X

Промышленные полы

Промышленные бетонные полы

Промышленные бетонные полы должны удовлетворять особым требованиям по гигиеничности, ровности, пылеотделению, антистатичности и искрообразованию, что требует устройства специальных защитных слоёв и применения современных материалов и технологий. Произведённые обследования эксплуатируемых объектов показали, что при всех предпринимаемых усилиях со стороны строителей и проектировщиков в процессе эксплуатации пола возникают различные дефекты.

Эта ситуация отражает недостаток необходимых знаний и опыта у значительного числа строителей и проектировщиков, несовершенство нормативной базы, а также показывает, насколько сложна и многогранна задача создания надёжных, долговечных и бездефектных полов. Итак, первое, что хотелось бы отметить, это отсутствие достаточной нормативной базы, соответствующей текущим высоким требованиям к качеству строительной продукции. Это зачастую приводит к вольной трактовке правил проектирования полов, с точки зрения как выбора модели работы грунтового основания, расчетного аппарата, так и типологии принимаемых конструктивных решений. Кратко можно констатировать, что достижение современных требований к эксплуатационным параметрам создаваемого пола невозможно при текущем состоянии нормативной базы. Но даже существующие, безусловно, важные нормативные требования нередко игнорируются.

ОСНОВНЫЕ ОШИБКИ ПРИ УСТРОЙСТВЕ ПОЛИМЕРНЫХ ПОЛОВ

Сделать качественное и долговечное покрытие — задача не такая простая, как кажется на первый взгляд. Казалось бы, что тут может быть сложного — взял ведро, кисть и помазал. Но не тут-то было. Без профессиональной обработки и подготовки поверхности покрытие никогда не будет долго держаться. Для того, чтоб результат превзошел ожидания, необходимо знать следующее.

Осмотр и оценка качества поверхности (всегда должны производиться на объекте опытным специалистом с использованием соответствующего оборудования).

Низкая прочность поверхности на сжатие — важный показатель, по которому оценивают пол, измеряется в МПа, для полимерных полов минимально допустимое значение составляет 20-25 МПа (марка бетона М200-М250). Поэтому, все низкомарочные основания, цементно-песчаные стяжки (ЦПС) и подобные им поверхности не подходят для нанесения на них полимерного покрытия. С чем это связано? Как правило, возникает сомнение, что полимерное покрытие не будет «лежать» на таком основании. Напротив, «лежать» оно будет, а вот защищать основание от механических воздействий оно будет до первой серьезной нагрузки. Это происходит из-за того, что каким бы прочным не было полимерное покрытие, но основную нагрузку на себя принимает основание, а если оно начинает крошиться, «бухтеть», то никакой полимерный состав этого не исправит.

Повышенная влажность основания, наличие/отсутствие гидроизоляции. Влага — один из самых главных врагов бетонного основания. Она же не допустима и при устройстве полимерного пола. Для большинства эпоксидных и полиуретановых покрытий допустимая остаточная влажность должна составлять не более 4%. Это правило следует соблюдать максимально строго, так как в противном случае рискуем получить отслоение полимерного материала от подложки.

Существует несколько причин, когда влажность бетонного основания может быть повышена — в новых бетонных полах, сроком менее 28 суток (на протяжении этого периода в бетоне остается влага, необходимая для правильного созревания и набора прочности бетона), в этом случае рекомендуется выдержать период созревания и после этого наносить полимерное покрытие; в бетонных основаниях, где поврежден или вовсе отсутствует гидроизоляционный слой. Самый неудачный вариант. Капиллярный подсос является препятствием для нанесения большинства как эпоксидных, так и полиуретановых покрытий. Тут два возможных варианта решения проблемы: либо укладка паропроницаемого покрытия (если остаточная влажность не превышает 20%), либо устройство гидроизоляционного слоя при заливке новой бетонной плиты. Опять же, решение должно приниматься подрядчиком с учетом пожеланий заказчика.

