Властивості сучасних систем підлогових покриттів — практичний огляд.

Підлогові покриття. Експертна стаття

Підлогові покриття: чому саме вони і на що слід звертати увагу?

Підлога має протягом тривалого часу гарантовано витримувати навантаження, що виникають у процесі експлуатації, та відводити їх. Ці завдання в багатьох галузях традиційно виконують покриття у вигляді цементної стяжки або бетонної підлогової плитки. Проте існують деякі види впливу, що ставлять під сумнів довговічність таких матеріалів основи. Часто певну роль відіграє пористість матеріалу на основі цементу, оскільки внаслідок цього знижується міцність та стійкість до витирання, а також існує ризик проникнення текучих речовин. Залежно від типу речовини можливе пошкодження продуктів гідратації цементу, що негативно позначається на якості основи та прискорює руйнування.

 

При нанесенні покриття з метою покращення якості поверхні підлоги необхідно забезпечити надійну адгезію покриття до основи задля відведення механічних навантажень. Крім того, зазвичай до розшарування призводить напруження зсуву внаслідок «ефекту зміщення». Гарантовано запобігти виникненню недоліків такого типу дозволяє оптимальна підготовка основи. Мета підготовки основи будь-яким методом (шляхом фрезерування, шліфування чи безпилової дробоструминної обробки) полягає у формуванні поверхні, відкритої на глибину пор. Це дозволяє забезпечити оптимальне механічне зчеплення.

 

Крім того, слід у першу чергу дотримуватися рекомендацій виробника щодо умов виконання робіт. Вирішальними чинниками при цьому є мінімальна міцність, міцність поверхні на розтяг, порядок змішування, вміст вологи в основі й повітрі, а також робочий діапазон температур матеріалу, повітря та основи.

 

Особливі властивості систем

Зазвичай види навантажень, які система покриття підлоги має витримувати протягом тривалого часу, поділяють на механічні, хімічні й термічні. Своєю чергою механічні навантаження можна поділити на абразивні (наприклад, внаслідок пересування піддону по підлозі), тиск (товари, що зберігаються) та раптовий ударний вплив (наприклад, при падінні предметів). Оскільки діапазон можливих хімічних речовин надзвичайно широкий і може включати органічні та неорганічні кислоти, луги, розчинники тощо, при виборі типу підлогового покриття слід надзвичайно ретельно підходити до врахування можливих видів хімічного навантаження. Швидку і надійну допомогу в цьому пропонують виробники у формі паспортів безпеки матеріалів. При цьому слід обов’язково враховувати й інші чинники, такі як періодичність впливу та комбінації різних матеріалів. Унаслідок впливу високих температур продукти на основі реактивних смол можуть змінювати або навіть втрачати свої властивості. Залежно від точки склування різних систем діапазон тривалого термічного впливу становить від 65 до 110 °C. При цьому «суха» спека, наприклад внаслідок роботи печей, компенсується краще, ніж «волога» спека, характерна для впливу киплячої води в установках для чищення ємностей або при частому чищенні за допомогою пари.

 

Проте ці чинники не можна розглядати відокремлено, слід ураховувати також усі можливі комбінації, у тому числі й у разі зміни профілю використання в майбутньому. Необхідно заздалегідь з’ясувати пікові температури, швидкість зміни температур, періодичність і тривалість впливу, наявність хімікатів, що в нагрітому стані можуть діяти агресивніше, а також імовірність додаткових видів тиску. Вибір матеріалу покриття також залежить від того, чи має воно бути розраховане на потенційний одноразовий аварійний випадок, виконуючи при цьому функцію захисного шару, чи таке покриття має просто витримувати періодичне розбризкування речовин.

 

На відміну від шляхів загального користування, для промислових підлог або покриття доріг, розташованих на території підприємств, чи відкритих майданчиків характерна менша інтенсивність руху та нижча швидкість (< 30 км/год) і водночас вищі точкові навантаження внаслідок використання вилкових навантажувачів або систем стелажів. Тоді як бетонні покриття в закритих ангарах у більшості випадків не зазнають впливу зовнішніх температур, відкриті майданчики мають витримувати вплив коливань температур, а також засобів від обмерзання та для розморожування.

рис 2.jpg

Рис. 1: Типові види навантажень

 

Коефіцієнт механічного навантаження внаслідок витирання для покриттів на основі бетону і стяжки можна визначити і перевірити через опір стиранню. У Німеччині опір стиранню до цього визначався за стандартом DIN 52108 (абразивне стирання за методом Бьоме). У європейському стандарті щодо стяжки DIN EN 13813 на додачу до методу Бьоме (див. таблицю 1) використовуються також класи опору стиранню для двох інших методів — BCA (British Cement Association) та колісного навантаження.

