Posadzki

przemysłowe

Część III

Obliczanie posadzek przemysłowych

Istnieje wiele teorii do obliczania posadzek przemysłowych. Najbardziej
popularna jest teoria Westergarda (rozwiązanie liniowo-sprężyste) i teoria
Meyerhofa (rozwiązanie plastyczne oparte na liniach załomów).

Obciążenia

Na posadzki przemysłowe oddziaływać mogą następujące obciążenia

- użytkowe punktowe lub powierzchniowe,

- temperatura i skurcz,

- mechaniczne,

- agresywne chemicznie.

Obciążenie użytkowe punktowe

Obciążenie użytkowe punktowe jest podstawowym rodzajem obciążeń
posadzek przemysłowych. Obejmuje ono obciążenie od środków transportu
wewnętrznego oraz regałów wysokiego składowania.

Pozycja

Masa pojazdu

[t] (wózki

podnośnikowe)

Dopuszczalne

obciążenie

zmienne [t]

Max. nacisk

[kN]

na oś

Max. nacisk

[kN]

na koło

1
2
3
4
5

23.6
15.6
10.4

5.2
3.0

10.0

6.3
4.0
1.6

0.63

236
156
104

52
30

118

78
52
26
15

Pozycja Samochody

ciężarowe

Dopuszczaln

e obciążenie

zmienne [t]

Max. nacisk

[kN]

na oś

Max. nacisk

[kN]

na koło

furgonetka

ciężarowy

lekki

ciężarowy

średni

ciężarowy

ciężki

2.8

6.0

8.0

15.0

100

7.5

22.5

27.5

50.0

Maksymalne naciski od kół samochodów ciężarowych

Pojazd

Masa pojazdu

[t]

Udźwig

pojazdu

[t]

Obciążenie na

oś [kN]

Obciążenie na

koło [kN]

Sztaplarka

bardzo ciężka

ciężka

średnia

lekka

Samochód

ciężarowy

Sztaplarka

kontenerowa

Helikopter

35
13

3.5
2.5

60
30
12

6
3

1.5

2.5

0.6

300
120

65
30
20

200
130
100

80
40
20
60

150

32.5

15
10

100

65
50
40
20
10
30

Maksymalne naciski od kół różnych pojazdów

Obciążenie termiczne

Na skutek różnic temperatury między górną a dolną powierzchnią płyty, płyta
mogłaby się swobodnie odkształcać, gdyby nie przeszkadzały jej więzy (styk z
podłożem gruntowym i połączenie między sąsiednimi płytami). Na skutek tych
więzów powstają w płycie naprężenia.

Odkształcenia termiczne wynikające z dobowych zmian temperatury mogą być
dwojakiego rodzaju (jednorodne i niejednorodne).

TL 10

15 6000 0.9

∆

α ∆

−

⋅

b t

temp

α ∆

b t

temp

1.5

∆

Jednorodne odkształcenia występują w przypadku, kiedy element poddany zostanie
jednakowemu polu temperaturowemu. Powolny i równomierny wzrost lub spadek
temperatury wywołuje jednorodne pole temperatur i odkształceń na wysokości
przekroju, któremu towarzyszy zwiększenie albo skrócenie jej długości.
Wydłużenie termiczne jednorodne wywołuje przemieszczenie podłużne, które dla
długości boku pola posadzki L=6 m, zmian temperatury

∆

T=15

C (ogrzewana hala

przemysłowa) i współczynnika rozszerzalności cieplnej betonu

=10

-5

C wynosi

w płycie:

Dla nawierzchni zadaszonych (

∆

T=50

C) przemieszczenie podłużne wynosi 3.0 mm.

Naprężenia termiczne od równomiernego przyrostu temperatury można także
obliczyć oddzielnie dla środku płyty

i naroża:

– moduł sprężystości betonu i

- współczynnik pełzania betonu.

Jeżeli posadzka może się przemieścić (dzięki warstwie poślizgowej z dwóch
warstw folii polietylenowej), to nie powstaną żadne naprężenia termiczne.

Trudniejsze zagadnienie ma miejsce, jeżeli zmiana temperatury występuje na
wysokości płyty. Dolna część jest w warunkach mało zmiennych, natomiast górna
zależy od temperatury środowiska nadposadzkowego. Różnica temperatur na
wysokości wywołuje naprężeni termiczne i cała posadzka ma tendencję do
odkształceń (paczenia się). Wpływ temperatury jest szczególnie silny, jeżeli w
warstwach dolnych posadzki są elementy grzejne.

Odkształcenia posadzki (paczenie) od temperatury

Naprężenia wywołane paczeniem się płyt betonowych (w wyniku
niejednorodnych odkształceń) można obliczyć według wzorów Bradbury’ego:
-

dla środka płyty w kierunku L i B

b t

( C

C )

2( 1

)

α ∆

−

b t

( C

C )

2( 1

)

α ∆

−

-dla krawędzi równoległej
do L i B

kLt

L b t

C E

∆

kBt

B b t

C E

∆

dla naroży

kLt

kBt

3(1

)

T a

∆

−

gdzie

– wymiary płyty,

– moduł sprężystości betonu,

- współczynnik

Poissona dla betonu (

=0.2),

=10

-5

[1/

C],

∆

– różnica temperatury między

górną i dolną powierzchnią płyty,

, C

– współczynniki zależne od wymiarów

płyty

i promienia sztywności

l , a

– promień równoważnej powierzchni

zastępczej koła powierzchni styku obciążenia naroża równy

l 0.6h

Współczynniki

w zależności od

l i

B/l

B/l według Bradbury’ego

Długość płyty L w

stosunku

do grubości h

L/B

[N/mm

]

≤

34h

≥

41h

≤

30h

≤

37h

≤

1.25

≤

1.25

>1.25

=0.015(L-0.4)

=16.3h

=0.019(L-0.4)

=16.3h

Wielkości naprężeń termicznych

(wg niemieckich przepisów )

Obciążenie skurczowe

W praktyce jedną z najczęściej spotykanych przyczyn uszkodzeń posadzek są
zjawiska skurczowe, którym często towarzyszy występowanie zarysowań czy
paczenia się płyt.

Skurczem nazywamy zmniejszanie się objętości zaprawy czy

betonu w wyniku fizyczno-chemicznego ubytku wody.

W zależności od przyczyn

zmniejszania się wilgotności betonu rozróżnia się:

•

skurcz fizyczny

powodowany wyparowaniem nadmiaru wody. Ze względu na

konieczność uzyskania wymaganej urabialności do mieszanki betonowej dodaje się
więcej wody niż wymaga tego hydratacja cementu. Część wody wyparowując
powoduje zmniejszenie objętości betonu. Jest to skurcz częściowo-odwracalny,

•

skurcz chemiczny

(kontrakcja) powstaje w wyniku związania przez składniki

cementu pewnej ilości wody. Cement portlandzki wiąże chemicznie wodę w ilości
18–24% swojej masy. Z uwagi na to, że produkty hydratacji mają mniejszą
objętość niż materiały wyjściowe (składniki fazowe i woda), to procesy te powodują
pozorne zmniejszenie ilości wody (np. produkty powstające przy hydratacji
glinianu trójwapniowego C

A mają objętość o około 23.8% mniejszą od objętości

materiałów wyjściowych). Jest to skurcz nieodwracalny.

Skurcz powoduje powstanie naprężeń skurczowych. Jeżeli naprężenia te
osiągną wytrzymałość betonu na rozciąganie to powstają rysy.

Skurcz zależy od wilgotności środowiska, wymiarów elementu, składu betonu i
klasy betonu. Im większa ilość cementu i wyższy stosunek w/c, tym większy
skurcz . Wartość skurczu swobodnego wynosi według normy niemieckiej 0.03-
0.06%.

Skutki skurczu ogranicza się stosując zbrojenie (np. odkształcenie skurczowe
dla elementów żelbetowych wynosi około 10

-5

, a dla elementów z

fibrobetonu około 20

-5

Wpływ zawartości wody i cementu na skurcz betonów i zapraw dla różnych

w/c

Wpływ wilgotności otoczenia na skurcz

Skurcz

Konsysten

cja

Warunki twardnienia

32·10

-5

plastyczna

beton na zewnątrz

40·10

-5

półciekła

beton na zewnątrz

46·10

-5

plastyczna beton w suchym powietrzu

58·10

-5

półciekła

beton w suchym powietrzu

Skurcz podstawowy według DIN

*Uwaga: w przypadku fibrobetonu do obliczeń przyjmuje się ε

=20·10

-5

Położenie elementu

Średnia wilgotność

powietrza [%]

Skurcz

w wodzie

w bardzo wilgotnym

powietrzu

na wolnym powietrzu

(zwykłe warunki)

w suchym powietrzu

(suche pomieszczenia)

-10

-5

Wpływ wilgotności i położenia elementu na skurcz

Współczynnik

zmian skurczu w czasie dla posadzek o różnych grubościach

Ze względu na czas rozwoju zjawisk skurczowych (czas ich pomiaru) rozróżnia
się:

• skurcz plastyczny, występujący w czasie wiązania i pierwszych godzin
twardnienia mieszanki betonowej (w okresie do 10 godzin po zarobieniu
składników betonu),

• skurcz krótkoterminowy występujący do 12–14 godzin po zarobieniu
składników,

• skurcz efektywny (sumaryczny skurcz chemiczny i fizyczny określony w
umownym okresie czasu),

• skurcz końcowy (skurcz przyjmowany w obliczeniach) w praktyce jest to
wielkość skurczu po 2-3 latach w zależności od składu betonu i jego pracy w
warunkach eksploatacyjnych.

