Как известно, бетонные полы получили особенно широкое распространение при строительстве промышленных зданий, торговых площадей и складов благодаря их прочности и износостойкости. Однако устройство такого пола является довольно трудоемкой операцией и требует использования специальной техники (пневмонагнетателей, растворонасосов, заглаживающих машин и др.) и большого количества материалов (цемент, специально подготовленный песок, наполнители, присадки).
Бетонные полы имеют большую среднюю плотность (около 2000 кг/м3), что значительно увеличивает нагрузки на стены, перекрытия и фундамент здания, к тому же полы получаются «холодные» т.к. имеют довольно высокий коэффициент теплопроводности (0,6 Вт/ м оС).
Однако новые технологии производства этого материала дали возможность значительно расширить сферу его применения, позволив ему использоваться при заливке полов жилых помещений. К одной из таких технологий относят производство состава с добавлением к песку, воде и цементу пенообразователя, что позволяет получить пенобетон – качественно новый и современный материал.
Его преимущества по сравнению с традиционными смесями неоспоримы, так как он позволяет сэкономить и время, и сырьё. Чаще всего он применим для создания тепло- и звукоизоляционного слоя пола. Удобство его применения можно оценить ещё на стадии заготовки материалов для строительства. Если при использовании обычных звукоизоляционных блоков требуется специальное оборудование для транспортировки и осуществления погрузочно-разгрузочных работ, то для заготовки сырья для изготовления этой смеси необходимо всего лишь завезти нужное количество мешков с цементом.
В последнее время пенобетон часто используется при устройстве стяжек пола там, где требуется ограничить весовую нагрузку на несущие конструкции здания. Пол из монолитного пенобетона не требует специально подготовленного основания. Возможно использовать практически любую поверхность (шероховатую, бугристую, поврежденную, разноуровневую), и даже укладывать непосредственно на грунт.
Пенобетон с успехом применяется при строительстве коттеджей для устройства теплого пола в перекрытиях первых и цокольных этажей. Слой заливки основания пола пенобетоном может иметь толщину от 50-150 мм. Укладка слоя пенобетона по плитам перекрытия может иметь минимальную толщину 30 мм. Толщина слоя определяется для каждого объекта индивидуально и зависит от его назначения.
Еще одним преимуществом использования этого материала является то, что изготовить пенобетон можно непосредственно на месте проведения работ, что позволяет произвести то количество смеси, которое необходимо. К тому же замес состава не отнимает много времени, поэтому его можно проводить несколько раз в процессе проведения работ.
Эксплуатационные качества данного материала также довольно высоки. Прежде всего он даёт возможность идеально выровнять поверхность, скрыв все неровности и перепады, созданные перекрытиями. Как и керамзитобетонные блоки, он обладает пористой структурой, благодаря чему отлично сохраняет тепло. Температура полов, залитых этим составом, обычно на 2-4 С превышает температуру бетонных конструкций. Всё те же особенности структуры позволяют обеспечить хорошую звукоизоляцию в отличие от идеально гладких поверхностей, которые не поглощают, а отражают звук. Кроме того, благодаря своей лёгкости, данный материал уменьшает в несколько раз нагрузку на конструкцию.
Таким образом, в сочетании с таким же прочным и современным материалом, как керамзитобетонные блоки, которые используются для кладки стен, этот состав даёт возможность построить максимально надёжную конструкцию любого здания или сооружения.
Наиболее широко применяемыми в настоящее время являются бетонные полы. Свое широкое применение они обрели еще в прошлом веке. Однако современные технологии коснулись и их. Во многом качество бетонных полов зависит от соблюдения технологии укладки пола и качества бетона. Современные добавки в бетоны и прочие факторы позволили сделать бетонные полы более привлекательными.
Что же такое бетон.
По определению бетоном можно считать пропорциональное смешивание цемента, воды, крупных и мелких заполнителей. Меняя пропорции и марку составляющих бетона, производители могут варьировать характеристиками и назначением выпускаемого бетона. Это в конечном итоге только с положительной стороны отражается на качестве бетонного пола.
И так рассмотрим процесс производства цементного пола и все факторы, которые могут влиять на его качество. Первое на что обращается особое внимание при производстве бетонных полов это подготовительные работы. Необходима тщательная подготовка основания. В подготовку основания, как правило, входят следующие работы:
1. Если это старое покрытие, то удаляются с его поверхности непрочные участки, жирные пятна, пыль. Желательно такую очистку проводить сильным напором воды.
2. Производится гидроизоляция будущего пола. На поверхность основания укладывается полимерная пленка, которая в дальнейшем защитит бетонный пол от влаги и соответственно от разрушения. Так же укладка полимерной пленки защищает полы от образования трещин, особенно между швами.
3. Для увеличения прочности полов проводится их армирование. Армирование подразумевает под собой укладку сетки из арматуры на основание. Арматура может укладываться, как в один, так и в два слоя. Все зависит от предназначения и дальнейшей нагрузки, которая будет воздействовать на пол. Так же армирование защищает пол от образования трещин при его усадке.
4. Производство рабочей смеси, а именно бетона. Здесь необходимо полное соблюдение технологии процесса приготовления.
 |
Так, например чем ниже в готовой смеси соотношение воды и цемента, тем качественней получается бетон, однако снижается его эластичность. Этот вопрос при современных технологиях не должен волновать производителя, и решается он очень просто, путем добавления пластификатора. Так же в состав бетона необходимо добавлять полипропиленовое волокно. Эта добавка исключает возникновение трещин при усадке свежего бетона.
После проведения подготовительных работ можно приступать к непосредственно укладке бетонного пола. Технология укладки во многом зависит от финишного покрытия пола. Если в дальнейшем бетон будет покрываться толстослойным покрытием, то при его укладке достаточно будет применение таких средств механизации, как виброрамка и вибротрамбовка, при помощи которых возможно подготовить пол для дальнейшей укладки покрытия. Если же после укладки бетона планируется укладка тонкослойного покрытия, то окончательная обработка бетона должна проходить при помощи затирочной машины. Это позволит получить ровный и идеально гладкий пол.
Далее возможна обработка пола всевозможными присадками. Например, для того, чтобы пол во время эксплуатации не выделял постоянно пыль его обрабатывают минеральными силерами. Это средство применяется для укрепления верхнего слоя бетона. По своему составу силеры обладают связующими свойствами, что позволяет укрепить верхний слой бетона, и в дальнейшем препятствует выделению пыли. Наносятся силеры на не затвердевший, свежеуложенный бетон.
