МИШ 1СТЕРСТВО СТРОИТЕЛ ЬСТВА II ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЦЕНТР НОРМИРОВАНИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ СООТВЕТСТВИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ»
Методические указания по применению архитектурных бетонов
Москва 2019
1 Область применения................................................................... I
2 Нормативные ссылки........................................................................................ 2
3 Термины и определения.................................................................................... 4
4 Общие положения...................................................................... 5
5 Основные типы поверхности архитектурных бетонов и методы их
получения......................................................................................................... 6
5.1 Классификация типов поверхности и основные особенности............ 6
5.2 Комбинированное использование различных методов получения
поверхности.............................................................................. 12
5.3 Методы обработки поверхностей архитектурного бетона................. 14
5.3.1 Использование поверхностных замедлителей.............................. 15
5.3.2 Обработка растворами кислот................................................. 15
5.3.3 Гидро- и абразивоструйная обработка....................................... 16
5.3.4 Механическая обработка поверхности....................................... 19
6 Рекомендации по разработке и ведению проектов с использованием
архитектурных бетонов............................................................... 20
6.1 Выработка общих критериев соответствия при реализации проектов
с использованием архитектурных бетонов........................................ 20
6.2 Основные факторы получения архитекту рного бетона надлежащего
качества................................................................................... 21
6.3 Рекомендации по архитектурному проектированию........................ 24
6.3.1 Общие замечания.............................................................. 24
6.3.2 Рекомендации по проработке отдельных деталей архитектурных
решений................................................................................ 25
6.3.3 Сборно-монолитный архитектурный бетон.............................. 27
6.3.4. Эталонные образцы поверхностей архитекту рного бетона и натурный макет конструкции...................................................... 28
6.4. Особенности проектирования конструкций из архитектурного
бетона.................................................................................................................. 29
6.5. Опалубка для архитектурного бетона......................................... 30
6.5.1 Материалы опалубки......................................................... 31
6.5.2 Точность изготовления и монтажа опалубки........................... 34
6.5.3 Использование покрытий опалубки....................................... 35
6.6 Разделительные смазки............................................................ 36
6.6.1 Выбор разделительных смазок............................................. 36
6.6.2 Типы разделительных смазок............................................... 37
6.6.3 Влияние материалов опалубки............................................. 38
6.6.4 Хранение и нанесение разделительных смазок......................... 39
6.7 Демонтаж опалубки................................................................ 39
7 Требования к составам архитектурных бетонов.................................. 41
7.1 Основные требования к материалам для изготовления архитектурного бетона................................................................. 41
7.1.1 Портландцементы и специальные цементы............................. 41
7.1.2 Заполнители.................................................................... 42
ii
5.1 Классификация типов поверхности и основные особенности
Современная технология архитектурного бетона позволяет получать фактически неограниченное многообразие визуальных решений, тем не менее, можно выделить два основных типа поверхностей архитектурного бетона:
I - сформированные формообразующей поверхностью опалубки -необработанные поверхности, на которых растворная часть бетона является основным видимым компонентом, определяющим цвет поверхности; а форма и рельеф являются зеркальным отражение формообразующей поверхности опалубки.
II - полученные путем обработки поверхности бетона после распалубки - поверхности, которые обрабатываются на месте путем удаления (полностью или частично) поверхностного слоя раствора, чтобы обнажить нижележащий заполнитель, таким образом полностью или частично скрывая текстуру формообразующей поверхности опалубки. Удаление поверхностного слоя может быть произведено несколькими методами, обеспечивающими различный декоративный эффект:
- при использовании специальных поверхностных замедлителей схватывания,
- гидро- и абразивоструйной обработкой,
- обработкой растворами кислот,
- механической обработкой.
