CC BY
37
УДК 69.059
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ОТДЕЛКИ ПОВЕРХНОСТИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОННЫХ ПОЛОВ
© В.Н. Секретная1, И.В. Шумаков2, Ю.В. Фурсов3
1,2Харьковский национальный университет строительства и архитектуры, 61002, Украина, г. Харьков, ул. Сумская, 40.
3Харьковский национальный университет городского хозяйства им. А.Н. Бекетова, 61002, Украина, г. Харьков, ул. Маршала Бажанова, 17.
Предложена технология отделки поверхности высокопрочных бетонных полов, способствующая повышению показателей ровности. Проведено сравнение традиционной и предлагаемой схем выполнения технологических операций по отделке поверхности бетонного пола. Предложены схемы выполнения технологических операций по разравниванию бетонной смеси гладилкой на длинной ручке, гладилкой для срезки неровностей и по затирке бетонной поверхности. Ил. 9. Табл. 1. Библиогр. 10 назв.
Ключевые слова: бетонный пол; технология отделки; разравнивание бетонной смеси; ровность пола; гладилка на длинной ручке; гладилка для срезки неровностей.
IMPROVING TECHNOLOGICAL OPERATIONS OF HIGH-STRENGTH CONCRETE FLOOR SLABS SURFACE FINISHING
V.N. Sekretnaya, I.V. Shumakov, Yu.V. Fursov
Kharkov National University of Civil Engineering and Architecture, 40 Sumskaya St., Kharkov, 61002, Ukraine.
Kharkov National University of Municipal Economy named after A.N. Beketov, 17 Marshal Bazhanov St., Kharkov, 61002, Ukraine.
The article introduces a technology of surface finishing of high-strength concrete floor slabs, which increases floor flatness. It compares traditional and developed process flow schemes of concrete slab finishing operations. It also proposes the process flow schemes of technological operations on concrete mix levelling with bull floats, with modified highway straightedges and the power floating of concrete surface. 9 figures. 1 table. 10 sources.
Key words: concrete floor slab; finishing technology; concrete mix levelling; floor flatness; bull floats; modified highway straightedges.
На сегодняшний день в строительстве особую актуальность приобрела проблема повышения долговечности современных высокопрочных бетонных полов. Одной из наиболее важных частей технологического процесса является отделка бетонной поверхности. Качество готовых покрытий высокопрочных полов является необходимым условием их долговечности. Ровность пола является одним из основных требований при его приемке. Особенно актуален вопрос ровности пола для складских зданий логистических центров, торговых залов крупных супермаркетов, а также других промышленных и гражданских объектов, где предусмотрено движение колесных погрузчиков. Для эффективной работы данной техники к ровности полов предъявляются жесткие требования. При устройстве бетонных полов на их ровность влияет качество
выполнения отделочных операций.
Цели и задачи. Предложить технологию отделки поверхности высокопрочных бетонных полов, способствующую повышению показателей ровности. Провести сравнение традиционной и предлагаемой схем выполнения технологических операций по отделке поверхности бетонного пола. Предложить схемы выполнения технологических операций по разравниванию бетонной смеси гладилкой на длинной ручке, гладилкой для срезки неровностей и по затирке бетонной поверхности.
Анализ технологий, применяемых при отделке поверхности высокопрочных полов на объектах промышленного и гражданского назначения, показал, что традиционно используется распространенная последовательность технологических операций (рис. 1).
