Промышленный бетонный пол (часть 1)

Производственные цеха, торговые комплексы, выставочные залы, многоэтажные и подземные гаражи, транспортные зоны, складские помещения, спортивные сооружения и другие объекты с высокими и специфическими нагрузками на пол практически не имеют альтернативы в выборе материала пола. В таких случаях только бетонный пол способен обеспечить самые жесткие условия эксплуатации.

Промышленный бетонный пол - долговечный, высокопрочный, износостойкий, простой в эксплуатации и уходе. Гладкая ровная поверхность бетонного пола поддерживает функциональность большинства объектов с современной погрузочно-транспортной эксплуатацией. Использование поверхностных упрочняющих материалов обеспечивает низкое влагопоглощение, адекватную химическую стойкость и декоративность поверхности бетонного пола

Бетонное основание - одна из главных частей промышленного здания, несущих основные механические нагрузки. При строительстве новых зданий перед укладкой бетонного пола требуется тщательно изучить несущую способность подосновы и присутствие грунтовых вод. Такие исследования проводят профильные учреждения или специализированные фирмы. На основании полученных данных и технического задания выдается проектное решение конструкции бетонного пола, учитывающее такие параметры как:

толщина бетона, марка бетона, схема армирования, схема температурных швов, наличие гидроизоляции, рекомендуемый тип покрытия, ровность пола и т.д.

Для того чтобы дать экономически целесообразное проектное решение конструкции пола, необходимо знать предполагаемые нагрузки на пол (механические, динамические, статические, температурные и химические).

В большинстве случаев бетонные полы используются как основание для устройства покрытий из керамической и металлической плитки, рулонных и плиточных покрытий из ПВХ и различных монолитных полимерных покрытий, реже - как самостоятельное покрытие (из-за низкой стойкости к абразивному истиранию, ударам, агрессивным средам). Устройство бетонных полов и оснований под полимерные покрытия регламентируются СНИП 2.03.13-88. Однако, для получения полов высокого качества, ряд положений этого документа требуют некоторых дополнений.

В помещениях со средней и большой интенсивностью воздействия на пол жидкостей, уклоны полов, даже под монолитные полимерные покрытия, должны быть не менее 1,5%.

Уклоны следует создавать не цементно-песчаной стяжкой, а изменением толщины бетонного основания. Толщина бетонного покрытия должна быть минимум 80 мм, класс бетона по прочности - не ниже в 22,5, как для чистых полов, так и для бетонных оснований. Кроме того, необходимо принимать ряд своевременных конструктивных и технологических мер для предотвращения трещинообразования.

Бетонные полы c металлической фиброй

В настоящее время все большую популярность приобретает бетон с добавлением металлической фибры (особой формы стальная проволока или полимерная нить), которая значительно повышает прочность бетона (особенно верхнего слоя) на сжатие и растяжение. Добавление фибры также уменьшает вероятность образования трещин на бетонном полу, его прочность на растяжение составляет около 10-15% от прочности на сжатие. Для повышения прочности бетона на растяжение и изгиб бетоны армируют. Армирование может производиться традиционным способом с применением арматурной сетки либо стержней, так и путем добавления в состав бетона стальных волокон (металлической фибры).

Стальная фибра для бетонных полов обычно представляет собой стальную проволоку длиной от 30 до 80 мм, диаметром 0,5 -1,2 мм, прочностью на растяжение около 1000 МРа и более, специально профилированную для улучшения сцепления с бетоном.

Другой разновидностью стальной фибры является фибра получаемая фрезерованием. Фибра стальная фрезерованная имеет треугольное сечение, две поверхности которого шероховатые, на концах имеются зацепы длиной до 2 мм. Фибра имеет скручивание по продольной оси. Благодаря высокой температуре процесса резки, у фибры характерный синеватый оттенок - окисный слой, препятствующий образованию и развитию коррозии в процессе ее хранения и эксплуатации. Геометрические особенности фрезерованной фибры способствуют равномерному распределению фибры по всему объему бетонной смеси без образования "комков" процессе хранения и перемешивания.

Третий вид стальной фибры для бетонных полов - фибра из стального листа, зигзагообразной формы обеспечивающей высокую анкерующую способность фибры в бетоне. Эксперименты показали, что коэффициент использования материала волокна при разрушении у такой фибру составляет 100%, для сравнения у фрезерованной 82%, у проволочной 64%.