Также на состояние бетонного пола очень важное влияние оказывает такой фактор, как наличие компенсационных швов. Компенсационные швы применяются на больших площадях для исключения ненужных воздействий на пол при усадке бетона. А воздействия могут быть самыми различными, от возникновения неровностей, до полного разрушения бетонного пола. Компенсационные швы разделяю пол на сектора, что способствует снятию внутреннего напряжения бетона.
Таким образом, современные материалы и технологии дали новую жизнь бетонным полам, а соблюдение вышеизложенных правил принесет уверенность в правильно принятом решении при выборе пола.
Современная промышленность предъявляет весьма высокие требования к качеству пола в производственных помещениях. Это касается как физико-механических свойств, так и химической устойчивости, гигиеничности, пожарной безопасности.
Немаловажное значение имеет также технологичность и производительность при проведени работ по устройству промышленных полов, так как основное требование к любой стройке — это выполнение работ в сжатые сроки без ущерба качеству.
Можно выделить три класса материалов, используемых для устройства промышленных полов.
Минеральные
Это различные стяжки (цементно-песчаные, ангидритовые, магнезитовые и пр.), площадной бетон. Стяжки (обычные и самовыравнивающиеся — самонивелирующиеся), как правило, не являются финишным покрытием для промышленных полов, однако в производственных программах известных марок Emaco, Ceresit, Vetonit имеются самонивелирующиеся смеси на цементном вяжущем, позволяющие выполнять монолитные покрытия различной толщины с очень высокими прочностными характеристиками (прочность на сжатие — 35 МПа и выше), пониженным пылением поверхности, высокой износостойкостью.
Данные материалы позволяют выполнять работы по устройству полов с высокой производительностью, но имеют довольно высокую стоимость по сравнению с площадным бетоном. Современные бетонные полы выполняются с использованием модифицированных смесей, приготовляемых с использованием различных добавок, обеспечивающих высокую подвижность смеси при пониженной водопотребности (повышается прочность на сжатие), воздухововлечение (увеличивается морозостойкость), повышенную скорость схватывания и набора прочности (ускоряет производство работ при низких температурах).
Также распространена технология вакуумирования площадного бетона, с использованием которой из уже уложенной смеси удаляется часть воды, что обеспечивает значительное увеличение прочности готового пола.
Однако минеральные покрытия имеют одно общее отрицательное свойство — в результате естественного износа в той или иной степени на поверхности образуется пыль, что неприемлемо при эксплуатации высокоточного оборудования и электронных систем. Кроме того, минеральные полы гигроскопичны (удерживают влагу и другие жидкости) и обладают ограниченной химической стойкостью по отношению к растворам кислот, щелочей, некоторых солей. В этой связи минеральные полы во многих случаях используются только как основание для финишных покрытий (полимерминеральных, полимерных, из плиточных или рулонных материалов).
Полимерминеральные
Это группа материалов, сочетающих в себе свойства полимерного связующего (эпоксидного, полиуретанового, полиакрилатного) и цементного или известкового вяжущего. Обычно поставляются в виде трехкомпонентной системы (смола или ее водная эмульсия, отвердитель, порошковый состав, включающий наполнитель, пигменты и минеральное вяжущее). Промышленные полы из таких материалов имеют превосходную износостойкость, отличную химическую стойкость, не пылят, пожаробезопасны, некоторые разновидности выдерживают даже обработку горячим паром в целях дезинфекции, что делает их весьма востребованными, например в пищевой промышленности. Также возможно получение ограниченного спектра цветовых решений.
Однако работы по устройству таких полов отличаются высокой трудоемкостью и требуют специального оборудования и опытного персонала для выполнения работ, что в сочетании с относительно высокой стоимостью самих материалов делает такие полы достаточно дорогими.
Полимерные
Это покрытия на основе синтетических смол, как правило, двухкомпонентные. Наиболее распространены эпоксидные и полиуретановые материалы для промышленных полов, популярны покрытия на основе олигомерного полиметиметакрилата (PMMA) и ненасыщенных полиэфиров (USPES), обладающие рядом специальных свойств.
Основное требование для устройства полимерного покрытия пола — это наличие минерального основания с достаточными характеристиками по прочности (прочность на сжатие — не менее 20 МПа, прочность на отрыв — не менее 1 МПа) и ровности (во избежание необоснованно высокого расхода материала).
Для обеспечения адгезии к основанию используются специальные грунтовочные материалы на основе низковязких смол и их растворов в органических растворителях, обладающие высокой проникающей способностью. Зачастую грунтовочные полимерные материалы применяются в качестве дешевого решения по обеспыливанию минерального основания и повышению его износостойкости. Полимерные материалы для промышленных полов предоставляют возможность получения многочисленных вариантов покрытий по физико-механическим свойствам, по характеристикам химической устойчивости, а также практически неограниченный спектр цветовых решений.
В зависимости от предполагаемых нагрузок полимерные покрытия могут выполняться с различной толщиной слоя — от 100-200 мкм до нескольких миллиметров, что обеспечивает возможность выбора наиболее экономичного решенияпрактически для любого заказчика. Технологичность полимерных полов позволяет производить работы с весьма высокой производительностью — до нескольких сотен квадратных метров за рабочую смену, что в сочетании с высокой скоростью набора прочности обеспечивает выполнение работ в максимально сжатые сроки.
Покрытия пола на основе эпоксидных смол обладают высокой твердостью и износостойкостью, устойчивостью к воздействию разбавленных кислот и щелочей, большинства органических растворителей.
Недостатки: ввиду стеклоподобной жесткости покрытия необходимо повторение в финишном покрытии деформационных швов минерального основания. Эпоксидные покрытия подвержены старению и не устойчивы к воздействию ультрафиолетового излучения.
Материалы на основе PMMA отличаются высокой скоростью набора прочности (покрытие готово к эксплуатации с полными нагрузками уже через 2 часа!), устойчивостью к воздействию многих агрессивных сред и ультрафиолетового излучения, не подвержены старению. Недостаток: высокая стоимость материала, токсичность компонентов до полимеризации, необходимость наличия у рабочего персонала специальных навыков для качественного выполнения работ.
