Бетон с неофактуренной поверхностью

В последнее время во всем мире в качестве облицовки часто применяют бетон с неофактуренной поверхностью. Кроме эстетических преимуществ бетон с неофактуренной поверхностью имеет преимущества с точки зрения материаловедения, конструктивных и технологических решений и организации строительства.

Отрицательным обстоятельством использования бетона с неофактуренной поверхностью является то, что при этом теплоизоляционный слой нельзя помещать с наружной стороны стены.

Однако это не следует считать большим недостатком, так как чаще всего с неофактуренной поверхностью возводятся торцовые стены здания, составляющие небольшую часть обшей поверхности фасада.

Неофактуренная поверхность бетона бывает двух видов: первый, когда бетонная поверхность остается без дальнейшей обработки в том виде, в каком она получается после распалубки, в этом случае пленка цементного камня, образовавшаяся из цементных зерен, покрывает зерна заполнителя; монотонность таких поверхностей компенсируется опалубочными накладками, создающими сетчатый рисунок; второй вид, когда после дальнейшей обработки (например, камнетесными инструментами, промывкой, пескоструйным аппаратом) с поверхности исчезает пленка цементного камня и обнажаются зерна заполнителя.

В связи с этим возникает вопрос, какая из этих двух фактур более погодостойка? В качестве гипотезы можно считать вероятным, что поверхность, не подвергавшаяся различным видам последующей обработки (на которой остается пленка цементного камня), лучше выдерживает атмосферные воздействия.

Аспекты материаловедения

Заполнители для бетона с неофактуренной поверхностью должны содержать 20% песка с крупностью зерен до 1 мм, так как при необрабатываемой поверхности от этой фракции зависят поверхностная текстура бетона, ее ровность, плотность, цвет и наличие трещин.

Для бетона с неофактуренной поверхностью (при 55—60%-ном содержании песка в зависимости от конструкции) следует использовать 200—400 кг/м3 портландцемента марки 500 или 600. Для более тонких конструкций (например, стен) водоцементное отношение должно составлять максимум 0,7, для более толстых — 0,6. При механическом уплотнении подвижность бетонной смеси должна соответствовать проектной, при ручном уплотнении она должна быть пластичной. С помощью пластификатора можно облегчить укладку.

Цветная бетонная поверхность

Для изменения обычно серого цвета бетона используют различные материалы:

а) цветной заполнитель: щебень горных пород, песок, получаемый путем помола этих пород, кирпичный и клинкерный щебень.При стремлении к максимальной белизне использование в качестве добавки беловатого песка естественного происхождения не приводит к цели. Вместо него следует применять песок, искусственно получаемый из белого известняка;

б) белый и цветной цемент

в) неорганические грунтовые и минеральные краски. Для окрашивания верхнего слоя бетона и покрытий приемлемы следующие виды цементостойких пигментов:

• белый: белый титан, литопон (неприемлемы белая ртуть и белый свинец);
• желтый: желтая окись железа (неприемлемы желтый хром, желтая ртуть, желтый барит);
• красный: красная окись железа (неприемлемы красный свинец, красный хром и кадмий);
• синий: синий кобальт, ультрамарин и марганец (неприемлемы парижский, берлинский и прусский синий);
• зеленый: зеленая окись хрома (неприемлемы зеленый хром и кобальт);
• коричневый: коричневая окись железа;
• черный: черная окись железа.

г) дисперсные краски на полимерной основе, наносимые на бетонную поверхность. Кроме пигментов в суспензию краски можно добавлять молотый кварц, что позволяет получать шероховатую окрашиваемую поверхности.

Чтобы избежать возникновения пятен, следует применять заполнители из одного месторождения, а также цемент и краски одинакового происхождения.

Две основные категории бетона с неофактуренной поверхностью.

Остающиеся неоштукатуренными бетонные конструкции бывают:

• а) однородные по всему поперечному сечению (например, колонны, балки, стены, перекрытия);
• б) имеющие специальный наружный слой. Вторая категория применяется при возведении цокольных стен, стен ограждения и подпорных стенок.
  В специальной литературе различают и категории неофактуренного бетона со смешанным и однородным гранулометрическим составом.

