Наливные полимерные полы. Классификация

В статье рассмотрены основные классификации полимерных напольных покрытий, даны рекомендации, сделаны выводы

Наливные полимерные покрытия – перспективная и динамично развивающаяся технология обустройства пола. Наиболее распространены следующие варианты классификации...

1) по химической природе полимерного компонента (эпоксидные, полиуретановые, метилметакрилатные и др.);

2) по толщине покрытия (обеспыливание, покраска, тонкослойные покрытия, толстые системы 1,5–3 мм и 4–6 мм);

3) по степени наполнения (самонивелирующиеся, высоконаполненные комбинированные);

4) по виду наполнителя (кварцевый песок, гранитная крошка, корунд, кремень и др.);

5) по текстуре получаемой поверхности (гладкие, шероховатые, текстурные);

6) по количеству компонентов (однокомпонентные, двухкомпонентные, трехкомпонентные);

7) по содержанию растворителей (содержащие органические растворители, не содержащие растворителей, на водной основе).

С практической стороны наиболее интересными являются классификации по химической природе и толщине покрытия. В первую очередь будут рассмотрены именно они.

Классификация по химической природе полимерного компонента

По химической природе полимерного связующего покрытия в основном делятся на эпоксидные, полиуретановые и метилметакрилатные. Существуют и другие виды, но как более распространенные подробно будут рассмотрены только два из них – на основе полимочевины и полиэфирные.

Эпоксидные полы (ЭП)

Сегодня это самый распространенный вид наливных полимерных покрытий, составляющий около 80% от общего их количества в мире. Такое положение обусловлено двумя причинами: низкой по сравнению с другими видами покрытий стоимостью и тем, что эпоксидные полы чаще всего полностью отвечают предъявляемым техническим и эксплуатационным требованиям. Данные покрытия практически не имеют ограничений по применению в самых различных отраслях промышленности. Наилучшим образом в широком диапазоне применения служат высоконаполненные кварцевым песком эпоксидные системы с толщиной покрытия 2–6 мм. Кварцевый песок позволяет получать высокую ударную и абразивную стойкость, качественная эпоксидная смола защищает от химического воздействия.

Недостатками ЭП полов являются низкая эластичность, опасность «выпотевания» пластификатора, невозможность перекрывать трещины основания и угроза появления хрупкости в процессе эксплуатации. Раньше это было бичом ЭП полов, и часто потребитель после устройства полов из эпоксидных материалов был вынужден возвращаться к традиционным покрытиям. В настоящее время эти недостатки преодолены, но все еще могут встречаться у материалов низкого качества, изготавливаемых отдельными производителями.

Бывает проблематичным применение ЭП в помещениях с повышенными требованиями к санитарным нормам (больницы, детские сады, пищевое производство), хотя в последние годы разработаны материалы, применение которых допускается и в таких учреждениях.

Полиуретановые полы (ПУ)

Покрытия на ПУ основе становятся все более популярными благодаря своим отличным физико-техническим характеристикам. К тому же в последние годы цена этих материалов значительно снизилась, вплотную приблизившись к эпоксидным. Так, в 1998 году на российском рынке цена ЭП компаундов находилась в диапазоне 2–5 евро за кг, в то время как цена ПУ компаунда российского производства – 8–9 евро. В настоящее время в прайс-листах большинства российских компаний цена килограмма ПУ компаунда лишь немногим выше ЭП. Заметим, что расход ПУ материала на единицу площади при одинаковой толщине покрытия примерно на 30–40% выше.

Полиуретановые покрытия в десятки раз более эластичны в сравнении с эпоксидными: растяжение при разрыве у ЭП материалов 2,5–15%, а у ПУ – 70–120%. Это позволяет применять их в помещениях с низкими температурами (холодильные камеры) и в условиях высокоинтенсивных ударно-динамических нагрузок (падения тяжелых предметов, вибрации). Кроме этого полиуретановые материалы имеют хорошую химическую стойкость.

К минусам данных покрытий следует отнести более жесткие требования к условиям укладки (большую «капризность» при укладке) и меньшую химическую стойкость в сравнении с эпоксидными.

