Современные технологии упрочнения бетонных полов: топпинг и пропитки

Из всех материалов, используемых для обустройства полов, особенно в сфере промышленного строительства или при возведении зданий социально-культурного предназначения, именно бетон уверенно занимает лидирующие позиции.

Однако, в силу физико-химических особенностей материала, очень часто возникает почти парадоксальная ситуация – кажущиеся монолитными и образцово прочными бетонные полы нуждаются в дополнительном упрочнении.

Для чего требуется упрочнение бетона

Прежде всего, несколько слов о структуре бетона. Он представляет собой конгломератную смесь, так как состоит из нескольких совершенно разнородных материалов, отличающихся и химическим составом, и своими размерами. Создающаяся в процессе созревания кристаллическая решетка цементного камня пересечена твёрдыми нерастворимыми включениями наполнителя – песком или гравием.

Если рассмотреть срез созревшей бетонной поверхности в микроскоп, то видно, что она имеет выраженную пористую структуру – от микропор, содержащих гелевую субстанцию цемента, до макропор и капилляров, заполненных несвязанной водой или воздухом, а также имеющих свойство впитывать атмосферную влагу.

Таким образом, в, казалось бы, монолитном бетоне всегда присутствуют все три состояния вещества – твёрдое, газообразное и жидкое.

В результате эрозии поверхностных слоев бетонного покрытия оно начинает пылить, крошиться, растрескиваться, выветриваться, на нем могут появиться высолы, участки повышенной рыхлости, неровности и т.п.

Полностью изменить физико-химическую структуру бетона практически невозможно, но вот значительно повысить эксплуатационные характеристики покрытия – задача вполне выполнимая.

Для этого используется ряд технологий по упрочнению, обеспыливанию поверхности бетона, шлифовке бетонированных полов и их полировке. Все эти методики, как правило, тесно взаимосвязаны между собой, и, чаще всего, проводятся в комплексе. Однако, рассмотреть их лучше по отдельности, и в данной публикации внимание будет сфокусировано на вопросах упрочнения верхнего слоя бетона.

Где упрочнение бетонных полов находит самое широкое применение:

• Производственные цеха промышленных предприятий.
• Складские, логистические комплексы.
• Гаражи и стоянки техники.
• Помещения с повышенной влажностью или большой вероятностью воздействия химическими реагентами.
• Производственные помещения, где по технологии требуется полностью исключить контакт цементной пыли с сырьем или выпускаемой продукцией, например, на предприятиях пищевой промышленности.
• Объекты социально-культурной сферы, образования и здравоохранения, для которых характерен постоянный людской поток.

Какие плюсы привносит технология:

• Значительно повышается износостойкость покрытия, возрастает показатель его поверхностной прочности.
• Пол получает надёжную защиту от пылеобразования.
• Возрастает водонепроницаемость покрытия и его общая влагостойкость.
• Повышаются сроки эксплуатации.
• Снижается общая стоимость строительных работ – можно, без потери качества покрытия, использовать бетон более низкой марки.
• Улучшаются декоративные качества бетонного пола. Некоторые виды упрочнителей для бетона позволяют выполнять на полах мозаичные композиции.
• Уход за упрочненным бетонным основанием значительно проще.

Типы применяемых упрочнителей

В практике строительных работ по упрочнению бетонных покрытий применяются две основных технологии – нанесение на свежеуложенный пол сухих усиливающих составов (топпинга), или же пропитка бетонного пола специальными минеральными или органическими составами, укрепляющими структуру кристаллической решетки материала.

Топпинг

Технология топпинга во многом схожа с известным большинству методом «железнения», когда свежеуложенный бетон затирается сухим цементом.

Однако «железненный» слой не отличается особой прочностью, чего не скажешь о современных смесях-упрочнителях. В их состав, помимо высококачественного портландцемента, входят специальные химические добавки, улучшающие структуру поверхностного слоя бетона, и мелкофракционный наполнитель, который во многом определяет прочность и фактуру будущей поверхности пола.

• Кварцевые упрочнители относятся к категории самых распространенных и доступных по цене.

В качестве наполнителя в них используется мелкофракционный очищенный кварцевый песок, которому нередко придают особую декоративность введением специальных красящих пигментов.

Такой топпинг для бетонных полов имеет самое широкое распространение – он применяется повсеместно, где полы подвержены средней нагрузке.

Это могут быть производственные и складские помещения, торговые и культурные центры, образовательные и медицинские учреждения.

Применение кварцевого топпинга позволяет поднять прочность бетонного покрытия примерно в полтора раза. Кроме того, использование топпинга разных оттенков дает простор для дизайнерского творчества.

• Корундовые упрочнители имеют в своем компонентном составе корундовую крошку –минеральный материал, отличающийся высочайшей прочностью и стойкостью к абразивному истиранию.

Это – помещения с установленным тяжелым оборудованием или с интенсивным движением людей или транспортных средств – объекты социального назначения, складские комплексы, спортзалы и т.п.

Обладает корундовый топпинг для бетона и неплохими декоративными качествами – придает покрытию интересный матовый блеск.

• Самыми прочными считаются топпинги с металлизированным наполнителем.

Их применение повышает прочность бетонного покрытия вдвое, за счет содержания мелкой металлической стружки.

Сфера применения – промышленное строительство, там, где устанавливается особо массивное оборудование, планируется движение тяжелой техники или возможны другие серьезные механические и вибрационные нагрузки.

В жилищном или социальном строительстве применения они не находят.

Это, отчасти, по причине избыточности подобного упрочнения бетонной стяжки, а также по гигиеническим и эстетическим соображениям – металлизированное покрытие может при повышенной влажности покрываться следами продуктов коррозии.