Материалы на основе ненасыщенных полиэфиров обладают наилучшей химической стойкостью по отношению к кислотам, щелочам и органическим растворителям, весьма высокой износостойкостью. Обычно применяются в виде ламинированного покрытия с использованием рулонных нетканых стекловолокнистых материалов (стеклофлиза, стекломатов). Область применения, как правило, ограничивается зонами с высокой химической агрессией ввиду высокой стоимости материала, сложности в переработке, а также токсичности компонентов до полимеризации.
Материалы на основе полиуретановых полимеров (двухкомпонентные и однокомпонентные — отверждаемые влагой воздуха) обладают, вероятно, наилучшим сочетанием физико-механических свойств среди всех вышеописанных групп: высокая изностойкость и твердость поверхности в комбинации с эластичностью обеспечивают превосходные эксплуатационные характеристики и снижают требования к качеству основания. Также отсутствует необходимость в повторении деформационных швов в финишном покрытии (ср. с эпоксидными покрытиями). Возможно получение практически любых цветовых решений пола.
Материалы на основе полиуретанполиакрилатов с использованием алифатических отвердителей устойчивы к воздействию ультрафиолетовых лучей. Стоит особо отметить гигиеничность полиуретановых покрытий, особенно ан тистатических версий, что делает их пригодными к использованию в особо чистых зонах высокотехнологичных производств, в местах сосредоточения электронного оборудования, а также в медицинских учреждениях.
Современные полиуретановые покрытия имеют очень высокие показатели пожаробезопасности. Преимуществом данного типа материалов является и несложная технология нанесения, и при наличии ровного и сухого основания полиуретановые покрытия пола могут устраиваться даже неспециализированными бригадами. Вышеназванные преимущества в сочетании с разумной стоимостью материала делают полиуретановые полы практически универсальными при эксплуатации в условиях современного промышленного производства.
Усадочные швы
Эти швы позволяют бетонной плите, для уменьшения напряжений вызванных усадкой, осуществлять ограниченные подвижки в определенных положениях. Армирование, обычно, проходит непрерывно через шов. Пропиливаются усадочные швы сразу, как только бетон наберёт достаточную прочность, чтобы при резке не повреждались края швов. Швы, нарезанные обычными резчиками швов (по сухому бетону с подачей воды), пилятся на глубину не менее 1/3-1/4 от толщины плиты (но опыт и расчеты показывают, что необходимо учитывать толщину защитного слоя до верхнего арматурного каркаса и не стоит пропиливать верхний пояс армирования), создавая линию ослабления в плите, что вызывает образование трещины ниже реза. Глубина реза связана с возрастом бетона во время пропиливания швов: по мере увеличения возраста бетона требуются более глубокие пропилы.
Швы, нарезанные в очень раннем возрасте, сразу после затирки поверхности бетона, при использовании шоврезчика по сырому бетону, могут потребовать глубину реза всего 10% от толщины плиты. Для плит, нарезанных с шагом в 6 м, предполагается раскрытие швов на дополнительные 1-2 мм от их начальной ширины в 3-5 мм (толщина диска шоврезчика). В пропиленном шве структура бетона одинакова по обеим сторонам шва, и они, обычно, создают минимальные препятствия для проезда через них колёсного транспорта. Армирование через швы будет находиться под напряжением, вызванным усадкой бетона. Передача нагрузки осуществляется армированием через шов (проходом арматурного каркаса через шов).
Рабочие швы
Такие швы создаются при использовании опалубки, через которую проходят усиливающие стержни. Шов предназначен для некоторого ограниченного горизонтального движения, подобного ожидаемому в пропиленом (усадочном) шве. Стержни обеспечивают передачу нагрузки через шов. Эти швы создаются при использовании деревянной или стальной опалубки. Последняя может быть несменной, формируя стальное усиление ребер шва. Передняя стенка опалубки должна проходить на максимально возможную глубину шва, чтобы не позволять вытекать бетонной смеси с нижнего края опалубки. Однако, небольшой зазор полезен, поскольку он позволяет выходить воздуху и обеспечит визуальное подтверждение полного заполнения опалубки при появлении цементного молочка снизу опалубки.
В бетонной плите, у самого края сформированного шва, будет уменьшено количество крупного заполнителя (самой прочной составляющей бетона) и повышено количество мелкой фракции и цементного молока, что вызовет ослабление края бетонной плиты. Бетон на краях опалубки при затирке поверхности пола бетоноотделочными машинами меньше уплотняется, по сравнению с остальной поверхностью пола. При снятии временной опалубки необходимо проявлять осторожность, чтобы не повредить края швов. Также необходимо проявлять аккуратность для получения необходимой ровности поверхности при обработке смежной плиты.
Расположение швов
При проектировании расположения швов в полах одной из основных задач является минимизация рисков появления трещин в бетонных плитах, поэтому следует придерживаться следующих правил:
— необходимо разделять площадь на секции, по возможности на квадратные,
— соотношение сторон нарезанных карт должно быть от 1 :1 до 1 :1,5,
— продольные и поперечные швы должны пересекаться,
— не располагать пересечение швов на главных участках проезда, а продольные швы не прокладывать по главной полосе движения или вдоль стеллажей,
— швы следует располагать в местах наименьших нагрузок,
— при наличии колонн (выступающих отдельных фундаментов и т.п.), расстояние между швами должно быть кратным шагу между колоннами,
— не должно быть «Т» образных пересечений швов. Это приводит к образованию трещины на противоположной
— не должно быть внутренних углов,
— вокруг колонн нужно обязательно сделать «отсечку», виде ромба и ли круга,
— cтены, шахты, каналы следует отделять от бетонной плиты пола,
— расстояние между швами должно соответствовать толщине плиты. Есть правило: Расстояние между швами на плите должно быть не более 30 толщин плиты. Т.е. если плита толщиной 20см, то максимальный шаг должен быть 6м.
— швы пилятся как можно раньше после заливки бетона, как только бетон наберёт достаточную прочность,
— швы, получаемые пропиливанием должны быть выполнены на глубину 1/4-1/3 от толщины плиты (учесть при этом защитный слой бетона).
Герметик для швов бетонной плиты
Сейчас на рынке наиболее часто присутствуют следующие типы герметиков:
Акриловые герметики, представляют собой водную дисперсию акриловой смолы. Герметики ремонтопригодны, но обладают высокой усадкой, низкой эластичностью и малой прочностью.
