Podstawowym zadaniem posadzek przemysłowych jest posiadanie wysokiej odporności na duże obciążenia. Co rozumiemy przez wysoką odporność na obciążenia? Jakie obciążenia należy uwzględnić?
Odpowiedzi na te i inne pytania w treści artykułu.
Co oznacza termin: odporność posadzek przemysłowych?
Odporność posadzek przemysłowych to zdolność do bezproblemowego przenoszenia (wytrzymywania) zakładanych obciążeń, które są określane na etapie przygotowania realizacji prac w obiekcie przemysłowym. Mówimy tutaj o szerokim zakresie obciążeń statycznych, dynamicznych, chemicznych i termicznych.
Obciążenia statyczne
Obciążenia statyczne posadzek przemysłowych to najczęściej takie obciążenia, które wynikają z ustawienia regałów, zarówno niskiego jak i wysokiego składowania. To także całe pozostałe wyposażenie hal przemysłowych, czyli maszyny i urządzenia stacjonarne.
Obciążenia dynamiczne
Obciążenia dynamiczne posadzek przemysłowych to przede wszystkim obciążenia, które pochodzą od poruszających się pojazdów kołowych m.in. wózków widłowych i paletowych.
Obciążenia statyczno-dynamiczne
Do obciążeń statyczno-dynamicznych posadzek przemysłowych zalicza się obciążenia, które generują drgające, wibrujące, udarowe maszyny, przytwierdzone do powierzchni.
Prace przygotowawcze przed położeniem posadzek przemysłowych
Przed przystąpieniem do realizacji posadzek przemysłowych dla obiektów produkcyjnych, magazynowych czy parkingowych, konieczna jest analiza kluczowych zagadnień, wykonanie obliczeń i projektów.
Do etapu przygotowawczego zaliczamy wyróżnione poniżej analizy i prace.
1. Określenie rodzaju obciążeń, na które posadzki przemysłowe będą posiadać wysoką odporność. Czy to będą obciążenia statyczne, dynamiczne, a może mieszane (oba rodzaje obciążeń jednocześnie)?
2. Czy będą występowały zagrożenia, wynikające z czynników o charakterze chemicznym i/lub termicznym?
3. Sprecyzowanie wartości liczbowych spodziewanych obciążeń, wynikających np. z:
- wagi regału magazynowego, obciążenia punktowego na jedną stopę (nogę) regału,
- wagi maszyn i urządzeń stacjonarnych, oraz ich pola powierzchni – w podstawie stykającej się bezpośrednio z płytą posadzkową,
- wagi wózka widłowego, z maksymalnym jego obciążeniem oraz wagi innych pojazdów poruszających się w danym pomieszczeniu.
Znając odpowiedzi na powyższe pytania, możemy przejść do kolejnych etapów prac przygotowawczych, którymi są:
4. Dobór odpowiedniej podbudowy posadzek przemysłowych, czyli części podziemnej posadzek.
Jest to niezmiernie ważnym element całej konstrukcji posadzek przemysłowych. Będzie w równym stopniu, co same płyty posadzkowe naziemne, decydować o sukcesie całej inwestycji.
5. Zaprojektowanie części użytkowej, czyli samej płyty posadzek przemysłowych.
Dotyczy to Ich grubości, klasy, rodzaju betonu posadzkowego, zbrojenia posadzek, warstwy roboczej utwardzanej, poprzez wcieranie posypki utwardzającej w beton, zabezpieczenia powierzchniowego odpowiedniej klasy impregnatem.
Posadzki przemysłowe – odporność na ścieranie
Istotnym parametrem technicznym posadzki przemysłowej, być może najważniejszym – jest odporność na ścieranie.
Określenie parametru odporności na ścieranie polega na badaniu ścieralności wierzchniej, utwardzonej warstwy posadzki przemysłowej. Najpopularniejsze metody badania ścieralności to metoda BCA oraz metoda tarczy Bohmego.
Metoda badania ścieralności BCA
W metodzie BCA wykonujemy symulację obciążenia posadzki przemysłowej ruchem twardego koła po jej powierzchni. Mechanizm niszczący posadzkę jest zbliżony do realnego obciążenia eksploatacyjnego, występującego w większości obiektów przemysłowych.
Badanie BCA wykonuje się na podstawie normy PN-EN 13892-4:2004. Istotną cechą techniki BCA jest jej wykonanie, bezpośrednio na istniejącej posadzce przemysłowej, bez konieczności dokonywania odwiertów rdzeniowych lub wycinania próbek.
Poniżej zestawienie klas i odporności na ścieranie wg metody BCA.
Klasa odporności na ścieranie: AR0,5 Specjalna.
Warunku użytkowania: Ekstremalnie wysoka odporność na ścieranie, nacisk kół stalowych lub neoprenowych, odporność na zadrapania, ścieranie w wyniku przesuwania twardych przedmiotów.
Typowe zastosowania: Miejsca przeładunku, odlewnie, inne miejsca szczególnie narażone na uszkodzenia.
Limity dla testów wg BS 8204 (mm): 0,05.