Według Normy PN-B-03264/2002 „Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone”
odkształcenie wywołane skurczem betonu określa się jako sumę dwóch składników:

( , )

( )

t t

gdzie pierwszy składnik jest opisany jako odkształcenie od wysychania betonu w
wyniku migracji cząstek wody, a drugi składnik jako odkształcenie spowodowane
skurczem autogenicznym narastającym w stosunkowo krótkim czasie po ułożeniu
betonu.

Odkształcenie skurczowe spowodowane wysychaniem określa się ze wzoru:

( , )

(

)

t t

ε β

−

gdzie

sd.,

∞

– końcowe odkształcenie od wysychania,

ds.

(t-t

) – funkcja przyrostu

skurczu w czasie, t – wiek betonu (w dniach), t

– wiek betonu na początku skurczu

(w dniach

Końcowe odkształcenie od wysychania zależy od rodzaju cementu, wilgotności
względnej powietrza i średniej wytrzymałości betonu na ściskanie:

[160

(90

)] 10

−

( )

0.2

( ) 1

−

= −

Odkształcenie spowodowane skurczem autogenicznym jest równe

gdzie

ds.,

∞

– końcowe odkształcenie skurczu,

(t)- funkcja określająca przyrost

skurczu autogenicznego w czasie

Dla klasy betonu C12/15, końcowe odkształcenia skurczowe od wysychania
wynoszą 6.9% (RH=50%) 3.9% (RH=80%) oraz końcowy skurcz autogeniczny
0.1%.

Dla klasy betonu C50/60, końcowe odkształcenia skurczowe od wysychania
wynoszą 4.3% (RH=50%) i 2.4% (RH=80%) oraz końcowy skurcz
autogeniczny 1.0%.

Ze względu na rodzaj odkształceń rozróżnia się:

•

skurcz jednorodny

zachodzi on mniej więcej równomiernie na całej grubości

elementu (powoduje zmniejszenie jego wymiarów),

•

skurcz niejednorodny

występuje przy zróżnicowanej wilgotności betonu na

grubości płyty (powoduje spaczenie elementu).

Skurcz jednorodny

skurcz jednorodny powoduje skrócenie elementu. Swobodnemu odkształceniu
przeszkadzają siły tarcia na dolnej powierzchni płyty, w wyniku czego w
elemencie pojawiają się naprężenia rozciągające, wielkość których można
wyznaczyć z zależności:

p L

gdzie p – obciążenie długotrwałe [kN/m], L, B, h – długość, szerokość, grubość
płyty [m],

- współczynnik tarcia płyty o podłoże.

Podbud
owa

Warstwa
poślizgu

Współczynnik tarcia

pierwotn

Wtórny

żwir

brak

1.4÷2.1

1.3÷1.5

piasek

brak

0.9÷1.1

0.6÷0.8

piasek

folia

0.5÷0.7

0.3÷0.5

beton

1 warstwa

folii

0.8÷1.4

0.6÷0.8

beton

2 warstwy

folii

0.6÷1.0

0.3÷0.5

Skurcz niejednorodny

W praktyce mamy najczęściej do czynienia ze skurczem niejednorodnym,

zwłaszcza w przypadku posadzek pływających. Warstwy folii na której wykonuje

się podkład uniemożliwiają przenikanie wody z elementu do podłoża, co powoduje

zróżnicowanie wilgotności na wysokości elementu. Element wysycha tylko w

wyniku parowania odbywającego się z jego górnej powierzchni. Różnice

wilgotności górnej i dolnej powierzchni płyty powodują jej wypaczenie

(podniesienie się jej krawędzi). W przypadku betonu o konsystencji plastycznej do

obliczeń należy przyjmować wielkość

Δε

odpowiadającą 50%

Δε

, pozostałe 50%

to skurcz jednorodny.

Wyznaczając naprężenia występujące w posadzce przy działaniu skurczu

niejednorodnego należy uwzględnić również inne oddziaływania, a przede

wszystkim:

wszystkim:
-

naprężenia termiczne powodowane ciepłem uwodnienia betonu jak i zmianami

temperatury otoczenia. Przy oziębianiu powierzchni posadzki odkształcenia

termiczne sumują się z odkształceniami skurczowymi,

termiczne sumują się z odkształceniami skurczowymi,
-

ciężar własny płyty plus obciążenie zewnętrzne, powodujące zmniejszenie strzałki

wygięcia.

Wielkość skurczu niejednorodnego, jak i wywołanych przez niego naprężeń
określa się wychodząc z założenia, że różnice odkształceń górnej i dolnej
powierzchni płyty powodują jej wypaczenie, czyli uniesienie jej krawędzi.
Strzałkę tego wygięcia wylicza się z zależności:

128

∆

⋅

−

gdzie L i d – odpowiednio długość i grubość płyty, Δε

– różnica odkształceń górnej i

dolnej powierzchni płyty, q – ciężar własny płyty i obciążenie zewnętrzne oraz EJ –
sztywność.

Naprężenia skurczowe niejednorodne w płycie można także
oszacować na podstawie Równ. Bradbury’ego dla odkształceń
temperaturowych podstawiając zamiast odkształcenia od temperatury

∆

T wartość odkształcenia skurczowego betonu

Aby nie powstały rysy na powierzchni betonu, suma naprężeń
rozciągających od obciążeń, skurczu i temperatury w danym
przekroju nie może przekroczyć wytrzymałości betonu na
rozciąganie

Wykonawstwo normalne N (otwarte hale)

Oddziaływanie

Częściowy współczynnik

bezpieczeństwa

Sumaryczny

współczynnik

bezpieczeństwa

Naprężenie

dopuszczalne

Obciążenie

Temperatura

Skurcz

1.2
1.3
1.2

1.9

1.0-2.1 N/mm

Wykonawstwo specjalne S (zamknięte hale)

Oddziaływanie

Częściowy współczynnik

bezpieczeństwa

Sumaryczny

współczynnik

bezpieczeństwa

Naprężenie

dopuszczalne

Obciążenie

Temperatura

Skurcz

1.2
1.1
1.1

1.45

1.4-2.8 N/mm

Współczynniki bezpieczeństwa

Zasady obliczeń

W najprostszych modelach obliczeniowych przyjmuje się płytę posadzki jako
izotropowy materiał liniowo-sprężysty spoczywający na sprężystym podłożu
gruntowym (na tzw. podłożu Winklera) z pominięciem naprężeń stycznych.
Przy małej wielkości siły płyta odkształca się w zakresie liniowo-sprężystym. W
miarę zwiększania obciążenia rośnie wartość momentu i naprężenia rozciągające
na dolnej powierzchni osiągają wytrzymałość betonu na rozciąganie przy zginaniu.
Powoduje to powstanie rys o kierunkach promieniowych w miejscu przyłożenia siły
skupionej. Wraz z powstaniem rys zmniejsza się sztywność płyty. Dalszy wzrost
momentu powoduje wzrost naprężeń ściskających na górnej powierzchni płyty i
powstanie tam rys o kształcie kolistym.

Wielkość momentu w płycie zwiększa się ze

wzrostem jej sztywności i zmniejszaniem się sztywności podłoża gruntowego.

Rozkład momentów w płycie na sprężystym

podłożu pod obciążeniem skupionym

–

duże

a/l

– małe

a/l

– moment

rysujący,

- moment zginający niszczący,

– pojawienie się rys

Podłoże gruntowe uważa się za sprężyście podatne, jeżeli wielkość naprężenia

w dowolnym punkcie podłoża jest proporcjonalna do wartości osiadania w w tym
punkcie.

k w

gdzie

oznacza współczynnik pionowej podatności podłoża (inaczej współczynnik

reakcji podłoża). Współczynnik ten może być obliczony z zależności

0.83h

gdzie E

oznacza moduł odkształcenia gruntu, E

- moduł sprężystości betonu,

h - grubość płyty.