Полиуретановые герметики бывают однокомпонентные и двухкомпонентные. Герметики ремонтопригодны, обладают низкой усадкой, высокой эластичность. Не вызывают коррозии ни бетона, ни стальной арматуры. Наиболее пригодны для заполнения швов.
Наиболее распространены силиконовые герметики уксусного типа, как самые дешёвые, но их нельзя применять на бетоне, имеющем высокую щелочную реакцию. Силиконы неремонтнопригодны (свежий силиконовый герметик не имеет адгезии с уже полимеризовавшимся (застывшим) герметиком.
Модифицированные силиконы — новейшая разработка. Бывают од нокомпонентными и двухкомпонентными. Имеют очень хорошие свойства.
Для того чтобы была хорошая адгезия герметика к поверхности бетона, бетонная поверхность должна быть чистой и достаточно сухой. Обычно это влажность 4 — 6%. Поэтому бетонная поверхность, перед нанесением герметика, должна предварительно высохнуть, обычно на это требуется месяц после заливки бетонной плиты. А заполнять шов качественным герметиком, рассчитанным на длительный срок службы, желательно не через месяц, а примерно через полгода. За это время бетон даст некоторую усадку, и шов станет шире. Это позволит снизить растягивающие напряжения в теле герметика и повысит срок его службы.
При необходимости быстрого ввода пола в эксплуатацию в швы можно вставить специальные шовные профили или заполнить шов «жертвенными» герметиками, например, дешёвыми акриловыми герметиками. Силиконовые герметики использовать нельзя! Потому что, через полгода, при заполнении шва герметиками уже на постоянной основе, внедрившееся силиконовое масло будет возможно удалить только вместе только с некоторым слоем бетона. А это потребует дополнительных затрат. Акриловые герметики удаляются достаточно легко. Готовые же профили для заполнения швов удаляются вообще без проблем и никаких следов на поверхности шва они не оставляют.
Способы описания швов иногда могут вызвать полное недопонимание, так как одни и те же термины могут использоваться для описания различных швов. Например, термины «дневной шов» и «конструкционный шов» могут быть использованы для швов, которые могут иметь свободу движения, ограничения по подвижкам или быть жёстко соединёнными. Единственная общая черта для этих швов это то, что они получаются при помощи опалубки при заливке бетонной смеси. Также много разногласий по поводу «ложного шва» и «усадочного шва».
В соответствии с общепринятой российской терминологией швы подразделяются на:
Рабочие (которые часто называют строительными или швами бетонирования) и деформационные.
Устройство рабочих швов вызвано неизбежными перерывами в бетонировании из-за всевозможных организационных (в связи с окончанием рабочей смены, поломки оборудования, нехватки материалов и т.п.) и технологических причин (при необходимости монтажа арматуры или опалубки, с необходимостью ограничения нагрузок на поддерживающие конструкции и т.п.). В рабочих швах, в отличие от деформационных, должны быть исключены перемещения плит друг относительно друга.
Деформационные швы, которые, в свою очередь, подразделяются на: осадочные, температурные и усадочные. Деформационные швы по большей части также получаются в результате перерывов в бетонировании. Усадочные деформационные швы организовываются пропиливанием уже затвердевшего бетона. При этом происходит ослабление бетонной плиты и трещина, возникающая вследствие усадки бетона, пройдёт по ослабленному месту.
Но с другой стороны, бетон материал усадочный, и усадка в бетонной плите всё равно будет, как бы этому не препятствовал арматурный каркас, желания подрядчика, а также другие способы уменьшения усадки бетона. Рабочий шов также будет слабым местом плиты, так как тут нарушена монолитность заливки.
Принципиальной разницы в поведении между усадочным швом, который получен нарезкой сплошной плиты на секции, и рабочим швов, который получен в результате прибетонирования к уже существующей плите, нет. Оба этих шва будут расходиться, и это обязательно нужно учитывать при проектировании, а также при организации швов. Поэтому, если по какой-то причине возникла необходимость сделать перерыв в бетонировании, то шов необходимо устраивать по всем правилам и оформлять его как усадочный. Особенно строго это необходимо соблюдать для швов в водонепроницаемых конструкциях.
На основании опыта, считается, что лучше швы подразделять не по способу их получения, а по деформациям, которые воздействуют на данный шов.
Тогда классификация швов получится такой:
Условно-неподвижные швы
Расхождение сторон этих швов очень медленное и определяется скоростью усадки бетона, она может составить 2 — 3 мм к концу первого года после заливки бетона, в следующий год шов разойдётся ещё, примерно, на 1 мм, а общая усадка через 5 — 8 лет может достигнуть 5 мм.
Деформационные швы
Расхождения краёв шва определяются условиями эксплуатации бетонной конструкции. Размеры шва определяются расчётом.
Введение по швам и трещинам
Идеальный пол должен быть совершенно плоским, ровным и не иметь никаких швов. Однако, в реальной жизни существуют тонкости при изготовлении промышленных полов, которые сказываются на точности и ровности пола. Также невозможно полностью обойтись без швов, потому что есть практические ограничения на площадь пола, которая может быть изготовлена за один раз, и вторая причина состоит в том, что бетон материал усадочный и, во избежание появления трещин в самых непредсказуемых местах, на поверхности пола нарезают усадочные швы.
Швы являются слабым местом поверхности пола, где чаще всего впоследствии могут возникнуть повреждения. При проезде по швам транспортных средств кромки (края) шва подвергаются сильному воздействию со стороны колёс, что вызывает разрушение кромок шва, а впоследствии, острые кромки швов вызывают разрушение колёс транспортных средств. Поэтому с самого начала нужно решить, что в конкретном случае будет больше мешать: желательные швы, которые можно сделать безопасными для колёс, или нежелательные трещины, которые будут вызывать разрушение как пола, так и колёс.
Причины образования трещин в бетонной плите
Основная причина образования трещин в теле бетона — это его низкая прочность на растяжение, которая примерно равна 10% от прочности на сжатие, и хрупкость бетона. Причины появления трещин в бетоне:
Механические:
— чрезмерная нагрузка, особенно в зоне растяжения,
— возникновение внутренних напряжений при изменении размеров бетонной плиты вследствие высыхания бетона, температурных колебаний. Особенно сильно это проявляется, если плита защемлена или имеет большое трение по основанию.
— снижение прочности бетона, по сравнению с расчётной, вызванное неправильным уходом за бетоном,
— уменьшение объёма бетона вследствие испарения воды из тела бетона и реакции гидратации цемента.
