Безупречная укладка покрытий из натурального камня вне помещений

Информация для архитекторов и укладчиков

Содержание

1. Безупречная укладка покрытий из натурального камня вне помещений
1.1. Вступление
1.2. Укладка форматов на раствор на бетонную подконструкцию
1.3. Укладка форматов на наклонную стяжку с использованием опор
1.4. Укладка форматов на гравий на бетонную подконструкцию
1.5. Укладка полигональных плит на раствор на бетонную подконструкцию
1.6. Укладка брусчатки на песок/мелкий щебень на щебёночный несущий слой
1.7. Укладка брусчатки на раствор на бетонную основу

1. Безупречная укладка покрытий из натурального камня вне помещений

1.1. Вступление

В области укладки натурального камня вне помещений существует значительно большее количество её видов, чем внутри помещений. Укладка без раствора вполне возможна и даже является предпочтительной (мощение брусчатки на слой песка, плит- на слой гравия), что немыслимо при укладке покрытий из натурального камня внутри помещений.

Соответствующий вид укладки основывается при этом на следующих критериях:
• Степень нагрузки (к примеру, пешеходы, легковой или грузовой транспорт).
• Выбранная форма натурального камня (к примеру, брусчатка, полигональные плиты, форматы).
• Затраты (к примеру, укладка на песок дешевле, чем укладка на цемент).
• Область применения (террасса, рыночная площадь).
• Условия на стройке (к примеру, имеющийся бетонный фундамент, насыпная строительная площадка котлована).

Какой из видов укладки является самым лучшим и рентабельным, зависит от одного из названных выше факторов. Для принятия окончательного решения важным может быть один или несколько критериев, но решающим должно быть соответствие выбранного способа техническим требованиям. Например, укладка форматов на наклонную стяжку с использованием опор не пригодна для участков, где будут ездить машины.
Ниже представлена информация о самых распространённых техниках укладки и мощения:

Области применения и принципы конструирования:
1.2. Укладка форматов на раствор на бетонную подконструкцию
1.3. Укладка форматов на наклонную стяжку с использованием опор
1.4. Укладка форматов на гравий на бетонную подконструкцию
1.5. Укладка полигональных плит на раствор на бетонную подконструкцию
1.6. Укладка брусчатки на песок/мелкий щебень на щебёночный несущий слой
1.7. Укладка брусчатки на раствор на бетонную основу

Вопросам гидроизоляции в дальнейшем изложении внимания не уделяется, т.к. они относятся к другой сфере рассмотрения.
! Для наружных работ на строительном рынке предлагаются системы, которые имеют одновременно функцию стяжки и функцию слоя капиллярного дробления.

1.2. Укладка форматов на раствор на бетонную подконструкцию

Рассмотрим классическую укладку: покрытие, строительный раствор и бетонная плита образуют единое целое (все слои прочно сцеплены между собой). Этот метод рекомендуется в том случае, если предъявляются высокие требования к устойчивости, способности выдерживать высокие нагрузки и ровной поверхности, а также если используются тонкие плиты, которые не укладывают на балластовый слой из песка или на наклонную стяжку с использованием опор. Такая укладка по сравнению со всеми другими является самой дорогостоящей.

Лучшей предпосылкой избежать повреждений из-за мороза является использование в качестве основания прочных водопроницаемых бетонных плит, имеющих наклон для отвода сточных вод.
Форматы укладываются на средний слой раствора – примерно 20 мм. Если нужно нивелировать большие неровности, следует использовать стяжку из жёстко- пластичного раствора.
При устойчивом и прочном бетонном основании использовать дополнительную арматуру нет необходимости.
Плиты не должны быть грязными. Расположение деформационных швов основывается на структуре горизонтального разреза или имеющихся швов в несущей конструкции. Если швов нет, тогда на покрытии из камня должны быть установлены ограничительные поля на расстоянии максимум 5-и метров. Они должны проходить через всю глубину конструкции пола.
На поверхности должен быть предусмотрен наклон для отведения дождевой воды: на гладких покрытиях, минимум, 1% =1см/м, на шероховатых (таких, как термообработанные, пескоструйные, необработанные и т.д.) – 2-3%.