Недостаточная ровность основания — важное требование, особенно, когда речь идет об устройстве толстослойного наливного покрытия толщиной от 2 мм. Когда речь идет об окрасочном слое, тут все немного проще, краска полностью повторяет рельеф поверхности и служит лишь для защиты и герметизации бетонной поверхности. Если же необходимо сделать толстослойное покрытие, то тут перепады по высоте очень важны и чем они меньше, тем меньше будет расход материала, и тем ровнее будет готовый пол. Выравнивание и подготовка основания — важный этап при устройстве полов.

Ошибки при подготовке основания

  • Подготовка должна производиться подрядной бригадой перед нанесением полимерного покрытия и включает в себя следующие:
  • Выявление дефектов поверхности (трещины, сколы, выбоины, остатки старого покрытия);
  • «Залечивание» / шпатлевание, ремонт дефектов основания (как правило, путем расшивки трещин и заделки их ремонтным составом на основе грунтовки и кварцевого песка);
  • Шлифовка — позволяет «открыть» поры бетона перед нанесением грунтовочного состава, для повышения проникающей способности грунтовочных материалов;
  • Фрезерование/дробеструйная обработка — требуются для глубокого снятия старого покрытия, выравнивания небольших перепадов высот.
  • Устройство и нарезка швов, если таковые предусмотрены проектом;
  • Очистка поверхности от мусора, пыли, масляных пятен и т. п. загрязнений;
  • Грунтование поверхности — обязательный этап перед нанесением финишного слоя.
  • В противном случае, при некачественной подготовке поверхности вся работа может пойти насмарку, и таких примеров работ неопытных бригад, к сожалению, масса.

Ошибки при нанесении финишного слоя

Нанесение финишного слоя — важный и ответственный заключительный этап при устройстве полимерных полов. Независимо от выбранной системы, будь то тонкослойные системы, толстослойные или высоконаполненные нанесение финиша предполагает привлечение специалистов с опытом работы. Наиболее частыми ошибками при нанесении финиша является несоблюдение пропорций отвердителя и смолы (как следствие отсутствие схватывания материала); некачественный замес, который ведет к возникновению пигментных пятен на поверхности, неоднородности цвета; несоблюдение толщины слоя и образование ям и гребней на поверхности; часто возникает проблема с жизнеспособностью смеси (если вовремя не прокатать смесь на полу, то возможно образование пузырей и наплывов, которые уже не растекаются).
Чтобы избежать ошибок при устройстве полимерного пола, необходимо привлечь к работе с полимерными материалами проверенных специалистов, либо обратиться за квалифицированной помощью к команде профессионалов.

Перечень основных ошибок, не учитываемых по незнанию, на всех этапах проектирования и строительства.

Перечень типичных ошибок:

• ошибки в разработке логистической концепции;
• ошибки на стадии составления технического задания;
• ошибки технического обследования существующего основания;
• недостатки качества проектных решений;
• ошибки на стадии строительства;
• ошибки эксплуатации.

Рассмотрим подробнее данную информацию.

Ошибки в разработке логистической концепции.
•Ошибка учета всех влияющих факторов при проработке вариантов промышленного бетонного пола : типа стеллажного хранения, конструкции каркаса здания, типов применяемого подъемно-транспортного оборудования.
• Недооценка значимости исходных данных для долговечности конструкции (нагрузок, проработка геологии, типов планируемого стеллажного хранения и ПТО).

Ошибки составления технического задания при проектировании.
• Инвестор предоставляет недостоверные данные о величине нагрузок (отсутствие схем точек приложения и попытки обойтись данными о равномерно-распределенных нагрузках).
• Формальный подход при проведении обследования подстилающих грунтов, существующего основания (отсутствие достоверных данных по перечню безусловно необходимых расчетных величин).
• Не учитывается перспективная возможность возрастания в процессе эксплуатации и возрастания величины абразивных воздействий при смене типа ПТО, а также подъема уровня грунтовых вод .
• Не учитываются воздействия в период эксплуатации промышленного бетонного пола: химические, абразивные, вибрационные, ударные, температурные (в том числе знакопеременные).
• На момент устройства промышленного бетонного пола с упрочненным верхним слоем не учитываются влажностные протекание усадочных процессов, а также температурно-влажностные условия конкретной строительной площадки.