1Секретная Виктория Николаевна, аспирант, тел.: (380) 667001653, e-mail: vsekretnaya@mail.ru Sekretnaya Victoria, Postgraduate, tel.: (380) 667001653, e-mail: vsekretnaya@mail.ru
2Шумаков Игорь Валентинович, кандидат технических наук, профессор, зав. кафедрой технологии строительного производства, тел.: (380) 979413328, e-mail: shumakov.hisi@gmail.com
Shumakov Igor, Candidate of technical sciences, Professor, Head of the Department of Construction Technology, tel.: (380) 979413328, e-mail: shumakov.hisi@gmail.com
3Фурсов Юрий Васильевич, кандидат технических наук, профессор, зав. кафедрой архитектуры зданий и сооружений, тел.: (380) 506340575, e-mail: uprmarx@kharkivoda.gov.ua
Fursov Yuri, Candidate of technical sciences, Professor, Head of the Department of Architecture of Buildings and Structures, tel.: (380) 506340575, e-mail: uprmarx@kharkivoda.gov.ua
Подача и распределение бетонной смеси
Выравнивание и уплотнение 1
Технологический перерыв
Механическая затирка поддонами
Механическое шлифование лопастями
Рис. 1. Традиционная последовательность выполнения технологических операций
при отделке бетонного пола
В результате исследований, направленных на совершенствование технологических процессов устройства бетонного пола с повышенной ровностью и прочностью [6], была предложена новая схема выполнения технологических операций, обеспечивающая получение необходимых упомянутых параметров (рис. 2).
Сравнительный анализ двух приведенных вариантов дал возможность определить основные организационно-технологические отличия традиционной и предлагаемой схем выполнения работ (таблица).
При организационно-технологической деталировке предлагаемой технологии необходимо учитывать следующие немаловажные особенности.
Рис. 2. Предлагаемая схема выполнения технологических операций по отделке бетонного пола
Сравнение традиционной и предлагаемой технологических схем выполнения работ
Наименование технологической операции Традиционная схема Предлагаемая схема
Распределение бетонной смеси после подачи Выбор инструмента не регламентируется Выполняется с помощью гладилок либо совковых лопат на короткой ручке
Выравнивание и уплотнение бетонной смеси виброрейкой Применяются глубинные вибраторы, виброрейки, ручной инструмент. Количество проходов не регламентировано Выполняется только с помощью виброрейки. Осуществляется минимум в два прохода
Разравнивание гладилкой Не применяется Используются широкие гладилки на ручке длиной 2,4-3 м
Разравнивание бетонной смеси гладилкой для срезки неровностей Не применяется Используются гладилки для срезки неровностей с шириной захвата 3 м
Технологический перерыв (ТП) Длительность ТП определяется визуально и по отпечатку следа, который может составлять 4-6 мм в глубину Длительность ТП определяется значением пластической прочности бетона (3,4 МПа), что соответствует началу схватывания бетонной смеси. Используется пенетрометр для определения пластической прочности бетона. Используется метод прогнозирования начала и конца схватывания бетонной смеси
Механическая затирка с прикрепленными поддонами (дисками) Применяются различные бетоно-делочные машины. Схема проходок бетоноотделоч-ных машин не регламентируется Применяются различные бетоноот-длочные машины. Каждая проходка выполняется перпендикулярно предыдущей и чередуется с разравниванием гладилкой для срезки неровностей
Разравнивание бетонной смеси гладилкой для срезки неровностей Не применяется Используются гладилки для срезки неровностей с шириной захвата 3 м
Механическое шлифование бетона лопастями Выполняется затирочной машиной со снятыми поддонами. Количество проходок и их направление не регламентируется. Контроль ровности готовой поверхности производится с помощью двухметровой рейки Выполняется затирочной машиной со снятыми поддонами. Каждая проходка выполняется перпендикулярно предыдущей. Выполняется попеременное выравнивания гладилкой для срезки неровностей с одновременным дополнительным шлифованием. Контроль ровности поверхности производится прибором для измерения волнистости и ровности бетонного пола
Распределение бетонной смеси после подачи производится с помощью гладилок либо совковых лопат на короткой ручке. Для распределения бетона неэффективно пользоваться лопатами с длинной ручкой и лопатами с закругленным лезвием, так как в первом случае прикладываемое усилие не соответствует требованиям работы с тяжелым бетоном, а во втором -закругленное лезвие не позволяет получить ровную бетонную поверхность.
Бетонирование захваток производится через одну, а ширина захваток принимается не более 6 м. Это обусловлено оптимальным использованием комплекта направляющих и размерами применяемых для этих операций оборудования, инструментов и приспособ-
лений [8].
