Текст книги "Устройство полов. Материалы и технологии"

Глава 7
Напольные покрытия для спортивных сооружений

При выборе напольного покрытия нужно учитывать, где будет располагаться площадка – на улице или в помещении. Для закрытых помещений применяются линолеум, ПВХ, ворсовые, каучуковые, деревянные и ламинированные покрытия.

Конкретный выбор напольного покрытия необходимо делать в зависимости от предполагаемого профиля спортивного зала или площадки, от вида спорта, которым будут заниматься на полу.

Главное требование к спортивному полу – чтобы он был однородным, не проваливался, выдерживал большие нагрузки. Если вид спорта связан с мячом, учитывается отскок мяча от пола, определенный коэффициент скольжения. Спортивные полы сертифицируются на соответствие стандартам по характеристикам прочности, ударопоглощения, упругости, трения, травмобезопасности и пр.

По типу материала покрытия разделяют на синтетические и натуральные, а по принципу укладки – на наливные, рулонные и плиты. В свою очередь, по составу рулонные покрытия делятся на полихлорвиниловые, резиновые и из натурального линолеума.

Резиновое покрытие – упругое, нескользкое и чрезвычайно износостойкое – часто используется при создании полов для профессионального спорта.

Последним новшеством являются двухслойные резиновые покрытия – в них подложка совмещена с рабочей поверхностью. Это ускоряет и удешевляет процесс укладки. При этом резиновые покрытия дороже и имеют, в сравнении с ПВХ, больший коэффициент температурного расширения.

ПВХ-покрытия в основном применяются в фитнес-центрах, школьных и спортивных залах, которые используются как универсальные. Разработаны специальные ПВХ-покрытия для теннисных школ, клубов и частных залов, для различных видов профессионального и любительского спорта.

ПВХ-покрытия быстро укладываются и легко ремонтируются. Основной недостаток – со временем ПВХ-покрытия локально теряют упругость, и площадка становится неоднородной. При попадании влаги этот материал становится скользким. Кроме того, он менее долговечен, чем, например, резиновые системы. ПВХ-покрытия в среднем служат от 3 до 5 лет, тогда как резиновые – от 10 до 15 лет.

Монолитные или наливные спортивные покрытия, выполненные на основе акриловых и полиуретановых связующих, – один из современных способов создания спортивных полов. Они находят применение на игровых площадках для баскетбола, волейбола, гандбола, тенниса, могут применяться как внутри, так и снаружи помещений.

К недостаткам монолитных покрытий спортивного назначения относится зависимость их эксплуатационных свойств и долговечности от качества основания, сложная технология укладки, пористость и ремонтонепригодность.

Наливные резиновые полы – самое дорогое и сложное в монтаже покрытие. Они могут применяться как в закрытых помещениях, так и на улице. Это в основном беговые дорожки, стадионы для легкой атлетики.

Основной минус использования покрытия в том, что оно абсолютно нерементопригодно. В случае появления дефектов его приходится полностью демонтировать и укладывать новое.

Деревянное покрытие является наиболее экологичным и качественным материалом. Высокое ударопоглощение в сочетании с хорошими характеристиками трения снижает риск получения травм на площадке и повышает комфортность при использовании этих полов для гимнастики, аэробики и классических танцев. Системы могут быть установлены на неровную бетонную поверхность. В России очень часто используется школьный брус или паркет из бука или клена. Однако деревянные полы требуют тщательного ухода и соблюдения микроклимата. И материал, и работа по укладке паркета дороги, зато и срок службы у деревянного покрытия продолжительней – не менее 20 лет.

В российских фитнес– и спортивных центрах наиболее часто в качестве напольных покрытий применяются ламинат и линолеум. Популярность они завоевали в первую очередь невысокой ценой, легкостью в укладке и уходе.

Ламинат – наиболее дешевое покрытие. Он общедоступен, легко монтируется. Ламинат 32-го класса прочности обладает высокой устойчивостью к истираемости. В сочетании с упругой подложкой он имеет отличные для непрофессиональных покрытий характеристики.

