Бетонные полы

Вариант, предложенный проектировщиками, пользовался большой популярностью у строителей лет 10 назад. Сегодня его вряд ли можно считать оптимальным, как с точки зрения соответствия эксплуатационных характеристик готового пола современным требованиям, так и в отношении трудовых и финансовых затрат. Тем не менее и он имеет право быть реализованным. Однако в этом случае желательно учесть ряд особенностей, на которых мы остановимся подробнее. Чтобы обеспечить относительно равномерное распределение бетонной смеси по выравниваемой поверхности и, как следствие, исключить риск образования трещин в процессе набора бетоном прочности, перед бетонированием следует произвести «подливки», т. е. заполнить имеющиеся впадины смесью того же состава либо более дешевым «тощим» бетоном марки не ниже М150. Очень важный момент — подбор оптимального состава бетонной смеси, которая независимо от вида бетона должна удовлетворять двум главным требованиям: обладать хорошей удобоукладываемостью и сохранять однородность при транспортировке и укладке. Удобоукладываемость смеси зависит от ее подвижности. Достаточная подвижность обычной бетонной смеси обеспечивается при значениях водоцементного отношения не ниже 0,4—0,5, что в два раза превышает количество воды, необходимое для полной гидратации цемента. В ситуации с тяжелым гранитным заполнителем добиться подвижности смеси, сохранив при этом ее однородность, можно лишь за счет уменьшения количества воды затворения и применения пластифицирующих добавок, а также при определенном зерновом составе заполнителей. Большое значение имеет фракционный состав бетона, то есть соотношение компонентов: цемента, крупного и мелкого заполнителей, воды. �менно он в конечном итоге определяет эксплуатационные качества готового покрытия. В правильно подобранной бетонной смеси расход цемента составляет 8—15 %, а заполнителей — 80~85 % (по массе). Более того, важно, какова доля крупного заполнителя (в данном случае гранитного щебня) в общем объеме смеси, поскольку от этого зависят прочностные и декоративные характеристики верхнего слоя. Так, например, при соотношении 50x50% износостойкость покрытия существенно снизится в связи с тем, что его половина будет представлять собой цементный камень, который, как известно, обладает очень неприятным свойством: в процессе эксплуатации из-за выхода на поверхность солей и разрушения поверхностного слоя, часто называемого «цементным молоком», он начинает «пылить». Несмотря на то что прочностные качества самого бетона и гранитного заполнителя могут не вызвать нареканий, «пыление» бетонных полов делает невозможной их эксплуатацию. Справедливости ради необходимо сказать, что существуют эффективные средства борьбы с этим явлением — обработка поверхности пленкообразующими или проникающими составами. К первым относятся лакокрасочные материалы на латексной, акриловой, эпоксидной или полиуретановой основе. Материалы на акриловой основе, наносимые на свежеуложенный бетон, позволяют уменьшить испарение влаги, что положительно сказывается на прочностных характеристиках бетона. Но они лишь незначительно проникают в бетон и к тому же не упрочняют поверхностного слоя. Эпоксидными и полиуретановыми лаками и красками покрывают поверхность бетона после набора им прочности. В результате образуется защитная пленка, которая, к сожалению, имеет ограниченный срок эксплуатации, и поэтому по мере изнашивания ее необходимо восстанавливать. К категории проникающих составов относятся кремнийсодержащие материалы на водной основе: силаны, силоксаны, силикаты, силиконаты. Эти составы не просто заполняют поры — проникнув в толщу бетона, они вступают в химическую реакцию с цементом и образуют высокопрочные кристаллические соединения. Такой процесс является, по сути, химическим уплотнением бетона. Сухие или свежеуложенные бетонные полы после обработки материалами на силикатной основе не только перестают «пылить», но и приобретают повышенную твердость, абразивную стойкость, а также устойчивость к воздействию влаги и агрессивных сред. Помимо обеспечения защитных функций, обработка перечисленными составами предварительно отшлифованной бетонной поверхности выявит структурные особенности гранитного заполнителя и тем самым повысит эстетические качества пола. Кстати, в целях повышения декоративности можно ввести в бетонную смесь щелоче- и светостойкие пигменты в количестве 8~10 % от массы цемента (охра, мумия, сурик и др.) либо в качестве вяжущего использовать цветной цемент. Малая прочность бетона на разрыв и изгиб — основная причина образования трещин во время высыхания бетона и под воздействием механических нагрузок. Снизить вероятность растрескивания, особенно в период усадки, позволяет производить армирование бетонной смеси при помощи дорожной металлической сетки с арматурными стержнями 0,6 мм и размером ячеек 200x200 мм. Очень важно, чтобы сетка располагалась в толще бетонного слоя выше его нижней