[MPa]

k [MN/m

]

10
50
90

150
210
270

1.96

16.73
36.64
72.40

113.40
158.53

W zależności od poziomu intensywności obciążenia posadzki wyróżnia się 3
przypadki:
1) siły skupione Q

≤

100 kN przy naciskach od kół q

≤

1 MPa,

2) siły skupione Q<100<250 kN przy naciskach od kół q=2-4 MPa,
3) siły skupione Q

≥

250 kN przy naciskach od kół q=4-7 MPa.

Jeżeli wózki mają koła pneumatyczne, to naciski należy zwiększyć mnożąc je przez
m=q

0.5

. Dla obciążeń Q<100 kN i q<1.0 MPa, grubość płyty h może być wyznaczona

na podstawie Rys.

Naprężenia zginające w betonowych podkładach (

– grubość płyty betonowej

podkładu )

Dla obciążeń z zakresu 100-250 kN stosujemy beton minimum B35 lub B40.
Dla obciążeń większych niż 250 kN zachodzi konieczność zbrojenia
sprężonego lub zastosowania okładzin z płyt stalowych.

Obliczenia naprężeń metodą Westergaarda

Metoda ta została przedstawiona w 1926 roku. Rozwiązanie bazuje
na przyjęciu liniowo-sprężystej pracy jednorodnej, izotropowej
płyty, gdzie reakcja podłoża ma jedynie składową pionową
proporcjonalną do ugięcia płyty, a podłoże stanowi ośrodek
sprężysty charakteryzowany współczynnikiem sprężystości k
zwanym modułem reakcji podłoża. Naprężenia rozciągającego na
dolnej powierzchni płyty oblicza się:

dla dowolnego obciążenia ciągłego

1 1

max

0.168q

= −

max

2 2

1.008q

E l

E h

λ =

q –

obciążenie ciągłe,

=1.5 – współczynnik obciążeniowy

–grubość płyty,

– promień sztywności

od obciążeń pojazdami

Naprężenia od wszystkich kół są zsumowane ze sobą:
-

naprężenie w punkcie 1 od koła nr 1

f 1

E h

0.275( 1

)

P(log

0.436 )

−

1 1

P – obliczeniowe obciążenie (

=1.5),

p – ciśnienie w kole,
r – promień powierzchni kontaktu.

- naprężenie w punkcie 1 od koła nr 2

f 2

6 P

(

)

- współczynnik zależny od s/l (s – rozstaw kół)

Z sumy naprężeń od poszczególnych kół oblicza się naprężenie całkowite:

f 1

f 2

f 1

E h

0.529( 1 0.54 )

(log

0.71)

−

f 1

3.36 P

( 1

)

0.925 0.22

−

W przypadku obciążenia krawędzi płyty

W przypadku obciążenia naroża

Dla obciążeń od 4 kół naprężenia od koła trzeciego i czwartego są
obliczane podobnie. Najczęściej dwa koła są traktowane jak jedno
obciążenie. Jeżeli koła są w jednej linii w zasięgu s<2r+h to:

- naprężenie od pierwszego koła w punkcie 1 (pod kołem 1):

f 1

E h

0.316 P

(log

0.436 )

−

- naprężenie od drugiego koła w punkcie 1 (pod kołem 1):

f 2

6 P

- naprężenie od trzeciego i czwartego koła w punkcie 1 (pod kołem 1):

f 2

12P

Rozstawy kół s

s s

. (13.49)

Obciążenie punktowe od regałów:
-

punktowe

f 1

E h

0.275( 1

)

P(log

0.436 )

−

( A 2.4h )

r 1.75h

Dla podpory o powierzchni A i promieniu r:

- naprężenie dla punktu pierwszego od obciążenia P

oddalonego o s

f 2

6 P

- naprężenie dla punktu pierwszego od obciążenia P

oddalonym o s

f 3

6 P

Całkowite naprężenie jest równe:

f 1

f 2

f 3

Obliczenia naprężeń metodą Meyerhofa

Metoda ta polega na analizie płyty w stanie plastycznym zakładając powstanie
promieniowych i obwodowych przegubów plastycznych (tzw. linii załomów).
Kryterium wyczerpania nośności jest pojawienie się rysy kolistej na górnej jej
powierzchni.

Obciążenie niszczące P

(jedna siła skupiona) oblicza się według wzorów:

- dla środka płyty

6[ 1 (

)]M

- dla krawędzi swobodnej płyty

3.5[1 (

)]M

- dla naroża płyty

2.0[1 (

)]M

E h

12( 1

−

e,3

[ 1 (

)][

]

100

bh / 6

, (13.59)

lub

e,3

100

e,3

P P ( 1

) P ( 1

)

1.5l

100[

f h [ 1

]

−

e,3

P P ( 1

) P ( 1

)

1.5l

100[

f h [ 1

]

−

e,3

P P ( 1

) P ( 1

)

1.5l

100[

f h [ 1

]

−

e,3

P P ( 1

) P ( 1

)

1.5l

100[

f h [ 1

]

−

W przypadku trzech i więcej obciążeń przyjmuje się za R

e,3

najbardziej

niekorzystny wynik:

W przypadku obciążenia krawędzi płyty należy rozpatrzyć 2 przypadki:

dwa obciążenia w linii równoległej do krawędzi płyty oraz dwa obciążenia

w linii prostopadłej do krawędzi płyty.

W przypadku obciążenia działającego na krawędzi płyty dla

s/l

>1.5 nie

uwzględnia się wpływu obciążenia od pozostałych kół.

Rys. przedstawia wykres zginanej płyty fibrobetonowej na podłożu

sprężystym z badań w Wielkiej Brytanii. Obciążenie przyłożone było w

środku płyty 3

0.15 m

na powierzchni 100

100 mm

. Wyniki badań

porównano z obliczeniami według metody Westergaarda, Meyerhofa oraz

Rao i Singha (rozwiązanie plastyczne z uwzględnieniem sił ścinających) dla

wytrzymałości betonu na ściskanie 60 MPa, wytrzymałości betonu na

rozciąganie przy zginaniu 6.15 MPa, modułu sprężystości betonu 36 GPa i

współczynnika wytrzymałości równoważnej

e,3

=0.60.

Porównanie wyników pokazuje, że:

a) siła niszcząca doświadczalna (380 kN) była 4.5 razy większa niż
maksymalna siła wyznaczona według teorii Westergaarda (84.2 kN),

b) siła niszcząca doświadczalna (380 kN) była 3.0 razy większa niż siła
niszcząca według teorii Meyerhofa (256 kN),

c) siła niszcząca doświadczalna (380 kN) była 1.3 razy większa niż siła
niszcząca według teorii Rao i Singa (288 kN),

d) siła niszcząca według teorii Rao i Singha (288 kN) była 3.4 razy większa niż
siła maksymalna według teorii Westergaarda (84.2 kN),

e) zależność między obciążeniem i ugięciem płyty była liniowa do poziomu
obciążeń odpowiadającego 2.1-krotności siły maksymalnej według teorii
Westergaarda,

f) siła odpowiadająca pojawieniu się pierwszych zarysowań (260 kN) była
zbliżona do siły niszczącej według teorii Meyerhofa (256 kN).

Wyniki doświadczeń pokazują więc, że model liniowo-sprężysty stanowi
zdecydowanie zbyt konserwatywną ocenę nośności płyt fibrobetonowych.

Zależności wyprowadzone przez Meyerhofa stanowią podstawę metody
wymiarowania płyt z fibrobetonu przyjętej w angielskich wytycznych
projektowania posadzek przemysłowych. Metodę tą stosuje się, gdy
f

>0.3f

Częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla betonu i fibrobetonu wynosi
1.5, a współczynniki bezpieczeństwa dla obciążeń są równe 1.2 (statyczne) i
1.6 (dynamiczne). W stanie granicznym użytkowania częściowe
współczynnik bezpieczeństwa są równe 1.0.

Obliczenie według normy amerykańskiej ACI 302

Norma amerykańska ACI STANDARD 302 zawiera monogramy do
projektowania grubości płyty nośnej w zależności od rodzaju obciążenia.

Projekt posadzki obciążonej wózkami widłowymi wymaga określenia
maksymalnego nacisku na oś, odstępu między kołami, powierzchni styku osi
najbardziej obciążonych, modułu reakcji podłoża, wytrzymałości betonu na
rozciąganie przy zginaniu. W zależności od obciążenia należy przyjąć
odpowiednie współczynniki bezpieczeństwa (1.5-2.0 dla nawierzchni
przemysłowych i handlowych).

Dla wózka widłowego o obciążeniu osi 112.5 kN, rozstawie kół 94 cm, ilość

kół 2, ciśnieniu w kołach 0.8 MPa, efektywnej powierzchni kontaktu kół z

podłogą (112.5/2)/0.8=0.07 m

, module reakcji podłoża k=27 MPa/m,

wytrzymałości betonu na rozciąganie przy zginaniu 4.4 MPa,

współczynniku bezpieczeństwa 2, grubość płyty wynosi 20 cm.

