Инновационные технологии устройства бетонных полов
Устройство бетонных полов представляет собой сложный и ответственный этап технологического процесса строительного производства, который включает в себя подбор и приготовление исходных материалов, их укладку и обработку, последующий уход за готовым изделием, а также контроль качества производства работ.
Выбор технологии работ, использование исходных материалов и необходимого оборудования для устройства полов обусловлены назначением последних и теми требованиями, которые выдвигают к ним практика их эксплуатации.
Бетонные полы, а также их модифицированные разновидности используются в широком спектре социальной жизни и занимают свой сектор в строительном комплексе. В зависимости от предназначения полы можно разделить условно на три группы: промышленного, гражданского и специального использования.
К первой группе следует отнести полы в промышленных помещениях, производственных цехах, складах, ангарах, закрытых парковках, гаражах, складских стеллажных зонах и т. п. Требования к качеству полов этого типа определяются в основном назначением помещения и условиями того производства, под которое оно спроектировано.
Вторая группа — это полы в секторе гражданского строительства, где требования к ним продиктованы в основном комфортными бытовыми условиями для проживания людей. К этой группе также следует отнести и офисы различных коммерческих фирм.
Наконец, третья группа — полы в помещениях специального назначения, например, полы в помещениях пищевой промышленности, медицины, производства электронных и электрических приборов, химической промышленности и т. п.,— специфика их использования формирует и соответствующие требования к ним.
Главная задача инновационных технологий устройства полов различного назначения — это обеспечение качества согласно пожеланиям заказчика, зависящих как от условий эксплуатации, так и от стоимости изготовления полов. Кроме того, следует учитывать и общие требования, предъявляемые к полам СНиП 2.03.13-88 по экологии, санитарии и противопожарной безопасности.
В настоящее время рынок инновационных технологий достаточно насыщен, имеет широкий спектр предложений, что дает возможность в полном объеме удовлетворить желания заказчика. Так, многие зарубежные и отечественные организации (Ingri Flooring Technology, Concrete Engineering, Likom, Lithurin, НИИЖБ, «Полипротект» и др.) готовы выполнить заказ по устройству полов различного назначения.
Современный пол представляет собой многослойную конструкцию, обусловленную его назначением, условиями эксплуатации и требованиями заказчика, и состоит из покрытия, прослойки, гидроизоляции и основания. Каждый слой пола выполняет свою роль в единой конструкции и обеспечивает общее слагаемое качества всего сооружения.
Основание под пол (стяжки) может быть устроено как на монолитных бетонных перекрытиях, так и на грунтах (подстилающем слое) при выполнении соответствующих требований СНиП.
Основание под покрытие (стяжка) — это слой пола, служащий для выравнивания поверхности нижележащего слоя пола или перекрытия, придания покрытию пола на перекрытии заданного уклона, укрытия различных трубопроводов, распределения нагрузок по нежестким нижележащим слоям.
Покрытие — это верхний слой пола, непосредственно подвергающийся различным эксплуатационным воздействиям. К ним можно отнести статические или динамические нагрузки, попадание на поверхность пола различных химических веществ, температурные перепады и т. п.
Покрытие пола соединяется с основанием посредством прослойки, которая связывает покрытие с нижележащим слоем пола. Она обеспечивает надежное соединение этой диады, не допуская отслаивания покрытия от основания в процессе его эксплуатации.
В тех случаях, когда условия эксплуатации требуют исключения проникновения через пол сточных вод или других жидкостей, а также грунтовых вод, устраивают гидроизоляционный слой (или слои).
Устройство каждого из этих элементов сооружения требует определенных технологий, оборудования, а также профессионализма персонала. Все это вместе обеспечивает качественное выполнение работ.
Бетонные полы без верхнего слоя (покрытия) используется редко. В большинстве случаев бетонные полы устраиваются как основание для нанесения на него упрочненного верхнего слоя. Последний устраивается из различных материалов: покрытия из керамической плитки, рулонных и плиточных покрытий, ПХВ, сухих и жидких упрочняющих составов, защитных полимерных покрытий и т. п.Упрочнение верхнего слоя бетона позволяет получить износостойкое покрытие, пригодное для использования его в различных областях хозяйственной деятельности человека.
Устройство бетонных полов и оснований под покрытие регламентируются СНиП 2.03.13-88. Однако следует отметить, что в последние годы в связи с широкой «интервенцией» зарубежной строительной техники и технологии работ в отечественном строительстве часто используются зарубежный опыт, зарубежные нормативы (европейские или американские стандарты: DIN, ACI, ASTM). Это обусловлено опытом, накопленным фирмами (работающими по данным стандартам) в применении новых материалов, специального оборудования и технологий, а также методов и средств контроля качества выполняемых работ.