Химические:
— усадка цементного камня при реакции цемента с водой (гидратация цемента),
— взаимодействие заполнителя с гидроокисью кальция цементного камня при использовании не стойкого к щелочам заполнителя,
— коррозия бетона,
— коррозия арматуры.
Если с чрезмерной нагрузкой всё понятно, то на изменение размеров плит при колебаниях температуры часто не обращают внимание. Здесь существенную роль играют размеры плиты, они измеряются в метрах, поэтому, несмотря на вроде бы незначительные колебания температуры, изменения длины уже определяются миллиметрами, а это уже хорошо сформировавшиеся трещины.
Пример:
Бетонная плита длиной L = 6 м (6000мм), её температура в течение года изменяется на ΔT = 20°С.
На сколько же будут меняться размеры этой плиты при таких перепадах температуры?
Коэффициент линейного расширения бетона α равен 12 х 10-61/градус С
ΔL = L x ΔT x α
ΔL = 6000 х 20 х 12х10-6 = 1,44 мм
Т.е. только из-за колебаний температуры в 20°С бетонная плита длиной 6м изменит свои размеры на 1,44 мм. А так как бетонная плита растянуться практически не может, то такие изменения её длины могут вызвать появление трещин. И если плита защемлена, то на длине 6 м появятся трещины суммарной шириной примерно 1,5 мм. А если плита не защемлена и может свободно скользить по основанию, то разойдутся швы на те же 1,5 мм. При колебаниях температуры в 40°С или 60°С, изменения размеров плиты будут больше в 2 и 3 раза соответственно (2,9 и 4,3 мм).
Изменение влажности бетонной плиты
В момент заливки влажность бетона может достигать 8-10% по массе, а равновесная влажность бетонной плиты через год два может составить 2-4%. Т.е. объём плиты уменьшится. По данным исследований уменьшение линейных размеров бетонной плиты, вызванных уменьшением влагосодержания, составляет 0,15-0,18 мм/м. На 6 метровой плите это составит 0,9 -1,1мм. И это тоже риск возникновения трещин.
Влажность бетонной смеси определяется таким образом:
Масса 1 куб. м бетонной смеси — 2400кг, в ней в среднем 200-240л воды, получаем, что влажность свежеуложенного бетона составляет 200 (240) / 2400 = 8,3 -10%
Значения предельной относительной деформации усадки для железобетона по DIN 1053 и DIN 1043
Предельная усадка бетонной плиты достигает через 8-10 лет после заливки. В соответствии с данными таблицы предельная усадка для бетонной плиты длиной 6м, находящейся в сухом воздухе внутренних помещений, будет составлять 3,6 мм. И это без учёта деформаций, вызванных сезонными колебаниями температуры.
За счёт химических реакций при гидратации цемента и нахождении во влажной среде вначале объём бетона даже несколько увеличивается. Но потом, за счёт продолжающейся реакции гидратации и испарении воды, объём бетона начинает уменьшаться.
Если не сделать швы в нужных местах — то они проявятся в виде трещин.
Производство полов при современных технологиях это возможность создания именно того пола, который необходим в данном помещении.
Одной из таких технологий является производство промышленных бетонных полов путем уплотнения (топпинга) поверхности бетона.
Что же такое топпинг бетона? Топпинг это воздействие на верхний слой бетона специальными средствами, которые называются уплотнители. То есть после укладки бетона и его разравнивания производится засыпка поверхности пола уплотнителем бетона.
После намокания уплотнителя бетона, которое происходит в течении 20 — 40 минут, производится процесс втирания образовавшейся «каши» в бетонное основание. По окончанию процесса втирания упрочнитель проникает в поверхность бетона на глубину до 3 — 5 мм и становится единым целым с ним, тем самым увеличивая прочность поверхности бетонного пола. Такое процесс еще принято называть «железнением» пола.
Если останавливаться на уплотнителях бетона, то на сегодняшний день производителями строительных материалов выпускается большое количество разнообразных марок уплотнителей бетона. В России производство уплотнителей бетона налажено с начала двухтысячных годов, когда наблюдался настоящий бум в производстве качественных отечественных строительных материалов. Как и импортные отечественные упрочнители бетона достаточно легко втираются в пол, так как имеют «жирную» или «маслянистую» основу. По цене отечественные упрочнители бетона несколько дешевле, поэтому пользуются достаточным спросом.
Условно упрочнители бетона можно разделить на три категории, это: кварцевые упрочнители, корундовые упрочнители, металлизированные упрочнители. Кварцевые упрочнители, это наиболее дешевые в цене упрочнители, которые включают в свой состав специально подобранный песок, высокомарочный цемент и полимерные сухие пластифицирующие добавки. Используется данный пластификатор для производства бетонных полов со средней нагрузкой. Такие полы, как правило производятся в гаражах, цехах, складах, торговых центрах, административных и культурных центрах.
Следующая категория, это корундовые упрочнители. Данные уплотнители включают в свой состав кроме элементов указанных для кварцевых уплотнителей, еще корундовую крошку, которая увеличивает износостойкость бетонного пола. По цене данная категория упрочнителей бетона на 20-30% дороже кварцевых упрочнителей. Используются данные упрочнители при производстве полов в помещениях с повышенной нагрузкой на пол.
И наконец металлизированные упрочнители. Данная категория упрочнителей используется для производства полов с наибольшей нагрузкой. Примером могут служить гаражи и боксы для гусеничной техники. При производстве металлизированных упрочнителей в их состав вводится металлическая стружка, которая позволяет поверхности бетона выдерживать максимальные нагрузки и не разрушаться. Недостатком данной категории упрочнителей является тот факт, что металлическая стружка имеет свойство ржаветь.
При производстве полов с упрочнителем любой категории, стоит помнить, что бетон при этом должен быть марки не менее М300. В противном случае, ни какой упрочнитель не спасет от разрушения поверхности пола, а в дальнейшем и всего основания.
Вообще основополагающим успеха в производстве пола была и остается марка и качество бетона, из которого производится пол. Так при производстве обычных бетонных полов рекомендовано использовать бетон марки М200, а при производстве промышленного пола бетон должен быть марки не ниже М300, а в отдельных случаях, когда требуются полы с повышенной износостойкостью, и выше.
Если полы производятся из готового бетона, то категорически запрещено использовать воду, которая разжижает бетон и увеличивает его пластичность. Для этого рекомендуется использование пластификаторов, а в случае с водой мы получаем только снижение марки бетона и ничего более. К примеру, если добавить на миксер пятьдесят литров воды, то из бетона марки М300 получается уже бетон марки 220-250, а время его застывания увеличивается в разы по сравнению с бетоном приготовленным в заводских условиях с соблюдением пропорций и технологии.
И так чем же отличаются бетонные полы с использованием упрочнителя и без?
При использовании упрочнителя поверхностный слой бетона повышает свои качества к воздействию нагрузок и увеличивается износостойкость. Так если при производстве пола используется кварцевый упрочнитель, то прочность полов на сжатие увеличивается в 1,5-1,6 раза, если соблюдены все пропорции и технология втирания, а при использовании корундового упрочнителя параметр прочности пола к сжатию увеличивается уже в 1,6-1,8 раза, при этом износостойкость пола повышается до двух раз.
При использовании металлического упрочнителя прочность пола увеличивается, как минимум в два раза. Если обобщить эти данные, то на выходе мы получаем, что используя для производства пола бетон марки М300 и упрочнитель бетона, прочность поверхностного слоя увеличивается до тех показателей, если бы пол был произведен из бетона марки М450. В итоге это несомненно большая экономия финансовых затрат, ну и качественный, прочный и износостойкий пол. Соответственно без упрочнителя бетона мы получаем пол с такими свойствами, какой марки бетон использовался при их производстве.
На московском рынке не так много компаний, которые могут себе позволить и, что самое главное, умеют делать качественные полы, тем более зимой. А между тем у нас в некоторых регионах зимы длятся шесть месяцев! Многие компании недобросовестно относятся к работе, и такая безответственность может привести к самым плачевным последствиям.
Следует иметь в виду, что укладчики не могут влиять на качество бетона, они только заказывают определенную марку бетонной смеси с конкретными характеристиками и в последствии проверяют, путем испытаний бетонной смеси на объекте, соответствуют ли норме требуемые показатели.
Также образцы бетонной смеси проходят испытания в лаборатории. Укладчики непосредственно отвечают за устройство пола; за качество бетона несут ответственность в первую очередь сами бетонные узлы — у них есть свои лаборатории, свои рецепты — карты подбора состава бетона. Первоначальная цель — доставить качественный бетон к месту проведения работ. Потом уже дело подрядчика, как бетон согреть, что сделать, чтобы он созревал в нормальных условиях.
На стороне заказчика должен быть грамотный технолог. Пол — это не один квадратный метр. За один раз заливают в среднем по 600 м2. И это только подготовка. Грамотно подготовленное основание — половина успеха, независимо от того, каким будет финишный слой. Подрядчик может отвечать за качество пола только в том случае, если работы ведутся с «нуля» и до «финиша». В противном случае, уважающая себя компания не даст гарантию стопроцентного качества.
Особенности зимнего бетонирования
Существует несколько общих правил для устройства бетонных полов и несколько частных — с учетом проведения работ в зимний период. К общим правилам отнесем два основных положения.
1. Бетон должен соответствовать основным нормативам и требованиям заказчика; доставка бетона на стройплощадку должна осуществляться без потери качества. Выполнение этих условий зависит от поставщика бетонной смеси.
2. Грамотная подготовка площадки и квалифицированный уход за бетоном. Это уже задача компании, занимающейся непосредственно устройством бетонного пола на объекте.
При температуре +5 °С бетонные смеси резко снижают набор прочности. Для того чтобы создать необходимый температурный режим твердения бетона, специалисты используют различные приемы, например выдерживание бетона в утепленных опалубках; внесение в бетон химических добавок, снижающих температуру замерзания (не для полов!); инфракрасные источники тепла. Выбор того или иного технологического приема зависит от условий бетонирования, вида конструкций, качественных характеристик бетонной смеси и экономической эффективности. Проблема в том, что при минусовой температуре вода, содержащаяся в бетоне, замерзает и расширяется, и она уже не участвует в гидратации цемента, следовательно, бетон не набирает ту марочную прочность, которую должен набрать.
Правила заводов
Бетон очень чувствителен к холоду. Это сказывается, прежде всего, на времени схватывания и скорости твердения бетонной смеси. Если летом существует опасность быстрого схватывания бетона, то зимой этот процесс может замедлиться в несколько раз. Поэтому в зимний период появляется ряд дополнительных требований к приготовлению бетонной смеси.
Правило 1. Температура бетонной смеси на объекте должна быть не менее +12-14 °С. Любая бетонная смесь, которая идет в зимний период, должна иметь температуру на объекте не менее +12-14 °С, будь то пол или что-то еще. Для этого на заводе устанавливается соответствующее оборудование, которое греет материал, и при затворении добавляет в смесь горячую воду. На бетонных заводах организуют прогрев инертных материалов и воды для затворения. Все эти методы обеспечивают выход бетонной смеси заданной температуры.
Правило 2. Не используются химдобавки. Зимой бетонный состав для пола делают так же, как и летом. Использование противоморозных добавок категорически запрещено, независимо от того, какая это добавка. Запрещено по многим объективным причинам, и все они сводятся к физико механическим свойствам бетона. Единственное требование — температура смеси. Если же речь идет не о полах, то состав бетона зимой, действительно, меняется: частичное увеличение цемента и добавление противоморозных добавок (в России по ГОСТу обязаны применять противоморозные добавки, если температура опускается ниже +5 °С).
Любое инородное тело, которое изначально не входит в структуру бетона, влияет на его свойства, и будет ли результат такого «взаимодействия» успешным — вопрос спорный. Если верхний слой бетона — сухой упрочнитель — неизвестно, станет он единым целым с плитой или нет.
Правило 3. Время транспортировки в автобетоносмесителях должно составлять не более 2-2,5 часов. В зимний период, также как и в летний, существуют определенные ограничения по транспортировке бетонной смеси. В среднем — 2-2,5 часа. Высокая температура летом способствует быстрому схватыванию бетонной смеси, а низкая температура зимой «забирает» необходимое бетону тепло.
Правила строителей
Зимой бетонные работы следует проводить таким образом, чтобы защитить бетон от замерзания до набора им необходимой прочности, позволяющей «распалубить» конструкцию, или, по крайней мере, до достижения бетоном 70% от проектной марки. Важное условие — готовность компании по устройству полов производить бетонирование в зимний период. В большинстве случаев полы делаются в помещениях, где устроена кровля, стоят стеновые панели, но не проведено тепло, поэтому встает вопрос об обогреве помещений.