Все использующиеся строительные материалы должны быть морозоустойчивыми (см. информацию в ГОСТ). Все без исключения слои конструкции пола изготавливаются с учётом усадочного напряжения – т.е. они не должны соединяться с соседними элементами конструкции.
Для заполнения деформационных швов применяется нейтрально-полимерный силикон для натурального камня.

! До продолжения строительных работ на несущих бетонных подконструкциях необходимо выждать несколько месяцев, чтобы технологическое усадочное напряжение бетона пришло в норму.

!! Чистые цементные растворы, состоящие только из воды и цемента, ни в коем случае не должны быть контактным слоем между стяжкой и плиточным покрытием. В противном случае:
1. Высокое усадочное напряжение может вызвать разрыв сцепления.
2. Очень высок риск выветривания карбоната кальция.
3. Изменения цвета.

! При укладке песчаника следует обратить внимание на слишком быстрый уход воды через камень.
Можно предпринять следующие превентивные меры:
1. Увлажнение деталей и плит.
2. Нанесение тонкого слоя раствора на натуральный камень и на подоснову.

1.3. Укладка плит на наклонную стяжку с использованием опор

Этот принцип конструкции можно применять лишь в отдельных случаях, и он, так же как и укладка форматов на гравий, предназначен для покрытий из натуральных и бетонных тёсаных камней на плоскую кровлю, балконы и террассы.
Покрытия, в зависимости от строительного элемента, должны быть тепло- и шумоизоляционными и влагостойкими.

Большинство плит имеет квадратные форматы.
Наиболее удобный размер 50*50 см. Площадь отдельных плит не должна превышать 0,16 м2 (минимальная ширина 3см).
Следует обратить внимание на параллельный рисунок на плитах, образующих площадь настила. Укладка полигональных плит (т.е. плит неправильной формы) при этом виде конструкции невозможна.
Могут быть применены:

• Цементная наклонная стяжка с использованием опор (пластиковый пакет (мешочная заморозка) со строительным раствором/ с бесшовным раствором / с бетоном).
• Регулируемая пластиковая наклонная стяжка с использованием опор.

Смысл и цель этого типа конструкции в выявлении сепарирования между покрытием и водоотводящей подконструкцией. Возникающая из-за этого противостояния воздушная прослойка действует как слой капиллярного дробления с добавочным дренажным эффектом.
Это позволяет практически исключить повреждения от сильного мороза. Гидроизоляция является здесь также большим преимуществом.

Преимущество даёт и относительно небольшой вес такой конструкции: одна плита из гранита при ширине 4см вместе с наклонной стяжкой с использованием опор (из пластмассы), весит, примерно, 110кг. Вес обычной конструкции для укладки плит на толстый слой раствора при высоте конструкции 10см составляет около 235кг.

Отвод воды с поверхности камня происходит через открытые швы (примерно 5мм). При этом нужно предусмотреть уплотняющую прокладку, проводящую воду при помощи соответствующих наклонов, и выполнить требования ном DIN 18 195 часть 5.

Схема: Плиточные покрытия на валковой опорной части основания.
1. несущая подконструкция
2. наклон стяжки
3. плиточное покрытие
4. цементная наклонная стяжка с использованием опор
5. уплотняющая прокладка

При крупноформатной плитке (к примеру, 50*50см) важным техническим показателем является предел прочности на растяжение при изгибе. В данном случае среди горных пород очень ценится сланец и гнейс.

Рекомендация: минимальный вес каждой плиты должен быть 15 кг.

Стоит учитывать предельные нагрузки на основание. Иногда на поверхности плит появляются тёмные пятна- это результат температурных разниц (сырость/сухость) и связанного с ними образования конденсата ниже точки росы. Эти пятна, обусловленные системой укладки, заметны в том случае, если натуральный камень обладает свойством паровой диффузии и имеет небольшую толщину.
Рекомендация: обратная сторона плиты перед укладкой обрабатывается полиуретаном, воском или акриловым слоем.

1.4. Укладка плит на гравий на бетонную подконструкцию

Эта техника укладки больше подходит для южных регионов.
Принцип этой конструкции можно сравнить с укладкой форматов на наклонную стяжку с использованием опор. Различие состоит лишь в том, что функцию стяжки при этом берёт на себя слой гравия.
При профессиональном подходе к монтажу и соответствующей толщине и высоте плит их колебание почти исключено.
Минимальная длина ребра плиты – 40 см. Толщина не должна быть менее 3 см.

В качестве материалов, образующих балластовый слой, берётся гравий 8-16мм без мелкозернистых гранул. Укладчик на стройплощадке, конечно, предпочтёт гравий с зернистостью от 4 до 8мм – его легче утрамбовать, но такая укладка менее устойчива.

Чтобы избежать возможных повреждений изолированных слоёв применяется круглая, недроблёная форма гранул. В непосредственной близости от водопадов следует использовать крупный гравий размером 16-32мм.

Полигональные плиты из натурального камня крайне неудобны для этого типа укладки из-за их неправильной формы и широких швов!
Идеальную устойчивость плит обеспечивают дроблёные гранулы. Изоляция в этом случае должна быть защищена от повреждений.

! Лучшая прочность и лёгкая обработка достигается путём вынимания из середины балластового слоя от одного до двух кельм гравия.

! При использовании плит большого формата размер гранул от 4- до 8 мм особенно облегчает укладку (пристукивание).

1.5. Укладка полигональных плит на раствор на бетонную подконструкцию

Технически квалифицированная укладка полигональных плит из натурального камня – отчасти из-за их очень дифференцированной толщины и размера – возможна лишь на раствор, исключая плиты для мощения пешеходных дорожек, помещённых, к примеру, на газонную траву. В данном случае достаточно простого песчаного балласта толщиной примерно 5 см.

Усадочное напряжение, вызванное испарением воды и затвердеванием раствора/бетона, должно ослабеть до начала укладки каменного покрытия. Точный момент этого невозможно определить заранее, так как он зависит от многих факторов. Поскольку толщина несущих бетонных плит составляет 10-15см, то по правилам может пройти 6 месяцев, прежде чем они дадут усадку после их монтажа.

Если этим процессам не уделяется достаточное внимание, и укладка следует непосредственно после изготовления бетонной плиты, высокие силы усадки бетона могут вызвать напряжения при сдвиге в областях адгезии. Из-за этого сцепляющая связь может быть нарушена, и покрытие из камня оторвётся от основания.

Полигональные плиты производятся из разных пород камня: обычно это кварцит, порфирит, парагнайз, сланец, а также Зольнхофенский известняк и Юрский мрамор.
Их укладывают со швами, ширина которых зависит отчасти от размера самих плит из натурального камня: обычно, это 2-3 см. Пазуха шва шириной примерно 5 см, которую едва ли можно избежать при укладке, не является дефектом, если сам шов не повреждён.
Если к выполнению работ предъявляются высокие требования, то шов может быть, например, 1,5 см.

Для укладки камня и заполнения узких и средних швов лучше использовать готовые заводские смеси (см. пункты 1.7. «Раствор», 1.8. «Расшивка»). При изготовлении раствора на месте следует использовать промытый (очищенный) песок с зернистостью 0-2мм.
При большей ширине швов используются гранулы 0-4мм, чтобы избежать высокого усадочного напряжения и неравномерной просадки строительного раствора.
Информация о добавках в раствор, предотвращающих высолы и «цветение» камня, приведена в главе 8.3.6.

Деформационные швы заполняются нейтральным полимерным силиконом для натурального камня. Силикон кладут на стыки плит. Последующая обработка поверхности паровой диффузной пропиткой возможна после высыхания покрытия. Не рекомендуется наносить на плитку лак с эффектом подчёркиваня цвета: он сотрётся от ходьбы по ней.

! Не существует однозначного размера максимальной ширины шва. При возникновении спорного момента следует обратиться к специалисту по натуральному камню.

! Плитки из глинистого сланца обладают естественными, прямолинейными формами ребра, которые напоминают спиленные или необработанные края.

! Плиты из глинистого сланца (чёрный глинистый сланец) не имеют капиллярных пор и являются таким образом по своей природе гидрофобными (водоотталкивающими). Этот факт требует особенной укладки плит.
Рекомендация: Двустороннее нанесение сцепляющего раствора (на плиту и на подоснову),
двухстороннее шерохование, например, нагелем, двухсторонняя промывка.

! Плиты с необработанной (природной) поверхностью имеют зубчатые края.
Поскольку шероховатость поверхности камня может быть чрезвычайно разной, невозможно предложить универсальное руководство к действию- решение в каждом конкретном случае только за специалистом по натуральному камню.

! Как уже сказано в пункте 1.2., чистые цементные растворы не могут быть контактными и сцепляющими. Это касается также и добавления чистого цемента в раствор или смесь.

1.6. Укладка брусчатки на песок/мелкий щебень на щебёночный несущий слой

Натуральные камни для брусчатки подразделяются на маленькие и большие. Градация качества и размеров приведены в DIN 18 502.
Выбор основания и балласта не зависит от величины камня, но учитывается, исходя из планируемой нагрузки и затрат.
Наиболее используемым и наименее затратным является метод укладки камня на песок/мелкий щебень на заранее уплотнённый слой щебня. Он оправдывает себя по по всем требованиям при строительстве как частных домов, так и больших объектов.

Особое значение здесь имеет фундамент: он выполняет функцию стяжки и отвечает за внешний вид покрытия из камня в течение его многолетней эксплуатации.
Он должен быть морозоустойчивым; водоотвод не должен проходить по покрытию, а должен выводиться через сеть швов в грунт.

Поэтому несущий слой должен иметь хорошую систему водоотвода, а также достаточно тщательно вымерен. В целом предлагается следующая гранулометрия: от 0-36 или 0-56.
Дальнейшие требования по использованию даны в TL-MIN или DIN 18 319.

Для балласта следует использовать промытый песок 0-4мм, 0-8мм, а также дроблёный песок 0-5 мм и высокосортный щебень 2-5мм. Толщина камня для мощения – в зависимости от трамбования- в среднем, должна составлять 5см.
Эти условия нужно соблюдать, чтобы избежать деформации покрытия из брусчатки при умеренном человекопотоке.
Для укладки используется брусчатка только первого сорта.

Избежать дополнительных работ по выгрузке брусчатки можно, используя уже готовые каменные плиты. На стыки плит наносится клей для швов, после его высыхания лишний клей удаляется. Затем каменную плиту трамбуют до устойчивого состояния.
Из-за вибраций заполнитель швов оседает, и в результате швы становятся наполовину открытыми. Только после этого производится собственно расшивка швов.

Заполнение швов цементным раствором или раствором эпоксидной смолы при укладке на песочную/щебёночную поверхность не допускается, т.к. при нагрузке на брусчатку они приведут к её деформации, разлому и крошению раствора.

Неустойчивые балластовые материалы и стяжки требуют обязательного применения шовной массы, которая способна выдержать силу деформации без разломов. Для этого используется латентно-гидравлический известняковый дроблёный песок, который обладает самосвязывающим действием. При добавлении воды гидравлические свойства активизируются и, благодаря этому, через некоторое время образуется сцепление, которое предотвращает вымывание швов.

