производится для предотвращения плохой адгезии упрочняющей смеси к бетону. Далее приступают к внесению сухой упрочняющей смеси - 2/3 от общего расхода на единицу поверхности. Расход в зависимости от предполагаемых нагрузок, а также вида сухой упрочняющей смеси может составлять от 3 до 7кг/м2.
После того как смесь впитает влагу из свежеуложенного бетона (что видно из потемнения поверхности), производится первая затирка дисками бетоноотделочной машины. Затирать следует до полного пропитывания смеси цементным молоком и соединения с поверхностью бетона. После завершения следует немедленно внести оставшуюся часть сухой упрочняющей смеси. Ко второй затирке дисками приступают сразу после потемнения поверхности. При необходимости могут быть произведены дополнительные затирки до тех пор, пока поверхность не станет матовой и при касании не будет пачкать руки. После этого приступают к "выглаживанию" поверхности лопастями бетоноотделочной машины до получения так называемого "зеркала".
По окончании "выглаживания" готовую поверхность обрабатывают специальным составом по уходу за бетоном. Эта операция выполняется для того, чтобы избежать преждевременной потери влаги бетоном. Данные составы высыхают и образуют паронепроницаемую пленку на поверхности бетона, в результате чего он набирает прочность при наиболее благоприятных условиях.
Примерно на третьи сутки для компенсации температурноусадочных процессов (деформации плиты при наборе бетоном прочности) нарезаются швы. Карту нарезки швов составляют таким образом, чтобы она согласовалась с осями колонн, швами плит перекрытий и другими особенностями конкретного проекта. К самим швам предъявляются определенные требования: они должны быть глубиной не менее 1/3 толщины бетонной плиты пола и от 3 до 5 мм по ширине пропила. Они заполняются специальным уплотнительным шнуром и герметиком. Не умаляя достоинств этих материалов, следует отметить, что их использование требует тщательной подготовки бетонного основания (выравнивание, шпатлевка и шлифовка поверхности пола), а также выполнения трех-четырех операций втирания топпинга в основание бетонного пола с последующей его шлифовкой и полировкой. Для производства таких работ требуется дорогостоящее импортное оборудование и высококвалифицированный персонал.
Покрытия промышленных бетонных полов с упрочнением слоя износа фиброармированием
Основной задачей фиброармирования бетона является повышение сопротивления материала растяжению.
Для изготовления промышленных полов в основном используется два типа фибры: стальная и полипропиленовая. Также для хаотичного армирования полов начали применять стеклянную, базальтовую и полиэфирную фибры.
По оценкам строителей, около 90% всех полов в Европе устраивается с применением фибры.
Важным свойством сталефибробетона является повышенная трещиностойкость и ударная вязкость. Это позволяет использовать его для производства достаточно тонких слоев покрытий усиления.
Перспективы развития фиброармирования промышленных полов в нашей стране велики. Разработанный НИИЖБ свод правил СП-52-104-2006 "Сталефибробетонные конструкции" является следующим этапом в развитии норм проектирования железобетонных конструкций и расширении сферы и объемов строительства из сталефибробетона.
Его содержание и построение аналогично уже существующим СП 52-101-2003 и СП 52-102-2004. При этом содержание разделов и проектные положения учитывают специфику свойств и работы сталефибробетона в конструкциях.
К особенностям расчета сталефибробетонных конструкций в отличие от положений СП 52-101-2003 и СП 52-102-2004 относится расчет элементов по трещиностойкости и деформативности, составленный на основе и аналогично положениям СНиП 2 03.03–85.
Нормы МДС 12–23 (по технологии) содержат конкретные указания по оптимальной технологии заводского изготовления и применения сталефибробетона (в том числе по составам, режимам укладки и уплотнения и пр.).
Упрочнение слоя износа сталефибробетоном
Производство покрытий промышленных полов с применением слоя износа из сталефибробетона включает приготовление, транспортирование, укладку и распределение в покрытии бетонной и сталефибробетонной смесей, обработку смеси, уход за уложенным бетоном и выдерживание до набора распалубочной прочности. Каждый из указанных технологических процессов имеет свои особенности, которые влияют на качество покрытия.
Сталефибробетонные смеси отличаются от обычных бетонных смесей не только наличием в их составе стальной фибры, но и требуют при приготовлении смесей оценки следующих критериев:
□ количество стальной фибры;
□ сцепление и анкеровка стальной фибры с бетоном;
□ равномерное распределение стальной фибры по всему объему матрицы;
□ однородность сталефибробетонной смеси.
Выполнение перечисленных условий приводит к проведению различных по содержанию и сложности технологических мероприятий.
Стальная фибра для дисперсно-армированного бетона изготавливается различными способами: путем рубки проволоки, резки стальных листов, фрезерования стальных заготовок (слябов), извлечения из расплава, утилизации отработанных стальных канатов. Фибры могут иметь различные поперечные сечения: круглое, овальное, прямоугольное, треугольное и т.п., и быть различной длины.