Dylatacje

Szwy robocze i szczeliny skurczowe oraz szczeliny dylatacyjne wokół ścian i
słupów występują w każdej nawierzchni przemysłowej. Stosuje się je w celu
zapobiegania powstawania pęknięć i zarysowań wskutek oddziaływań
skurczowo-termicznych i technologicznych. Odstęp między szczelinami
dylatacyjnymi zależy od wahań temperatury, skurczu betonu, wilgotności
betonu, własności mechanicznych betonu, stopnia modyfikacji betonu i rodzaju
podłoża. Odstęp ten L

może być określony z warunku:

1.4(

)

ctg

f h

h f

gdzie

ctg

– wytrzymałość betonu na rozciąganie przy zginaniu,

– grubość

płyty,

- ciężar objętościowy betonu,

– współczynnik tarcia płyty po

podłożu gruntowym ,

– kohezja podłoża gruntowego

Podłoże gruntowe

f [-]

c [kN/m

]

Grunt gliniasto-

piaszczysty

Piasek

Tłuczeń

Szlaka wielkopiecowa

Warstwa izolacyjna z

papieru wodoszczelnego

1.0

0.7
1.2
0.8
0.9

30
20
90
50

Grubość

płyty h

[m]

ctg

=1.5

MPa

ctg

=2.37

MPa

ctg

=3.5

MPa

0.15
0.20
0.25
0.25

2.2
2.9
3.5
4.2

3.5
4.5
5.6
6.6

5.1
6.7
8.3
9.8

Odstęp L

między szczelinami dylatacyjnym dla różnych

wytrzymałości na rozciąganie betonu

Warunki wykonywania posadzki

Odległość pomiędzy szczelinami

L – długość płyty [m]

B – szerokość płyty [m]

h – grubość płyty [m]

Posadzki wykonywane na

zewnątrz

L<6 m

L≤33h przy L/B≤1,5

L≤30h przy L/B>1.25 do

L/B≤1.5

Posadzki wykonywane w

otwartych halach przy

wykonawstwie N

L≤8 m

Posadzki wykonywane w

zamkniętych halach przy

wykonawstwie S

L≤12 m

Zalecane odległości szczelin w podkładach (wg przepisów niemieckich)

Wykonawstwo N (normalne) oznacza normalną temperatura otoczenia i normalną

pielęgnacja betonu, a wykonawstwo S (specjalne) to ilość wody zarobowej nie

większa niż 165 l/m

, szczególnie troskliwa ochrona powierzchni betonu przed

wysychaniem (wskutek nasłonecznienia, przeciągów itp.) i podwyższonymi

temperaturami, dwukrotnie dłuższa pielęgnacja betonu niż wymagają tego normy

dla określonego rodzaju cementu.

Rozróżnia

się

następujące

rodzaje

szczelin:

•

dylatacyjne,

•

stykowe (robocze),

•

pozorne.

Szczeliny dylatacyjne

Szczeliny dylatacyjne zlokalizowane są wzdłuż lub wokół elementów
konstrukcyjnych o silnie zróżnicowanych obciążeniach. Wykonuje się je jako
pionowe rozwarcia podkładu o szerokości 15-20 mm przebiegające przez całą jej
wysokość. Dla nacisków kół na posadzkę P>35 kN szczeliny powinny być
dyblowane (dyble zapewniają przeniesienie sił krawędziowych lub narożnych na
płyty sąsiednie zapobiegając klawiszowaniu i zabezpieczają pracę połączenia
dylatacyjnego przed niejednorodnym odkształceniem płyt sąsiednich). Trzpienie
dybli należy wykonać ze stali gładkiej A-0 i A-I o średnicy 25 mm i długości 500
mm (2-3 dyble na 1 mb). Powinny być pokryte powłoką tworzywa sztucznego, a
na jednym końcu osadzone w nasadzce tulejowej z PCV lub owinięte folią aby
zapewnić im przesuw poziomy. Przy słupach należy przyjąć prosty układ szczelin
dylatacyjnych.

Szczelina dylatacyjna: 1 – tuleja, 2 – dybel, 3 - kit

dylatacyjny, 4 – wałek z gąbki, 5 – wypełnienie (np.

wełna mineralna)

Szczeliny stykowe (robocze)

Zależą od technologii wykonywania płyty betonowej. Przy betonowaniu
powierzchni o grubości płyty powyżej 18-20 cm z zastosowaniem układania
pasowego stosuje się wpusty. Szerokości pasów przyjmuje się w granicach 6-
7.5 m, natomiast wykończenie górnej części szczeliny może być wykonane w
styku obu pasów w postaci nacięcia. Jeżeli szerokości pasów są większe niż 8 m
i obciążenie P>35kN stosuje się kotwy (dyble bez nasadek tulejowych). W
metodzie wielkich płaszczyzn na szwach roboczych dzielących od siebie pola
wykonane jednego dnia stosuje się wyłącznie dyble. W metodzie szerokich i
długich pasów, pasy maja szerokość około 6 m i stosuje się wtedy dyble ze stali
gładkiej o długości 400-500 mm co 300 mm umieszczone w jednej trzeciej
przekroju (dybluje się co trzeci pas). Jako dyble służą te same pręty co przy
kotwieniu płyt ale są owinięte paskiem folii utwierdzonym taśmą klejącą. Dla
nawierzchni o grubości mniejszej niż 17 cm należy stosować pręty o średnicy
12 mm, a dla większych grubości pręty o średnicy 18 mm w osłonie z tworzyw
sztucznych.

Szczelina robocza z wpustem:

a) deskowanie, b) połączenie dwóch

sąsiednich podkładów

Szczeliny pozorne

Szczeliny pozorne (skurczowe) nacinane są piłą diamentową na głębokość rzędu 1/3-1/4
grubości podkładu. Nacięcia (zwykle o szerokości 3-4 mm) wykonuje się w zależności od
temperatury otoczenia po 8 – 48 godz. po wykonania podkładu, możliwie wcześnie, ale w
chwili kiedy beton na tyle zwiąże, że piła nie wyrywa już ziaren kruszywa. Mniej więcej po
czterech dniach szczeliny poszerza się, w halach gdzie wahania temperatury nie przekraczają
15

C (np. ogrzewane supermarkety i hale produkcyjne) do szerokości 6 mm na głębokość

około 20 mm. Celowym zabiegiem, zabezpieczającym krawędzie szczeliny przed
wykruszaniem się jest ich frezowanie pod kątem 45

. Szczelinę wypełnia się kitem

dylatacyjnym po kilku miesiącach od jej wykonania. Termin wypełnienia szczeliny pozornej
zależy od: wymiarów płyty, rozwoju skurczu w czasie, granicznych zmian temperatury
podkładu oraz rodzaju stosowanego kitu dylatacyjnego. Do czasu wykonania właściwego
wypełnienia szczeliny kitem, szczelinę zabezpiecza się prefabrykowaną wkładką (np. wkładka
Baufix). W praktyce prefabrykowane wkładki są często ostatecznym wypełnieniem szczeliny.

Przyjmuje się następujące rozkłady szczelin pozornych:

•przy wykonawstwie płyty metodą pasmową odległości pomiędzy szczelinami
wynoszą około 6.0 m (przy obciążeniu P>35 kN należy stosować dyblowanie),

• przy wykonawstwie płyty metodą betonowania powierzchniowego należy
przyjmować podział na pola o długości zbliżonej do szerokości L/B=1-1.5 (przy
obciążeniu P>35 kN należy stosować dyblowanie).

W Polsce najczęściej stosowanymi kitami dylatacyjnymi w posadzkach są:

- kity poliuretanowe

kity poliuretanowe

, jedno- lub dwuskładnikowe w postaci past lub płynne

(np. Maflex). Charakteryzują się dobrą elastycznością, ograniczoną

odpornością chemiczną, dobrą przyczepnością do betonu, odpornością na

wahania temperatury, a ponadto mają krótki czas utwardzania,

- kity tiokolowe

kity tiokolowe

, jedno- lub dwuskładnikowe w postaci past lub płynne (np.

Thioflex). Charakteryzują się doskonałą elastycznością i odpornością na

starzenie, bardzo dobrą przyczepnością do różnych materiałów budowlanych

i odpornością mikrobiologiczną. Kity te są odporne na działanie wielu

czynników chemicznych,

- kity epoksydowe

kity epoksydowe

, dwuskładnikowe masy w postaci past lub płynów. Mają

bardzo dobrą przyczepność do wielu materiałów budowlanych, niski moduł

odkształcalności, bardzo dobrą odporność chemiczną oraz dużą trwałość,

- kity silikonowe

kity silikonowe

, są szybko utwardzalnym materiałem uszczelniającym.