Ошибки обследования основания.
• Ошибка поверхностных изысканий грунта вместо проведения полной изыскательной работы (определение физико-механических характеристик грунта и степени плотности его слоёв методами режущего кольца и зондирования, с учетом компрессионной работы подстилающего грунта — одноосное сжатие).
• Неправильное определение вод насыщенности основания (ухудшение несущих свойств некоторых грунтов с её ростом).
• Формальный подход к определению прочностных характеристик существующих грунтового и бетонного оснований при реконструкции существующего промышленного бетонного пола (устройство новых бетонных слоев).

Недостатки существующей нормативной базы.
• В связи с резким возрастанием фактических производственных технологических нагрузок на
промышленные полы:
− пришли в несоответствие с реальностью применяемые в расчете полов нормативные коэффициенты условий работы, обоснованные расчётом вероятностными методами,
− отмечена научным сообществом возникшая необходимость армирования полов (ранее не предусматривавшегося строительными нормами), изменения в нормативную базу до сих пор не внесены.

• Нормативные указания по расчету полов не содержат следующие важные решения (проблемы решены только для фундаментных плит и жестких покрытий дорог и аэродромов):
− по правилам применения армирующих прослоек грунтового основания;
− по особенностям строительства на слабых, просадочных и насыпных грунтах;
− по учёту консолидации грунтов нагруженного основания;
− по расчету грунтов по 2-му предельному состоянию — расчет по сдвигу и по начальной критической нагрузке (в том числе для случаев неполного контакта с основанием и при расчете на действие ПТО с учетом ядра жесткости);
− по учету жесткости плиты пола и характера нагрузки (размера следа) при назначении коэффициента постели.

• Отсутствуют указания по допустимой ширине раскрытия трещин с учётом наличия упругого основания.
Нормативная ширина раскрытия трещин в полу от статической нагрузки, равная 0,3мм, приводит к чрезмерному запасу по прочности (около 20%), что является нерациональным при выработке решений с критерием экономичности. Допускаемая при кратковременной динамической нагрузке ширина раскрытия трещин, равная 0,4мм, обеспечивает достаточный запас прочности также и в случаях временной нагрузки, обеспечивает необходимые условия анкеровки арматуры и — в случае нормальной влажности окружающей среды (типичная ситуация в складских зданиях) – требуемую эксплуатационную надежность.

• Отсутствуют методики расчета напряжений в плите пола в краевых зонах (у краев и углов, как при наличии армирования швов, так и без него).

Финансовые ошибки на стадии проектирования.
• Не проводится анализ вариантов армирования для снижения стоимости и сроков работ, ускорения сроков ввода объекта и достижения желаемой эксплуатационной надежности полов (программный анализ возможных конструкций – армобетонной, железобетонной, сталефибробетонной, одно- и многослойной, с совмещенными и несовмещенными швами, с применением бетонной подготовки и без нее, с учетом дополнительных конструкционных слоев основания и без них и т.п.),
• Вопреки требованиям нормативов не применяется сравнительный экономический анализ вариантов с учетом стоимости, продолжительности строительства, возможности применения местных или более экономичных материалов.
• Не применяются сложные методы инженерного расчета конструкции для исключения неоправданного запаса прочности (при проектировании не используется принцип разумной достаточности для минимизации стоимости пола),
• Используются ненадежные в эксплуатации проектные и технические решения или конструкции пола с необоснованным излишним запасом прочности — низкое качество проектирования (фактически это прямые финансовые потери заказчика). Ошибки проектирования приводят к значительно большим финансовым потерям, чем экономический выигрыш от торга с исполнителями работ в процессе проведения тендера о стоимости куба бетона, тонны арматуры, работы за квадратный метр. Качественное проектирование дает заказчику возможность при проведении тендера сосредоточить свои усилия на главном – на поиске дееспособного исполнителя работ, гарантированно обеспечивающего качество, что исключит значительную долю последующих совокупных финансовых затрат – на текущие ремонты полов в течение всего планируемого периода эксплуатации.

