Промышленные полы: про плиты и швы

В последние годы, в связи с активным развитием торговых сетей и увеличением товарооборота, возникла острая необходимость в строительстве логистических комплексов класса А, способных обрабатывать большие объемы грузопотоков. Одной из конструктивных особенностей данных комплексов являются высокоточные бетонные полы.

Тема ровности полов затрагивается во многих публикациях, как в специализированных, так и в отраслевых изданиях, что указывает на ее актуальность. К вопросу же трещинообразования в этих полах обращаются нечасто, хотя решение данной проблемы в значительной степени влияет на эксплуатационные показатели пола.

 

Заказчики, архитекторы, инженеры-проектировщики, руководители строительных работ считают, что бетонные полы являются хорошими или определенно приемлемыми только в случае отсутствия в них каких-либо трещин.

 

Концепция пола полностью без трещин подобна концепции абсолютно плоского пола – невероятно дорогого в изготовлении и почти всегда необязательного. Действительность заключается в том, что на определенном уровне измерений все бетонные полы имеют трещины.

 

Предупредить же появление трещин возможно, но делать это нужно на стадии формирования проекта, когда к работе должны быть подключены все участники проекта.

 

Архитекторы и инженеры могут делать заявления о том, что они способны спроектировать адекватный проект  на основе предоставленной им информации. И это вполне может быть правдой. Однако даже при условии строгого соблюдения проекта они не смогут дать гарантию абсолютной целостности плиты. В действительности, в случае ускоренного комплексного строительства инженер просто не обладает всей информацией, необходимой для того, чтобы гарантировать что-либо. Часто инженеры сами предупреждают заказчика о том, что с учетом предложенного проекта и ожидаемых внешних условий на объекте возможно появление некоторых трещин.

 

Важным фактором влияния на качество бетонной плиты и трещинообразование является подготовка грунтового основания. Идеальным основанием считается основание с плотной утрамбовкой и не имеющим никаких гидрологических дефектов (таких как приток воды или смыв почвы, вызывающие провалы или наплывы). При таком идеальном основании бетонная плита служила бы в основном как поверхность износа, защищающая устойчивое основание от образования борозд и пыли. В действительности же промышленные полы должны обладать прочной структурой для того, чтобы компенсировать неизбежно возникающие дефекты в основании.

 

Так как многие структурные трещины вызваны состоянием основания под плитой, трещины на поверхности плиты вероятнее всего пройдут сквозь всю толщину плиты. Если трещина вызвана пучением или поднятием грунта основания, то на поверхности плиты она будет шире, чем с нижней стороны, а трещины, вызываемые просадкой грунта, будут шире именно с нижней стороны плиты. Постоянная или регулярная нагрузка на плиту вероятнее всего повлечет дальнейшее ухудшение состояния плиты.

 

Также важно понимать и то, что бетон имеет собственные характеристики, на которые можно влиять путем изменения некоторых характеристик состава бетонной смеси, включая контроль температуры бетона, использование более грубого цемента и максимально допустимых фракций наполнителя, который должен быть очищенным и хорошо просеянным, а также определение оптимального водоцементного соотношения.

 

Процесс трещинообразования можно уменьшить различными путями. Один из таких путей – уменьшения усадки бетона. Так как нормальный бетон может расширяться только на 0,002 дюйма на фут, а обычная усадка 0,006 дюйма на фут (±25%), то усадка становится почти неизбежной.

 

Усадка происходит по мере того, как изменяется объем бетона при его твердении, поэтому наиболее напрашивающимся решением является уменьшение количества воды — тем самым уменьшается степень высыхания бетона. Необходимо приложить все возможные усилия по уменьшению количества воды в смеси, одновременно поддерживая характеристики удобоукладываемости и удобозатираемости на необходимом уровне, без чрезмерного использования суперпластификаторов. Наиболее эффективный контроль за трещинообразовнияем достигается скорей при спецификации водоцементного соотношения и максимально допустимого содержания воды, чем осадки конуса бетонной смеси. Чем меньше воды в бетонной смеси, тем быстрее вода испарится, при других равных условиях бетонная смесь с большим количеством воды даст большую усадку и, следовательно, большее количество трещин.