Линолеум отличает высокая долговечность, но низкие гравихарактеристики – для занятий спортом он слишком жесткий. Имеются специальные линолеумы новых поколений, так называемые натуральные. В основном они используются как составная часть системы, состоящей из двух функциональных слоев – линолеума и эластичного слоя – и предназначены для игр в баскетбол, волейбол, гандбол, теннис, футбол и пр.

Спортивные сооружения по пожарной безопасности попадают в классы Ф2 и Ф3. В таких помещениях не допускается укладка материалов с более высокой пожарной опасностью, чем Г3, РП3, Д3, Т3, В3, а в холлах, лестницах, коридорах и пр. – Г2, РП2, Д2, Т2, В2 [40]

Для устройства спортивных наливных покрытий используются материалы на основе полиуретанового связующего и резинового наполнителя. Они предназначены как для открытых площадок, так и для закрытых помещений. Такие покрытия обладают рядом преимуществ: травмобезопасность, эластичность, прочность, высокая устойчивость к перепадам температур, гигиеничность, звуко– и шумоизоляция, бесшовность, долговечность и экономичность.

ФИЗПОЛ-2000 (Россия) в зависимости от модификаций используется для спортивных сооружений, предназначенных для проведения международных соревнований по легкой атлетике, для соревнований и тренировок по теннису, мини-футболу, баскетболу, волейболу на открытых или закрытых площадках. Это изготавливаемое непосредственно на строительной площадке двухслойное (или трехслойное), монолитное водонепроницаемое покрытие для любых погодных условий. Базовый слой состоит из полиуретановой мастики, смешанной с черной резиновой крошкой. Верхний слой из полиуретановой мастики с нанесением противоскользящего цветного (красный, зеленый, синий) гранулята ЕПД (диаметр гранулята варьируется в зависимости от назначения сооружения). Верхний слой покрытий на площадках закрытых помещений состоит из цветной полиуретановой мастики, поверхность гладкая. ФИЗПОЛ-2000 обеспечивает эластичную поверхность, выдерживающую максимальные нагрузки, с малым процентом истирания.

Покрытие ФИЗПОЛ-2000 использовалось для устройства беговых дорожек различной протяженности для школьного стадиона г. Югорск, спортивного комплекса "Олимп" г. Белоярск, стадиона "Спартак" г. Щелково Московской обл.

При использовании наливных полов в качестве покрытий чаш для бассейнов можно вводить в их покрытия декоративные элементы: картины морского дна выглядят достоверно и не боятся чистки любыми химическими препаратами. [63, 88]

Резиновые напольные покрытия применяются сегодня на спортивных площадках, в спортзалах, при въезде в гараж, в магазинах.

Резиновые напольные покрытия обладают способностью выдерживать большие нагрузки и перепад температур от -40 до +40 °C.

Напольные покрытия на основе резины могут быть изготовлены как непосредственно из цельной резины, так и из резиновой крошки. Первый тип широкого признания не получил в силу своей дороговизны. Покрытия, изготовленные из резиновой крошки, значительно дешевле.

Резиновая крошка получается в результате переработки автомобильных покрышек, что само по себе довольно экономично. Изготовленные таким способом покрытия делятся на те, которые пропускают влагу и воздух (они предназначены специально для укладки на улице), и на водонепроницаемые, созданные для применения в помещениях. Они также могут использоваться в местах, где из-за наличия воды или грязи высока вероятность подскальзывания: при входах в магазины, на крылечках, ступенях и лестницах.

Такие резиновые покрытия не пропускают воду и имеют широкий спектр применения. Водонепроницаемые свойства этих покрытий обеспечивает наличие сплошной без разрывов полиуретановой пленки, через которую не проходит попавшая на поверхность жидкость.

Технология укладки покрытий из резиновой крошки схожа с методом устройства наливных полов, что обеспечивает бесшовность и монолитность.

Укладку покрытия на подготовленное основание (утрамбованная земля, бетон, асфальт, металл или деревянные полы) выполняет специальная укладочная машина. Уложенная смесь полимеризируется в течение суток. В этом заключается один из главных плюсов такого покрытия – можно залить площадь любой формы, не сталкиваясь с проблемой сварки и швов, отличающихся по цвету.