Метилметакрилатные покрытия

Данные покрытия отличаются от двух предыдущих высокой скоростью укладки (время полной полимеризации – от 40 мин. до 3 ч) и возможностью работ при отрицательных температурах (до –20 °С). Эта особенность открывает дополнительные возможности применения. Покрытия на основе высоконаполненных метилметакрилатных полов при правильном введении минерального наполнителя обладают высокой прочностью, твердостью, устойчивостью к царапанию (в том числе автомобильными шипами) и абразивному истиранию.

Полы на основе метилметакрилатов обладают чрезвычайно широким диапазоном эластичности (растяжение при разрыве различных модификаций может быть в диапазоне от 10 до 250%).

К недостаткам данного вида покрытий следует отнести относительную сложность укладки (из-за высокой скорости отверждения) и требуемую при этом высокую квалификацию персонала; сильный запах при производстве работ и вредность для здоровья выделяемых летучих компонентов. После отверждения материалы полностью удовлетворяют требованиям СанПиН. Компоненты для метилметакрилатных полов в основном импортные, что определяет их высокую стоимость, хотя в последние годы появились отечественные производители, цены на материалы которых сравнительно низкие.

Покрытия на основе полимочевины

Данные покрытия не входят в тройку наиболее используемых полимерных материалов из-за своих специфических особенностей – специальной системы укладки (распыление) и высокой стоимости.

Основные преимущества: высокая скорость отверждения (5–15 с), применение в условиях повышенной влажности и/или при низких температурах, исключительная стойкость к истиранию, возможность получения непроницаемых мембран. В результате смешивания компоненты создается быстрореагирующая нечувствительная к влажности система покрытия, которая отличается высокими физико-механическими свойствами, имеет превосходную адгезию, хороший внешний вид, высокие предел прочности и сопротивление износу. Материал может быть легко нанесен на холодное или влажное основание, такое как сталь, бетон, древесина или полиуретановая пена. Применение быстро реагирующих покрытий из полимочевины позволяет выполнить ремонт в течение нескольких часов, тогда как большинство покрытий из полиуретана или эпоксидной смолы требует 24–48 ч.

Покрытия из полимочевины не получают широкого распространения из-за очень высокой стоимости материалов (затраты составят около 20 евро за 1 м2) и необходимого специфического оборудования для их укладки (приблизительная стоимость 35–50 тыс. евро).

Полиэфирные покрытия

В некоторых случаях используются полиэфирные связующие. Стоимость этих материалов привлекает строителей, однако эксплуатационные характеристики очень низкие, поэтому их применение – лучшее средство для подрядчика потерять заказчиков. Следует отметить, что покрытия на основе полиэфирных материалов давно уже сняты с производства за рубежом.

Классификация по толщине покрытия

Полимерные полы в зависимости от толщины слоя принято разделять на:

• системы обеспыливания (до 0,2 мм);

• окрасочные системы (0,2– 0,4 мм);

• тонкослойные покрытия (0,6–1,5 мм);

• системы толщиной от 1,5–3 мм до 4–6 мм.

Системы обеспыливания

Данные системы применяются в основном для предотвращения пыления бетона и цементно-песчаной стяжки. В этом случае толщина полимерного покрытия минимальна. Более того, большая часть полимера впитывается в верхний слой бетона, закрывая при этом поры и защищая его от быстрого истирания, в некоторой степени это защищает основание от проникновения жидкостей, герметизируя его.

Для устройства таких систем используются полиуретановые, эпоксидные, полиакрилатные материалы как на основе растворителей, так и на водной основе.

Обеспыливающие системы имеют короткий срок службы (не более года) и чаще всего применяются как временная мера, а также в случае, когда ограничен бюджет.

Стоимость материалов для обеспыливающего покрытия 1 м2 бетона составляет приблизительно 1,5–2,0 евро.

Окрасочные системы

Чаще всего в качестве окрасочного покрытия используются однокомпонентные полиуретановые материалы, так как они обладают максимальной стойкостью к истиранию среди промышленно применяемых полимеров. Толщина слоя составляет 0,2–0,4 мм, ее хватает на то, чтобы покрытие служило от трех до шести лет, в зависимости от нагрузок.

Окрасочные системы получили широкое распространение в оборудовании складских, подсобных и технических помещений. В некоторых случаях полиуретановые окрасочные покрытия применяются в гаражах, паркингах и цехах предприятий как экономичная замена полноценным полимерным покрытиям. Стоимость материалов для такого покрытия составляет около 3–4 евро за 1 м2.

Тонкослойные покрытия

Под тонкослойными покрытиями некоторые производители понимают окрасочные системы с высотой покрытия до 0,3 мм, другие – системы толщиной от 0,6 до 1,5 мм.

Для устройства данных покрытий используют как эпоксидные материалы, так и полиуретановые. Чаще всего подобные системы выполняются на основе самонивелирующихся материалов. При применении низковязких полимеров появляется возможность получить систему с минеральным наполнителем (кварцевым песком), что позволяет значительно снизить стоимость и улучшить эксплуатационные характеристики покрытия (устойчивость к истиранию, прочность).

Пожалуй, единственный плюс тонкослойных покрытий – относительно низкая цена за единицу площади.

Цена материалов для устройства 1 м2 тонкослойного покрытия варьируется в диапазоне от 7 до 10 евро.

Системы толщиной от 1,5 до 3 мм

Это наиболее часто применяемые системы, оптимальные по соотношению эксплуатационных характеристик и стоимости. Они используются в помещениях со значительными механическими нагрузками (цеха предприятий), а также в случаях, когда необходимы высокие декоративные свойства покрытия (офисные помещения, торговые залы). Укладываются они как самонивелирующиеся эпоксидные/полиуретановые покрытия толщиной от 1,5 до 2,5 мм либо как системы с высоким наполнением кварцевым песком методом засыпки (2–3 мм).

Стоимость материалов для такого покрытия составляет около 10–13 евро за 1 м2.

Высокопрочные и высоконаполненные системы толщиной от 4 до 6 мм

Это так называемые каркасные полы на основе полимерного связующего и фракционированного (часто декоративного окрашенного) песка толщиной 3–6 мм.

Благодаря широкому ассортименту цветов наполнителя (окрашенного песка) системы обладают высокими декоративными качествами, что позволяет использовать их и в досугово-развлекательной сфере, и в офисных помещениях. Высокопрочные и высоконаполненные системы значительно превосходят все остальные полимерные полы по прочности. Они стойки к химическому воздействию, хорошо служат при низких температурах, УФ- и атмосферостойские, устойчивы к царапанию. Их особенности позволяют устраивать полимерные полы толщиной 4–6 мм на открытых площадках, укладывать их на относительно неровные основания с менее тщательной подготовкой поверхности, чем для всех других типов полимерных полов. Слабое место этих систем – низкая технологичность, большой объем ручной работы и низкая производительность при укладке.

Стоимость материалов для высокопрочных и высоконаполненных систем составляет приблизительно 15–20 евро за 1 м2.

Классификация по степени наполнения

Классификация по степени наполнения больше характеризует технологические свойства систем (способ укладки, особенности выполнения работ), хотя и дает представление об эксплуатационных характеристиках.

Самонивелирующиеся системы

Данные системы содержат только микронаполнитель, то есть тот минеральный наполнитель, который вводит производитель полимерного компаунда в состав материала. Кварцевый песок не вводится или добавляется в незначительном количестве. Это позволяет обеспечить очень высокую скорость заливки пола и получить практически идеально ровную поверхность за счет самовыравнивания материала. Говоря об идеальной поверхности, следует понимать, что она может быть результатом сочетания только очень качественной подготовки основания, абсолютного соблюдения технологии выполнения работ и оптимальных внешних условий. Некоторые строительные компании в ходе выполнения работ приближаются к таким показателям.

Высоконапоненные системы

Высоконапоненные системы, кроме полимерной композиции, содержат большое количество минерального наполнителя, чаще всего кварцевого песка, хотя возможно использование и иных мелкодисперсных материалов. Кварцевый песок используется из-за доступности и низкой стоимости. Иногда применяется корунд, что ведет к получению чрезвычайно прочной, высокоизносоустойчивой, но дорогой системы. Есть попытки добавлять при устройстве высоконаполненных полов гранитную крошку, но в этом случае требуется решить вопрос увеличения адгезии полимера к граниту. Хорошие показатели в качестве наполнителя показывает кремень.

