Сложности и решения производства бетонных полов с упроченным верхним слоем

С.С. ЗАЙЦЕВ, руководитель службы технического сопровождения продукции ООО «Полипласт Новомосковск»;
М.Г. БЛОХИН, начальник отдела технического сопровождения продукции ООО «Полипласт Новомосковск»

В статье рассматриваются основные аспекты устройства бетонных полов, распространенные проблемы при проведении работ по производству полов с топпингами и методы их разрешения.

The article deals with the main aspects of concrete floors construction, common issues when working on the production of floors with toppings and methods of their resolution.

С давних времен, помимо надежной крыши над головой, не менее важным для человечества было и то, что располагается под ногами, а именно пол. Пол – основа любого помещения, он больше всего подвержен загрязнению, истиранию, механическим повреждениям. Именно пол несет серьезные нагрузки в течение всего периода эксплуатации здания, и на сегодняшний день эта функция возложена на бетон. Бетон – это многокомпонентная система, состоящая из вяжущего материала – цемента, крупного заполнителя – щебня, мелкого заполнителя – песка и воды. Важным компонентом современного качественного бетона является добавка. Используя разные комбинации компонентов бетона с различными добавками, можно получить бетон под любые требования. Благодаря такой гибкости моделирования, сегодня бетон – самый востребованный материал во всех сферах строительства.

Основным нормативным документом для производства полов является СП 29.13330.2011 Полы. Актуализированная редакция СНиП 2.03.13-88 (с Изменением №1). В нем подробно указаны требования к покрытиям в зависимости от условий эксплуатации. И как видно из этих требований, самым удобным материалом для любой интенсивности нагрузки является бетон. Проч­ность бетона варьируется от В15 до В40, но допускается применение упрочнителя верх­него слоя при интенсивности воздействия «весьма значительная» и «значительная». Это позволяет применять бетон класса В25, а не В30 или В40, существенно снижая стоимость производства промышленных полов. Именно с таким типом производственных полов чаще всего сталкиваются технологи компании «Полипласт».

Область применения бетона с упрочненным слоем:

• полы в промышленных и производст­венные цехах;

• паркинги;

• полы в торговых и развлекательных комплексах;

• полы в помещения складского назначения, на которых используется погрузочная техника;

• полы в морозильных и холодильных камерах, а также цеха, где преобладает повышенная температура.

Стоит учесть, что применение топпинга для упрочнения бетона в цехах или на складах с сильной агрессивной средой кислот или щелочей недопустимо, так как это приведет к коррозии цементного камня. Для обустройства полов в таких случаях применяются различные лаки или пропитки, а также вяжущие на основе кремния.

Топпинги можно разделить на виды, согласно применяемым заполнителям,

– кварцевый,

– корундовый,

– металлизированный.

Технология производства промышленных полов с упрочнителем является самой требовательной к бетонам. Прежде всего, стоит учесть некоторые нюансы, относящиеся к требованиям к бетонной смеси, применяемой при заливке полов:

• Бетонная смесь не должна обладать высоким водоцементным отношением.

• Необходимо обеспечить достаточную сохраняемость без потери подвижности во времени для исключения добавления воды на объекте.

• Недопустимо водоотделение после укладки.

• Толщина заливаемой бетонной смеси не должна быть меньше 80 мм. В случае, если укладка осуществляется на свежее основание/грунт, то толщина слоя должна составлять не менее 120 мм.

• Уровень перепада поверхности не должен превышать 5 см.

• Работы лучше всего проводить при температуре не менее +10°С, а температура бетонной смеси не должна опускаться ниже +5°С.

Как уже упоминалось, современные бетонные смеси редко обходятся без добавок, и здесь кроется один из распространенных мифов, что введение добавок в состав бетона для полов несет с собой риск возникновения таких дефектов, как отслоение. По этой причине считается, что бетон для промышленных полов должен быть бездобавочным.

Сотрудники компании «Полипласт», обладая большим опытом работы с промышленными полами, на практике доказывают, что получить качественный бетонный пол, то есть добиться необходимых показателей подвижности бетонной смеси при ограничении водоцементного соотношения (во избежание увеличения усадки) возможно только с применением пластифцирующих добавок.