Reagując z wilgocią z powietrza utwardzają się tworząc elastyczną i trwałą

masę uszczelniającą,

- kity hybrydowe

kity hybrydowe

, które charakteryzują się najkorzystniejszymi cechami

różnych kitów. Dostępne są hybrydy epoksydu i poliuretanu oraz tiokolu i

poliuretanu.

Profile

dylatacyjne

Posadzki bezdylatacyjne

Naprężenia skurczowe zarówno powodowane skurczem jednorodnym jak i niejednorodnym
są naprężeniami rozciągającymi. Powstawaniu zarysowań skurczowych jak i paczeniu się płyt
podkładu można zapobiec wprowadzając w górne części lub na całej grubości płyt naprężenia
ściskające. Wprowadzenie w płyty specjalnych cięgien sprężających jest zabiegiem bardzo
pracochłonnym oraz kosztownym. W Politechnice Lubelskiej opracowano metodę
wprowadzania wstępnego samonaprężenia płyt przy stosowaniu betonu ekspansywnego.
Posadzka wykonywana jest dwuetapowo. W etapie pierwszym betonuje się płyty podkładu
(zbrojone siatkami 20

20 cm

z prętów

4.5 lub z wibrobetonu) oddzielone pasmami o

szerokości 40 cm. W drugim etapie pasma te wypełnia się betonem ekspansywnym, który w
czasie wiązania i początkowego twardnienia zwiększają swoją objętość wprowadzając do
posadzki naprężenia ściskające. Aby umożliwić płytom swobodę odkształceń podkłady
betonuje się na dwóch warstwach folii.

Systemowe przykłady rozwiązań podłóg

W rozdziale tym zostaną przedstawione popularne rozwiązania systemowe
proponowane przez firmy: Optiroc, Fosroc, Butech, Densit oraz Ceresit i
Thomsit.

System Optiroc ABS DuroSystem

Podstawę systemu stanowią wytwarzane fabrycznie suche mieszanki zawierające
różnego rodzaju cementy, kruszywa, polimery oraz dodatki. Łączą one cechy
suchych mieszanek stosowanych do wcierania w wierzchnią warstwę świeżego
betonu oraz posadzek żywicznych. Posadzka ma bardzo dużą przyczepność do
podłoża, sprężystość, odporność na ścieranie i obciążenia od kół środków
transportowych,

odporność

działanie

wody

alkaliów,

jest

antyelektrostatyczna. Mieszanki ABS dają po zarobieniu wodą samopoziomujące
masy przystosowane do układania agregatami pompującymi lub ręcznie.

Obecnie oferowane są następujące posadzki:

- ABS 400 DuroBase – podstawowa masa podkładowa o grubości 5-30 mm,
- ABS 402 DuroBase Extra – masa podkładowa (grubość 5-30 mm) zbrojona
włóknem rozproszonym. Stanowi warstwę wierzchnią pod lekkie obciążenia
przemysłowe lub podkład pod nawierzchnie z żywic. Wykonuje się z niej także
posadzki pływające (na izolacjach akustycznych i termicznych),
- ABS 410 DuroTop – masa nawierzchniowa o grubości 4-15 mm. Odporna na
lekkie i średnie obciążenia przemysłowe,
- ABS 430 DuroLit – masa nawierzchniowa o grubości 4-15 mm. Odporna na
duże obciążenia przemysłowe, mrozoodporna, odporna na działanie soli i
chemicznych środków. Stosowana często na zewnątrz,
- ABS 403 DuroColour (405, 407) – masa nawierzchniowa 15 mm o różnych
kolorach. Odporna na lekkie obciążenia przemysłowe (obiekty handlowe),
- ABS MD16Grunt – preparat do gruntowania podłoży, zwiększa przyczepność i
rozlewność oraz zabezpiecza przed odsysaniem wody przez podłoże,
- ABS TopLac – impregnat do posadzek (koncentrat),
- Żywice i farby Optiroc stosowane z przypadkach zwiększonej agresji
chemicznej.

Schemat budowy posadzki Optiroc ABS DuroSystem: 1 – betonowa płyt
nośna, 2 – Optiroc ABS MD 16 Grunt, 3 – warstwa podkładowa Optiroc ABS
400 DuroBase lub Optiroc ABS 402 DuroBase Extra,4 – warstwa
nawierzchniowa Optiroc ABS 410 DuroTop lub Optiroc ABS 430 DuroLit, 5 –
dodatkowe wykończenie przez impregnowanie, malowanie

Wylewanie samopoziomujących mas jest szybkie i łatwe. Kilkuosobowy zespół (4-6

osób) wylewa powierzchnię 300-500 m

/godz korzystając ze specjalnego agregatu.

Nawierzchnia ta nie wymaga zacierania ani innych zabiegów pielęgnacyjnych oraz
własnych dylatacji. Szybko wiąże i wysycha (po 2 dniach można po niej chodzić, a
po 7 rozpocząć normalną eksploatację).

Zalety nawierzchni (beton konstrukcyjny + posadzka ABS) w porównaniu z

posadzkami betonowymi utwardzanymi powierzchniowo są następujące:

a) pod nawierzchnię ABS wystarczy beton spod łaty (nie trzeba wyrównywać),
b) bardzo dobra przyczepność,
c) łatwość naprawy uszkodzeń,
d) szybki czas wiązania (2 godziny); po 7 dniach można rozpocząć normalną
eksploatację,
e) mały skurcz,
f) nie wymagają własnych dylatacji (zaleca się odtwarzać istniejące w podłożu),
g) duża odporność na ścieranie (porównanie posadzek ABS 410 z innymi
posadzkami w przypadku odporności na ścieranie jest pokazane na Rys.15.2),
h) stanowi idealny podkład pod warstwy nawierzchniowe, malowanie i żywice
samorozlewne,
i) może być wykonywana w dogodnej fazie budowy.

Odporność na ścieranie posadzek przemysłowych

System Bautech

Oferta firmy Bautech obejmuje:

- aumix (włókna stalowe wykonane z wysokiej jakości drutu),

- Baucon (wielorzędowe włókna polipropylenowe),

- utwardzacz posadzkowy Bautop (posypka nawierzchniowa zawierająca
twarde kruszywa, cementy i domieszki). Naniesiony i zatarty na świeżo
rozłożonym betonie tworzy barwną, trwałą, odporną na ścieranie, gładką
posadzkę o zwiększonej odporności na penetrację olejów i smarów. Stosowany
na posadzki w obiektach , gdzie wymagana jest wysoka odporność na ścieranie
i brak pylenia,

- utwardzacz metaliczny Extratop (metaliczna sucha posypka nawierzchniowa
DST do monolitycznych posadzek betonowych). Zawiera twarde kruszywa
mineralno-metaliczne, wysokosprawne cementy i łatwo przyswajalne
domieszki. Stosowany w obiektach przemysłu ciężkiego, gdzie wymagana jest
najwyższa odporność na ścieranie, wysoka trwałość i odporność udarowa,

- impregnat akrylowy Bauseal (roztwór żywicy akrylowej, który impregnuje
nawierzchnię betonową uszczelniając ją i utwardzając). Zapobiega pyleniu i
karbonizacji, prosty w stosowaniu, ogranicza występowanie mikrorys,
zwiększa mrozoodporność i odporność na agresję chemiczną. Powinien być
natryśnięty na świeżo ułożoną posadzkę betonową po ostatnim zatarciu
mechanicznym,
- poliuretanowe masy dylatacyjne Bauflex (grupa dwuskładnikowych,
ciekłych elastomerów). Stosowane do wypełnienia szczelin dylatacyjnych w
nawierzchniach betonowych i żywicznych. Są rozciągliwe i odporne na
czynniki chemiczne,
- uniwersalna wkładka dylatacyjna Baufix (służy do czasowego lub
ostatecznego wypełnienia szwów roboczych i szczelin skurczowych,
- sznur dylatacyjny Baucord (lekki, sprężysty i odporny chemicznie materiał
do wypełnień w szczelinach dylatacyjnych, gwarantujący ich prawidłową
pracę).