Полы в виде чистого бетонного покрытия используются очень редко ввиду их низкой износостойкости и значительного пыления. Поэтому для придания бетонному полу требуемых эксплуатационных характеристик выполняют поверхностное упрочнение бетона, путем нанесения на него различных неорганических и органических вяжущих веществ.
В первом случае упрочнение верхнего слоя бетона выполняют с помощью сухих или жидких составов смесей на стадии устройства бетонного основания. При этом упрочнение бетона производится на глубину 1–3 мм. В случае применения высокопрочных цементно-полимерных составов укладку производят по незатвердевшему бетону, а толщина слоя достигает при этом 5–12 мм.
В качестве органических упрочняющих вяжущих веществ используют различные полимерные покрытия на основе эпоксидных или полиуретановых связующих, акриловые смолы, сложные полиэфиры и т. п. Эти покрытия наносят на сухое, уже почти готовое бетонное основание слоем различной толщины. В зависимости от последнего полимерные полы бывают тонкослойные (толщина 0,2–0,5 мм), самонивелирующие (наливные, толщиной 2–4 мм) и, наконец, высоконаполненные (толщиной 4–8 мм).
Наливные полы пригодны для помещений с чистым, беспыльным производством, для стерильных комнат медицинского назначения или других стерильных зон.
В помещениях с большими механическими нагрузками, при возможном воздействии на полы жидкостей, в том числе и агрессивных, при воздействии постоянной вибрации и в связи с этим подвижностью пола целесообразно использовать покрытия из неорганических вяжущих.
Часто для повышения сцепных качеств поверхности покрытия пола используют различные наполнители — фракционированный кварцевым, корундовым песком или металлической фиброй. По мере необходимости покрытия устраивают при помощи смеси со специальными проводящими волокнами, обладающими электропроводными свойствами. Для получения антистатических полов используется также неискрообразующие электропроводные наполнители и т. п.
Выбор того или иного типа покрытия, как было отмечено выше, определяется требованиями, выдвигаемыми как условиями их эксплуатации, так и их стоимостью. Любой из перечисленных выше типов полов должен обеспечить беспыльную их эксплуатацию, защиту от агрессивных сред и воздействия различных механических нагрузок, а также обеспечить отсутствие трещин и отслоения покрытия, других дефектов.
Однако сам материал покрытия, даже самый качественный и дорогой, не может обеспечить надежную, безотказную работу всей конструкции, если она устроена без соблюдения технологии работ, использования соответствующего оборудования и средств операционного контроля качества выполняемых работ на всех этапах его изготовления.
Самым важным этапом изготовления полов с различными видами покрытий является качественное изготовления бетонного основания (стяжки) под полы.
Бетонное основание должно обеспечить такие важные показатели, как необходимую ровность, надежное сцепление с покрытием, а также исключить трещинообразование, связанное с усадкой бетона. Системный подход к оценке качества изготовления бетонных оснований позволил суммировать следующие рекомендации при выполнении этого технологическом передела, основываясь на опыте многих отечественных и зарубежных компаний.
Ровность бетонного основания напрямую зависит от технологии укладки, состава и однородности бетона, способа и ритмичности его доставки на объект, погодно-климатических факторов, обусловливающих образование воздушных потоков, резких температурных перепадов на месте производства работ. Все это требует высочайшей квалификации и добросовестного соблюдения технологий, постоянного контроля за качеством работ на каждом этапе производства.
Один из главных параметров, обеспечивающих качество пола, — это его ровность. В ряде случаев предъявляют повышенные требования к ровности поверхности пола. Это относится к складским помещениям, где используются узкопроходные штабелеры с большой высотой подъема грузов, например, при трехъярусном складировании. Здесь особенно важно получение «сверхровного» бетонного основания и покрытия. Обеспечение такой ровности, как и других требований, предъявляемых к основанию, начинается с момента начала укладки смеси и невозможно без применения специальных методик и приборов, контролирующих этот процесс.
Первый этап контроля должен производиться на этапе доставки бетонной смеси для ее укладки. Здесь необходимо обеспечить бесперебойную ее доставку к месту укладки, чтобы исключить большие паузы между порциями поставляемого бетона. Паузы не должны превышать 20–30 мин. Одновременно необходимо следить за качеством и однородностью бетона. Разница по осадке конуса (ОК) в смежных порциях, поставляемых на укладку, не должна превосходить 3–4 см.
Несоблюдения этих требований приводит к неравномерным осадкам и дополнительным работам и затратам, связанным с ликвидацией возможных дефектов, таких, как неровности, появляющиеся на стыках уложенного в разных порциях бетона («холодные» швы), а в дальнейшем и к необходимости их фрезерования с целью выравнивания поверхности.
Следующий этап — укладка бетона. Укладка бетона может осуществляться как вручную, так и с помощью бетоноукладчика, как с направляющими, так и без направляющих. Устройство без направляющих позволяет укладывать бетон значительно быстрее, что важно, когда нет высоких требований к качеству и сжаты сроки строительства.