Единственным видом добавок, который можно использовать совместно с упрочнителем, являются пластификаторы, однако и их применение должно происходить с предельной осторожностью: с соблюдением рекомендованных дозировок и после выполнения пробных участков. Лучшей основой для пластифицирующих добавок являются поликарбоксилаты, однако при работе опытной бригады также возможно применение добавок на основе лигносульфонатов или полиметиленнафталинсульфонатов натрия.

Рассмотрим схему устройства бетонных полов с упрочнителем.

При устройстве бетонных полов с упрочнителем профессиональные бригады до начала работ на основных картах делают пробную карту. Затирка бетонной смеси с использованием упрочнителей обычно осуществляется, когда бетонная смесь схватывается до такой степени, чтобы на ее поверхности оставались отпечатки небольшой глубины – 5 мм, обычно это происходит спустя 6-8 часов после укладки бетонной смеси, но может быть и через 2-3 часа, в зависимости от применяемых материалов.

После заливки бетонной смеси оцениваются ее качество, потребительские свойст­ва. Затирка проводится по инструкциям поставщика и спустя 2-3 дня принимается решение о применении данного вида бетона или о корректировках состава. Далее начинаются работы по заливке основных карт. Поэтапно это выглядит так:

Шаг 1. Производство качественной бетонной смеси.

Шаг 2. Укладка и выравнивание бетонной смеси.

Шаг 3. Ожидание начала схватывания бетонной смеси (определяется глубиной следа, требуемое значение около 5 мм).

Шаг 4. Нанесение и равномерное распределение по поверхности бетонной смеси 2/3 топпинга.

Шаг 5. Ожидание начала гидратирования цемента, входящего в состав топпинга. Смесь начнет впитывать влагу из цементного молока с поверхности бетона и темнеть.

Шаг 6. Начало обработки с помощью специальных затирочных машин.

Шаг 7. Когда смесь вся будет втерта, необходимо дождаться пока поверхность схватится. Как только на полу будет оставаться отпечаток глубиной порядка 1 мм, необходимо распределить по поверхности оставшеюся часть топпинга.

Шаг 8. Начало шлифовки поверхности машиной с лопастями для затирки.

Шаг 9. При необходимости внесение закрепляющей пропитки и проведение мероприятий по уходу за бетоном, к примеру, укрытие полиэтиленом.

Шаг 10. Через 1-2 дня проделывают усадочные швы, которые заделывают герметиком.

На практике встречаются случаи, когда происходят отслоения упрочнителя. Смысл слова «отслоение» понятен интуитивно – это отделение верхнего упрочненного слоя от основной массы бетонной плиты. Отделение происходит именно по линии сопряжения топпинг-бетон, то есть отслаиваются только 2-3 верхних миллиметра затертого слоя. Для отслоений не характерно рассыпание верхнего слоя, так как упрочнители изготавливаются из высокоактивных цементов, количество которого значительно больше, чем в бетоне, поэтому материал остается, как правило, связанным, а вот связи его с бетоном, находящимся ниже, отсутствуют. Нередко в местах отслоений наблюдаются трещины незначительной ширины (0,1-0,5 мм).

Причины отслоения можно разбить на три группы:

1. Качество упрочнителя.

На рынке присутствует большое количество производителей, не следящих за качеством сырья. В песке может оказаться малое количество кварца, зато могут присутствовать различные примеси, которые вступают в реакцию с водой и цементом и могут приводить к отделению верхнего слоя от бетонной плиты.

Слишком мелкий песок в составе сухой смеси тоже способен провоцировать образование дефектов, так как впитывает большое количество воды, которая не участвует в гидратации цемента, а потом, наоборот, начинает эту воду «отдавать», в результате чего и могут появляться отслоения.

Некачественные или неправильно подобранные химические добавки, которые производитель добавил в состав сухой смеси для улучшения ее свойств. Они могут быть несовместимы с добавками, содержащимися в бетоне, и это тоже иногда становится причиной появления дефектов на бетонных полах.

2. Нарушение технологии.

Слишком ранний выход на бетон и внесение упрочнителя. Если на бетоне остаются слишком глубокие следы в момент внесения упрочняющей смеси, то эти места являются потенциально опасными. В образовавшихся углублениях скапливается вода, которая провоцирует отслоения покрытия. Именно для этих нарушений характерны отслоения пятнами среднего размера.

Позднее внесение упрочнителя еще более опасно. Если в бетоне недостаточное количество воды, то не произойдет гидратации упрочнителя, а отсутствие на поверхности цементной пасты не позволит сделать покрытие монолитным с плитой. При позднем выходе на бетон возможно отслоение топпинга на больших площадях.