В общем виде классификация поверхностей, методов обработки и основные характеристики поверхности приведены в таблице I.
|
Тип поверхности |
Метод обработки поверхности |
Основные
характеристики
поверхности |
Примеры |
|
I
- сформированные формообразующей поверхностью опалубки |
Пост-обработка
не
осуществляется |
Возможность передачи мелких деталей рельефа; точная геометрия поверхности; получение гладкой поверхности |
Рисунки
1-3,6 |
|
II
полученные путем обработки поверхности бетона после распалубки |
Использование поверхностных замедлителей с последующим удалением растворной части |
Возможность
максимального
экспонирования
заполнителя;
возможность
воспроизводства
рисунков на поверхности
бетона |
Рисунки 4 в, 5 |
|
|
Обработка
растворами
кислот |
Обнажение тексту ры заполнителя; окрашивание поверхности (за счет реакции с продуктами гидратации цемента) |
Рисунок 4 а,б |
|
|
Абрази востру й ная обработка |
Матирование поверхности, придание однородности цвета,
возможность воспроизведения сложных рисунков на поверхности (при работе по трафарету ) |
Рисунок 4 ж - н |
|
|
Механическая обработка бучардами и иным ручным инструментом |
Обнажение текстуры заполнителя при невыраженном рельефе; матирование поверхности; имитация приемов и эффекта камнеобработки |
Рисунок 4 д, е |
|
|
Рисунок 1 - Примеры сложных поверхностей, полученных при использовании формообразующих элементов опалубки |
|
|
Рисунок 2 - Пример эффективного использования простой дощатой опалубки для реализации архитектурно-художественного решения |
|
|
Рисунок 3 - Комбинирование простой дощатой опалубки и формообразующих вкладышей |
|
|
Рисунок 4, лист 1 - Примеры поверхностей архитектурного бетона, полученных путем обработки поверхности бетона после распалубки а, б - обработка растворами кислот; в - использования поверхностных |
замедлителей схватывания; г - комбинированного воздействия поверхностных замедлителей и обработки растворами кислот; д, е -механической обработки бучардами
|
|
Рисунок 4, лист 2 ж - абразивоструйной обработки слабой интенсивности, и - средней интенсивности, к - н - высокоинтенсивной абразивоструйной обработки |
5.2 Комбинированное использование различных методов получения поверхности
Необходимость получения поверхности с достаточно точной геометрией, передачей рельефных деталей, текстуры поверхности неизбежно требует использования специальной формообразующей поверхности опалубки. В остальных случаях, в зависимости от желаемого декоративного эффекта, методы обработки могут применяться как самостоятельно, гак и в сочетании друг с другом.
Многие декоративные эффекты на поверхности архитектурного бетона могут быть реализованы различными технологическими методами хотя и не с идентичным конечным результатом. Так, одно из популярных направлений - воспроизведение на поверхности архитектурного бетона рисунков, орнаментов и т.д., так называемый «графический бетон» может осуществляться как с использованием формообразующих элементов, гак и с помощью поверхностных замедлителей либо абразивоструйной обработки по трафарету.
|
а б |
|
|
Рисунок 5 - Рисунки, воспроизведенные на поверхности бетона при |
использовании специальных поверхностных замедлителей схватывания
|
|
Рисунок 6 - Графический бетон с передачей полутонов за счет рисунка светотени на рельефе от формообразующей поверхности опалубки -фасадная часть здания Университета Тулузы III (Поля Сабатье) |
Во всех случаях, в основе лежит принцип воспроизведения бинарных изображений с имитацией полутонов группами пикселей различной плотности, но одного цвета (рисунки 5, 6). При этом пиксели при использовании формообразующей поверхности соответствуют перепадам рельефа, а при использовании поверхностных замедлителей - участкам с покрытием и без (при этом светлый оттенок обеспечивается ровной поверхностью бетона, а темный - впадинами рельефа или удалением растворной части с поверхности).