 

Важное значение имеет уменьшение напряжения в поверхности бетонной плиты, которое создается при более быстром высыхании бетона в поверхностном слое, чем у основания, с большей степенью усадки. Эта разница создает напряжение, достаточное для вызывания выгибания (керлинг) краев и образования трещин в поверхности плиты. Протекание процесса твердения плиты надлежащим образом позволяет бетону у поверхности и у основания твердеть с более равномерной скоростью, и тем самым позволяет уменьшить трещинообразование.

 

Армирование плиты служит для уменьшения усадки и для того, чтобы распределить области образования трещин более равномерно. В результате образуются более мелкие, но в большем числе трещины, чем, если бы плита не была армирована.

 

Нельзя ожидать, что армирование будет и сможет предотвращать образование трещин в типичной плите на отсыпке. Оно предназначено для контроля трещинообразования, вызванного усадкой и температурными эффектами. Не вызывает никакого сомнения то соображение, что плотное армирование может удержать трещину от раскрытия на ширину, при которой трещина будет помехой для нормальной эксплуатации плиты, или иметь неприглядный вид.

 

Пропилка плиты необходима, чтобы создать ослабленные плоскости, уменьшить напряжения в плите и обеспечить образование так называемых “проектируемых трещин”. Пропилка усадочного шва производится на глубину 1/3 или 1/4 толщины плиты. Чем больше расстояние между пропилами, тем больше вероятность того, что между ними произойдет незапланированное образование трещин. Пропиленные швы открываются на ширину, определяемую степенью компенсации напряжений в бетоне и способностью компенсировать их в плоскости вдоль пропила.

 

Важным является вопрос о необходимости заполнения усадочных швов для защиты прямых краев плиты и того, что можно ожидать в случае ранней или поздней их заделки. Для этого рекомендуется хороший и проверенный полужесткий герметик-заполнитель для швов или шовный шнур из эластичного ПВХ (Deflex/Besaplast). Заполнение шва шовным шнуром из эластичного ПВХ можно производить не дожидаясь момента, когда остаточная влажность бетонной плиты будет менее 4% масс. Еще одним положительным моментом в использовании шовного шнура является возможность заполнения шва при отрицательных температурах.

 

Одна из наиболее ответственных зон – зона, примыкающая к эстакаде (погрузочно-разгрузочные площадки), и по большому счету любая иная зона, где происходит соединение пола с элементами здания. Важно, чтобы плита не была жестко связана с другими конструкционными элементами здания. На образование трещин влияет не сама усадка, а ее сдерживание. Конструктивно все примыкания оформляются изоляционными швами, зоны же примыкания конструкций плиты пола, на которые действуют нагрузки от движения транспорта, оформляются специальными металлическими конструкциями производства германского концерна Deflex/Besaplast.

 

Изменения расположения стеллажей и оборудования уже после того, как завершен проект пола и определено расположение швов, могут привести к ситуации, когда образование трещин просто неизбежно. Окончательное расположение стеллажей имеет большое значение до окончания и в процессе принятия подробного плана плиты. Необходимо учитывать расстояние от подпятника стеллажа до шва в плите: слишком близкое размещение может стать причиной неконтролируемого трещинообразования. Ранняя установка стеллажей может также создать напряжение, достаточное для образования трещин.

 

Все вышеперечисленные факторы оказывают огромное влияние на процесс трещинообразования и должны учитываться еще на стадии проекта.

 

Хорошо проработанный проект и умение квалифицированного подрядчика в состоянии значительно сократить образование трещин без необходимости усложнения бетонной смеси и техники укладки, особенно тогда, когда ограничение трещинообразования имеет большое значение.