 

Клас

A22

A15

A12

A9

A6

A3

A1,5

Ступінь стирання

[см³/50 см²]

22

15

12

9

6

3

1,5

Таблиця 1: Класи опору стиранню за стандартом DIN EN 13813 (метод Бьоме)

 

Окрім типових видів навантажень (див. рис. 1) існує також дуже велика кількість інших властивостей, які необхідно визначати безпосередньо на місці використання, виходячи з індивідуальних особливостей. На додачу до суто технічних вимог, таких як перекриття тріщин, дифузійних властивостей, опору ковзанню, здатності до відведення електричного струму та вогнетривкості дедалі важливішою стає роль цілого ряду інших чинників: поряд із дизайном та зовнішнім виглядом протягом останніх років значно зросла важливість екологічних характеристик продукції та здоров’я користувачів. Враховується, зокрема, відсутність шкоди з точки зору фізіології, придатність для дезактивації, екологічність виробництва або оцінка за регламентом REACh відповідно до нового європейського закону щодо обігу хімічних речовин. У майбутньому буде також зростати роль аспектів, що стосуються стійкого розвитку. Користувачі мають змогу підібрати індивідуальне рішення з цього широкого асортименту підлогових покриттів, хоча існує значна кількість взаємовиключних чинників, таких як високий опір ковзанню та оптимальна придатність для чищення.

 

Переваги промислових підлог на основі реактивних смол

Оскільки мінеральні системи часто вирізняються обмеженістю характеристик, зокрема — за рівнем стійкості до впливу хімічних речовин та опору стиранню, промислова підлога з покриттям на основі реактивних смол є чудовою альтернативою. Порівняно з мінеральними системами такі промислові підлоги пропонують численні переваги. На відміну від традиційних типів покриттів вони мають довший строк служби, можуть укладатися без швів і вирізняються стійкістю до ударів та подряпин. Повністю гладенька поверхня дозволяє без жодних проблем підтримувати необхідний рівень чистоти у разі підвищених гігієнічних вимог. Ці покриття значно стійкіші до впливу численних хімічних речовин, нечутливі до коливань температури, що характерні, наприклад, для підприємств харчопереробної промисловості, а також без проблем витримують високий тиск і завдяки підвищеній міцності вирізняються надзвичайно високою стійкістю до стирання. Для виготовлення таких промислових підлог використовуються рідкі полімерні матеріали на основі реактивних смол. Залежно від сфери використання вони можуть складатися з епоксидних чи поліуретанових смол або поліметилметакрилату (ПММА).

 

Рідкі полімерні матеріали на основі реактивних смол бувають 1-, 2- або багатокомпонентними. Нанесення таких покриттів здійснюється після базової підготовки основи з використанням різноманітних інструментів, таких як флісові валики або ракелі. Тоді як 1-компонентні продукти зазвичай вкриваються плівкою внаслідок контакту з повітрям, у випадку з 2-компонентними продуктами має місце хімічна реакція за участі базової смоли та отверджувача (або каталізатора), що відбувається всередині шару рідкої речовини. Унаслідок реакції, що триває протягом певного часу, рідка речовина твердне і забезпечує ідеальне ущільнення поверхонь та окремих елементів. Рідкі полімерні продукти на основі смол мають різноманітні основні властивості. Зазвичай прийнято вважати, що рідкий полімерний матеріал на основі ПММА реагує особливо швидко, епоксидні смоли вирізняються підвищеною швидкістю до механічного та хімічного впливу, а поліуретан часто забезпечує певний рівень еластичності.

 

З огляду на це рідкі полімерні матеріали на основі реактивних смол використовуються дуже широко. Вони дозволяють створювати різноманітні типи покриття — від декоративних і дизайнерських до промислових підлог із надзвичайно високим рівнем стійкості до зношення та впливу хімічних речовин, поверхня яких може бути як гладенькою, так і структурованою чи нековзкою.