Химическое упрочнение – пропитки для бетона

Эта технология использует иной принцип упрочнения поверхности бетона. Как уже отмечалось, структура кристаллической решетки материала крайне неоднородна, насыщена веществами, несвязанными или лишь частично связанными с ней.

Существует специальное название подобных пропиток для укрепления бетона – силеры. Их компонентный состав может быть достаточно разнообразным, иметь минеральное или органическое происхождение.

Проникая в поры, капилляры, микротрещины бетона они нейтрализуют химически активные соединения, образуя своеобразный гель, который, расширяясь и заполняя все пустоты, монолитизирует покрытие, предотвращает пыление, эрозию, повышает стойкость к абразивной истирающей нагрузке.

Кроме того, создаваемый слой придает бетонному покрытию отличные показатели водонепроницаемости.

Достоинств у подобной технологии немало. Это и относительная простота процесса упрочнения, и, главное – возможность проведения реставрации и поверхностного упрочнения старого бетона находящихся в эксплуатации, изношенных покрытий без их демонтажа.

Как проводят упрочнение бетонных покрытий

С использованием пропитывающих составов

При использовании химических упрочнителей технология не отличается сложностью – они наносятся на готовое бетонное основание и равномерно распределяются по его поверхности.

Для каждого из составов предусмотрены свои особенности применения и требуемое состояние зрелости бетона. Это может быть старое реставрируемое покрытие, или же свежеуложенное со сроками выдержки порядка двух недель.

Химически упрочнители проникают в толщу основания на глубину до 3-5 мм, вступая в реакцию с карбонатными и известковыми составляющими. Обычно через 30-40 минут происходит обильное гелеобразование, и пол дополнительно смачивают водой для улучшения впитывания. Затем, после максимального пропитывания основания, остатки упрочнителя удаляют с помощью воды, ветоши или ракли.

С применением сухих смесей – топпингов

Технология упрочнения с помощью сухих топпингов – значительно сложнее.

Прежде всего, она будет иметь смысл, если укладка бетонной стяжки проведена с полным соблюдением всех технологических требований и нюансов.

Так, ей должны предшествовать тщательная подготовка основания, продуманное армирование бетонной стяжки, уплотнение бетонной смеси, в том числе и с использованием глубинных вибраторов, ее разравнивание по требуемому уровню с помощью виброрейки.

При этом марка используемого бетона должна быть не ниже М-300.

Существуют и определенные требования к толщине заливаемой стяжки. Так, на старое бетонное основание укладывается слой не менее 70 мм, а если укладка производится на утрамбованную основу, то не менее 120 мм. При этом перепады уровня в различных местах помещения не должны превышать 30÷50 мм.

Сам процесс заключается в равномерном распределении сухого состава по поверхности залитого бетона и его тщательной затирке.

Качество упрочнения напрямую зависит от правильно выбранного момента начала работы. Свежеуложенному бетону требуется выдержка для первичного схватывания, так, чтобы отпечаток обуви работника не превышал в глубину 4-5 мм. Конкретный срок зависит от температуры и влажности в помещении, но обычно составляет от 3 до 7 часов.

Первоначально распределяют около ⅔ состава. Это делается или вручную, или с помощью специальных тележек. Как только смесь начнет впитывать влагу с поверхности стяжки, начинают ее тщательную затирку специальными машинами – «вертолетами», с установленными на них дисками или «плавающими» лопастями.

После окончания первой затирки безо всякого перерыва распределяют оставшуюся треть топпинга и, после пропитывания ее молочком, также производят затирку.

После схватывания поверхности до состояния, когда след ноги будет не глубже 1 мм, производят финишную затирку.

Затем упрочненную поверхность покрывают специальным водоудерживающим лаком или иным составом, предусмотренным конкретной технологией, и производят обязательную нарезку деформационных швов (не позднее 6-8 часов после окончательной затирки) с их последующим, после полного созревания поверхности, заполнением пластичным герметиком.

Расход топпинга зависит от требований, предъявляемых к бетонному полу:

• для помещений с легкой и средней нагрузкой будет достаточно 3÷5 кг/м²,
• для нагрузки среднего и высокого уровня – 5÷8 кг/м²,
• а для декоративных разновидностей топпинга расход составит порядка 7÷8 кг/м².

Расход металлосодержащих смесей может быть и выше – до 12 кг.

Подстерегающие ошибки

В работе следует избегать типичных ошибок, способных свести на нет общее упрочнение поверхности:

• Несоблюдение срока начала работ – это пытаются устранить дополнительным увлажнением бетонной поверхности, что приводит к дисбалансу в водоцементном соотношении и нарушению прочности.
• Применение, из соображений ложной экономии, топпинга несоответствующей категории, или значительное уменьшение его расхода на единицу площади.
• Использование упрочняющих составов на бетоне, в котором присутствуют присадки-пластификаторы, соляные растворы – нужного эффекта не будет.
• Нарушения технологии армирования стяжки.
• Отсутствие связи между соседними картами (участками заливки) в виде закладных соединений. В итоге нагрузка при эксплуатации распределяется неравномерно, покрытие начинает деформироваться.
• Пренебрежение компенсационными швами – процесс созревания бетона будет сопровождаться поверхностными деформациями и растрескиванием.

Стоимость материалов для упрочнения бетонных полов

Материальные вложения в упрочнение бетонного пола непременно оправдают себя длительными сроками безаварийной эксплуатации покрытия, минимальными затратами на уход за помещениями. Главное – правильное и полное следование всем технологическим рекомендациям производителя упрочнительных смесей и составов.