Ошибки на стадии проектирования
• Неверный выбор модели работы грунтового основания
— игнорирование одноконстантной модели Винклера: − максимально соответствующей характеру работы системы «грунтовое основание – плита пола» (в упругой стадии) и использующей в качестве расчетной характеристики при вычислении жесткости основания модуль упругости (вместо применяемого при расчете фундаментов модуля деформации и применяемого при расчете жестких покрытий аэродромов и дорог динамического модуля упругости);
− учитывающей наличие реакции основания;
− предусматривающей изменения характера взаимной работы системы «грунт – плита» во времени;
− предусматривающей произвольное, наиболее неблагоприятное сочетание нагрузок.
• Необоснованные попытки применять при расчете полов методы, предназначенные для фундаментов и жестких покрытий дорог и аэродромов, несмотря на принципиальные различия расчетных схем взаимодействия оснований и бетонных конструкций, без учета различия достигаемых грунтовым основанием деформативных стадий.
• Встречающееся в отдельных случаях выполнение инженерных расчетов конструкции пола, использующих показатели по прочности бетона на растяжение при изгибе. Данный метод предусматривает устройство полов с применением бетона со специально подобранным составом смеси, который изготавливается далеко не каждым бетонным заводом, что создает проблемы его поставки при строительстве.
• Необоснованное использование для расчета полов компьютерных автоматизированных комплексов, разработанных для проектирования фундаментов, и не соответствующих реальной схеме работы пола (гибкая бесконечная плита, лежащая на упругом основании). Такие программные продукты не содержат в расчетном алгоритме существенных для проектирования полов исходных данных.

При расчете полов из сталефибробетона использование показателя по прочности бетона на растяжение при изгибе не предусмотрено действующими нормативами.
• Неиспользование резерва набранной в период после 28 дней прочности бетона при планировании проектного нагружения конструкции в значительно более поздние сроки (минимум через 2-3 месяца после завершения бетонных работ).
• Применение в проектах устаревших типовых решений по конструкции пола, не соответствующих сегодняшним знаниям и технологическим возможностям, – многослойных (2-3 слоя) бетонных слоёв с весьма тонким рабочим слоем (40-50мм), отслаивающихся друг от друга, создающих в процессе эксплуатации массу дефектов. Современное рациональное решение – однослойная плита с поверхностью «чистый пол», выполняемая в один прием, иногда с применением бетонной подготовки по технологическим причинам.
• Недостаточное обоснование выбора типа конструкции пола (бетон, фибробетон, железобетон, с комбинированным армированием, двухслойная бетонная конструкция). Отсутствие всестороннего анализа вариантов в угоду одному из факторов (стоимости, уровню подготовки проектировщика, пожеланию чрезмерной надежности и т.п.) приводит к неэкономичности выбранного решения или несоответствию условиям эксплуатации, как пример:
− завышение толщины слоя бетонной подготовки (для обеспечения движения техники в период строительства здания и монтажа оборудования) в двухслойной бетонной конструкции в ущерб снижению эксплуатационной надежности рабочего финишного бетонного слоя (в случае назначения его толщины менее 120мм), вызванное сложностями проектирования многослойных жестких конструкций;
− при армировании стальной фиброй отказ от дополнительного армирования стержневой арматурой (комбинированное армирование) отдельных мест с концентрацией напряжений для повышения надежности и долговечности.
• Отсутствие в проекте решений и расчетов по типу, конструкции и месту расположения швов пола, по дополнительному армированию угловых, краевых и расположенных у колонн участков и т.п., по методике стержневого армирования (необходимость и расположение линий разреза верхней и нижней рабочей арматуры) и прочей детализации.
• Отсутствие расчета на морозное пучение и устройства морозозащитных слоев при планировании временного содержания построенного теплого здания в зимний период без отопления.
• Ошибки при назначении соответствующего эксплуатационным требованиям материала финишного покрытия, в том числе, при выборе типа упрочнителя поверхности, вызванные отсутствием сравнительных данных, на основе единой методики тестирования износостойкости;
• Отсутствие в проекте решений по минимизации затрат на устройство соответствующего нагрузкам искусственного грунтового основания и рекомендаций по методам достижения требуемой степени его уплотнения;
• Выполнение инженерного расчета конструкции плиты пола по показателям условной равномерно-распределенной нагрузки вместо расчета по данным о сосредоточенных нагрузках и их взаимном влиянии (по причине отсутствия на момент проектирования пола данных о типе стеллажного и прочего опирающегося на пол оборудования, а также о типе планируемого к применению ПТО).