Выравнивание поверхности бетонной смеси осуществляется по заранее установленному уровню, определяемому контурной опалубкой. Для выполнения данной операции используется виброрейка (рис. 3), которая помимо качественного уплотнения смеси на глубину 200 мм обеспечивает ее выравнивание и удаление излишков. В результате этого большая часть поверхности бетонной смеси выравнивается, но в некоторых местах остаются воронки, незаполненные бетонной смесью. В воронки укладывается дополнительная порция смеси и производится второй проход. Виброрейка должна перемещаться медленно, на одной скорости и без остановок [1; 8].
Разравнивание гладилкой (рис. 4) осуществляется с целью устранения выступов и заполнения пустот, оставленных после предыдущих операций. Применяются широкие гладилки на длинной ручке размером 2,4-3 м и гладилки для срезки неровностей.
Применение данного инструмента способствует увеличению показателя плоскостности бетонных полов до 50%. Широкие гладилки на длинной ручке или
гладилки для срезки неровностей прикладываются под углом 45° к оси укладки, захватывая шов с ранее уложенной полосой бетонной смеси. При выполнении данной операции устраняется большее количество дефектов и неровностей, чем при прикладывании гладилки перпендикулярно к оси укладки [8] (рис. 5).
а) б)
Рис. 4. Общий вид гладилок: а - на длинной ручке; б - для срезки неровностей
Рис. 5. Схема выполнения технологических операций по разравниванию бетонной смеси гладилкой на длинной ручке: 1 - выравнивание и уплотнение бетонной смеси; 2 - разравнивание гладилкой на длинной ручке
Повторное разравнивание бетонной смеси гладилкой для срезания неровностей выполняется сразу после разравнивания гладилкой на длинной ручке и до образования излишней влаги или цементного молочка на бетонной поверхности. Любые отделочные операции, выполняемые при наличии избыточной влаги либо цементного молочка, приведут впоследствии к образованию таких дефектов, как пыление и отслаивание. Плоскостность и ровность бетонного пола зависит от эффективного использования гладилки для срезки неровностей бетонной смеси после каждого этапа - укладки бетонной смеси, затирки и шлифования. Необходимо учитывать, что без повторного разравнивания данной гладилкой после каждого этапа отделки бетонного пола его поверхность будет становиться менее ровной. Гладилки могут повторно разравнивать пластичную бетонную смесь, поскольку они имеют эталонно ровную линию рабочей поверхности, которую можно сравнивать с профилем пола. Операции по повторному разравниванию гладилкой для срезки неровностей бетонной смеси наиболее эффективны, когда новый проход линейки перекрывает предыдущий примерно на 50% ее ширины [8].
Применение механических затирочных и шлифовальных машин способствует увеличению показателя волнистости бетонного пола. Показатель волнистости пола FF (Floor Flatness) вычисляется на основании обработки данных, полученных измерением отметок
точек с шагом 0,3 м. Представляя профиль пола в виде волн, показатель FF отражает не только абсолютную величину перепада высот профиля пола, но и его частоту; FF также дает различные значения характеристик ровности пола с одной или несколькими волнами такой же амплитуды. При использовании гладилок для срезки неровностей бетонной смеси снижается амплитуда волны и увеличивается длина волны, улучшается плоскостность поверхности, что приводит к получению пола с повышенной ровностью [6, 8] (рис. 6).
Гладилка используется в двух направлениях, перпендикулярных друг другу. При бетонировании пола длинными полосами гладилка прикладывается под углом 45° к оси полосы в направлении к концу полосы, а затем к началу полосы (рис. 7). Операции по срезке излишков бетонной смеси и заполнению пустот при выполнении вышеуказанных операций в разных направлениях позволят проходкам гладилки пересечься под прямым углом и создать ровную и гладкую поверхность.
Данный процесс можно также выполнить после механической затирки с целью увеличения показателя ровности полов. Разравнивание гладилкой на длинной ручке и гладилкой для срезки неровностей осуществляются одновременно на одной захватке [8].