трети. В противном случае армирование теряет смысл. При устройстве пола на таком сильно деформированном основании толщина бетонного покрытия должна быть не менее 100 мм. Для повышения прочностных характеристик будущего пола после укладки необходимо при помощи виброреек произвести вибрирование бетонной массы и удалить из нее случайно вовлеченный воздух. Особое внимание следует уделить обработке мест примыканий пола к элементам несущих конструкций. Поскольку в качестве финишной отделки планируется произвести шлифовку покрытия, то выполнения такой операции, как затирка, не требуется. Достаточно, используя ручные правила, загладить поверхность свежеуложенного бетона и защитить ее после этого от интенсивного испарения влаги любым из известных способов. Усадка бетона, изготовленного из традиционных сортов цемента, — явление неизбежное, и устранить его практически невозможно. Как правило, оно сопровождается образованием трещин. Причем, если не предпринять определенных превентивных мер, этот процесс будет носить случайный характер. Один из наиболее действенных методов борьбы с хаотичным трещинообразованием — устройство усадочных швов, которые нарезаются на следующее утро после укладки. При толщине пола 100 мм швы выполняются в виде сетки 3x3 м или 4x4 м, при этом глубина швов должна быть не менее 1/3 толщины бетонного покрытия. Не раньше чем через 40 часов производится шлифовка поверхности пола и при помощи одного из способов, описанных выше, осуществляются мероприятия по обеспыливанию бетона. Большей износостойкостью и в то же время меньшей трудоемкостью при монтаже отличаются бетонные полы с упрочненным верхним слоем. БЕТОННЫЕ ПОЛЫ С УПРОЧНЕННЫМ ВЕРХН�М СЛОЕМ Согласно данной технологии бетонная смесь готовится весьма традиционным способом, то есть без крупного заполнителя. Толщина бетонного пола и последовательность выполнения подготовительных и основных монтажных операций те же, что в предыдущем варианте. Характерные отличия появляются лишь на стадии отделки поверхности свежеуложенного бетона (после выравнивания верхний слой бетона обрабатывают сухими или жидкими упрочняющими составами). Сухие упрочняющие смеси состоят из портландцемента, пигмента, износостойкого наполнителя и полимерных добавок. Перед процессом машинной затирки смесь равномерно распределяется на поверхности пластичного бетона, втапливается и тщательно заглаживается специальными лопастными машинами. В результате образуется высокопрочный поверхностный слой толщиной около 3 мм, что повышает износостойкость бетонного пола в 3~8 раз, существенно снижает пылеотделение, а также улучшает внешний вид покрытия. Обычно применяются упрочняющие смеси на основе кварца, корунда, базальта и некоторых металлов. Жидкие упрочнители содержат ряд неорганических водорастворимых соединений, которые вступают в реакцию со свободной известью и карбонатом кальция. В результате образуются нерастворимые соединения. Они, заполняя поры и микрокапилляры в бетоне, блокируют пути движения воды, что существенно увеличивает плотность, износостойкость и снижает пылеотделение бетонной поверхности. Жидкие упрочнители, проникая на глубину 1—2 мм, защищают лежащие ниже слои. В отличие от сухих упрочняющих смесей жидкие упрочнители наносятся на свежий бетон не раньше, чем через 14 дней после укладки, то есть когда в значительной степени произойдет гидратация цемента, а поры бетона у поверхности освободятся от воды. В процессе затирки, которая состоит из многократно повторяющихся операций, поверхность бетонного пола не только упрочняется, но и приобретает глянец. Чтобы предотвратить интенсивное испарение влаги на ранних стадиях набора бетоном прочности и тем самым уменьшить риск образования трещин, рекомендуется сразу после финишной затирки на влажную поверхность покрытия нанести акриловый или эпоксидный лак. Через сутки нарезают усадочные швы на глубину до 1/3 толщины бетонного пола. Желательно, чтобы участки, ограниченные швами, имели форму квадратов 3x3 м или 4x4 м. По истечении 28 суток эти швы заделывают: сначала в шов на определенную глубину вставляют пенополиэтиленовый шнур, затем оставшийся зазор заполняют эпоксидным или полиуретановым герметиком. Учитывая высокие эксплуатационные характеристики, а также относительную легкость монтажа, бетонные полы с упрочненным верхним слоем на сегодняшний день можно считать оптимальным вариантом по соотношению цена/качество. Тем не менее существуют и другие варианты конструктивного решения. Например, можно использовать выдержанный бетонный пол в качестве основания под цементно-полимерные покрытия, технология устройства которых достаточно проста и высокопроизводительна. Разумеется, в этом случае машинная затирка и упрочнение верхнего слоя бетона не производятся. ЦЕМЕНТНО-ПОЛ�МЕРНЫЕ ПОКРЫТ�Я Цементно-полимерные покрытия относятся к категории наливных полов и представляют собой самовыравнивающиеся смеси на основе минерального вяжущего, модифицированного