 

Системи покриттів із високою швидкістю реакції

Протягом останніх років з’явились численні інноваційні розробки, такі як система з високою швидкістю реакції від компанії MC-Bauchemie на основі модифікованого поліуретану, що забезпечує можливість нанесення покриття у критичних умовах навколишнього середовища за температури від 2 до 35 °C та високої вологості. Звичайні підлогові покриття на основі поліуретану та епоксидних смол розраховані, як правило, на нанесення лише за температури від 8 до 30 °C, а зниження температури та підвищення вологості навколишнього середовища призводить до виникнення небажаних побічних ефектів, таких як погіршення зчеплення, утворення пухирів, кратерів і пор у поєднанні зі збільшенням часу твердіння. На противагу до цього підвищена вологість забезпечує прискорене твердіння нової системи з високою швидкістю реакції, а також підвищені характеристики зчеплення, стійкості до стирання і подряпин. Нанесення повноцінної промислової підлоги можливе протягом кількох годин, а вже через 48 годин такі покриття придатні для експлуатації з повним навантаженням. В основі системи з високою швидкістю реакції від компанії MC-Bauchemie лежить особлива технологія конструкційних матеріалів, запозичена зі сфери будівництва електростанцій та відповідним чином адаптована для створення покриттів, що використовуються всередині і ззовні будівель. Вона використовується у різних галузях індустрії, зокрема — у харчовій промисловості (наприклад, на фабриках-кухнях), а також у будівництві торгових приміщень чи житлових будинків — для обладнання балконів, критих галерей, терас і гаражів та багатьох інших видів майданчиків.

 

Опір ковзанню

До найважливіших якостей системи підлогового покриття належить опір ковзанню, оскільки травми внаслідок падіння та спотикання і сьогодні займають чільне місце у статистиці нещасних випадків на виробництві. Зростанню ризику ковзання сприяють у першу чергу гладенькі поверхні, наявність забруднень чи рідин, що утворюють ковзкий шар.

 

У випадку із системами покриттів на основі полімерних матеріалів опір ковзанню забезпечується шляхом нанесення на затверділий чорновий шар ще одного шару пігментованої смоли, після чого свіжу поверхню посипають надмірною кількістю піску. Пісок частково тоне у шарі смоли і на постійній основі зв’язується отверджувачем у процесі твердіння. Наступного дня зайвий пісок, що не був зв’язаний, прибирають із поверхні. Завдяки зв’язаному піску поверхня набуває певної шорсткості. На завершальному етапі наноситься шар пігментованого фінішного покриття, у результаті утворюється щільна кольорова поверхня, що залишається шорсткою завдяки посипанню піском. Ступінь шорсткості можна регулювати у значних межах шляхом вибору піску відповідної зернистості. Що більший розмір піщинок, то сильнішою буде шорсткість поверхні. Зазвичай використовують пісок із зернистістю від 0,2 до 0,7 мм.


рис 3.jpg


Рис. 2: Структура нековзкого підлогового покриття

 

Шорсткість основи, від якої врешті-решт залежить опір ковзанню, суперечить іншим важливим властивостям систем покриттів. Зокрема, зі зростанням шорсткості значно погіршується придатність поверхні до чищення, оскільки часточки бруду краще фіксуються і потребують значно більших трудозатрат під час прибирання вручну чи з використанням відповідної техніки. Крім того, знижується комфорт руху, оскільки при ходьбі контакт утворюється лише з вершинами піщинок. Також шорсткість негативно впливає на ряд інших якостей, таких як перекриття тріщин або дифузійні властивості. У таких випадках для пошуку раціонального компромісу часто необхідна професійна консультація. Певний рівень опору ковзанню можна також забезпечити шляхом розсипання незначної кількості декоративних полімерних пластівців або впресовування скляного бісеру у гладенькі поверхні.

 

Перевірка опору ковзанню проводиться на «похилій площині» згідно зі стандартом DIN 51130 «Перевірка підлогових покриттів; визначення захисту від ковзання». При цьому тестувальник проходить по вкритій зразком покриття, яке перевіряється, ділянці поверхні, кут нахилу якої збільшується доти, доки тестувальник не почне відчувати невпевненість під час ходьби або врешті-решт не посковзнеться з подальшим уловлюванням системою опор. Перед цим на поверхню покриття наноситься шар моторної оливи для підвищення ковзких якостей, крім того, використовується взуття з певним типом підошви. Згідно з нормою 181 Правил техніки безпеки й охорони праці «Підлогові покриття у робочих приміщеннях та робочих зонах із ризиком ковзання» (BGR 181, «Fußböden in Arbeitsräumen und Arbeitsbereichen mit Rutschgefahr») при середньому куті нахилу в щонайменше 6° підлоговому покриттю присвоюється оцінювальна група R 9 з можливістю ступінчастого підвищення до групи R 13 для кута нахилу понад 35°. При цьому група R 9 відповідає дуже низькому, а R 13 — дуже високому опору ковзанню. Додатково за умови високої шорсткості можна визначити простір витіснення, яким позначається сукупний об’єм простору між підошвою та поверхнею покриття. Цей простір може мати значення від V 4 (> 4 см3/дм2) до V 10 (> 10 см3/дм2) з поділом на відповідні проміжні рівні (див. таблицю 2).

 

Рівень

Кут нахилу

 

Простір витіснення

Мінімальний об’єм

R 9

від 6° до 10°

 

V 4

4 см3/дм2

R 10

> 10° до 19°

 

V 6

6 см3/дм2

R 11

> 19° до 27°

 

V 8

8 см3/дм2

R 12

> 27° до 35°

 

V 10

10 см3/дм2

R 13

> 35°

 

 

 

Таблиця 2: Оцінювальні групи інституту охорони праці BIA

 

Хоча цей метод перевірки досить широко використовується в Німеччині, він не позбавлений недоліків. В основі цього методу класифікації лежить використання оливи з метою підвищення ковзких якостей, тобто завжди розглядається найгірший сценарій, який неможливий наприклад у шкільних класах чи у роздрібних магазинах. Крім того, культура безпеки призвела до того, що для постійно сухих зон, на які в жодному разі не поширюються вимоги BGR 181, теж часто вимагається визначення класу опору ковзанню. Це часто призводить до прикладів використання, які можна описати як «стрілянина з гармати по горобцях». Врешті-решт, оцінювання в лабораторних умовах на похилій поверхні теж є до певної міри суб’єктивним.

 

Крім того, в усьому світі використовується широкий перелік інших методів перевірки, проте жоден із них досі не отримав загального визнання, що пов’язано з порівняно високими витратами та відсутністю кореляції між різними методами.

 

Здатність до відведення струму

Під час контакту матеріалів із поганою електропровідністю (ізоляторів) відбувається розділення заряду, що призводить до виникнення різниці потенціалів. Навіть незначне тертя може спричинити виникнення різниці потенціалів у декілька тисяч вольт. Значення заряду значною мірою залежить від вологості навколишнього повітря, причому що нижча вологість, то вищим буде розділення заряду. При різниці потенціалів прибл. у 3000 В людина в змозі відчути розряд. Таке трапляється, наприклад, коли при зніманні светра з синтетичного матеріалу волосся стає дибки або виникає відчуття неприємного пощипування при дотику до ручки дверей чи кузова автомобіля. До прикладів таких раптових розрядів належать також блискавки під час грози. У промисловій сфері такі явища трапляються внаслідок тертя, подрібнення чи перемелювання. Раптові розряди, що виникають при цьому, можуть спричиняти пошкодження мікроелектронних компонентів при значеннях напруги вже від 100 В, що значно нижче порогу сприйняття людини, тому такі явища здебільшого лишаються непоміченими. Водночас це часто призводить до пошкодження компонентів, які виявляють у ході контролю якості, або до прихованих пошкоджень, що стають очевидними лише при використанні напівпровідникового обладнання під навантаженням. У багатьох сферах, наприклад для електронного обладнання подушок безпеки, наслідки можуть бути вагомими. В електронній промисловості збитки від виходу обладнання з ладу внаслідок електростатичного розряду є просто гігантськими.

 

Але в інших галузях, де можливе утворення вибухонебезпечної атмосфери внаслідок виділення газів, випарів чи пилу, також слід уникати іскрових розрядів. Ця вимога закріплена у цілому ряді законодавчих актів (положення про безпеку на виробництві, технічні умови на горючі рідини). В обох випадках єдина можливість полягає у нанесенні замість покриттів, що зазвичай мають ізоляційні властивості (наприклад, бетон) систем підлогових покриттів із певними характеристиками відведення електричного струму, що ефективно запобігають накопиченню статичних зарядів. Зазвичай достатнім є опір витоку на землю, що становить 10^8 Ом, а при зберіганні вибухівки це значення має бути меншим за 10^6 Ом. У зонах, захищених від статичної електроенергії (electrostatic protected area, EPA), для захисту особливо чутливих мікроелектронних компонентів перевіряється опір у системі «людина — взуття — підлога», а максимальний заряд системи «людина — взуття — підлога» не має перевищувати 100 В.

 

З метою відведення струму в конструкцію систем підлогових покриттів зазвичай включають електропровідні волокна, які забезпечують відведення по вертикалі крізь верхній шар покриття. Під верхнім шаром розташовується тонкий шар ґрунтовки, що забезпечує провідність по горизонталі. Цей шар відводить струм на мідний стрічковий провідник, розташований у вигляді рівномірної сітки на чорновому шарі підлогового покриття, і далі через точку заземлення на контур заземлення будівлі.