Убирать такие полы можно, как и обычные полы, сухим или влажным способом. В уходе за резиновыми покрытиями используются обычные бытовые чистящие средства и моющий пылесос, для больших помещений возможна уборка с применением струи воды под давлением, направленной из шланга. [43]

Для покрытия теннисных кортов выпускается смесь Теннисист™. Ее основными компонентами являются кирпичная крошка, не имеющая острых твердых частиц, известь и голубая кембрийская глина – одна из лучших в Европе, добываемая на Чекаловском месторождении.

Теннисист™ обеспечивает медленный отскок мяча от покрытия, создает комфортные условия для активно двигающегося теннисиста (не страдают суставы, позвоночник). Так как в смеси Теннисист™ присутствует кирпичная крошка, это позволяет спортсменам легко применять прием "проскальзывания обуви", чтобы "подъезжать" к отскочившему мячу.

Даже в дождливую погоду Теннисист™ сохраняет все свои качества благодаря высокой гигроскопичности, достигаемой за счет дренирующего слоя. [89]

ПОЛИТАН МЕГАТУРФ марок П ППМ 14-2, ПФ ППМ 14-8, ПАМ 13-2 (Германия) – спортивное синтетическое покрытие для футбола, хоккея и многоцелевых спортивных площадок. Скрученная пропиленовая нить обеспечивает ровный, нейтральный отскок мяча, а также в некоторой степени впитывает воду, так что после полива искусственной травы не возникает опасности появления ожогов у спортсменов. Хорошие спортивно-функциональные качества покрытие сохраняет даже при низких температурах, износоустойчиво, имеет неограниченный срок использования.

МЕГАТУРФ (П ППМ 14-2 и ПАМ 13-2) укладывается, в основном, на эластичный несущий слой, состоящий из высококачественного черного гуммигранулятора, связанного полиуретаном, и укладывается специальной машиной.

МЕГАТУРФ ПФ (ППИ 14-8) укладывается, в основном, на асфальте. Материал ворса – полипропилен, высота ворса около 14 мм, цвет – натуральный зеленый. Покрытие апробировано Международной федерацией по хоккею на траве.

ТЕРРАГРИН марок ПП-28, ПП-25 (Германия) – наполняемая песком искусственная трава для футбола, хоккея и многофункциональных спортивных площадок. Состоит из ворсового покрытия высотой 28 или 25 мм, изготовленного из полипропиленовых волокон и наполняемого неподдающимся износу кварцевым песком, образует устойчивую основу, позволяющую контролировать скольжение и повороты. Спортивное покрытие гарантирует минимальные расходы на уход, отличается долговечностью и идеально комбинируется со всеми требованиями, предъявляемыми профессионалами. Искусственная трава прокладывается на связанной основе наподобие асфальта или бетона.

ТЕРРАГРИН ПП 20Т рекомендуется специально для устройства теннисных кортов, с ворсовым покрытием 20 мм. [88]

Искусственная трава может быть выполнена из высококачественных резиновых покрытий.

МОБИЛЬФЛЕКС (Германия) – съемное синтетическое покрытие для теннисных залов. Отличается высокой износоустойчивостью и возможностью многократной укладки без фиксации клеем. Спортивно-функциональные качества покрытия обеспечивают ровный отскок мяча и уверенное передвижение спортсменов. Покрытие применялось на международных соревнованиях, таких как Кубок Дэвиса.

К покрытиям для теннисных залов относятся и такие материалы производства Германии, как ПОЛИТАН ГИМ, ГРАНФЛОР, ВЕЛЬФЛОР. [88]

Для устройства и реконструкции футбольных полей, теннисных кортов и различных спортивных площадок компания «Акзо Нобель» разработала систему материалов Schonox. В разд. 2.2.3 была приведена технология подготовки основания под покрытия пола спортивных площадок и его наклейки. [13]

Покрытия Taraflex французского концерна «Gerflor» с 1976 года служат для проведения всех без исключения Олимпийских игр. Материалы покрытия сочетают в себе мягкость песка и жесткость бетона.