Рис. 6. Процесс разравнивания гладилкой для срезки неровностей
Рис. 7. Последовательность технологических операций по разравниванию поверхности гладилкой для срезки неровностей: - разравнивание гладилкой для срезки неровностей к концу бетонирования захватки; 2 - разравнивание гладилкой для срезки неровностей к началу бетонирования захватки
Рис. 8. Процесс затирки двухроторными и однороторными затирочными машинами
Рис. 9. Схема выполнения технологических операций по затирке поверхности: 1 - механическая затирка вдоль захватки; 2 - механическая затирка поперек захватки
Длительность технологического перерыва определяется с помощью пенетрометра и метода прогнозирования твердения бетонной смеси [4]. Операции по механической затирке начинаются, когда бетонная смесь начала схватываться, и ее пластическая прочность достигла 3,4 МПа [4; 7; 10].
Механическая затирка выполняется с помощью затирочной машины с прикрепленными поддонами и обеспечивает грубую затирку бетонной поверхности (рис. 8). Каждый последующий проход затирочной машиной выполняется перпендикулярно предыдущему, что способствует уменьшению волнистости поверхности и увеличению ровности (рис. 9). Обработку бетона механической затиркой осуществляют в том же направлении, в котором он укладывался. Места, затираемые в первую очередь - это поверхности, прилегающие к маячным рейкам, контурным опалубкам, проемам, стенам и колоннам [8].
При использовании затирочной машины под ней образуются впадины по направлению движения между рабочими лопастями, а за пределами лопастей - выступы смеси [2; 5]. В связи с этим после первоначального прохода затирочной машины выполняется повторное разравнивание гладилкой для срезки неровностей. Процесс механической затирки может осуществляться одновременно с разравниванием гладилкой для срезки неровностей в пределах захватки.
Механическое шлифование бетона лопастями выполняется с помощью затирочной машины со снятыми поддонами и обеспечивает чистовое заглаживание бетонной поверхности. Механическое шлифование выполняется сразу после затирки и производится для
получения плотной, сглаженной и твердой поверхности. При первоначальном шлифовании лопасти располагаются под минимальным углом к бетонной поверхности. Каждый последующий проход затирочной машины при шлифовании выполняется перпендикулярно предыдущему. Гладкость поверхности увеличивается с помощью повторного выравнивания гладилкой для срезки неровностей с одновременным дополнительным шлифованием. Следующий этап шлифования производится меньшими по размеру лопастями или с постепенным увеличением их угла наклона для оказания большего давления на поверхность бетона. Каждый повторный процесс шлифования увеличивает уплотнение мелкого заполнителя и снижает водоце-ментное отношение вблизи поверхности плиты, где заглаживающие лопасти взаимодействуют с поверхностью и ускоряют процесс испарения из нее воды, что приводит к повышению плотности и износостойкости поверхности [8]. Механическая затирка с прикрепленными поддонами, разравнивание гладилкой для срезки неровностей и механическое шлифование бетона лопастями выполняются в течение «окна затирки» [4]. Данное понятие введено в международных требованиях к устройству бетонных полов. «Окно затирки» определяется как промежуток времени между началом и концом схватывания бетонной смеси. В стандарте [10] предусмотрена взаимосвязь с динамикой процесса гидратации. При пластической прочности 3,4 МПа происходит начальное схватывание бетона. С этого момента бетон уже нельзя подвергать уплотнению, поскольку вибрации будут приводить к необратимым повреждениям формирующейся структуры.
При пластической прочности в 27,6 МПа бетон достигает прочности на сжатие около 0,6 МПа и может выдерживать некоторые незначительные нагрузки. Этот момент времени является предельным для окончания процесса механической затирки [9]. В процессе работ также выполняется нарезка швов и, при необходимости, обработка кромок плиты пола.
С целью оперативного исправления дефектов замеры показателей качества работ производятся в течение суток после затирки каждой захватки пола [6]. Показатели ровности и волнистости замеряются предлагаемым прибором для измерения ровности и волнистости бетонного пола, с помощью которого проводятся измерения перепада высот пола между соседними точками в 300 мм. Данный прибор с помощью заданной программы вычисляет показатели волнистости и ровности бетонного пола [3]. Кроме того,
полученные прибором и зафиксированные в компьютере массивы данных по перепаду высот между соседними точками с шагом 300 мм, могут использоваться для создания 3й-модели и визуализации поверхности пола на компьютере с целью выявления дефектов пола и отработки технологии его устройства. С помощью предлагаемого прибора через заданные промежутки времени измеряют полные важные данные (ровность и волнистость бетонного пола) и рассчитывают инклинометрические показатели бетонного пола для использования согласно стандартам.