полимерами (эпоксидными, полиуретановыми, полиакрилатными и т. п. смолами). В исходную композицию, состоящую из глиноземистого или портландцемента, фракционированного кварцевого песка, полимерных добавок, поверхностно-активных веществ и пигментов, в соответствии с рекомендациями производителя добавляют необходимое количество воды и тщательно все перемешивают. Перед укладкой смеси следует подготовить бетонное основание: удалить пленку цементного молока и обработать поверхность грунтовкой на полимерной основе. Цементно-полимерная маловязкая текучая масса после нанесения равномерно распределяется специальными раклями до достижения необходимой толщины и несколько раз прокатывается игольчатыми валиками с целью удаления воздуха. Средняя толщина цементно-полимерного слоя обычно равна б~8 мм, но при необходимости может достигать и 10~20 мм. Для создания толстослойных покрытий в исходную композицию добавляют крупный фракционированный кварцевый песок. Принимая во внимание особенности конкретной ситуации, то есть когда мы с уверенностью можем говорить о достаточной прочности бетонного основания, использование цементно-полимерных полов в качестве самостоятельного покрытия может оказаться весьма целесообразным. Заслуживают особого внимания монолитные напольные покрытия на основе органических вяжущих, которые обладают комплексом очень ценных эксплуатационных характеристик, причем в сочетании с высокой декоративностью, но, к сожалению, относятся к категории дорогих покрытий. ПОЛ�МЕРНЫЕ НАПОЛЬНЫЕ ПОКРЫТ�Я Полимерные напольные композиции различаются по типу связующего, толщине, виду наполнителя и степени наполнения. Номенклатура этой группы материалов отличается наибольшим разнообразием. В основном пользуются популярностью покрытия на основе эпоксидных, полиуретановых, акриловых смол и сложных полиэфиров. Наряду с замечательными потребительскими свойствами (хорошей адгезией к различным основаниям, твердостью и прочностью, высокой износоустойчивостью, гигиеничностью, химической стойкостью и т. д.) полимерные системы обладают широкими декоративными возможностями, что позволяет значительно расширить границы их применения, то есть использовать везде, где помимо функциональности к покрытиям предъявляются повышенные эстетические требования. Учитывая тот факт, что речь все-таки идет об универсальном выставочном комплексе, то есть не исключено, что тематика выставки будет периодически меняться (например, планируется часть экспозиционных площадей использовать под автосалон), подобное сочетание эстетики и функционализма может оказаться просто необходимым. В связи с этим предлагаем несколько рекомендаций. Прежде всего, следует учесть ряд общих требований, предъявляемых к качеству подготовки бетонного основания. Во-первых, при устройстве промышленных полов, когда в качестве финишного слоя используются паронепроницаемые покрытия (эпоксидные, полиуретановые, метилметакрилатные и др.), существуют определенные ограничения в отношении влажности основания (не более 5%). Кроме того, технология устройства любых полимерных полов включает дробеструйную обработку поверхности бетонной плиты, поскольку одним из условий обеспечения надежной адгезии полимерных составов к основанию является равномерная шероховатость поверхности и отсутствие слоя цементного молока или латексной пленки. Необходимость грунтования подготовленного таким способом основания, а также материал и количество грунтовочных слоев определяются в зависимости от типа системы. По толщине и степени наполнения полимерные покрытия делятся на тонко-слойные (малонаполненные системы толщиной до 0,3 мм), самонивелирующиеся (так называемые «наливные» толщиной до 4 мм, степень наполнения по объему — до 40 %) и высоконаполненные (толщиной до 8 мм, степень наполнения по объему — до 85 %). Тонкослойные полимерные покрытия используются для предотвращения пыления и защиты бетонных и цементно-полимерных полов от воздействия агрессивных сред, а также придания полу декоративных качеств. Эти системы сравнительно недороги и достаточно распространены. В связи с тем, что толщина таких покрытий невелика (до 0,3 мм), не следует рассчитывать на длительный безремонтный срок их службы. Правда, благодаря невысокой стоимости имеется возможность систематически производить их обновление. Необходимо учесть, что для устройства полов, подвергающихся высоким абразивным нагрузкам, предпочтительнее варианты покрытий на основе эластомерных полиуретанов. Самонивелирующиеся («наливные») полимерные покрытия образуют гладкую глянцевую или матовую поверхность с высокими эксплуатационными и декоративными качествами. Однако из-за невысокого наполнения, недостаточной эластичности и большего, чем у бетона, коэффициента линейного термического расширения такие покрытия очень восприимчивы к воздействию ударных нагрузок, поэтому их целесообразнее использовать в помещениях с очень жесткими требованиями к чистоте и незначительными механическими нагрузками, нежели рекомендовать для устройства полов в выставочных залах. Одним словом, если выбирать среди полимерных покрытий, то наиболее подходящим вариантом (но и самым дорогим!) с точки зрения соответствия эксплуатационно-декоративных качеств пола предполагаемому функциональному назначению реконструируемых помещений, являются высоконаполненные полимерные покрытия. �х преимущество заключается в высокой стойкости к ударным нагрузкам и абразивному воздействию. Кроме того, высоконаполненные покрытия близки по своим свойствам к полимербетонам и полимеррастворам: введение большого количества наполнителя позволяет резко снизить коэффициент линейного расширения покрытия, приблизив его к соответствующему показателю бетонного основания. Поэтому высоконаполненные полы устойчивы к значительным температурным перепадам и могут использоваться при обустройстве открытых выставочных площадок. В этом случае после шлифовки следует защитно-декоративная окраска лаком, повышающим невосприимчивость покрытий к действию ультрафиолетовых лучей. Последняя необходимая операция — нарезка швов и заполнение их эпоксидными или полиуретановыми герметиками. Как известно, строительный рынок предлагает сегодня множество вариантов напольных покрытий. Причем представленные системы отличаются не только функциональными и декоративными возможностями, но и стоимостью. В такой ситуации проектировщики все чаще сталкиваются с проблемой выбора вида продукции, максимально соответствующей творческому замыслу, а заказчики — с проблемой рационального вложения средств. Однако следует отметить, что оптимальный выбор покрытия даже с учетом предполагаемого режима эксплуатации — безусловно, важнейшее условие получения высококачественного пола, но недостаточное. Для полного соответствия любого из перечисленных вариантов напольных систем заявленным требованиям необходим грамотный монтаж с тщательным соблюдением всех особенностей технологии. Поэтому крайне важно, чтобы выполнение работ было поручено квалифицированным специалистам. Только в этом случае можно говорить о качестве, эксплуатационной надежности, долговечности напольного покрытия и эффективности капиталовложений. НА ОСНОВАН�� ВЫШЕ�ЗЛОЖЕННОГО МОЖНО СДЕЛАТЬ СЛЕДУЮЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕН�Е Эксплуатация бетонных полов без верхнего защитного покрытия представляет собой безнадежный анахронизм. Во-первых, бетон при эксплуатации выделяет цементную пыль, что создает ненормальные в санитарном отношении условия для работающих и выводит из строя оборудование, в особенности — высокоточное. Во-вторых, бетонный пол обычно подвергается воздействию механических, а иногда и химических нагрузок, приводящих к его преждевременному износу и разрушению. Поэтому практически во всех случаях при промышленной эксплуатации бетонных полов необходимо использовать те или иные способы защиты. В данной статье не рассматриваются такие способы устройства полов, как укладка паркета, керамической плитки, линолеума или ковровых покрытий, применяемых обычно в жилых и административных помещениях. На промышленных и транспортных объектах, в медицинских и торговых учреждениях и складах такие полы часто являются недостаточно долговечными, а иногда просто недопустимыми. Владельцы помещений и проектировщики поставлены перед следующим выбором: 1. �спользование высококачественного бетонного основания при высоких нагрузках армированного. Весьма желательно при этом нанесение тонкослойного верхнего защитного покрытия — лакового или пигментированного, а лучше всего полиуретанового в 2—3 слоя, поскольку полиуретаны обладают наиболее высокой абразивостойкостью и стойкостью к царапанию. 2. Нанесение полимерного покрытия на основе эпоксидных, полиуретановых или акриловых олигомеров. При этом в зависимости от качества основания и предполагаемых условий эксплуатации (нагрузок на пол) возможны следующие варианты: • тонкослойное покрытие толщиной 0,3—0,6 мм, наносимое обычно валиком в 2—4 слоя; • однослойное покрытие толщиной 1,5—2,5 мм, наносимое чаще всего ракелем; • двухслойное покрытие толщиной 3—4 мм, причем первый слой выполняет выравнивающую функцию, а второй слой (отделочный) — декоративно-защитную. 3. Нанесение высоконаполненных составов толщиной 4—7 мм, проводимое в тех случаях, когда к покрытию пола предъявляются особенно высокие требования по стойкости к ударным нагрузкам и долговечности покрытий. Выбирая тип покрытий, необходимо учитывать следующие факторы: • условия эксплуатации: механические, химические, тепловые и другие нагрузки на пол; • соответствие требованиям: декоративный внешний вид, антистатические характеристики, стойкость к воздействию радиации и к дезактивирующим растворам, особые гигиенические требования и т. д.; • состояние основания: прочность, ровность, отсутствие трещин и выбоин, загрязненность, наличие гидроизоляции; • финансовые аспекты: стоимость покрытия, длительность выполнения работ и прочее.