В качестве направляющих используются либо специальные бетонные изделия, либо металлические формы. Для полов с высокой ровностью должны использоваться только специальные формы с повышенной жесткостью и ровностью верхней кромки. Установка таких направляющих должна производиться только на жесткое основание и с обязательным использованием оптических или лазерных нивелиров.
Укладка вручную не дает высокой ровности укладываемой поверхности, так как контроль выполняют по жидким маякам, а разравнивание производят правилом либо виброрейкой типа Strike, Wacker или Magic Screed. Получаемая ровность пола при этом не высока и может достигать 3–4 мм при контроле двухметровой рейкой. При машинной укладке бетона с контролирующей системой типа Laser Screed (компания «Конвинс») или бетоноукладчиком с лазерной системой автоматического управления Copperllcad XD (Ingri Flooring Technology, Somero) ровность выше, чем при ручной, однако и она не может обеспечить тех сверхвысоких требований, которые предъявляются к полам высотных складов.
Контроль ровности полов традиционно выполняется с помощью измерительной контрольной двухметровой или трехметровой рейкой, уложенной в произвольном направлении. Определенный интерес представляют методы и средства контроля «сверхровных» полов, где максимальные величины перепадов составляют 1–2 мм на 1 м. Так, компания Likom предлагает методику и средство контроля ровности полов, разработанную в США, которая легла в основу стандарта ASTM 1155 M — вариант, представленный в метрических единицах. Для измерения ровности используется прибор компании Allen Face — F-meter, который выдает показатели FF и FL непосредственно после измерений. Точность измерений составляет 0,03 мм. Здесь параметр FF характеризует показатель неровности или волнистости пола, а FL характеризует общий уклон пола. Для сверхплоских полов величины FF и FL должны быть выше 50.
Устройство полов с «суперровностью» должно быть тщательно продумано, здесь надо предусмотреть соответствующую технологию работ и систему контроля. Бетоноукладочные комплексы с автоматизированными системами контроля позволяют существенно снизить долю трудозатрат на выравнивание и уплотнение бетонной смеси, однако не позволяют полностью отказаться от ручного труда при выравнивании поверхности. При ручном выравнивании используют различные рейки и виброрейки, деревянные, алюминевые прямоугольного сечения или специальные заглаживающие профили с телескопическими ручками и поворотными шарнирами.
Наиболее качественное выполнение работ может обеспечить компания, обладающая полным набором соответствующего оборудования (начиная от его приготовления, доставки, укладки и обработки). Тем более, что предприятий, выпускающих такие комплекты оборудования, в настоящее время на рынке достаточно много (например, Multiquip Inc, Usf Blastrac, Kreber, Weber и др.).
Необходимо упомянуть об усадке бетона. Бетон, приготовленный на основе портландцемента, характеризуется усадкой при твердении. Усадка бетона протекает в течение достаточно длительного периода времени. Особенно активная структуризация его происходит в течение первых трех месяцев. Для снижения усадки бетона и уменьшения трещинообразования применяется армирование или используют фибробетон, или прибегают к их комбинации, в зависимости от предполагаемых нагрузок на пол. Фибробетон — это смесь бетона со стальными волокнами длиной 30–50 мм и толщиной 0,5–3,0 мм. Их вводят в бетонную смесь на стадии перемешивания, равномерно распределяя в объеме, фибра равномерно армирует бетон во всех направлениях. Расход фибры на 1 куб. м составляет 20–40 кг.
Большую роль в формировании прочностных и других свойств бетонного основания играет процесс уплотнения уложенного слоя смеси.
Перед уплотнением бетонная смесь распределяется по захваткам. Ширина захваток для «сверхплоских» полов не должна превышать 4–6 м, а их длина определяется дневной производительностью укладки. При этом необходимо избегать «холодных» швов в захватке, образующихся, как отмечалось выше, из-за перерывов в бетонировании.
Смесь распределяется по захваткам и уплотняется с помощью различных виброреек и глубинных вибраторов. Последние применяются в случае укладки слоя повышенной толщины — свыше 150–200 мм. Уплотнение производят одинарными или двойными виброрейками. Жесткость их конструкции должна быть достаточно высокой, чтобы исключить их прогиб в процессе уплотнения бетона. Ровность уплотняющей поверхности реек должна проверяться и при необходимости регулироваться после каждой смены. При небольших объемах работ используют одинарные виброрейки, которыми управляют два человека: один тянет, стабилизируя их движение по направляющим, а другой осуществляет подготовительные работы, обес-печивая перед рейками валик бетонной смеси диаметром 10–20 мм. Глубина уплотнения при этом составляет 100–150 мм.