Благодаря применению вышеописанной технологии достигается высокий уровень качества покрытия бетонного пола по показателям ровности, прочности и износостойкости.
Статья поступила 20.12.2013 г.
1. Едличка С.Ю., Колобов А.А., Бычковский А.В. Технологическая карта устройства монолитных бетонных полов методом вакуумирования 7356ТК. М.: Изд-во ОАО «ПКТИпром-строй», 2006. 35 с.
2. Мамаев Л.А. Методология совершенствования теории взаимодействия рабочих органов бетоноотделочных машин с поверхностью обрабатываемых сред: дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.04. Братск: БГУ; СПбГАСУ, 2006. 455 с.
3. Пат. 82215. Украина, МПК (2013.01) G 01 C 9/00, G 01 C 7/00, G 01 B 11/30 (2006.01). Прилад для вимiрювання рiв-ност i хвилястост бетонноТ пщлоги / В.М.Секретна, 1.В. Шумаков, Д.В. Раивненко. Заявитель и патентообладатель Харьковский национальный университет строительства и архитектуры. № u 2013 01612. Заявл. 11.02.2013; опубл. 25.07.2013. Бюл. № 14.
4. Секретная В.Н. Оптимизация организационно-технологических решений устройства высокопрочных бетонных полов // Градостроительство и территориальное планирование: науч.-техн. сб. Киев: КНУБА, 2013. № 48. С. 390-
Библиографический список
398.
5. Серге А.К. Определение параметров затирочных машин с лопастными рабочими органами: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04. СПб.: СПбГАСУ, 2002. 203 с.
6. Шумаков И.В., Секретная В.Н. О некоторых методиках оценки качества работ при устройстве полов в складских зданиях // Новi технологи в будiвництвi. 2012. № 1-2 (23-24). С. 14-17.
7. Anton K. Shindler. Prediction of concrete setting. USA: Department of civil engineering. Auburn University. Alabama, 2005. 14 р.
8. Guide for concrete floor and slab construction ACI 302.1 R-04. USA: American concrete institute, 2004. 77 р.
9. Guide to curing concrete ACI 308R-01. USA: American concrete institute, 2001. 31 р.
10. Standard test method for time of setting of concrete mixtures by penetration resistance ASTM C 403. USA: American Society for Testing and Materials. Pennsylvania, 1999. 20 р.
УДК 628.337.54
К ВОПРОСУ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД
© Т.И. Халтурина1, О.В. Чурбакова2, А.Г. Бобрик3
Сибирский федеральный университет, 660041, Россия, г. Красноярск, пр. Свободный, 79.
Представлены результаты исследований по изучению процесса электрокоагуляции сточных вод, содержащих ионы хрома, и данные по составу и структуре образующегося осадка. Ил. 3. Табл. 1. Библиогр. 6 назв.
1Халтурина Тамара Ивановна, кандидат химических наук, профессор кафедры инженерных систем зданий и сооружений, тел.: 89029615551, e-mail: THal1965@yandex.ru
Khalturina Tamara, Candidate of Chemistry, Professor of the Department of Engineering Systems of Buildings and Structures, tel.: 89029615551, e-mail: THal1965@yandex.ru
2Чурбакова Ольга Викторовна, кандидат технических наук, доцент кафедры инженерной экологии и безопасности жизнедеятельности, тел.: 89022930157, e-mail: ochurbacova@mail.ru
Churbakova Olga, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Engineering Ecology and Life Safety, tel.: 89022930157, e-mail: ochurbacova@mail.ru
3Бобрик Анастасия Геннадьевна, ассистент кафедры инженерных систем зданий и сооружений, тел.: 89232719934, e-mail: j.a.r.o.k@mail.ru
Bobrik Anastasiya, Assistant Professor of the Department of Engineering Systems and Structures, tel.: 89232719934, e-mail: j.a.r.o.k@mail.ru