Верхний слой – это прессованный под высоким давлением 2-мм ПВХ, формирующий показатель энергоотдачи, непосредственно влияющий на результативность спортсмена. Затем следует сетка из стекловолокна, предохраняющая материал от растяжения. Нижний вспененный слой создает эффект амортизации, что обеспечивает спортсменам травмобезопасность – одно из первейших требований, предъявляемое к напольным покрытиям как в мире профессионального спорта, так и в среде новичков и любителей.

Материалы пропитаны антигрибковыми и антисептическими составами, также исключена возможность термальных повреждений кожи. Ухаживать за покрытиями просто: достаточно влажной уборки. [90]

Глава 8
Покрытия полов животноводческих помещений

Одним из важнейших элементов животноводческого помещения является конструкция пола в местах отдыха животных. Только с полом происходит непосредственный контакт у животного. Теплопотери через пол могут достигать 41,9 Дж на 1 м² с поверхности животного в час, а при продолжительности контакта с полом в течение 12 ч потери тепла животного соответствуют калорийности 2–3 л молока. Для восполнения этих потерь животным приходится расходовать большее количество энергии, что приводит к увеличению расхода кормов и, следовательно, себестоимости продуктов животноводства.

Полы животноводческих помещений находятся в условиях постоянного воздействия воды, что определяет повышенное внимание к вопросу водопоглощения, водостойкости и водопроницаемости материалов полов.

От влажности пола зависят теплофизические характеристики. Например, влажность покрытий полов, находящихся в эксплуатации, может быть для бетона 6—10 %, кирпича 10–20 %, древесины 20–55 %. Кроме того, в водопроницаемых полах могут сохраняться и размножаться возбудители многих опасных заболеваний, а их дезинфекция практически невозможна, поэтому часто приходится удалять не только пол, но и грунт на достаточную глубину. Из этого следует, что полы должны иметь минимальное водопоглощение, чтобы их можно было легко и эффективно дезинфицировать.

Пол должен быть ровным и не скользким. В то же время пол не должен быть слишком абразивным, чтобы не вызвать повреждения копыт и кожных покровов. Излишне жесткий пол вызывает общую усталость животных, хромоту и снижает их продуктивность. В помещениях с эластичными полами животные охотнее и дольше лежат, что положительным образом влияет на их состояние. Допустимыми для эксплуатации в животноводческих помещениях можно считать материалы покрытий полов, имеющие среднее значение сцепления в пределах 0,37—0,8 МПа и истираемость копытного рога в пределах 0,1–0,2 г/см².

В настоящее время в животноводческих зданиях применяют в основном деревянные, бетонные, асфальтовые, кирпичные полы и полы из грунтовых материалов.

Самые распространенные – деревянные полы. Существуют различные типы этих полов. Дощатые полы по бетонному или глиняному основанию представляют собой настил из досок, прибитых к лагам, втопленным в подготовку из утрамбованного слоя глины или бетона. Подготовка должна быть значительной глубины и достаточно плотная. Толщина досок должна быть не менее 40 мм. Однако эти полы имеют существенные недостатки: срок службы их не превышает 2–3 года, а частичный ремонт необходим уже через несколько месяцев после начала эксплуатации; для деревянных полов требуется большое количество древесины хвойных пород; при сильном увлажнении древесина становится скользкой.

Известны торцовые полы из обрезков древесины хвойных или твердых пород, однако из-за высокой стоимости и сложной технологии их применение ограничено.

Оценкой условной классификации полов на "теплые" и "холодные" может быть коэффициент относительного теплопоглощения е_от, представляющий отношение количества тепла, поглощенного 1 м² пола при пребывании на нем сельскохозяйственного животного, к количеству тепла, выделяемому 1 м² поверхности животного за определенное время. При этом для холодных полов значение еот больше единицы, а для теплых – менее единицы, что дает возможность классифицировать уровни качества пола по этому показателю:

• менее 0,7 – отлично;

• от 0,7 до 0,9 – хорошо;

• от 0,9 до 1,1 – удовлетворительно;

• от 1,11 до 1,31 – плохо;

• более 1,31 – недопустимо.

Для сухих деревянных полов значение коэффициента е_от равно или меньше 0,7, т. е. древесина действительно является достаточно качественным материалом, отвечающим требованиям прочности и малой теплопроводности. Однако в животноводческих помещениях под влиянием климатических, биологических, эксплуатационных и механических факторов деревянные полы разрушаются в течение одного-полутора лет, а для лиственных пород срок службы не превышает одного года.

При внедрении технологии модификации древесины малотоксичными фенолформальдегидными смолами (вакуумирование в течение 0,5–1 ч, сквозная пропитка полимерным составом при избыточном давлении до 0,2–0,5 МПа в течение 3–5 ч с последующим отверждением модификатора при повышенной температуре от 60 до 80 °C в течение 3–4 ч с возможным повторением цикла и окончательной термообработкой при температуре 110–130 °C) увеличились прочностные свойства полов, твердость и ударная вязкость. Значительно повысилась стойкость древесины к агрессивным воздействиям животноводческих помещений, т. к. полимер, заполняя структуру древесины при сквозной пропитке, резко снижает скорость и уровень увлажнения, повышает огнестойкость, атмосферостойкость, химическую и биологическую устойчивость. Технология устройства полов из модифицированной древесины не отличается от общепринятой традиционной. Срок службы таких полов составляет не менее 15 лет и может быть значительно увеличен при внесении некоторых конструктивных решений и дополнительных мероприятий.

Примером таких конструктивных решений могут быть полы в виде щитов размером на стойло, что позволило организовывать проветривание и дезинфекцию основания, а также производить замену полов секциями в зависимости от их состояния. Конструкция щитов выполнена на специальных самозаклинивающихся элементах и защищена авторским свидетельством на изобретение.

Разновидностью деревянных полов являются полы с теплоотражающим экраном, позволяющие предотвратить отток тепла от сельскохозяйственных животных и снизить тепловые и энергозатраты. Данная разработка также защищена патентом.

Содержание животных на дощатых полах менее эффективно по сравнению с технологией по методу инженера А. И. Орехова – автора разработки содержания сельскохозяйственных животных на платформе с применением решетчатых полов и автоматизированной системой уборки навоза дельта-скрепером. Такая технология позволяет повысить производительность труда обслуживающего персонала, сократить падеж скота, снизить энергозатраты животных, уменьшить расход кормов. Однако пребывание животных на металлических решетках отрицательно сказывается на их здоровье, а используемые пластмассовые и деревянные решетки недолговечны.

Группой ученых НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет) была выполнена работа по созданию решеток из модифицированной древесины, армированных металлическими стержнями, что позволило увеличить срок службы полов в несколько раз. Совместно с ЗапСибНИПИАгроПром разработаны и переданы для реализации типовые проекты различных животноводческих помещений с содержанием животных на платформе и решетчатых полах.

Кроме деревянных полов широкое распространение в ЗападноСибирском и других регионах нашли монолитные и сборные полы из пенополистиролкерамзитобетона, пенополистиролшлакобетона, пенополистиролаглопоритобетона, представляющие собой двухслойную конструкцию из легкого бетона и защитного растворного покрытия из цементосодержащей композиции на основе отходов асбестоцементного производства (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Схема устройства пола из легкого бетона с пенополистирольным заполнителем и последовательность технологических операций: 1 – спланированный грунт; 2 – уплотненный щебнем грунт; 3 – песчаный подстилающий слой; 4 – маяк; 5 – уложенный легкий бетон; 6 – рейка для разравнивания раствора; 7 – обрамление канала навозожижеудаления; 8 – защитное покрытие из раствора на основе отходов асбестоцементной промышленности; 9 – железобетонная кормушка; 10 – лоток канала; 11 – гидроизоляция; 12 – маячная доска

Подстилающий слой или основание толщиной 120–150 мм выполняется из легкого бетона прочностью не ниже 7,5 МПа. Плотность таких бетонов с пенополистирольным заполнителем составляет не более 700–900 кг/м³. Защитное покрытие выполняется толщиной 20–30 мм раствором прочностью 10 МПа, водопоглощением не более 2 мас.%.