System Densit

Posadzki Densit oparte są na technologii (opatentowanej w 1973 roku) pozwalającej na uzyskanie
wytrzymałości na ściskanie rzędu 250-300 MPa. Istnieją następujące rodzaje posadzek:
- Densitop T-2 RM (ST) jest specjalnym, suchym i gotowym do mieszania komponentem
cementowym. Maksymalna średnica ziaren wynosi 1 mm. Posadzka może być zazbrojona
włóknami stalowymi. Wykazuje doskonałą wytrzymałość na ściskanie i odporność na ścieranie
oraz dużą oporność elektryczną i odporność na środowisko agresywne. Pokrywana jest emulsją
woskową typu Densit Curing Compound lub posypywana piaskiem kwarcowym,
- Densitop T-10 (MT) jest specjalną zaprawą cementową służącą do wykonywania posadzek. Po
wymieszaniu suchych składników z wodą tworzy lekko płynną zaprawę. Wielkość ziaren jest
rzędu 1.5-2.5 mm. Grubośc warstwy wynosi 8-12 mm. Wykazuje doskonałą wytrzymałość na
ściskanie i odporność na ścieranie oraz dużą oporność elektryczną i odporność na środowisko
agresywne. Pokrywana jest emulsją woskową typu Densit Curing Compound lub posypywana
piaskiem kwarcowym,
- Densitop T-10 AE (MT AE) jest specjalną posadzką antyelektrostatyczną o oporności 10

-10

Ω

m spełniająca zarazem warunek ochrony przeciwporażeniowej. Pozostałe właściwości

odpowiadają właściwościom zwykłej posadzki Densitop T-10,
- Densitop 100 (LT) jest specjalną zaprawą cementową. Zawiera kruszywo granitowe o wielkości
ziaren 2.0-5.0 mm. Grubość warstwy wynosi 15-25 mm. Pokrywana jest emulsją woskową typu
Densit Curing Compound. Wykazuje doskonałą wytrzymałość na ściskanie i odporność na
ścieranie oraz dużą oporność elektryczną i trwałość w środowiskach agresywnych,
- Densit Ferrotop TM 2000 jest unikalnym rodzajem posadzki układanej bez dylatacji, jeżeli
jakość podłoża jest słaba. Zawiera w swoim składzie Densitop T-1, kruszywo Densidur, włókna
stalowe i polipropylenowe, siatkę zbrojeniową z prętów zgrzewanych.

Uszkodzenia, naprawy i remonty

Posadzka jest najczęściej naprawianym elementem budynków przemysłowych
(70% ogółu napraw).

Przyczynami uszkodzeń są błędy projektowania, błędy

wykonawstwa, błędy na etapie eksploatacji oraz wady materiałowe

Błędy na etapie projektowania to:

a)niedostateczna diagnostyka istniejącego podłoża,
b)błędne rozwiązanie układu dylatacji konstrukcyjnych i termicznych
oraz brak dylatacji skurczowych,
c)niewłaściwy dobór klasy obciążeń do zakładanych warunków
eksploatacyjnych,
d)błędne zastosowanie materiałów (brak systemowości rozwiązania).

Błędy popełnione na etapie wykonawstwa

to te wynikające z niewłaściwego

przygotowania podłoża, niewłaściwej obróbki materiału i niewłaściwego
zastosowania materiału.

Błędy wynikające z niewłaściwego przygotowania podkładu:

a) pozostawienie rys skurczowych i pęknięć w nowo wykonanym i istniejącym
podłożu,
b) brak dylatacji skurczowych,
c) naprawa podłoża masami mineralnymi o zaniżonej wytrzymałości i układanie
powłok żywicznych na tych podkładach już po upływie 2-3 dni,
d) brak przygotowania podłoża w przypadku zalegania mleczka cementowego,
e) układanie warstw nawierzchniowych na podłożach bez izolacji poziomej,
f) układanie żywicy na podłożach gładkich,
g) układanie warstw nawierzchniowych na podłożu wilgotnym,
h) układanie warstw nawierzchniowych na nowych podłożach w okresie krótszym
niż 28 dni od wylania,
i) układanie żywicy przy wysokiej wilgotności względnej powietrza,
j) niedotrzymanie warunków temperaturowych podczas aplikacji,
k) brak gruntowania podłoża lub niedostateczne zagruntowanie.

Błędy popełnione na etapie przygotowania materiału

a) napowietrzenie mieszanki na etapie mieszania składników,
b) niewłaściwe dozowanie składników i zbyt duża ilość wody dodawana do
zaprawy posadzkowej,
c) niedokładne wymieszanie żywicy z utwardzaczem.

Błędy na etapie rozkładania warstw nawierzchniowych

a) przetrzymanie żywicy w pojemniku po wymieszaniu z utwardzaczem,
b) zbyt szybkie wylanie zaprawy nawierzchniowej,
c) zmiana kąta nachylenia pacy zębatej przy rozkładaniu żywicy,
d) zmiana kierunku rozkładania w przypadku żywic zawierających wypełniacze
w postaci włóknistej,
e) niedokładne odpowietrzenie posadzki,
f) dodawanie do żywicy rozpuszczalników typu aceton, ksylen, toluen w celu
poprawy samorozlewalności masy,
g) niedotrzymanie czasów przerw technologicznych pomiędzy aplikacją
poszczególnych warstw lub powłok.

Błędy materiałowe:

- niewłaściwe proporcje pomiędzy żywicą a utwardzaczem,
- użycie przeterminowanego materiału, przemrożenie produktów w czasie
transportu lub składowania,
-składowanie materiału w warunkach powodujących zawilgocenie.

Błędy popełnione w fazie eksploatacji:

- niedotrzymanie warunków eksploatacyjnych ustalonych na etapie
projektowania,
- niedotrzymanie warunków wynikających z zaleceń,
- uszkodzenia w czasie prowadzenia prac remontowych bez należytego
zabezpieczenia,
- zmiana sposobu użytkowania obiektu.

Posadzki betonowe

Wyróżnić można następujące uszkodzenia betonowych posadzek:

• powierzchniowe,
• miejscowe,
• rysy i pęknięcia przechodzące przez całą grubość,
• uszkodzenie dylatacji.

Uszkodzenia powierzchniowe:

- pylenie,
- zarysowania
- lejkowe odpryski i wykruszenia,
- wycieranie i koleiny (wskutek braku odporności na ścieranie),
- nierówności (większe od dopuszczalnych).

Przyczyną nadmiernego pylenia jest niska wytrzymałość betonu (poniżej klasy
C20/25), niejednorodności betonu w warstwie powierzchniowej wskutek
sedymentacji mieszanki betonowej spowodowanej nadmiarem wody, niewłaściwe
uziarnienie (duża zawartość frakcji pylastych).

Zarysowania płyty typu „map-cracking” przejawiające się w postaci gęstej siatki
rys spowodowane skurczem plastycznym wywołanym przesuszeniem w
pierwszych godzinach po wykonaniu, nadmiarem wody w mieszance oraz
nadmiarem cementu w preparacie wykończeniowym.

Lejkowate pojedyncze odpryski spowodowane są znaczną zawartością
szkodliwych minerałów w kruszywach (bogatych w krzemionkę i węglowe), które
reagują z alkaliami zawartymi w cemencie. Także mogą one pochodzić od
zanieczyszczenia

kruszyw

wtrąceniami

organicznymi

lub

innymi

zanieczyszczeniami (np. żużle, łupki).

1 – reaktywne ziarno, 2 – żel ekspansywny

Nadmierne wycieranie i zagłębienia w postaci kolein są spowodowane
niewystarczająca odpornością na ścieranie utwardzonej warstwy wierzchniej i
podkładu.

Do napraw powierzchniowych zalicza się: impregnację, uzupełnienie ubytków,

nadbetonowanie cienkowarstwowej płyty. Uzupełnienie ubytków w postaci

pojedynczych kawern, odprysków i nierówności wykonuje się wykorzystując

systemy naprawcze do betonu oparte na zaprawach i betonach

modyfikowanych tworzywami sztucznymi.

Uzupełnienie ubytków (1 – wyprofilowanie krawędzi, 2 – materiał wypełniający)

Technologia naprawy polega

- na przygotowaniu powierzchni przez odpowiednie uformowanie krawędzi ubytku

(płaszczyzny powinny być szorstkie i wyprofilowane pod kątem około 90

do powierzchni

posadzki),

- naniesieniu warstwy sczepnej na zwilżoną powierzchnię rozwodnionym materiałem

wypełniającym,

- uzupełnieniu ubytku zaprawą lub betonem o odpowiednio dobranym uziarnieniu (w

przypadku ubytku o głębokości 2-4 mm stosuje się samorozlewną żywicę epoksydową i

poliuretanową lub cementowo-epoksydowe samorozlewne zaprawy, a w przypadku ubytku o

głębokości 4-8 mm stosuje się cementowo-polimerowe masy samopoziomujące lub mieszanki

żywiczne z żywicy i piasków kwarcowych zacieranych mechanicznie nakładane w formie

zaprawy, w przypadku ubytku o głębokości 8-40 mm stosuje się trudnościeralny materiał

cementowy nakładany w formie zaprawy).

- nadbetonowanie cienkowarstwowej płyty warstwą o grubości 10-20 mm w przypadku

dużych uszkodzeń polega na czyszczeniu powierzchni przez piaskowanie, śrutowanie,

frezowanie. Następnie po zagruntowaniu powierzchni układa się warstwę sczepną oraz

wyrównującą z zapraw modyfikowanych polimerami lub z dodatkiem mikrokrzemionki i

superplastyfikatorów. W końcowej fazie należy pamiętać o pielęgnacji betonu przez 3-5 dni

oraz konieczności odtworzenia wszystkich szczelin pozornych, roboczych i dylatacyjnych.