Известны следующие способы получения неофактуренных поверхностей, относящихся к этим двум категориям:

• а) применение специально подготовленной щитовой опалубки, когда поверхность щита покрывают клеящим раствором, перемешанным с песком, и помещают в него, соблюдая одинаковую плотность, заполнитель с гладкими зернами. Вода бетонного раствора, уложенного на подготовленные щиты, растворяет клеящий состав, вследствие чего щит можно легко отделить, зерна заполнителя при этом остаются в бетоне;
• б) создание особого наружного слоя бетона;
• в) получение так называемого естественного бетона. Этот способ разработан в Норвегии. Работы выполняются в три этапа: вначале в опалубку помещают грубый заполнитель с разными или одинаковыми зернами (крупностью более 15 мм); на втором этапе работ по трубам инъецируют цементный раствор между ранее уложенными грубыми зернами; на третьем этапе, спустя 8—30 часов после инъецирования, до полного отверждения раствора опалубочный щит, удаляют, а пленку цементного камня удаляют с поверхности пескоструйным аппаратом.

Опалубка создает неофактуренную поверхность. Может оставаться без дальнейшей обработки.

Используется много видов опалубки:

Нестроганая дощатая опалубка своими прожилками и сучками, напоминающими окаменелости, оставляет интересные следы на бетонной поверхности, однако через зазоры между досками опалубки может наружу появляться раствор, что ухудшает вид поверхности бетона. Устранить этот недостаток можно, используя, тщательно пристроганные друг к другу доски. Однако некоторые проектировщики специально предусматривают выступание раствора через зазоры, создавая определенный орнамент.

Доски для опалубки должны быть толщиной 24—30 мм, отборные, из древесины одной породы, хорошего качества, без выступающих узлов, с сучками.

Предусматривая определенную ширину (6—10 см) и направление досок опалубки, применяя доски различной ширины, можно усилить эстетический эффект. Для горизонтальных элементов желательно располагать доски в горизонтальном направлении, для вертикальных (колонны)— в вертикальном, для фасадной поверхности обвязки сводов —в радиальном направлении, а для вогнутой поверхности — по направляющим, но в данном случае и другие решения создают интересную поверхность. Доски опалубки парапетных стенок наружных лестниц, ведущих на несколько этапов, можно располагать в направлении кромок парапетных стенок. Для часто применяемых в современных решениях конических колонн следует использовать сужающиеся доски. В случае больших вертикальных поверхностей применяют опалубку из горизонтально расположенных досок, сдвинутых в местах соединений, а также из досок, расположенных в шахматном порядке, с попеременным направлением. На карнизах, парапетных стенках и других поверхностях стыки проходящих горизонтально по кругу досок одинаковой ширины должны последовательно проходить по кругу.

Вогнутые бетонные поверхности оболочек одинарной кривизны, гиперболических параболоидов и коноидов (которые можно опалубливать прямыми досками) хорошо выглядят в неофактуренном исполнении; поверхности же двоякой кривизны (сферические, поверхности вращения) в этом случае менее удачны (из-за известных особенностей опалубки). Очевидно, неровности опалубки создают более благоприятное впечатление при малой кривизне и большой площади поверхности.

Можно применять строганную, прошпаклеванную мастикой или покрашенную суриком опалубку. Щит строганой опалубки может состоять из досок, соединенных в шпунт.

Полностью гладкая поверхность бетона в последнее время достигается применением таких опалубочных щитов, которые состоят из разреженного ряда планок (крепящихся к перемычке) основной опалубки, к которым с помощью гвоздей и водостойкого клея крепится опалубочная прокладка, состоящая из слоистого листа, а в ряде случаев — из прессованного древесноволокнистого листа толщиной 4—8 мм. Листы под действием влаги расслаиваются и скручиваются. Во избежание этого их можно покрывать лаком на искусственной смоле. С помощью простых прессованных древесноволокнистых листов можно получить гладкую бетонную поверхность, однако из-за их чувствительности к влаге воспользоваться ими можно только 1—3 раза. Древесноволокнистые листы, выдержанные в масле, а также листы со смолой в качестве вяжущего можно использовать многократно. У кромок стыков таких опалубочных щитов для предупреждения выступания раствора производят уплотнение мастикой или мягким пенопластом. Кроме этого полностью гладкую поверхность можно получить и применением дощатой опалубки с пластмассовыми листами.