Полы устраиваются по спрофилированному и утрамбованному грунту или по песчаной подготовке. Поверхность пола имеет уклон в сторону канализационных лотков 1–2 см на 1 м стойла. Полы отличаются высокими теплотехническими показателями, т. к. коэффициент теплопроводности основного слоя составляет не более 0,23 Вт/(м·°С), а коэффициент тепловой активности при толщине основного слоя 120 мм и защитного слоя 25 мм не превышает 30 кДж/(м²·с^1/2·°С), что соответствует показателям полов из древесины в сухом состоянии. Они обладают высокой коррозийной стойкостью, водостойкостью и малой гигроскопичностью, в результате чего во время эксплуатации практически не увлажняются.

Полы могут быть изготовлены по заводской технологии, с доставкой и монтажом их на строящемся объекте и последующей заделкой стыков, или монолитно с использованием на месте строительства обычного бетоносмесителя. Последние устраиваются в два этапа. Сперва расстилается основной слой из пенополистиролкерамзитобетона или другого легкого бетона, а затем устраивается покрытие из раствора с использованием отходов асбестоцементного производства с цементом, гидрофобизирующей и полимерной добавками.

Еще одной отличительной особенностью полов с добавкой пенополистирола и защитного покрытия из отходов АЦП с полимерной и гидрофобизирующей добавками является проявление упругости, что весьма важно при контакте сельскохозяйственных животных с полом. Упругий эффект проявляется за счет специально подобранной рецептуры и технологии вспенивания полистирола, а также определенных режимов укладки слоев пола. Предложенный оригинальный технологический прием устройства полов из бетонов на минеральной связке с упругим или демпфирующим эффектом защищен патентом и отвечает требованиям простоты и доступности в реализации.

Эксплуатируемые в ряде хозяйств Новосибирской и других областей полы по предложенной технологии стоят без ремонта в течение 15–18 лет. Опыт их эксплуатации позволяет сделать вывод о высокой эффективности и достаточной биологической совместимости с нахождением животных на данных полах. В зимнестойловый период температура таких полов не опускается ниже 10–11 °C, в то же время деревянные полы в этих условиях имеют температуру не более 2–3 °C, что объясняется высокой гигроскопичностью обычной немодифицированной древесины. [129, 130]

Для создания более теплого покрытия полов для коровников был предложен способ поризации резинового покрытия.

Способы, дающие резину с открытыми порами, для полов животноводческих помещений были непригодны. Кроме того, пористые резины вследствие развитой внутренней поверхности более подвержены старению.

Выбран способ, лишенный этих недостатков, суть которого заключается во введении суспензионного (бисерного) полистирола в резиновую смесь. При горячей вулканизации заготовки он значительно увеличивается в объеме и создает в резиновой плите покрытия линзообразные (за счет давления пресса на изделия) поры. Наличие пор линзообразной формы заметно снижает теплопотери покрытий полов в местах отдыха животных. Полы с таким покрытием не требуют устройства подготовки из легкого бетона. Повышаются их зоогигиенические свойства, поскольку теплое покрытие препятствует образованию конденсата, что положительно сказывается на физиологическом состоянии животных. Снижается их травматизм в результате меньшего скольжения на полу.

Практика показала, что пол с поризованным покрытием поглощает тепло на 20 % меньше, чем пол с обычным покрытием, что позволяет применять его для бесподстилочного содержания всех половозрастных групп крупного рогатого скота. Кроме того, его можно укладывать на подготовку из тяжелого бетона, что значительно упрощает и удешевляет устройство полов, долговечность которых к тому же значительно возрастает, становясь сравнимой с долговечностью всего здания.

Так, лежание животных на поризованном покрытии было на 1,5–2 ч дольше по сравнению с лежанием на плитах без поризации. Не было случаев скольжения, падения и травм животных, что имело место на полах с традиционным покрытием. Клиникофизиологическое состояние животных было удовлетворительным, а его основные показатели (ректальная температура, частота пульса и дыхания) не превышала нормы. [131]

Одной из последних разработок лаборатории компании "БИРСС" было напольное покрытие для животноводческих комплексов и ферм БИРСС Контакт-Флекс. В его состав в качестве наполнителя входит резиновая крошка, что позволяет значительно улучшить условия содержания животных, а значит, повысить эффективность работы комплекса. [81]