Ошибки на стадии строительства промышленных бетонных полов с упрочненным верхним слоем.
• Некачественная подготовка основания (по ровности, качеству применяемых материалов и достигнутой степени уплотнения).
• Недостаточное уплотнение грунтов в пазухах; недостаточное уплотнение слоев искусственного основания (грунт, песок, щебень).
• Непонимание того, что многослойное искусственное грунтовое основание большой толщины не может доуплотнится, и что важно исключить естественное разуплотнение подготовленного основания (начало укладки бетона через длительный срок после вскрытия материковых плотных пластов, промораживание увлажненного основания и проч.).
• Допущение промерзания основания под полом, рассчитанным на эксплуатацию в отапливаемом помещении (случаи отказа от поддержания положительных температур в построенном отапливаемом здании).
• Несоблюдение проектных параметров по качеству армирования, толщине защитных слоев, толщине и классу бетона.
• Отсутствие понимания роли выбираемой технологии устройства полов в достижении требуемой для работы ПТО ровности (допусков, определённых отраслевыми мировыми стандартами: Великобритании — TR 34 (классы SF, 1, 2, FM1 и FM2+); Германии — DIN 15185 (табл.1,2); США — F-min). Предпочтительным методом строительства высокоровного пола в узкопроездных складах высотного стеллажного хранения, безусловно, является полосовое бетонирование с ручным разравниванием поверхности. Ровность, обеспечиваемая выбранной технологией, должна соответствовать характеру технологических операций, подлежащих выполнению на обустраиваемых площадях (производство, комплектация, временное хранение, высотное хранение, узкопроходный проезд и т.п.).
• Учитывая возможность получения бетона с фактически заниженными значениями прочности, рекомендуется использовать (заказывать) бетон с показателем прочности выше на один класс по сравнению с расчётным.
• Поставка бетонным узлом бетона, не соответствующего заявленному (увеличенные показатели по воздухововлечению, с пластифицирующими добавками, сохраняющими подвижность при уменьшении расхода цемента).
• Игнорирование особенностей процесса схватывания и начального набора прочности бетона при устройстве полов.
• Применение бетона, не соответствующего по показателям подвижности.
• Нарушение регламентированных сроков нарезки швов и их параметров.
• Технологические нарушения при укладке, обработке бетона и уходе за ним в период твердения.
• Незапланированные перерывы в процессе бетонирования, увеличивающие количество технологических швов.

Финансовые ошибки на стадии строительства (вопросы тендерной
политики).

• Применение технологий укладки бетона, не соответствующих требованиям ровности, что приводит к дальнейшему доравниванию поверхности дорогостоящими полимерными составами.
• Отказ от предоставления всего производственного цикла «в одни руки» для предотвращения ошибочных промежуточных технических решений, удорожающих строительство и эксплуатационные затраты за счет вынужденного увеличения несущей способности силовой плиты по причине недостаточного уплотнения грунтового основания (в том числе под черновым бетонным слоем); выравнивания неправильных высотных отметок существующего чернового бетонного основания, выполненного неквалифицированной организацией; увеличения суммарной толщины бетонного пола при некорректном проекте (эксплуатационно ненадежные толщины чистовых бетонных стяжек — менее 120 мм).

Ошибки на стадии эксплуатации.
• Нарушение установленных режимов уборки пола.
• Нарушение проектного температурно-влажностного режима эксплуатации.
• Частичный демонтаж пола, приводящий к появлению усадочных трещин от углов и изменению расчётной схемы плиты вблизи этих участков.
• Превышение фактических статических и динамических нагрузок над проектными.
• Применение не предусмотренного техническим заданием на проектирование ПТО с большим значением удельного колёсного давления.
• Не предусмотренное проектом краевое нагружение пола вблизи краев и углов карт, разуплотнение грунта вблизи краев бетонной плиты.

Залогом бездефектного строительства промышленных полов является разработка проектов самого высокого качества, учет при производстве работ условий стройплощадки и применение материалов, соответствующих требованиям к промышленным бетонным полам.

^