Klasa odporności na ścieranie: AR1.
Warunku użytkowania: Bardzo wysoka odporność na ścieranie, ruch wózków na twardych kołach stalowych, neoprenowych. Miejsca narażone na występowanie materiałów ścierających.
Typowe zastosowania: Obiekty produkcyjne, magazyny, hale logistyczne.
Limity dla testów wg BS 8204 (mm): 0,1.
Klasa odporności na ścieranie: AR2.
Warunku użytkowania: Wysoka odporność na ścieranie, ruch kół neoprenowych.
Typowe zastosowania: Miejsca produkcyjne, magazyny, hale logistyczne.
Limity dla testów wg BS 8204 (mm): 0,2.
Klasa odporności na ścieranie: AR4.
Warunku użytkowania: Średnia odporność na ścieranie, ruch kół gumowych.
Typowe zastosowania: Mało obciążone obiekty produkcyjne, magazynowe, handlowe, rekreacyjne.
Limity dla testów wg BS 8204 (mm): 0,4.
Metoda badania ścieralności wg Bohmego
Metoda badania wg Bohmego, to badanie laboratoryjne na wykonanych lub pobranych próbkach.
Miarą ścieralności jest ubytek wysokości badanej próbki lub masy, w wyniku ścierania na Tarczy Boehmego, wg norm: EN 1338:2004, EN1339, EN 1340, EN 13892-3, EN 14157, DIN 52108. W metodzie Tarczy Bohmego odporność oznacza się symbolem A 1 do A 9.
Dla posadzek przemysłowych mocno obciążonych intensywnym ruchem kołowym, parametr ścieralności powinien wynosić dla BCA: Ar 0,5, a dla Bohmego: A 1,5.
Dla posadzek o umiarkowanym ruchu kołowym, parametry powinny wynosić Ar 1 oraz A 3.
Za parametr ścieralności posadzki przemysłowej, odpowiada wierzchnia utwardzana warstwa, czyli posypka utwardzająca. Musi być ona zatopiona w odpowiedniej klasie betonu. Klasa betonu dla posadzki przemysłowej to minimum C20/25 (B25) lub wyższa C25/30 (B30), C30/37.
Klasę betonu i rodzaj utwardzenia powierzchniowego ustala projektant, w zależności od przewidywanych obciążeń.
Posadzki przemysłowe – odporność na ściskanie
Za parametr odporności na ściskanie odpowiada: klasa i grubość betonu, rodzaj zbrojenie oraz klasa wytrzymałości posypki utwardzającej.
Grubość wylewanej posadzki również ustala się podczas projektowania, znając rozkład obciążeń, jakie będą występowały na danej powierzchni. Grubość płyty posadzkowej wynika także od zastosowanej klasy betonu, ilości i rodzaju przewidzianego zbrojenia oraz klasy utwardzenia posypką.
Trzy podstawowe parametry, czyli: (1) grubość betonu, (2) klasa betonu, (3) rodzaj oraz ilość zbrojenia – są ze sobą ściśle powiązane. Ustalić je może jedynie konstruktor, wykonując obliczenia obciążeniowe, które umieszcza w projekcie wykonawczym posadzki przemysłowej.
Grubość płyty posadzki przemysłowej można zmniejszyć, stosując wyższą klasę betonu i więcej zbrojenia rozproszonego. Dla standardowych rozwiązań posadzek przemysłowych DST, minimalna grubość płyty posadzkowej to 10 cm.
Na jakość posadzki przemysłowej i jej wytrzymałość duży wpływ będzie miało zbrojenie.
Jakie zbrojenie można stosować w betonowych posadzkach przemysłowych?
W betonowych posadzkach przemysłowych można stosować:
- zbrojenie w postaci pojedynczej lub podwójnej siatki,
- Zbrojenie rozproszone stalowe,
- Zbrojenie rozproszone polimerowe,
- Układy mieszane zbrojenia: siatka + rozproszone.
Posadzki przemysłowe – rodzaj zbrojenia.
Rodzaj zbrojenia ustala konstruktor, wykonując projekt posadzki przemysłowej. Rodzaj zbrojenia wynika z rodzaju obciążeń, jakim będzie poddawana posadzka oraz z jego rozmieszczenia.
Każdy z przedstawionych rodzajów zbrojenia posadzki ma swoje zalety i wady. W dzisiejszych czasach projektanci posadzek starają się odchodzić od zbrojeń tradycyjnych w postaci siatki, zastępując je wygodniejszym do wykonania zbrojeniem rozproszonym stalowym lub polimerowym.
Takie podejście projektantów posadzek przemysłowych ma również uzasadnienie ekonomiczne. Więcej informacji na temat zbrojeń można znaleźć tutaj: Zbrojenie betonu >>
Zaletą zbrojenia rozproszonego jest jego duża wytrzymałość, działanie zbrojące wielowymiarowe – nie tylko w jednej płaszczyźnie oraz niższy koszt materiałowy i wykonawczy, w porównaniu do zbrojenia tradycyjnego.