5.3 Методы обработки поверхностей архитектурного бетона
Поверхности архитектурного бетона, в том числе горизонтальные, могут быть обработаны с целью обнажения (экспонирования) мелкого или крупного заполнителя с помощью замедлителей схватывания цемента в поверхностном слое бетона, интенсивного размывания поверхности гидроструйными аппаратами высокого давления, удаления растворной части обработкой растворами кислот, абразивоструйной обработки, использования пневматических игольчатых пистолетов либо других механических инструментов.
Использование этих методов естественным образом предъявляет дополнительные требования к используемым заполнителям по форме, размеру, текстуре и цвету . При этом, поскольку большая часть бетонной поверхности образована обнаженными зернами заполнителя, значительно снижается влияние цвета используемого цемента.
Планировочное и архитектурно-художественное решение, предполагаемые углы и расстояние обзора - определяющие при выборе крупности используемого заполнителя. Поскольку обработанные поверхности более восприимчивы к естественному действию погодных условий и влиянию загрязнения окружающей среды, следует учитывать собственную долговечность заполнителя как фактор прогнозируемости возможных изменений внешнего вида поверхности архитектурного бетона.
Зерна заполнителя окатанной формы менее склонны к осаждению на поверхности атмосферной пыли, нежели зерна угловатой формы. При эксплуатации в условиях сильно загрязненного воздуха может быть предпочтительнее использовать заполнитель с цветом, существенно более светлым, чем цвет растворной части бетонной смеси.
5.3.1 Использование поверхностных замедлителей
Поверхностные замедлители используются для замедления
схватывания лицевого слоя бетонной смеси с целью снижения трудоемкости работ по его удалению. Использование при приготовлении бетонной смеси добавок-ускорителей или прогрева во время бетонирования в холодную погоду может сократить время действия замедлителя схватывания на поверхности. Также, при планировании работ следует учитывать возможность изменения эффекта действия поверхностного замедлителя в случае длительного перерыва между нанесением его на формообразующую поверхность опалубки и бетонированием.
Серия образцов должна быть подготовлена для оценки возможного влияния на замедляющее действие материала формообразующей поверхности опалубки и подобранного состава бетонной смеси. Дальнейшие эксперименты по определению влияния высоты укладки бетонной смеси, времени распалубки и метода обработки должны проводиться на натурном макете, либо на участках меньшей важности, таких как стены подвала. Рекомендуемая минимальная прочность бетона перед удалением растворной части должна составлять 7-10 МПа. Из-за многочисленности факторов, влияющих на действие поверхностных замедлителей, применяемых для формования поверхностей при бетонировании вертикальных конструкций, их использование должно быть тщательно оценено для каждого конкретного проекта.
5.3.2 Обработка растворами кислот
Обработка поверхности архитектурного бетона растворами, содержащими кислоты в различной концентрации (либо иные вещества.
7.1.3 Добавки......................................................................... 43
7.1.4 Активные минеральные добавки.......................................... 44
7.1.5 Пигменты....................................................................... 44
7.1.6 Вода.............................................................................. 45
7.2 Требования к физико-механическим свойствам архитектурного
бетона...................................................................................... 45
7.3 Дозирование, смешивание и контроль температуры........................ 46
8 Рекомендации по технологии выполнения работ с бетонными смесями из архитектурного бетона при возведении монолитных и сборно-монолитных конструкций и сооружений.............................................................. 47
8.1 Транспортировка бетонных смесей............................................. 47
8.2 Приготовление бетонных смесей на стройплощадке....................... 47
8.3 Укладка бетонной смеси.......................................................... 48
8.4 Уплотнение.......................................................................... 48
8.5 Глубинная вибрация............................................................... 49
8.6 Использование виброопалубки.................................................. 50
8.7 Специальные приемы уплотнения бетонной смеси......................... 51
8.8 Уход за твердеющим бетоном................................................... 52
8.9 Завершающие работы и эксплуатационное обслуживание................ 53
8.10 Ремонт и исправление недостатков поверхности.......................... 55
8.11 Удаление пятен с поверхности................................................. 56
8.12 Использование герметиков, кольматирующих пропиток и
покрытий................................................................................. 56
Приложение А Дополнительные нормируемые показатели качества
поверхности в проектах с использованием архитектурного
бетона..................................................................... 58
Приложение Б Основные абсорбирующие и неабсорбирующие материалы
опалубки.................................................................. 61
Приложение В Рекомендуемый метод оценки степени износа
формообразующих поверхностей из полимерных
материалов............................................................... 64
Приложение Г Рекомендуемая методика оценки совместимости
используемых материалов опалубки, разделительных
смазок и подобранного состава архитектурного бетона....... 67
Библиография............................................................................... 69
способные переводить в растворимые соединения минералы цементного камня - к примеру, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты), может использоваться для травления поверхности бетона, придания поверхности легкого матового блеска или окрашивания поверхности с обнаженным заполнителем.