Вибрация, передаваемая бетонной среде от инструмента, по мере удаления от источника колебаний затухает, амплитуда уменьшается и снижается эффект уплотнения смеси. Эффект вибрирования, передачи колебаний уплотняемой среде тоже уменьшается, если вибрирующая плоскость рейки плохо контактирует с поверхностью слоя бетона. С этой целью необходимо удерживать горизонтально плоскость рейки, передающей колебания бетонной среде. Скорость протаскивания рейки не должна быть большой (до 0,5–1,0 м/мин.), поскольку для хорошей проработки бетона, удаления из него вовлеченного воздуха необходимо время. Продолжительность вибрирования можно рассчитать по формуле: t=c/n (мин.), где с — число повторностей приложения нагрузки, необходимое для доведения бетона до требуемой плотности, при этом c=1,5х103–3х103, а n — частота колебаний вибратора в минуту. Поэтому для более качественной проработки бетона целесообразно выполнить два прохода: прямым и обратным ходом. Или надо использовать двойные рейки с регулируемыми параметрами вибратора. Они обеспечивают более качественное уплотнение до глубины 200 мм и позволяют получить ровную поверхность. Для уплотнения более толстых слоев (более 200 мм) совместно с виброрейками используют и глубинные вибраторы. Они позволяют не только уплотнять слои большой толщины, но и использовать бетон с меньшим содержанием воды. Вибрирование также улучшает сцепление бетона со стальной арматурой. При работе с двойной виброрейкой необходима бригада из трех или четырех человек. Двое тянут и управляют движением виброрейки, остальные лопатами обеспечивают требуемое количество бетона перед рейкой. Перемещение виброрейки следует выполнять плавно и непрерывно, следя за горизонтальностью положения ее вибрирующей плоскости. Нельзя останавливать движение рейки с работающим вибратором, а также останавливать ее сразу после выключения вибратора.
Перед началом затирки свежеуложенной бетонной смеси ее можно подвергнуть вакуумной обработке с помощью вакуумной установки типа DynapacBA/BB, что обеспечит дополнительное уплотнение бетона за счет удаления излишков воды и воздуха. Установка состоит из вакуумного насоса (ВА40), соединенного с многослойным матом (ВВ). Размеры матов составляют по площади от 1,5х5 м до 5х6 м (всего шесть типоразмеров). Такая технология обработки бетона ускоряет процессы гидратации цемента, удаляет избыток воды, уплотняет смесь и позволяет сразу приступить к выполнению затирочных работ, что невозможно при традиционных методах его укладки, когда требуется выжидать 4 часа и более для проведения чернового и чистового заглаживания бетонной поверхности.
Но следует отметить, что наиболее эффективным методом обработки поверхности бетона, подвергнутой вакуумному воздействию, является использование затирочной машины. Объяснение здесь простое: поверхность получается настолько твердой, что трудно подвергается обработке вручную.
Следующим важным этапом устройства пола перед нанесением покрытия является подготовка поверхности бетонного основания: удаление отдельных неровностей путем обработки алмазными фрезами, шлифовальными машинами или другим оборудованием. Весьма важным моментом здесь является также удаление пленки «цементного молока» и придание поверхности определенной шероховатости. Эта операция обусловливает необходимую адгезию, надежное сцепление покрытия с основанием при любом типе покрытия. Наиболее эффективным способом, обеспечивающим надежную адгезию и шероховатость поверхности, является дробеструйная обработка. Она дает равномерную шероховатость поверхности, увеличивает площадь сцепления, удаляет пленку цементного «молока» и обнажает зерна заполнителя, повышая сцепные качества бетонной поверхности. Для определения сцепных качеств бетонной поверхности можно использовать прибор «ПОКС», предназначенный для определения сцепных качеств различных поверхностей. Прибор прост в конструкции и применении, не требует источника питания и в течение нескольких секунд определяет коэффициент трения в измеряемой точке поверхности.
В ряде случаев возникает необходимость определить пористость бетонной поверхности. Для этих целей можно использовать выпускаемый прибор для определения пористости покрытий — «ПР-10», который также обладает простотой конструкции, отсутствием источников питания, пересчетных устройств и в течение нескольких секунд определяет пористость контролируемой поверхности. Такая информация поможет качественно выполнить работы, связанные с окраской бетонных поверхностей, нанесением грунтовки (праймера), обнаружением трещин для дальнейшей их обработки, нанесения слоя цветного защитно-декоративного покрытия и т. п.
Невозможно в одной статье рассмотреть и предусмотреть все нюансы, связанные с устройством полов различного назначения. Здесь можно лишь проследить тенденции развития данного направления в строительстве, показать то многообразие проблем, которые преподносит нам практика, а также рассказать о некоторых возможностях их решения в современных условиях.
| Автор: по материалам редакции Дата: 30.03.2007 Журнал Стройпрофиль 2-07 Рубрика: полы Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |