Частина 1. Традиційні технології

Вибір технології влаштування бетонної підлоги промислової або приватної будівлі базується, як правило, на інформованості замовника про існуючі технології, технічної оснащеності та досвіді виконавця робіт, а також діючих будівельних нормах. Важливу роль при виборі технології відіграє і ціна.

Мінімальні вимоги, які замовник пред'являє до бетонної підлоги, цілком очевидні і прості: підлога повина бути рівною і гладкою, безпильною, довговічною і недорогою. На практиці, однак, виконання навіть цих вимог нерідко є недосяжним, що призводить до подальшого вибору неадекватних технічних рішень та / або істотного подорожчання підлоги.

Нормальна тривала експлуатація бетонної підлоги можлива тільки в тому випадку, якщо поверхневий шар бетону має високу міцність, низьку стиранність, а також необхідну щільність, що перешкоджає проникненню вологи і рідких хімічних речовин, які руйнують бетон.

Проблема полягає в тому, що до цього часу в багатьох випадках використовуються такі технології влаштування бетонної підлоги, які не дозволяють виконати фінішну обробку поверхні бетону придатною для тривалих інтенсивних і високих механічних навантажень, не тільки транспортних, але і пішохідних.

Нижче розглядаються деякі традиційні технології. Необхідність їх розгляду викликана тим, що їх використання, не дивлячись на великий негативний досвід, все ще є дуже поширеним.

Поверхня бетону після його укладання й ущільнення вібраторами / виброрейки являє собою тонкий шар, що складається з цементу і дрібного наповнювача (піску). Фінішна обробка поверхні проводиться по свіжоукладеному бетону через кілька годин після укладання або через кілька днів по сухому бетону, який набрав певний відсоток міцності.

Залізнення

Залізнення, у відповідності з різними рекомендаціями, проводиться для зміцнення і ущільнення поверхні бетону шляхом нанесення на свіжеукладений бетон сухого цементу або розчину. При цьому також збільшується товщина шару цементного молока ( "тіста"), що дозволяє вирівняти і чисто затерти поверхню ручним інструментом до темно-сірого або "металевого" відтінку. Іноді для підвищення безпильності і вологостійкості бетону використовуються цементні розчини з добавками ("рідке" скло, алюмінат натрію та ін.)

Звичайний результат залізнення експлуатованих бетонних поверхонь - численні тріщини, пилення, відшарування і руйнування поверхні протягом короткого часу після початку експлуатації.

Цементно-пісчане покриття

Цементно-піщані покриття (стяжки) наносяться у вигляді розчину на сухий бетон з метою вирівнювання поверхні, а також ремонту великих дефектів, закладення стиків тощо. Товщина залежить від того, наскільки необхідно вирівняти і як загладити поверхню, і може становити від декількох міліметрів до декількох сантиметрів. Висока плинність і пластичність розчинної стяжки дозволяє зробити їх поверхню досить рівною і гладкою.

Незалежно від марки цементу, добавок, способів нанесення і підготовки поверхні, результат незмінно один - слабке зчеплення (адгезія) з основою, висока пористість, дуже низька міцність і, як наслідок, сильне пилення, відшарення, тріщини, здуття, руйнування поверхні.

Особливо помітні ці дефекти на цементно-піщаних покриттях товщиною в кілька міліметрів. Додавання в цементний розчин різних матеріалів (наприклад, латексних, акрилових, епоксидних смол тощо) не дає відчутного ефекту.

Мозаїчна підлога

Традиційна технологія влаштування підлог на самих різних об'єктах. Мозаїчну підлогу зазвичай роблять невеликими картами на твердій основі (бетонній або цементно-піщаній) у вигляді шару товщиною 20 - 25мм. В якості наповнювача використовуються кам'яна крихта (фракції до 15 мм) з порід середньої твердості, в основному, мармуру. Поверхня мозаїчної підлоги на 75 - 85% складається з наповнювача, решта - цемент марки 400 (з мінеральними пігментами для кольорових підлог). Для забезпечення зручної обробки мозаїчної суміші часто використовують пластифікатори. Іноді мозаїчну підлогу роблять шляхом вдавлення мармурової крихти в свіжоукладений бетон. Механічне шліфування поверхні проводиться через 5 - 7 днів після укладання підлоги.

Низька міцність, висока стиранність, швидке руйнування і недовговічність при інтенсивній експлуатації роблять мозаїчні підлоги непридатними як для багатьох промислових об'єктів, так і для громадських будівель з високим пішохідним навантаженням.

Шліфування сухого бетону

Механічне шліфування проводиться з метою згладжування і вирівнювання поверхні затверділого (> 28 днів) бетону, затертого вручну після укладання. Для цієї мети використовуються шліфувальні машини з абразивним камінням або алмазними дисками.

Отримання гладкої і рівної поверхні сухого бетону (особливо у випадку міцних бетонів з гранітним щебенем) без значних витрат, використовуючи тільки звичайні шліфувальні машини, практично неможливо. Шліфування лише дозволяє зняти слабкий поверхневий шар (часто залишаючи його в невеликих западинах) з дрібним наповнювачем. Після шліфування оголюється великий наповнювач бетону, а також нерідко і всі дефекти поверхні, приховані при укладанні і затирці свіжоукладеного бетону.

Рідкі ущільнювачі бетону

Вирішення проблем, які виникають при експлуатації бетонних підлог, зроблених за традиційними технологіями, нерідко покладають на застосування різних рідких речовин: знепилюючих, зміцнюючих, ущільнюючих, гідрофобізаційних тощо. Звичайно застосовуються проникаючі, хімічно активні або інертні речовини, в тому числі на основі фторосіліката магнію, силікату натрію, акрилу, епоксиду, поліуретану, латексу та ін. Для цієї мети також використовують спеціальні фарби для бетону. З огляду на низьку вартість підлоги, рішення використовувати чи ні той чи інший матеріал часто грунтується на низькій ціні обробки 1 кв.м.

Ефективність дії, а також витрати (відповідно, вартість обробки 1 кв.м) цих сумішей у значній мірі залежать від стану поверхні, міцності і пористості сухого бетону, і мало залежать від основи або типу матеріалу. Перед нанесенням рідких складів суха поверхня повинна ретельно готуватися: слабкий шар і вільні частинки повинні бути вилучено, пори повинні бути вільні від пилу і забруднень. На практиці, навіть ці умови нерідко не виконуються і матеріали наносяться на поверхню "як є ".

Нанесення рідкого складу на неміцну пористу поверхню залізненням бетону, цементно-піщаного покриття або бетону низьких марок не дає будь-якого ефекту.

Необхідність неодноразової повторної обробки шліфованого, і тим більше нешліфованого, сухого бетону є швидше правилом, ніж винятком, особливо при механічній експлуатації підлоги. Слід також враховувати, що після обробки прозорою рідкою сумішшю текстура поверхні не змінюється і дефекти, якщо такі є, не усуваються. При використанні хімічно активних ущільнювачів на бетони зі спеціальними добавками, на поверхні також можливе утворення великих білястих плям і висолів.

У разі мозаїчних підлог зміцнення рідкими речовинами, особливо хімічно активними, не дає результату через занадто маленькі частки цементу в мозаїчній суміші. Крім того, результатом застосування таких речовин може бути поява значних сольових плям, а в разі кольорових підлог -- великих зон знебарвлення поверхні.

При використанні рідких сумішей на сухому бетоні завжди рекомендується зробити пробне нанесення та перевірити поверхню на міцність і стиранність до і після нанесення.

Відновлення бетонної підлоги

Витрати на ремонт або відновлення бетонної підлоги, зробленої за традиційною технологією, можуть виявитися досить значними. В одних випадках потрібен повний демонтаж існуючої і владнання нової бетонної підлоги, в інших - експлуатаційні характеристики відновлюються нанесенням на поверхню бетону високоміцних промислових покриттів на полімерній або цементній основі, або укладанням плитки (якщо це допускають умови експлуатації). При цьому необхідно враховувати, що, як нанесення покриття, так й укладання плитки на сухий бетон вимагають певних характеристик міцності поверхні і відповідної їх підготовки. У будь-якому випадку, різні "дешеві" варіанти у вигляді спеціальних фарб для бетону, рідких ущільнювачів, тощо не вирішують проблем бетонних підлог.

Сучасні технології дозволяють робити довговічні бетонні підлоги, призначені для самих різних умов експлуатації. Ці технології вимагають використання машин для обробки поверхні свіжоукладеного бетону, матеріалів, спеціально розроблених для бетонних підлог і, звичайно, персоналу, що володіє високою кваліфікацією і досвідом робіт, як з обладнанням, так і з матеріалами.

Завдяки оптимальному співвідношенню ціна / якість на сучасних промислових і громадських об'єктах найбільшого поширення отримала технологія влаштування бетонної підлоги з зміцненим верхнім шаром.

Частина 2. Бетонні підлоги з зміцненим верхнім шаром

Технологія влаштування бетонної підлоги з зміцненим верхнім (поверхневим) шаром заснована на формуванні на поверхні свіжоукладеного бетону щільного, монолітного з основою цементного шару, що містить спеціальні наповнювачі. На відміну від інших технологій влаштування промислових підлог, заснованих на укладання покриття на поверхні сухого бетону, дана технологія забезпечує створення високоміцої зносостійкої підлоги одночасно з укладанням бетонної основи.

Формування та оздоблення поверхневого шару виконуються поетапно за допомогою затирочної машини ( "гелікоптера"). По завершенні обробки поверхня обробляється рідким складом для догляду за бетоном та поверхневої герметизації.

Механізм формування поверхневого шару

Для додання поверхневому шару необхідних характеристик міцності і стираності використовуються спеціальні матеріали - сухі ущільнювачі бетону. Сухий ущільнювач представляє собою заводську, готову до вживання суміш високоміцного портландцементу, твердих наповнювачів різних фракцій, а також добавок, що підвищують зручніть вкладання суміші. Кольорові ущільнювачі містять мінеральні пігменти або їх синтетичні еквіваленти.

Суміш розсипається по поверхні свіжоукладеного бетону і після набору вологи втоплюється в бетон, ущільнюється і загладжується сталевим диском затирочної машини. Подальше шліфування лопатками дозволяє отримати поверхню необхідної гладкості. За умови дотримання технології міцність, стиранність і щільність поверхневого шару, що отримується в результаті, істотно залежать від характеристик основних компонентів ущільнювача - наповнювачів і добавок.

Товщина зміцненого верхнього шару залежить від рекомендованої виробником матеріалу витрати на 1 кв.м. Для отримання рівномірного шару товщиною 2 - 3 мм витрати повині становити приблизно 5 кг на 1 кв.м. При витраті 3 кг на 1 кв.м товщина становить 1 мм і менше.

Вибір сухого ущільнювача для бетонної підлоги рекомендується проводити за наступними критеріями:
1. фірма-виробник матеріалу
2. характеристики міцності і стираності
3. ехнологічність
4. ціна

ѕри виборі матеріалів слід, перш за все, орієнтуватися тільки на спеціалізованих виробників матеріалів для промислових бетонних підлог, так як розробка якісних і надійних в застосуванні ущільнювачів вимагає проведення великої науково-дослідної та випробувальної роботи, а виробництво - сучасного технологічного обладнання та системи контролю якості.

Сухі ущільнювачі зазвичай класифікують за типом наповнювачів, в якості яких використовуються абразивні матеріали на основі кварцу, металокерамічних або металевих сплавів. Наповнювачі розрізняються по твердості, формі зерна, абразивної стійкості і зернистості. Технологія обробки, розміри зерна і фракційний (по зернистості) склад наповнювачів є визначальними факторами як якості ущільнювача, так і його технологічних властивостей. Важливо, щоб наповнювачі були хімічно інертними.

Переважання дрібних фракцій, особливо в ущільнювачах з наповнювачами із кварцу, знижує зчеплення з основою, може викликати "замикання" води в приповерхневому шарі бетону, дає невисоку міцність і за відсутності адекватного догляду за бетоном підлоги з такими ущільнювачами можуть у процесі експлуатації пилити. З іншого боку, переважання великих фракцій наповнювачів знижує технологічність суміші; вона менш рівномірно набирає вологу і менш пластична, що може створювати труднощі як при визначенні часу початку затирання, так і в процесі самого затирання поверхні.

Технологічність суміші, а саме, рівномірність набору вологи, підтримка пластичності протягом певного часу, легке втирання в бетон і полегшена затирка, забезпечується у тому випадку, якщо у складі ущільнювача містяться спеціальні добавки. Добавки також включаються до складу ущільнювача для підвищення зчеплення компонентів зміцненого шару.

Сегменти кольорових ущільнювачів, що містяться в них у вигляді дрібних фракцій, повинні володіти необхідною стійкістю до витирання, вицвітання і вимивання.

Всі перераховані вище фактори, зрозуміло, впливають на ціну ущільнювача. Найдешевші ущільнювачі містять мінімальне число компонентів, виготовляються з мінімальними витратами на контроль якості і не гарантують монолітності, високої міцності і зносостійкості поверхневого шару бетону.

Бетонна підлога з зміцненим верхнім шаром після укладання вимагає загальноприйнятих процедур по догляду для забезпечення оптимального процесу набору міцності. Для цієї мети повинні використовуватися рідкі суміші, утворюючі на поверхні бетону мембрану або плівку.

Найбільше поширення серед таких матеріалів отримали інертні акрилові суміші на водній основі або які містять розчинник. Найбільш ефективними є суміші, що містять розчинник. Крім функції догляду за бетоном, вони також знепилюють, ущільнюють поверхню і захищають їх від проникнення вологи і рідких хімічних речовин.

Не рекомендується застосовувати для догляду за бетоном з будь-якими видами сухих ущільнювачів всілякі хімічно активні рідкі речовини на основі силікатів натрію, як зазначено в примітці стадарт ASTM C309-98A, розділ 1. Такі склади не утворюють на поверхні мембрану або плівку.