Правило 1: Помещение должно иметь плюсовую температуру (не менее +10 °С). При бетонировании уже на объекте существует несколько способов обеспечения набора прочности бетоном. Перечислим основные: сохранение внутреннего запаса тепла бетона; обогрев воздуха с помощью устройства тепловых навесов (тентовые конструкции); способ термоса; электропрогрев (с использованием кабеля для электропрогрева). Более предпочтителен обогрев бетона укрывочным способом, то есть возведение каких-либо конструкций или обнос зон бетонирования тентовым материалом. Внутри таких укрытий устанавливают теплогенераторы. Таким образом создается микроклимат — не менее +8-10 °С, и бетон твердеет в нормальных условиях.
В отдельных случаях также применяют укрывочные теплоизоляционные материалы типа «Пленекс» или «Пеноплекс». Пожалуй, на объекте более удобно использовать электрические пушки. Но для заказчика в любом случае обогрев — это дополнительные затраты, а зачастую и лишние проблемы.
Правило 2. Грамотно расставить оборудование. Существуют свои тонкости в расстановке оборудования. Пушки могут быть поставлены так, что один участок, залитый бетоном, будет пересушен, а до другого участка тепло не дойдет. Если в помещении слабая вентиляция и отсутствует вывод выхлопных газов от тепловых пушек, то происходит закопчение помещения (в основном, «коптят» отечественные пушки). Поэтому работе с тепловым оборудованием также следует уделять должное внимание.
Правило 3. Поддерживать температуру бетона после укладки. После укладки бетона необходимо поддерживать температуру помещения в течение 2-4 дней, чтобы бетон за это время успел набрать прочность до 40-50 %. Только в этом случае можно говорить о гарантиях качества на уложенный бетон и марку прочности, которая была изначально заложена в проекте.
Затраты
Теоретически с зимними холодами возрастает ответственность за работу по устройству бетонного пола, что, соответственно, увеличивает и затраты заказчика. Затраты серьезны, так как зачастую приходится прогревать достаточно большие помещения — склады, заводские цеха и т.п. Обычно на объекте слишком много отверстий, через которые выходит тепло. Даже если проводятся подготовительные операции по герметизации помещения, от этой проблемы уйти сложно.
Стоимость зависит от площади и оборудования, которое используется для обогрева. Если говорить о тепловых пушках, то стоимость увеличивается в соответствии с расходом топлива, которое сжигается на данном конкретном участке бетонирования. Все зависит от того, насколько богата организация. Это могут быть тепловые пушки, это может быть уже готовое помещение, где проведен тепловой контур. Однако в любом случае площадка должна быть отлично подготовлена к бетонированию. Из-за неподготовленности объекта заказчик может понести ощутимые финансовые потери.
Существуют компании, которые предлагают устанавливать потолочные обогреватели, так как тепло, в основном, уходит вверх, плюс тепловые завесы на месте въезда и выезда автобетоносмесителей. Таким образом создаются наиболее комфортные температурные условия для укладки и созревания бетона. Правда, и стоимость пола возрастает. Пожалуй, лишь отсутствие финансирования может по-настоящему «заморозить» стройку. Если же денег хватает — время года не имеет значения.
Профессиональное мнение
Многие заказчики не хотят тратиться на грамотного проектанта и обращаются непосредственно к строителям, которые опираются в работе на свой личный опыт. Хорошо, если опыт богатый… В противном же случае фирма будет учиться на собственных ошибках за ваш счет. Эксперименты подобного рода чреваты или недоработками, или переработками в плане прочностных характеристик бетонной плиты. А при грамотном расчете, по сути, происходит минимизация затрат — вы получаете качественный бетонный пол за адекватные деньги.
В правилах и нормах уже заложен определенный запас прочности, чтобы предотвратить разрушения и деформации. Поэтому, рассчитывая бетонную плиту, делать толщину бетона чуть больше и использовать более высокую марку бетона нет никакой необходимости, — все это уже заложено в проекте. Но так как большинство компаний этих расчетов не делает, и большинство заказчиков не горят желанием заключать договора с проектными институтами, то подрядчик перестраховывается, предлагая более затратный вариант. В процессе работ эти показатели, напротив, снижаются с целью сократить расходы и выиграть тендер.
По уму и по совести
В чем заключается профессионализм компании по устройству бетонных полов? В арсенале ведущих фирм, прежде всего, качество, проверенное временем, наличие квалифицированного инженерно-технического персонала и рабочих, а также техника для устройства бетонных полов в хорошем состоянии и достаточном количестве. Оценивая перспективы рынка, некоторые с надеждой смотрят в будущее, некоторые менее оптимистичны в своих прогнозах, ясно одно: в основном, компаниям приходится рассчитывать лишь на собственные силы, знания и опыт.
Рынок бетонных полов бурно развивается, работы хватит для всех. Еще лет 5-7 строительство складских помещений будет достаточно активным, а после этого начнется период реконструкции. И постепенно компании начнут «двигаться» в другие регионы России. Перспективы у бетонного рынка в целом огромные, но на российском рынке ситуация сложная. Мы, например, никогда не сможем догнать завод Liebherr, да и не нужно ставить такую цель! Ведь в любом случае мозги и оборудование придется покупать, соответственно, затратная часть автоматически возрастает.
Это одна сторона медали. Есть и другая особенность бетонного рынка — маленькие компании, заводы и строительные конторы, которые на нечестной игре зарабатывают деньги. Пока это возможно… Так называемые «щипачи» за счет дешевого материала, низкой цены стремятся «урвать» какой-то объем рынка. Скорее всего, через два года маленькие бетонные «заводики» будут ликвидированы по многим причинам. Основная — несоответствие ГОСТам. На таких предприятиях просто невозможно добиться должного качества.
На рынок вышло много мелких компаний, которые сбивают цену. По этой причине более крупные компании с хорошей репутацией не могут с ними конкурировать — заказчик слишком часто ориентируется на цену. Однако большие объекты забирают все же крупные компании, заработавшие себе имя. И это правильно.
Причину столь специфичного развития российского рынка бетонных полов следует искать не только в отечественном менталитете, но и, как обычно, в российском законодательстве. Отсутствие контроля над качеством бетона — лишь одна из многочисленных причин, которые тормозят «цивилизованное» развитие этого рынка.