Наполнители могут иметь фракции от 0,1 мм и в некоторых случаях до 5 мм. Чаще всего используются фракции кварцевого песка 0,1–0,3 мм и 0,3–0,9 мм. Содержание наполнителя может колебаться от 20 до 80% по массе.

Комбинированные системы

Данные системы представляют собой покрытие, разделенное на две части: первая – самонивелирующийся или ненаполненный слой, вторая выполнена с использованием наполнения. Такой подход позволяет сэкономить средства и получить покрытие с заданными свойствами. Классическим примером может служить система с базовым прочным высоконаполненным слоем, покрытым полиуретановым окрасочным материалом.

Классификация по виду наполнителя

Как говорилось ранее, полимерные системы делятся по виду используемого в системе наполнителя. Существует разделение по составу материала и его фракции.

По материалу: кварцевый песок, гранитная крошка, корунд, кремень и др. По фракции: 0,1–03 мм, 0,3–0,9 мм, 0,9–1,2 мм и т. д.

Классификация по текстуре получаемой поверхности

Поверхности полимерных покрытий подразделяются на гладкие, шероховатые и текстурные.

Шероховатые покрытия обладают высокими фрикционными (антискользящими) свойствами, однако они неудобны для мытья и уборки. Это определяет их использование только на пандусах, иногда в гаражах и паркингах, а также в местах повышенного скольжения (пролив масла, снег, лед и т. д.).

Классификация по количеству компонентов

По количеству компонентов, входящих в состав материала, полимерные материалы разделяются на одно-, двух- и трехкомпонентные материалы. Наиболее распространены двухкомпонентные материалы (А – базовый материал, Б – отвердитель). Компонент А содержит полимерную смолу, функциональные добавки, пигменты, микронаполнитель. Компонент Б чаще всего представляет собой чистый отвердитель. Хотя производитель по разным причинам может часть добавок из компонента А помещать в компонент Б, например, для увеличения срока хранения материала, улучшения реологических характеристик или обеспечения удобства перемешивания необходимо использовать только комплектные материалы.

Однокомпонентные материалы очень удобны в работе и защищены от всевозможных ошибок, возникающих при получении полимерного компаунда. Однако отличаются небольшим сроком хранения после вскрытия (обычно максимум 2–3 дня).

Трехкомпонентные материалы сложны в применении, что может привести к ошибкам при использовании. Поэтому производители стараются максимально сократить количество компонентов и выпускают трехкомпонентные материалы только в том случае, если нет другого варианта. Чаще всего трехкомпонентные материалы являются качественными и продуманно разработанными системами.

Классификация по содержанию растворителей

Экологическая безопасность, значение которой в последние десятилетия все более возрастает, вынудила производителей повсеместно перейти на выпуск материалов, не содержащих органические растворители или же содержащих в качестве разбавителя воду. В связи с этим появилась классификация данных материалов по типу содержащегося в них растворителя.

Современные полимерные материалы для полов чаще всего не содержат растворитель или содержат его в минимальном количестве, когда согласно технологическим требованиям без него обойтись невозможно. В последние годы наметилась тенденция к почти полному переходу на водоразбавляемые системы, которые отличаются высокими гигиеническими и экологическими характеристиками. Они позволяют использовать полимерные покрытия там, где раньше их применение было затруднено (действующие пищевые производства, детские сады, больницы и др.), а также по свежему бетону и в условиях повышенной влажности.

Выводы

Разбираясь в классификации покрытий, можно оптимальным образом сделать выбор материала для конкретного объекта и определенных условий работ, возможностей подрядчика и запросов заказчика. Широкий диапазон свойств, многообразие цветов и видов полимерных материалов делают возможным выполнение пола практически с любыми заданными эксплуатационными свойствами. Грамотный подбор системы наливных покрытий позволяет при правильной эксплуатации довести прогнозируемый срок службы до 15–20 лет и более. Однако в зависимости от ситуации экономически оправданным может быть выбор пола с более коротким сроком службы. Не стоит забывать, что полимерные покрытия – это расходный материал, со временем он подвержен разрушению. Именно поэтому его надо регулярно обновлять.

Помимо правильного подбора полимерного покрытия, важным фактором является грамотное выполнение всего комплекса работ по устройству пола

Источник: Журнал «Строительная инженерия»