Диаметр проволоки или размер поперечного сечения фибры, как правило, не превышает 0,3–2,0 мм. Длина фибры колеблется в более широких пределах и назначается исходя из отношения l/d (l - длина, d - диаметр или наибольший линейный размер сечения).
Экспериментально установлено, что отношение l/d для дисперсно-армированного бетона, по условиям его изготовления, не должно превышать 100.
Количество фибровой арматуры с отношением l/d < 100, которое можно ввести в бетонную смесь, не превышает 2–3% по объему (160–240кг/м³). Наиболее употребительный расход фибры 1,0–1,5% по объему (80-120кг/м³).
Качественное получение фиброармированной бетонной смеси будет достигнуто при условии обеспечения равномерной и постепенной подачи фибры в бетоносмеситель и во время перемешивания компонентов сталефибробетонной смеси в течение первых 2 минут после подачи фибры. Увеличение времени перемешивания сверх оптимального отрицательно влияет на свойства сталефибробетона.
При наиболее рациональных расходах фибры (80-120кг/м³ бетона) и отношении ее длины к диаметру до 100 при перемешивании этой фибры в бетонной матрице образуются комки или, как их называют, "ежи" диаметром до 10см. Очевидно, что такие образования не дают возможность получить фибробетон с однородными по всему объему свойствами. Кроме того, на определенный объем бетона должен дозироваться и определенный вес фибры. Иначе говоря, при приготовлении товарного фибробетона в технологическом процессе возникают две дополнительные операции: дозировка фибры и способ ее введения в смесь, который исключал бы комкование.
Дозировка фибры может осуществляться либо с помощью дозатора, фиксирующего вес фибры на 1 замес, либо посредством небольшой компактной тары с фиксированным весом фибры (например, 10–20кг).
Введение фибры в бетонную смесь может осуществляться несколькими способами.
□ Сначала в смесителе перемешивают песок с крупным заполнителем, затем постепенно вводят требуемое количество фибры, продолжая перемешивание. После этого в смеситель вводят цемент и воду затворения и снова перемешивают смесь до равномерного распределения всех компонентов.
□ Вначале приготавливают бетонную смесь, затем в нее постепенно вводят фибру, продолжая перемешивание до ее равномерного распределения в смеси.
□ Фибра вводится в готовую бетонную смесь в процессе ее укладки в форму (равномерно по объему или послойно в зависимости от способа укладки и вида конструкции).
Поскольку комки, или "ежи", образуются и до введения фибры в смесь, разработаны специальные устройства - диспергаторы,которые разбивают уже образовавшиеся "ежи" и обеспечивают постепенное введение фибры в бетонную смесь. Диспергаторы разработаны в различных конструктивных вариантах. Наиболее известный из них - "беличье колесо". Это барабан, расположенный над смесителем, в который помещается навеска фибры. Вращаясь, барабан обеспечивает равномерное поступление фибры в смеситель за счет центробежной силы. Имеются и другие конструкции диспергаторов, например, в виде вибросита или комбинации "беличьего колеса" с эжекторным устройством и т.п.
Существуют и другие способы избежать образования "ежей" при введении фибры. Так, бельгийская фирма "Бекарт" (фибра Dramix) склеивает фибру в специальные пакеты с помощью водорастворимого клея. Попадая в бетоносмеситель, пакеты рассыпаются на отдельные фибры (клей растворяется в воде), и они равномерно распределяются по объему смеси.
Практика устройства покрытий на объектах позволила определить, что в технологии производства слоистых покрытий наиболее важной задачей является достижение максимальной плотности укладки слоев и их прочное сцепление. Для устройства слоев износа из сталефибробетона рекомендуется следующий способ укладки:
1.Приготовление сталефибробетонной и бетонной смесей.
2.Транспортирование сталефибробетонной и бетонной смесей на место устройства покрытия.
3.Установка направляющих на всю высоту бетонирования конструкции покрытия.
4.Послойная укладка соответственно бетонной и сталефибробетонной смесей по высоте неуплотненных слоев.
5.Одновременное уплотнение всех слоев покрытия.
6.Отделка поверхности покрытия шлифовальными машинами и уход за бетоном путем обработки поверхности отвердительным составом, образующим защитную пленку на всей поверхности.
7.Нарезка деформационных швов.
Применение технологии производства промышленных полов со слоем износа из сталефибробетона позволило обеспечить повышение физико-механических свойств покрытий по сравнению с традиционными способами, а именно прочность при растяжении, при изгибе в 1,5 раза, истираемость покрытий в 1,2 раза. Высокие физико-механические свойства слоя износа обеспечивают значительный период эксплуатации и повышают долговечность покрытий.
По материалам российской печати (Зарубина Людмила - Устройство полов. Материалы и технологии.)
Покрытия полов