 

Зовнішній вигляд і дизайн

Незвичайні підлогові покриття з привабливим виглядом покращують загальне враження від об’єкта нерухомості. Системи підлогових покриттів на основі реактивних смол пропонують надзвичайно широкі можливості для облаштування поверхонь. Надзвичайно простим методом є розсипання невеликої кількості декоративних кольорових пластівців (пластикових сніжинок), що доступні у різноманітних кольорах. Широко використовується ще один метод, що замість звичайного кварцового піску передбачає посипання суцільним шаром кольорового декоративного кварцового піску. Останній вкривається прозорим захисним покриттям, крізь яке можна бачити піщинки, що забезпечують кольорове структурування. У якості альтернативи можливе посипання суцільним шаром декоративних пластівців із подальшим нанесенням прозорого захисного покриття.

 

Промислова підлога для компанії KADI AG

У харчовій промисловості саме підлогові покриття зазнають значних навантажень, що можуть бути обумовлені як механічним впливом, так і дією агресивних хімічних речовин або значних коливань температури. Але оскільки у випадку компанії KADI всі три чинники об’єдналися, виникла потреба у використанні особливих рішень. Врешті-решт, у печі соняшникова олія нагрівається майже до 200 °C. На додачу до суто механічного і термічного навантаження на підлогу соняшникова олія вирізняється підвищеною агресивністю через вміст кислот, що призводять до гідролізу будівельних матеріалів на основі бетону. Крім того, внаслідок низької в’язкості розігріта олія активно проникає у пористу структуру матриці з цементного каменю.

 

Гібридне термостійке покриття з високою кислотостійкістю

З урахуванням зазначеного підприємство обрало підлогу MC-DUR 2500, що є гібридним поліуретан-цементним термостійким покриттям із високою кислотостійкістю від компанії MC. Згадане покриття добре збереглося ще з 2012 року на дослідній площі компанії KADI і широко використовується у харчовій та хімічній промисловості. За бажанням замовника промислову підлогу компанії MC було поставлено у жовтому кольорі, розробленому спеціально для компанії KADI, і в період із квітня по травень 2017 року обладнано на площі 1000 м² компанією Witschi AG (також із м. Лангенталь), що спеціалізується на нанесенні покриттів подібного типу.

 

Швидкий ремонт за допомогою MC-Floor Screed

Щоб не виходити за межі щільного графіку та не відкладати початок монтажу обладнання, компанія KADI обрала покриття MC-Floor Screed 25, яке особливо добре підходить для сильно навантажених промислових підлог. Покриття швидко твердне без усадки, завдяки чому вже приблизно через чотири години по підлозі можна ходити, а через два дні — накладати наступні шари. Через три дні досягається міцність на стиск 35 Н/мм², а через 28 днів — 70 Н/мм². Після задоволення цієї вимоги завдяки підтримці, яка надавалась компанією MC на об’єкті, та професійним вказівкам щодо використання технологій MC решта етапів робіт були виконані з бездоганністю, гідною швейцарського годинника. На підготовлену основу було нанесено покриття MC-DUR 2500, яке в подальшому посипали кварцовим піском, для забезпечення необхідного захисту від ковзання. Фінальний шар покриття було виконано з матеріалу MC-DUR 2500 VE. Результат — придатна для роботи з продуктами харчування промислова підлога з високими показниками термостійкості, стійкості до ударних навантажень та впливу хімічних речовин, що нечутлива до гарячого чищення під високим тиском із додаванням хімічних реагентів і забезпечує завдяки цьому дотримання підвищених гігієнічних вимог.

 

Висновок

У наші дні сучасні системи підлогових покриттів мають відповідати великій кількості різноманітних вимог, що на додачу до технічних охоплюють також візуально-естетичні аспекти та питання охорони здоров’я. При виборі матеріалів слід завжди враховувати реальні умови на конкретному об’єкті. Системи підлогових покриттів на основі реактивних смол є чудовою альтернативою до мінеральних систем, оскільки забезпечують можливість укладання без швів і вирізняються стійкістю до ударів та подряпин. Повністю гладенька поверхня дозволяє без жодних проблем підтримувати необхідний рівень чистоти у разі підвищених гігієнічних вимог. Такі покриття нечутливі до будь-яких коливань температури, витримують високий тиск і вплив хімічних речовин, а завдяки значній міцності забезпечують високу стійкість до стирання. Крім того, строк служби цих покриттів порівняно з традиційними є значно довшим.

 

Водночас головною умовою довготривалого успіху Ваших робіт з облаштування підлоги є ретельний підбір та ґрунтовні консультації, а також виконані на професійному рівні роботи з облаштування.