Rysy i pęknięcia

- Najczęstszą przyczyną powstawania tych uszkodzeń (około 80%
przypadków) są zjawiska termiczno-skurczowe, mimo stosowania dylatacji,
zbrojenia rozproszonego i zaawansowanych technologii formowania i
pielęgnacji betonu. Rysy skurczowe o szerokości 0.1-0.5 mm przebiegają w
sposób przypadkowy na całym polu między dylatacjami. Głównymi
przyczynami są: nadmiar wody w mieszance, niewłaściwe uziarnienie, zbyt
późne lub zbyt płytkie nacięcie szczelin dylatacyjnych, zbyt duże odległości
między szczelinami, przesuszenie w pierwszych dniach po zabetonowaniu,
przeciągi, mała ilość zbrojenia rozproszonego, zbyt późne nałożenie środka
powłokotwórczego. Rysy skurczowe pojawiają się zwykle w pierwszych
tygodniach po zabetonowaniu albo później, np. po pierwszym okresie
grzewczym.
- Drugą przyczyną zarysowań i pęknięć są obciążenia mechaniczne od
środków transportowych i ciężaru składowanych materiałów w przypadku
słabej nośności podkładów lub złego zagęszczenia podbudowy gruntowej.
Uszkodzenia te pojawiają się najczęściej przy narożach i krawędziach nacięć
dylatacyjnych, gdzie występują największe naprężenia rozciągające od
zginania pod wpływem sił skupionych. Wyłamywanie narożników wynika
także z tendencji do paczenia się płyt betonowych wskutek nierównomiernego
skurczu (górne warstwy wysychają i kurczą się szybciej, a dolne wolniej).

Rysy i pęknięcia można naprawiać następującymi metodami:

- iniekcją ciśnieniową,
- zszyciem,
- zszyciem i iniekcją,
- usunięciem betonu wzdłuż rysy i zastąpieniem go nowym.

Iniekcja rys (1 – rysa,

2 – otwory iniekcyjne)

W ramach iniekcji ciśnieniowej stosuje się

iniekty żywiczne: epoksydowe, polimerowe,

akrylowe lub iniekty na spoiwie cementowym

(zaczyny cementowe lub mikrocementowe)

wtłaczane pod ciśnieniem do 0.8 MPa. Tłoczenie

odbywa się po nawierceniu otworów i założeniu

specjalnych końcówek iniekcyjnych. Otwory

powinny przecinać rysę w połowie grubości

betonowej płyty. Wykonuje się je obustronnie

wzdłuż rysy pod kątem około 45

w odstępach

równych połowie grubości płyty.

Naprawa przez zszycie polega na wycięciu bruzd prostopadle do rys (najlepiej
o przekroju trapezowym), w które wprowadza się pręty zbrojenia w oprawie
lub na kleju żywicznym. W przypadku stosowania grubych średnic zbrojenia,
można je dodatkowo zakotwić prętami wklejanymi na żywicach
epoksydowych.

Zszycie rysy (1 – bruzda wypełniona zaprawą, 2

– pręt stalowy, 3 – dodatkowe kotwy wklejane w

wywiercone otwory

Innym skutecznym sposobem naprawy jest wycięcie betonu wzdłuż rysy i
wypełnienie uszkodzonego obszaru nowym betonem. Stosować można wycięcia na
całą grubość płyty lub na jej część. W przypadku wycięcia na całą grubość
konieczne jest dodatkowe przygotowanie styków starego betonu z nowym przez
wykucie bruzd, wklejenie dybli z prętów stalowych lub podbetonowanie po
wybraniu części podbudowy gruntowej. Beton wypełniający powinien mieć
wytrzymałość nie mniejszą niż beton podbudowy i być bezskurczowy (najlepiej
ekspansywny). W wypadku wycięcia betonu z rysa na części grubości płyty stosuje
się zbrojenie w postaci siatek kotwionych do podłoża. Do wypełnienia bruzdy
należy stosować niskoskurczowe modyfikowane betony lub zaprawy z dodatkami
włókien stalowych lub polipropylenowych.

Naprawa rys przez wycięcie betonu
z rysą i uzupełnieniu nowym
betonem (1 - istniejący podkład, 2 –
rysa, 3 – beton uzupełniający)

Naprawa rys przez częściową wymianę

betonu (1 – zarysowany podkład, 2 –

wycięta bruzda wypełniona betonem, 3 –

siatka zbrojeniowa, 4 – kotwy wklejane

lub kołki rozporowe)

Uszkodzenia dylatacji

Uszkodzenia dylatacji polegają na zniszczeniach wypełniaczy i wkładek
dystansowych, wykruszeniach i zarysowaniach krawędzi oraz klawiszowaniu.
Przyczynami ich powstania są: zastosowanie kitów niedostosowanych do
obciążeń, zbyt wczesne ułożenie kitu, zanieczyszczenie i zawilgocenie szczelin
w czasie zakładania wypełnień, wadliwe rozwiązanie konstrukcyjne (brak
dybli i kotew). Uszkodzenia te pojawiają się podczas eksploatacji posadzki.

Wykruszenia oraz rysy przy dylatacji

Naprawy uszkodzeń powierzchniowych w postaci wykruszenia krawędzi,

zużycia wypełnień polegają na oczyszczeniu szczeliny z zabrudzeń,

zanieczyszczeń i zużytych wypełnień, usunięciu nadłamanych krawędzi,

umieszczeniu pasków styropianu, naniesieniu warstwy sczepnej z zaprawy

żywicznej na oczyszczone krawędzie, uzupełnieniu ubytków, usunięciu

pasków styropianu po związaniu zaprawy, założeniu wkładki (sznur) z pianki

polietylenowej i wypełnieniu materiałem wypełniającym. W przypadku

większych uszkodzeń krawędziowych naprawa polega na poszerzeniu

dylatacji piłą diamentową, oczyszczeniu i wypełnieniu mikrobetonem

modyfikowanym polimerami .

Naprawa przeciwskurczowej szczeliny

dylatacyjnej przy jej małych uszkodzeniach

(1 – zaprawa żywiczna, 2 – wkładka (sznur),

3 - masa wypełniająca)

Naprawa

przeciwskurczowej

szczeliny

Naprawa

przeciwskurczowej

szczeliny

dylatacyjnej przy jej dużych uszkodzeniach

(1 – modyfikowany mikrobeton, 2 – wkładka

(sznur), 3- masa wypełniająca)

Naprawę szczelin konstrukcyjnych na pełną grubość betonowego podkładu

przeprowadza się w sposób następujący: nacina się krawędzie po obu stronach

uszkodzonej szczeliny, wykuwa się i frezuje pasma o szerokości około 200 mm

z każdej strony szczeliny oraz głębokości około 30 mm, mocuje się siatkę

zbrojeniową kołkami rozporowymi, wypełnia się wycięte pasmo zaprawą o

wysokiej wytrzymałości modyfikowaną ze zbrojeniem rozproszonym oraz

nacina się nową szczelinę i wypełnia się ją masą wypełniającą.

Naprawa szczeliny dylatacyjnej na pełną grubość podkładu

Przykłady wadliwych posadzek

Supermarket w Gdańsku
Posadzkę w hali supermarketu o powierzchni rzędu 1400 m

zaprojektowano

jako wielowarstwową złożoną z następujących: płytki ceramiczne, beton
wibroprasowany C20/25 o grubości 6 cm, podkład z fibrobetonu o grubości 16
cm (zawartość włókien typu W50 w ilości 20 kg/m

), dwie warstwy folii PE 0.02

mm, styropian FS 30 o grubości 4.0 cm ułożony pod całą powierzchnią posadzki,
podbudowa o grubości 8 cm z betonu B12.5, folia i podsypka piaskowa. W
posadzce wykonano szczeliny pozorne dzieląc ją na płyty o wymiarach 10

20 m

Już w kilka godzin po wykonaniu podkładu pojawiły się na nim pierwsze rysy
spowodowane skurczem plastycznym. Rysy o rozwartości do 1.0 mm
przebiegały mniej więcej w połowie szerokości i długości płyt. Rysy te
przebiegały przez całą grubość podkładu. Inne rysy o szerokości 0.2–0.5 mm
sięgające na głębokość 2–3 cm pojawiły się przy niektórych narożnikach płyt.

Przyczyny uszkodzeń były następujące:

przyjęcie zbyt dużych rozmiarów płyt,

wykonywanie posadzki w lipcu w nie zadaszonej hali bez podjęcia

jakichkolwiek środków zabezpieczających ją przed nasłonecznieniem i

przeciągami oraz zbyt krótka pielęgnacja betonu (3 dni).