Заполнители для архитектурного бетона, обрабатываемого таким методом, должны быть стойкими к растворам кислот; при использовании карбонатных заполнителей (известняки, доломиты и мраморы) необходима обязательная проверка нормируемых параметров долговечности бетона.
Глубина удаления растворной части при использовании растворов кислот, ее влияние на цвет и внешний вид поверхности, находятся в прямой зависимости от возраста бетона. Следует учитывать, что обработка значительной площади монолитных конструкций единовременно может быть затруднена в силу естественных факторов, таких как погода, календарный график и т.д. При этом, для бетонов высокой прочности разница во времени обработки меньше влияет на конечный внешний вид поверхности.
С учетом этого, обработку поверхности архитектурного бетона растворами кислот рекомендуется проводить не ранее 14 сут после бетонирования, при достижении прочности на сжатие не менее 20 МПа.
Обработка растворами кислот не рекомендуется для вертикальных поверхностей из монолитного архитектурного бетона в силу сложности обеспечения равномерности обработки из-за образования подтеков и необходимости решения проблемы нейтрализации стока.
Рабочий персонал, проводящий обработку, должен быть надлежащим образом проинструктирован по технике безопасного обращения с используемыми продуктами, иметь защитную одежду и средства защиты органов дыхания.
5.3.3 Гндро- и абразнвострунная обработка
Абразивоструйная или пескоструйная обработка используется для матирования поверхности, придания однородности цвета либо создания
Введение
Настоящие методические указания разработаны в развитие СП 70.13330.2012 «СНиП 3.03.11-87 Несущие и ограждающие конструкции», в части раздела 5 и Приложения X, а также СП 435.1325800.2018 «Конструкции бетонные и железобетонные монолитные. Правила производства и приемки работ» в отношении архитектурного бетона.
Цель разработки методических указаний - формулировка для специалистов в области проектирования, архитектуры, строительного производства актуальных рекомендаций и указаний по эффективному применению архитектурных бетонов в современной строительной практике. В дополнение к основным разделам, авторы в соответствующих приложениях изложили рекомендации по выбору дополнительных нормируемых показателей качества поверхности архитектурного бетона, расширенную классификацию материалов опалубки, а также эмпирическую методику оценки степени износа опалубки и методика экспресс-теста на совместимость материалов опалубки, разделительных смазок и подобранного состава архитекту рного бетона.
Необходимо отметить, что в силу ряда обстоятельств настоящее методические указания разрабатываются до полноценного введения в нормативных документах Российской Федерации термина «архитектурный бетон». Также, существующие национальные нормативные документы в недостаточной (для бетонов высокой декоративной выразительности) степени формулируют критерии качества поверхности таких бетонов. С учетом это, в развитие критериев оценки, вводимых ГОСТ 13015 и СП 70.13330. (Приложение X), разработчикам и исполнителям проектов рекомендуется в рабочей документации проектов устанавливать дополнительные требования к качеству поверхности архитектурного бетона.
Методические указания разработаны авторским коллективом АО «НИЦ «Строительство»: канд. техн. наук И.М. Дробященко; В.В. Денискин;
В./О. Сорокин; П.Н. Сиротин. Руководитель работы - канд. техн. наук И.П. Саврасов.
I Область применения
Настоящие методические указания распространяются на проектирование и производство работ, выполняемых при строительстве и реконструкции предприятий, зданий и сооружений во всех отраслях народного хозяйства, при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций, к внешнему виду которых предъявляются особые требования по декоративной выразительности. Методические указания формулируют общие требования к составам архитектурных бетонов, бетонам и опалубкам; к выполнению опалубочных и бетонных работ; методам обработки поверхности готовых монолитных бетонных и железобетонных конструкций из архитекту рного бетона.
2 Нормативные ссылки
В настоящих Методических указаниях использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 965-89 Портландцементы белые. Технические условия;
ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия;
ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия;
ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия;
ГОСТ 15825-80 Портландцемент цветной. Технические условия; ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия;
ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия;
ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия;
ГОСТ 30515-013 Цементы. Общие технические условия;
ГОСТ 31108-2016 Цементы общестроительные. Технические условия; ГОСТ 32496-2013 Заполнители пористые для легких бетонов. Технические условия;
ГОСТ 34329-2017 Опалубка. Общие технические условия;
ГОСТ Р 54105-2010 (ИСО 8296:2003) Пленки и листы полимерные. Метод определения натяжения при смачивании;
ГОСТ Р 56196-2015 Пигменты для бетонов и строительных
растворов. Общие технические условия;
ГОСТ Р 56585-2015 Пигменты для бетонов и строительных
растворов. Общие технические условия;
СП 63.13330.2018 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные
конструкции. Основные положения»;
СП 70.13330.2012 «СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции» (с изменениями № 1, № 3);
СП 435.1325800.2018 Конструкции бетонные и железобетонные монолитные. Правила производства и приемки работ
Примечание - При пользовании настоящими методическими указаниями целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на I января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.
3 Термины и определении
В настоящих методических указаниях применены термины по ГОСТ 7473, ГОСТ 24211, ГОСТ 26633, ГОСТ 30515, а также следующие термины с соответствующим и определениям и:
3.1 архитектурный бетон: Вид бетона, поверхность конструкций и сооружений из которого постоянно доступна для обозрения, не предполагает использования отделочных материалов и обладает предусмотренным проектом внешним видом, функционально ориентированным на создание определенного эстетического эффекта.
3.2 декоративный бетон: Бетон, получаемый путем обработки окрашиванием, полировкой, текстурированием, тиснением, гравировкой, использованием топпингов и другими приемами для достижения требуемых эстетических свойств.
3.3 разделительная смазка: Материал, наносимый на
формообразующую поверхность опалубки с целью снижения силы сцепления (адгезии) с твердеющим бетоном.
4 Общие положен и и
Архитектурные бетоны - высокофункциональные бетоны, требующие для их изготовления выбора специальных конструктивных решений опалубки и материалов формообразующих поверхностей; сырьевых компонентов бетонных смесей; методов укладки и уплотнения, а также ухода за твердеющим бетоном. С учетом этого при разработке настоящих методических указаний ставились задачи:
- сформулировать классификацию основных типов поверхностей архитектурного бетона и дать описание методов их получения;
- сформулировать рекомендации по выбору дополнительных показателей качества поверхности в расширение требований, вводимых ГОСТ 13015 и СП 70.13330.2012 (Приложение X);
- предоставить специалистам основные сведения по особенностям ведения проектов с использованием архитектурных бетонов, подходов к проектированию и взаимодействию с подрядными организациями;
- в дополнение положений ГОСТ 34329 предоставить основную информацию по материалам, используемым в конструкции опалубки для архитектурных бетонов;
- сформулировать указания и рекомендации по работе с бетонными
смесями из архитектурного бетона: их транспортировке, укладке,
уплотнению и уходу за твердеющим бетоном;
- подготовить рекомендации по методам механической и иной обработки поверхности с целью достижения повышенной декоративной вы разител ьности.