Зигзагообразная фибра выпускается как правило длиной 20, 30 и 40 мм и условным диаметром 0,6 … 0,8 мм.

Вне зависимости от формы и способа изготовления, эксплуатационные качества фибры для бетонных полов зависят как от дозировки (кг/м3) так и от параметров фибры (прочности на разрыв, длины, диаметра, анкеровки). Эффективность работы фибры повышается с увеличением отношения отношение длины к диаметру. Однако, при этом возникают проблемы при перемешивании бетона, что делает наиболее оптимальным применение стальной фибры имеющей отношение длины к диаметру = 60 - 80.

Стальные фибры, получаемые путем резки стальной проволоки при диаметре = 0,3 - 0,5 мм и относительной длине = 60 - 80 имеют свой оптимальный интервал армирования (m = 0.5 - 2% объему).

Фибра, может быть изготовлена из нержавеющей стали, с покрытием и без покрытия. Номинальный расход 20 - 40 кг/м3 бетона. Стальная фибра, будучи хорошо перемешена, представляет собой равномерно распределенную арматуру.

Преимущества стальной фибры перед традиционным армированием при устройстве бетонных полов

Уменьшение времени, затрачиваемое на установку арматуры, так как фибра может быть добавлена на бетонном заводе или непосредственно в миксер (время перемешивания 5 - 15 минут).

Увеличение вибрационной стойкости бетона, так как вибрация, распространяясь по арматурной сетке, способствует разрушению бетона.

Не препятствует образованию микротрещин, но хорошо удерживает трещины от расширения и перерастания микротрещин в макротрещины.

При замене арматурной сетки на стальную фибру, возможно, существенно уменьшить толщину стяжки, при сохранении несущей способности бетонной плиты.

Повышается коррозионная стойкость. При коррозии арматуры в бетоне происходит значительное увеличение ее объема, что приводит к разрушению защитного слоя.

Возможность получения монолитных, бесшовных бетонных конструкций. При внесении стальной фибры 40 кг на 1 м3 бетона и толщине плиты 150 мм швы нарезаются с шагом 30 х 30 метров.

Бетонные полы с упрочненным верхним слоем

Если проектом предусмотрено наличие упрочненного верхнего слоя (топпинга), то перед затиркой бетона по поверхности распределяют упрочнитель, представляющий собой сухую смесь из цемента, полимеров, пигментов и наполнителей (кварцевый, корундовый или металлический, в зависимости от нагрузок). Топпинг втирается в свежий бетон спустя несколько часов после его укладки (если применяется вакуумирование, время до укладки упрочнителей значительно сокращается), взаимодействуя с имеющейся в бетоне водой. При этом образуется монолитная структура с бетонным основанием. Топпинг ненамного удорожает стоимость бетонного пола, зато применение упрочнителей позволяет получать массу преимуществ:

Прочность поверхности повышается в два - три раза! В среднем прочность бетона при применении топпингов составляет 600 - 800 МПа.

Пропадает необходимость устройства износостойкого покрытия, т.к. топпинг сам является очень прочным покрытием, при этом имеющим монолитную с бетоном структуру.

Значительно снижается пылеотделение при эксплуатации бетонного пола. При использовании топпинга достаточно пропитать бетон недорогим силером, чтобы практически исключить пыление пола.

Преимущества данной технологии:

·          увеличение износостойкости бетонной поверхности

·          стойкость к ударам и сильному абразивному износу

·          отсутствие пыли

·          повышение срока службы бетонного пола

·          привлекательный внешний вид, широкая цветовая гамма (14 цветов)

·          верхний высокопрочный слой составляет единое целое с бетонным основанием и полностью исключает его отслоение

·          получение готового к эксплуатации покрытия за один рабочий цикл

·          не требуется особых условий для устройства полов

·          снижает стоимость покрытия

·          значительно сокращаются сроки проведения работ по сравнению с другими покрытиями

·          позволяет раньше, чем при других покрытиях, начать эксплуатацию помещения

·          Область применения бетонных полов с упрочненным верхним слоем:

·          складские помещения

·          цеха заводов и фабрик

·          гаражи, стоянки автотранспорта

·          холодильные камеры

·          торгово-выставочные залы

Технология бетонных полов с упрочненным верхним слоем применяется как при устройстве новых полов, так и при ремонте старых.