Zalecenia dotyczące prac renowacyjnych

- likwidacja rys metodą iniekcji ciśnieniowej,

- zazbrojenie siatką warstwy betonu wibroprasowanego w pasmach o

szerokości 0.8–1.0 m nad rysami, zapewnienie możliwie dobrej współpracy

betonu wibroprasowanego z betonem podkładu poprzez oczyszczenie i

uszorstkowienie metodą śrutowania powierzchni podkładu i nałożenie

warstwy szczepnej bezpośrednio przed wykonaniem warstwy górnej.

- wykonanie w warstwie betonu wibroprasowanego i poszerzenie w

podkładzie na głębokość co najmniej 2 cm szczeliny pozornej do szerokości 10

mm. Następnie wypełnienie szczeliny kitem wysokoelastycznym po 2

miesiącach od chwili wykonania posadzki. Do chwili wypełnienia szczeliny

kitem zalecono osadzenie w niej prefabrykowanej listwy dylatacyjnej typu

Baufix.

Magazyn wyrobów metalowych pod Warszawą

Posadzkę o powierzchni 9000 m

ułożono w hali posadowionej na gruntach

nasypowych o różnorodnym składzie i pochodzeniu. Grunt wymieniono tylko

na głębokość 15 cm stosując piaski średnie. Podbudowę o grubości 20 cm

wykonano z pospółki stabilizowanej cementem. Wytrzymałość podbudowy była

rzędu 2,5 MPa. Na dwóch warstwach folii wykonano podkład z fibrobetonu

(beton klasy C20/25, włókna stalowe STEELBET w ilości 20 kg/m

). Projekt

przewidywał grubość podbudowy równą 20 cm. Podbudowę podzielono

szczelinami na płyty o wymiarach 3.7

6.0 m

. Po posadzce poruszały się wózki

widłowe o nacisku na oś przednią 4190 kg i tylnią 530 kg. Płyty podbudowy, a

zwłaszcza płyty, których dłuższy bok usytuowany był wzdłuż traktów

komunikacyjnych przy przejeździe wózków, klawiszowały. Na niektórych

płytach zaobserwowano spękanie narożników.

Przyczyny uszkodzeń były następujące:

wykonanie mało wytrzymałej

podbudowy; zmniejszenie grubości podkładu (zamiast przewidzianej w projekcie
grubości 20 cm podkład miał grubość 13.7–15.3 cm), wykonanie podbudowy z
fibrobetonu o małej zawartości włókien stalowych i przyjęcie płyt o
niekorzystnym stosunku boków L/B>1.5.

Zalecenia dotyczące prac renowacyjnych:

- w miejscach potencjalnego powstania pęknięcia, należało wykonać nacięcia piłą
diamentowa szczelin sięgających 2–3 cm nad folią. Przebieg szczeliny powinien
odpowiadać przebiegowi rys, jakie powstały przy niektórych narożnikach,

- przy różnych poziomach krawędzi naciętej szczeliny (do 3 mm) powierzchnię podkładu
należało wyrównać poprzez jej zeszlifowanie. Przy większych różnicach należało usunąć
narożnik i po ewentualnym wzmocnieniu podbudowy go odtworzyć,

- nacięte szczeliny na głębokość 2 cm należało poszerzyć do 6 mm i wypełnić
półsztywnym kitem,

- istniejące przy narożnikach pęknięcia należało zlikwidować poprzez rozkucie betonu i
jego odtworzenie lub wykonanie iniekcji ciśnieniowej, a następnie w tych miejscach
wykonać dylatacje.

Wytwórnia części samochodowych pod Gdańskiem
Hala produkcyjna jak i przylegające do niej pomieszczenia magazynowe i socjalne wykonana
została jako konstrukcja stalowa. Posadzki wykonano jako pływające, podbudowę stanowiła
warstwa piasku średniego stabilizowanego cementem. Ocieplenie posadzki stanowiły płyty
styropianowe ułożone na folii (na całej powierzchni posadzki). Na folii ułożonej na styropianie
wykonano betonowy podkład o zróżnicowanej grubości: 15 cm w hali produkcyjnej i
pomieszczeniach socjalnych oraz 18 cm w magazynach. Powierzchnię podkładu pokryto
posadzką epoksydową. Już w pierwszych tygodniach po oddaniu obiektu do eksploatacji na
posadzkach pojawiły się rysy w sąsiedztwie stalowych słupów oraz w przejściach do
pomieszczeń o zróżnicowanej grubości podbudowy.
Przyczyny uszkodzeń były następujące: brak dylatacji uniemożliwiających przenoszenie
odkształceń słupów na posadzkę (wskutek osiadania słupów i ich drgań od podmuchów wiatru
itp.). Spękania w przejściach spowodowane zostały brakiem przerw roboczych.
Zalecenia dotyczące prac renowacyjnych:
- zarysowania przy słupach miały głębokość 2–3 cm i wpływały na estetykę pomieszczeń. Aby
zapobiec poszerzaniu i pogłębianiu się tych zarysowań zalecono oddzielenie słupów od posadzki
poprzez wykonanie dylatacji (przy ścianach w „półkaro” i „karo’ dookoła słupów
wewnętrznych,
- spękania w przejściach miały przebieg prostoliniowy (powstały na styku podkładów o
różnych grubościach). Zalecono w miejscach wystąpienia spękań wykonanie dylatacji
wypełnionych wysokoelastycznym kitem.

Wnioski

- Posadzki przemysłowe są ważnymi elementami współczesnego budownictwa.
Z uwagi na różnorodność obciążeń i warunków eksploatacji są elementami
trudnymi w zaprojektowaniu i wykonaniu.

- W przypadku dużych obciążeń najbardziej skutecznymi są posadzki utwardzane
powierzchniowo. W przypadku obciążeń chemicznych najbardziej skuteczne są
posadzki żywiczne. Posadzki betonowe utwardzane powierzchniowo są trzy razy
częściej stosowane niż posadzki żywiczne z uwagi na niższą cenę, krótszy czas
wykonania i rozpoczęcia eksploatacji. Użytkowanie posadzki utwardzanej można
rozpocząć już czwartego dnia po jej wykonaniu. W przypadku posadzek
żywicznych spełnienie warunku wilgotności podkładu wymaga długiego okresu
oczekiwania.
- Wyniki obliczeń naprężeń rozciągających od obciążeń zewnętrznych według teorii
plastyczności są w przybliżeniu zgodne z wynikami doświadczalnymi. Wyniki
obliczeń według teorii sprężystości są zdecydowanie zbyt konserwatywne.
- Szczególnie istotne dla wykonania posadzek jest właściwe przygotowanie
zagęszczonego podkładu gruntowego w zakresie nośności.
- Istotną rolę spełniają przerwy dylatacyjne, które powinny być dyblowane przy
dużych obciążeniach, mieć odpowiednie wymiary i wypełnione odpowiednim
materiałem.

Document Outline

Slajd 1
Slajd 2
Slajd 3
Slajd 4
Slajd 5
Slajd 6
Slajd 7
Slajd 8
Slajd 9
Slajd 10
Slajd 11
Slajd 12
Slajd 13
Slajd 14
Slajd 15
Slajd 16
Slajd 17
Slajd 18
Slajd 19
Slajd 20
Slajd 21
Slajd 22
Slajd 23
Slajd 24
Slajd 25
Slajd 26
Slajd 27
Slajd 28
Slajd 29
Slajd 30
Slajd 31
Slajd 32
Slajd 33
Slajd 34
Slajd 35
Slajd 36
Slajd 37
Slajd 38
Slajd 39
Slajd 40
Slajd 41
Slajd 42
Slajd 43
Slajd 44
Slajd 45
Slajd 46
Slajd 47
Slajd 48
Slajd 49
Slajd 50
Slajd 51
Slajd 52
Slajd 53
Slajd 54
Slajd 55
Slajd 56
Slajd 57
Slajd 58
Slajd 59
Slajd 60
Slajd 61
Slajd 62
Slajd 63
Slajd 64
Slajd 65
Slajd 66
Slajd 67
Slajd 68
Slajd 69
Slajd 70
Slajd 71
Slajd 72
Slajd 73
Slajd 74
Slajd 75
Slajd 76
Slajd 77
Slajd 78
Slajd 79
Slajd 80
Slajd 81
Slajd 82
Slajd 83
Slajd 84

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Posadzki section 2 1 studenci
Posadzki section 2 3 studenci
Posadzki section 1 studenci
Posadzki section 2 studenci
Posadzki section 2 2 studenci
Section 2 student notes
Section 9 student notes
Section 6 student notes
Section 3 student notes
Section 7 student notes
Section 4 student notes
Section 5 student notes
Section 1 student notes

więcej podobnych podstron

Posadzki section 3 studenci

Document Outline