Сквозняки, солнечные лучи и тепловые пушки. В принципе, факторы окружающей среды могут искусственно создавать условия для ускоренного высыхания поверхности бетона, то есть провоцировать возникновение ситуации, схожей с поздним выходом на бетон. Отличие заключается в том, что последствия носят ярко выраженный локальный характер: они проявляются возле проемов дверей и ворот, в местах установки отопительных приборов или попадания на полы прямых солнечных лучей. Тем не менее, такие отслоения могут затрагивать значительные площади.

Спрыскивание бетона водой. Нередко при обработке поверхности бетоноотделочными машинами рабочие брызгают на нее воду, чтобы облегчить затирку при нехватке воды, поступающей из бетона. Места падения капель воды иногда становятся местами отслоений топпинга впоследствии и характеризуются соответствующим размером с монету.

3. Добавки в бетоне.

Воздухововлекающие добавки противопоказаны к применению в бетонных полах.

4. Низкое качество бетона. Использование в бетоне загрязненных инертных, присутствие в составе бетонной смеси глины и пылевидных частиц с большой долей вероятности приведет к дефектам поверхности плиты. Песок с низким модулем крупности также повышает риск отслоения, так как связывает воду на начальном этапе, но после начала твердения начинает ее выделять. Поднимаясь к поверхности, вода встречает на своем пути плотный слой затертого упрочнителя, который не может преодолеть; создаваемое ей давление со временем приводит к отслоению или формирует между топпингом и бетоном пустотные прослойки с характерным бухчением.

Аналогичным образом на качестве адгезии верхнего слоя и плиты сказывается избыточное водоотделение, связанного с высоким водоцементным соотношением в бетоне. Стоящая на поверхности вода не позволяет осуществлять внесение топпинга и ухудшает его характеристики.

Но и бетон со слишком малым количеством воды может стать причиной отслоений. В нем может оказаться недостаточно воды для гидратации, то есть ситуация будет аналогичной, описанной выше в случае с поздним нанесением сухой смеси.

Методы исправления

Инъектирование высокотекущих эпоксидных или метилметакрилатных составов, которые заново склеивают бетон и верхний слой. Ограничением здесь является остаточная влажность: в большинстве случаев она не должна превышать 4%, то есть после бетонирования должно пройти не менее одного месяца. Для инъектирования в поверхности просверливаются небольшие отверстия, куда вставляются так называемые пакеры, через которые происходит закачка адгезива. Эта технология позволяет «вылечить» небольшие по площади дефекты, носящие локальный характер.

На средних и крупных дефектных участ­ках, либо при наличии очень большого количества мелких дефектов, распределенных по значительной поверхности, производится демонтаж покрытия. Наилучшим способом удаления некачественного покрытия является фрезерование плиты. Далее ремонтируемый участок перекрывается полимерным покрытием. С точки зрения технологии этот способ достаточно прост, однако имеет ряд недостатков. Во-первых, это опять же ограничения по влажности бетона (задержка в работах и сдаче полов или необходимость использования специальных грунтовок, позволяющих работать по влажному бетонному основанию). Во-вторых, это относительно высокая цена материалов для ремонта. В-третьих, отремонтированный таким образом участок очень сильно визуально отличается от остальной площади полов с упрочненным слоем.

На основании требований предъявляемых заказчиками, а также благодаря большому опыту работы с бетонными полами в компании «Полипласт Новомосковск» была разработана специализированная добавка «Полипласт СТЭП» СТО 58042865-9-2021 для приготовления бетонных смесей, используемых для устройства бетонных полов с упрочненным верхним слоем (топпингом). Основой добавки являются современные, синтезируемые на площадках компании «Полипласт» эфиры поликарбоксилатов.

За короткое время этот продукт успел себя зарекомендовать как стабильное и надежное решение. Добавка «Полипласт СТЭП» позволяет добиться необходимых показателей подвижности бетонной смеси при ограничении водоцементного соотношения (во избежание увеличения усадки), транспортировать бетонную смесь длительное время без потери подвижности (для исключения добавления воды на объекте), добиваться требуемых прочностных характеристик. Также добавка способствует снижению расслаиваемости и водоотделения бетонной смеси, тем самым предотвращая образование трещин. Бетоны, изготовленные с применением добавки «Полипласт СТЭП», совместимы с любым видом топпингов.