Najczęściej przyjmowaną przez projektantów posadzek normą wydajności zbrojenia rozproszonego stalowego jest 25 kg/m3 mieszanki betonowej, a zbrojenia rozproszonego polimerowego ok 2-3 kg/m3 betonu.
Przystępując do realizacji posadzki przemysłowej pamiętajmy, aby dobór zbrojenia pozostawić w gestii projektanta, który na podstawie wykonanych symulacji obciążeń, będzie wiedział jaki rodzaj i ilość należy użyć, aby posadzka pracowała bezawaryjnie przez wiele lat.
Rozwiewamy mity.
Mylenie zbrojenia konstrukcyjnego polimerowego ze brojeniem polipropylenowym
W swojej pracy technologa, spotykam się często z myleniem przez inwestorów zbrojenia konstrukcyjnego polimerowego ze zbrojeniem polipropylenowym. Jest to błąd który w 100% będzie skutkował spękaniem posadzki.
Zbrojenie polipropylenowe to jedynie lekkie zbrojenie anty-skurczowe a nie konstrukcyjne, przenoszące obciążenia. Jego stosowanie w ilości 0,9 kg/m3 betonu jest rozwiązaniem słusznym, ale jedynie w połączeniu ze zbrojeniem rozproszonym konstrukcyjnym stalowym lub polimerowym – nigdy jako jedyne lub zamiast konstrukcyjnego.
Kilka słów o utwardzaczach posadzkowych, czyli popularnych posypkach do betonu. Co one nam dają?
Posypki do betonu użyte do wykonania posadzki przemysłowej odpowiadają za:
- ścieralność wierzchniej warstwy posadzki przemysłowej,
- nasiąkliwość powierzchni: wodo i olejo-odporność
- pylenie posadzki,
- w pewnym umiarkowanym stopniu za wytrzymałość.
Posypki tzw. specjalistyczne, nadają posadzkom przemysłowym inne szczególne cechy i właściwości: tj: odporność na chlorki, sole, kwasy, zasady. Odpowiadają również za zdolność do pracy w warunkach zmiennego środowiska temperaturowego, czyli cykle wielokrotnego zamrażania i rozmrażania oraz cały szereg innych czynników fizycznych i chemicznych, mogących zagrażać posadzkom przemysłowym pracującym w specyficznych warunkach.
Więcej o posypce technicznej można przeczytać tutaj: Durobet techniczny >>
Główną rolą posypki do utwardzania betonu jest działanie polegające na utworzeniu zewnętrznej, trudnościeralnej warstwy, po której będzie odbywał się cały ruch kołowy. Istnieją różne gatunki i odmiany posypek utwardzających beton.
Dla posadzek średnio i mocno obciążonych powinniśmy wybierać te o najwyższych klasach odporności na ścieranie i wytrzymałości mechanicznej. Więcej informacji na temat bardzo mocnej posypki utwardzającej tutaj: Dur Top Extra D3 >>
Również tak, jak w przypadku klasy i grubości betonu, rodzaju zbrojenia – dobór odpowiedniego utwardzenia powierzchniowego powinniśmy pozostawić osobie wykonującej projekt posadzki przemysłowej. Ma ona wszystkie niezbędne informację dotyczące obciążeń i klas ekspozycji.
Co zawiera w sobie posypka do betonu?
Jej najważniejszym składnikiem są trudnościeralne kruszywa i wysokosprawne cementy portlandzkie.
Do najpopularniejszych kruszyw używanych do wytwarzania posypek utwardzających, należą różnego rodzaju odmiany kwarcu. Stosując tylko kruszywo kwarcowe, posypka może najwyżej osiągnąć klasę ścieralności A3. Wynika to z twardości kruszywa, mierzonej wg skali Mosha.
W celu uzyskania posypki do betonu o wyższej klasie ścieralności np. A 1,5, musimy do jej produkcji użyć innych minerałów, o wyższej twardości w skali Mosha. Do najpopularniejszych należą korund, elektrokorund, węglik krzemu i inne spieki ceramiczne.
Pozostałymi surowcami wchodzącymi w skład posypek do betonu są różnego rodzaju plastyfikatory, środki reologiczne i barwniki. Surowce te jedynie wpływają na cechy robocze posypek, a nie na ich ścieralność czy wytrzymałość.
Stosowane posypki do utwardzania posadzek przemysłowych powinny być kompatybilne z odmianą i klasą zastosowanego betonu konstrukcyjnego. Dlatego dobrą praktyką jest konsultowanie rodzaju stosowanej posypki z projektantem posadzki przemysłowej oraz z producentem danego utwardzenia powierzchniowego.
Ważne jest, aby uwzględnić wszystkie czynniki, dotyczące wykonywanej posadzki przemysłowej. Wszystkie uwagi należy przekazać konstruktorowi lub projektantowi. Uwagi będą miały wpływ na zastosowane rozwiązania technologiczne i spowodują, że wykonana posadzka będzie prawie niezniszczalna.
Treść merytoryczna: Krzysztof Okurowski, edycja treści: Rafał Kuziora.
Tagi: posadzki przemysłowe obciążenia, posadzki przemysłowe projektowanie.