Устройство бетонных полов по технологии упрочнения включает в себя следующие технологические операции:

Устройство железобетонного основания согласно рекомендациям по общестроительным работам и толщиной в соответствии с проектом.

Внесение упрочняющей смеси на поверхность свежеуложенного бетона тогда, когда бетон набрал прочность, достаточную, чтобы выдержать вес человека и бетоноотделочной машины (при температуре около 20°C - примерно через 3 - 6 часов после укладки бетона)

Затирка упрочняющей смеси при помощи затирочной машины и вручную у примыканий.

Второе внесение упрочняющей смеси.

Затирка и многократное выглаживание поверхности лопастями при помощи затирочной машины до зеркального блеска.

Нанесение на поверхность специального химического состава, который, проникая в поверхностный слой, создает необходимые условия для ухода за бетоном в период набора прочности.

Нарезка температурно-усадочных и деформационных швов и заполнение швов герметиком.

Использование упрочняющих смесей позволяет за одну заливку получить прочный износостойкий бетонный пол и через 10 дней, когда бетон наберет 70% прочности приступить к эксплуатации данного пола.

Технология производства бетонных полов с упрочненным верхним слоем

Устройство бетонного пола с упрочненным верхним слоем может производиться как по щебеночно-песчаному основанию, так и по существующей несущей бетонной плите. Ровность, эксплуатационные качества промышленных полов напрямую зависят от качества подготовки основания. При укладке бетонного пола по грунтовому основанию (грунт, воспринимающий нагрузки от пола) производят выемку и вывоз грунта, и устройство щебеночно-песчаного основания. Торф, чернозем, другие растительные и ослабленные грунты удаляют. На их место послойно, с уплотнением каждого слоя, укладывают щебеночно-песчаное основание. Работы проводятся в соответствии с требованиями СНиП. Допустимое отклонение ровности полученного щебеночно-песчаного основания не должно превышать 20 мм при проверке оптическим нивелиром. Толщина щебеночно-песчаного основания обычно колеблется в пределах от 0,2 до 1 метра.

При устройстве пола по существующему бетонному основанию нельзя допускать перепадов высоты более 10% толщины плиты. Если перепады высоты более указанных выше цифр, осуществляется устройство выравнивающей стяжки.

Устройство гидроизоляции

После устройства щебеночно-песчаного основания, а также в случае устройства пола по существующему бетонному основанию для предотвращения потери влаги из свежеуложенной бетонной смеси укладывают гидроизоляционный слой, в качестве которого чаще всего используется полиэтиленовая пленка.

Установка опалубки для бетонного пола

Устройство бетонной плиты пола осуществляется "картами" - прямоугольниками определенного размера. Размер "карты" определяется площадью пола, уложенного за рабочую смену, т.е. производительностью.

По периметру карты устанавливается опалубка. Линия опалубки, по возможности, должна совпадать с рисунком деформационных швов, так как в большинстве случаев это место стыка уже схватившегося и свежеуложенного бетона.

Армирование

Армирование в бетонных полах осуществляется в соответствии с проектом в зависимости от предполагаемой несущей нагрузки. Чаще всего в бетонных полах используется дорожная сетка из арматуры класса Вр-1 диаметром стержней 5 мм с размером ячейки 150X150 мм, или 100X100 мм. В тех случаях, когда пол подвергается воздействию повышенных нагрузок целесообразно применить вместо дорожной сетки или вместе с ней арматурный каркас. Арматурный каркас, как правило, вяжется по месту из стержней арматуры диаметром от 8 до 16 мм. Армирование может также производиться металлической фиброй.

Приемка и укладка бетонной смеси

После того как установлена опалубка, уложена полиэтиленовая пленка и арматура, приступают к укладке бетонной смеси. Выбор бетонной смеси производят в зависимости от типа бетонируемой конструкции, способов транспортирования и укладки бетона. Для устройства полов с упрочненным верхним слоем необходимо использовать бетон марки не ниже М300.

Условия и площадь объекта не всегда позволяют миксеру подъехать вплотную к месту укладки, поэтому довольно часто используют бетононасос. Во время приемки бетона на одну карту не должно быть большого разрыва между миксерами, она должна идти непрерывно. В противном случае это может привести к появлению трещин.