На территории Москвы существует еще очень много заводов, которые не имеют собственной строительной лаборатории. Их цель не Москву построить, а денег заработать. Около года назад правительство Москвы обязало предприятия иметь сертифицированные лаборатории. Организация, которая не выполнит это условие, лишается права предлагать свою продукцию на территории столицы. Конечно, процесс может затянуться. Но этот сертификат («Свидетельство о включении в реестр испытательных лабораторий организаций, участвующих в реализации городских строительных программ»), пожалуй, единственный документ, который сегодня не покупается. Это очень важный и правильный шаг. Материалы надо научиться контролировать на входе, и тогда на выходе будет качественный продукт.
Крупные компании и заводы осознают необходимость таких методов, у них есть желание и силы участвовать в честной конкуренции. Они понимают, что в этом случае от успеха компании будет зависеть и успех общего дела. Качественное сырье, грамотное проектирование, честное исполнение работ на объекте — залог вашего спокойствия. Сегодня, хотя бы наполовину, это спокойствие можно купить. В остальном, проблемы решаются по мере поступления, просто зимой их — чуть больше.
Бетонные и цементно-песчаные стяжки, часто используемые при устройстве промышленных полов, имеют пористую структуру поверхности, обладающую высокой пропускной способностью для влаги и других веществ. Вода, масла и химические растворы, атмосферные и механические воздействия постепенно разрушают верхний слой бетона, способствуя возникновению поверхностных дефектов.
В процессе взаимодействия активной извести, содержащейся в составе бетонного материала, с воздухом, на поверхности бетона образуется характерная цементная пыль, сильно затрудняющая эксплуатацию помещения с бетонным полом.
Для предотвращения пыления и деформации верхнего слоя промышленных полов на основе бетонной или цементно-песчаной стяжки применяют упрочнители бетона, производятся работы по нанесению топпинга, флюатирование или пропитка поверхности различными полимерными составами. Наша компания «Транс-Микс» предлагает полный спектр услуг по укладке и защите бетонных полов на промышленных объектах и в жилых помещениях.
Нанесение и затирка топпинга — смеси цемента с наполнителем — создаёт дополнительный укрепляющий слой бетонных полов. Наполнителем в топпинговой смеси служат корунд, кварцевый песок, металлические или металлокерамические частицы. Выбор топпинга с наполнителем определенной фракции зависит от вида бетона или цемента, использованного для производства пола, поскольку мелкофракционные топпинги могут иметь маленькую степень сцепления с основанием, что приводит к отслаиванию укрепляющего слоя, а наполнители крупных фракций в составе топпинга уменьшают пластичность упрочняющей смеси и затрудняют затирочные работы.
Наибольшая эффективность от применения топпингов достигается при нанесении смеси на свежеуложенный бетонный или цементно-песчаный раствор, так как в этом случае обеспечивается их наилучшее сцепление. Равномерный слой сухого топпинга наносится уже через 2-4 часа после укладки бетонного раствора; после пропитки упрочняющей смеси влагой, о чём свидетельствует её потемнение, приступают к заглаживанию поверхности затирочными машинами. Заглаживающие лопасти вдавливают топпинг в массу твердеющего бетона, формируя поверхностный упрочнённый слой. Для обеспечения равномерного высыхания бетона с упрочнителем поверхность обрабатывается силерами — составами, образующими водонепроницаемый защитный слой.
Другим широко применяемым способом упрочнения бетонных и цементно-песчаных стяжек пола является пропитка поверхностей жидкими составами на неорганической или полимерной основе. Растворы на неорганической основе — флюаты — вступают в реакцию с составляющими бетона, образуя на поверхности прочные химически неактивные соединения, которые и служат защитным слоем для бетонных покрытий. Флюатирование производиться не ранее, чем через 10-14 дней после укладки бетона; жидкость наносится на очищенную от цементного молока и отшлифованную бетонную поверхность в два слоя.
Составы на органической основе — полимерные грунтовки, эмульсии, эмали, лаки, наливные полы и высоконаполненные покрытия, в отличие от флюатов, полностью герметизируют поверхность бетонных полов и цементно-песчаных стяжек. Полимерные покрытия укрепляют поверхность пола, препятствуя образованию трещин и пылению, предотвращают проникновение в бетонный слой воды, масел, химикатов.
Использование того или иного вида упрочняющего и защитного материала зависит от степени износа бетонного покрытия, марки бетона или цемента, предполагаемых эксплуатационных нагрузок на пол. Применение топпингов, пропитка флюатами и нанесение полимерных покрытий позволяют значительно продлить срок службы бетонных и цементных полов за счёт увеличения стойкости к механическому истиранию, воздействиям агрессивных веществ и перепадам температур.
Общие требования
При устройстве новых полов из бетона следует строго придерживаться всех требований, закрепляемых в нормах проектирования тех или иных зданий и сооружений, плюс к этому следить за выполнением норм технологического проектирования, а также противопожарной и санитарной безопасности.
Теперь перечислим общие технические требования, выполнение которых нужно для обеспечения долгого срока службы бетонного пола и его надежности в процессе эксплуатации:
— Следует применять бетон марки от М-300 и выше;
— Нельзя допускать перепадов толщины стяжки больше 5 см;
— Минимальный показатель толщины пола: 12 см при его устройстве на утрамбованном основании и не меньше 7 см, если он укладывается на уже имеющееся бетонное основание;
— Обычно для армирования применяют дорожную сетку. Для того чтобы пол мог выдерживать увеличенные нагрузки, его минимальная толщина должна равняться 12 см, плюс его нужно дополнительно армировать при помощи объемного арматурного каркаса; — Если на пол выпадает дополнительная нагрузка, следует использовать упрочнители бетонной поверхности (топпинг), необходимые для максимального увеличения прочности бетона;
— Чтобы обеспылить и вместе с тем упрочить поверхность, рекомендуется применение полимерной пропитки «Ashford Formula».
Новый бетонный пол устраивается посредством выполнения целого ряда работ.
Нужно:
— подготовить основание;
— сделать гидроизоляцию;
— установить опалубку;
— уложить арматуру;
— уложить бетонную смесь;
— произвести вибромеханическую обработку смеси, а затем разровнять ее;
— затереть поверхность бетона дисково-лопастными машинами;
— нанести на бетон пропитку «………….»;
— нарезать швы и загерметизировать их.