Уплотнение и разравнивание бетонной смеси

Уплотнение и разравнивание бетонной смеси может производиться: глубинным вибратором, поверхностным вибратором, виброрейкой или с помощью правила по "жидким маякам". При этом виброрейку следует применять осторожно, чтобы не допустить расслоения бетонной смеси. Обработка проводится на малых оборотах, не более чем за 2 прохода. В некоторых случаях для этих целей используют суперпластификатор.

При укладке и разравнивании бетонной смеси с помощью виброрейки необходимо сначала установить направляющие под виброрейку на уровне нулевой отметки и тщательно выставить их по горизонту. В процессе работы нужно следить за тем, чтобы направляющие не были сбиты. После этого на направляющие монтируется виброрейка.

Бетонная смесь заливается на подготовленное основание и разравнивается с таким расчетом, чтобы ее верх был немного выше уровня виброрейки (это зависит от степени уплотняемости бетонной смеси виброрейкой). После виброрейку тянут по направляющим. Бетонная смесь под действием вибрации оседает до нужного уровня и разравнивается. При этом нужно следить, чтобы виброрейка постоянно скользила по поверхности бетона. В тех местах, где бетонная смесь оседает ниже уровня виброрейки, бетонную смесь добавляют лопатой в необходимых количествах.

Затирка бетона

После того, как завершен процесс укладки, уплотнения и разравнивания бетонной смеси, необходимо сделать технологический перерыв: бетон должен набрать определенную пластическую прочность. В зависимости от влажности и температуры окружающей среды этот перерыв составляет, как правило, от 2 до 7 часов. За это время бетон схватывается так, что взрослый человек, наступая на его поверхность, оставляет след глубиной 3мм. После этого, его поверхность обрабатывается бетоноотделочной машиной ("вертолетом") с диском. Бетон, примыкающий к конструкциям, колоннам, дверным проемам и стенам, должен быть обработан в первую очередь, так как в этих местах он набирает прочность быстрее, чем на остальной площади.

Первое внесение сухой упрочняющей смеси

Далее в обработанную поверхность вносится сухая упрочняющая смесь в количестве 50-60 % от нормы.

Первая затирка упрочняющей смеси

После того как смесь впитает влагу из бетонной плиты, и поверхность потемнеет, производится первая затирка диском. Затирку следует начинать около стен, колонн, дверных проемов. Затирать следует до получения однородно перемешанной смеси на поверхности, полного пропитывания смеси "цементным молоком" и полного соединения смеси с поверхностью бетона.

Второе внесение сухой упрочняющей смеси

После завершения первой затирки следует немедленно внести оставшуюся часть смеси, чтобы она успела пропитаться влагой из "цементного молока" до испарения воды. Смесь вносится так, чтобы компенсировать, возможно неравномерное внесение первой части.

Вторая затирка

После того как смесь пропитается влагой, что будет видно по потемнению поверхности, сразу же приступают ко второй затирке дисками до полного пропитывания смеси. При необходимости (в целях дополнительного уплотнения поверхности) обработку диском можно повторить.

Выглаживание поверхности

Окончательная затирка поверхности производится лопастями. Интервал между затирками определяется по состоянию поверхности - она должна стать матовой, и при прикосновении не пачкать руки. Признаком окончания затирки служит образование ровной гладкой поверхности (т.н. "зеркала").

Нанесение средства для завершающей обработки

Готовую поверхность сразу после окончания затирки обрабатывают специальным лаком для предотвращения потери воды бетоном.

Каждая карта бетонного пола обрабатывается таким же образом.

Температурно-усадочные швы

Примерно на третьи сутки нарезаются температурно-усадочные швы.

Данные швы обеспечивают компенсацию температурно-усадочных процессов, происходящих в бетонном полу при твердении бетона и температурных линейных деформаций плиты при ее эксплуатации.

Карту нарезки швов составляют таким образом, чтобы швы нарезались с шагом не реже 40-а толщин плиты, если в проекте не указано иное. Кроме того, швы должны совпадать с осями колонн, со швами плит перекрытий, а при двухслойном армировании с границами верхнего слоя арматуры.

Глубина шва должна быть не менее 40 мм и не менее 1/3 толщины бетонной плиты покрытия, ширина 3-5 мм.

Затем швы заполняются специальным уплотняющим шнуром и герметиком.

В публикации использовались данные компании - "Топ Хаус Бетон"