Дроблёный песок из силикатной магматической породы, такой как гранит, диорит, базальт, диабас и порфир, не обладает отличительными свойствами карбонатной породы.
Обычный песок из котлована с относительно хорошо промытыми гранулами совсем не имеет или имеет только небольшие сцепляющие свойства, поэтому меньше всего подхоит для заполнителей швов. От использования сухих смесей, содержащих цемент, лучше отказаться, т.к. после смачивания таких швов водой и их намокания образуется цементная вуаль и цементные разводы на поверхности камня.

! Хотя согласно DIN 18 318 максимальная ширина швов составляет 10мм, бо́льшая ширина швов не будет являться недостатком. Соблюдение такой ширины невозможно из-за условий конкуренции, а также других факторов, связанных с особенностями некоторых пород (например, крупнокристаллическая структура камня, которая проявляется на его боковых поверхностях).

! По вышеперечисленным причинам мы советуем внести в договор на работы по укладке камня следующий пункт: «Максимальная ширина шва 10мм (DIN 18 318) не будет соблюдена по техническим причинам»

Рисунок (будет добавлен позднее): Укладка брусчатки на песок/мелкий щебень на щебёночный несущий слой

1. щебёночная стяжка;
2. песок и мелкий щебень;
3. брусчатка.

Колебание каменного покрытия при сжимающемся напряжении нельзя «сковывать» цементным раствором для швов и раствором эпоксидной смолы.

! Запомни: «Мягкая» основа не допускает «жёсткую» расшивку швов.

1.7. Укладка брусчатки на раствор на бетонную основу

Этот принцип монтажа хорош тем, что конструкция может выдерживать большие нагрузки. Её недостаток – высокие затраты, поэтому она редко применяется при строительстве больших объектов. Использование такой конструкции на частных объектахстановится целесообразным, если обстоятельства не позволяют уложить щебёночный балластовый слой, к примеру, при насыпи грунта.

Важные параметры для успешной укладки:

• укладка морозоустойчивого слоя;
• соответствующий размер стяжки, включая арматуру;
• слабое усадочное напряжение;
• высококачественный раствор для укладки;
• высококачественный раствор для расшивания швов.

Важной предпосылкой для длительного использования покрытия из камня является сцепление между раствором и слоем распределения нагрузки (бетонная конструкция) до образования монолитности основания. Чтобы добиться необходимой адгезии (сцепления), поверхность бетона должна быть чистой и в зависимости от погодных условий должна быть увлажнена. Слишком быстрое удаление воды из раствора может плохо повлиять на развитие прочности бетона в фазе гидратации и негативно скажется на прочности.

Раствор для укладки камня не должен быть слишком сухим и по консистенции должен напоминать цементное бесшовное покрытие. После укладки брусчатки следует обратить внимание на постепенное (не слишком быстрое) высыхание раствора. В зависимости от погодных условий раствор следует дополнительно увлажнить.

Трамбование уложенной поверхности производится одновременно с процессом укладки. Если с момента укладки раствора и утряски прошло слишком много времени (к примеру, 6 часов), цементная матрица в фазе гидратации будет нарушена, конечная прочность сильно ослабеет и эффект сцепления брусчатки с раствором уменьшится. При сухой погоде поверхность до и после утряски следует накрывать.

Возможны два вида расшивки швов:

• расшивание швов с использованием цемента;
• расшивание швов с использованием раствора эпоксидной смолы.
Преимущества цементного раствора заключаются в естественном цвете раствора и низких затратах на материал. Однако невозможно предусмотреть заранее трудозатраты на очистку и промывку, а также риск загрязнения брусчатки. Так как цементные швы не пропускают сточную воду в грунт, необходим соответствующий водоотвод.

Свойства раствора на основе эпоксидной смолы делают технику его нанесения простой и экономичной. При качественном монтаже гарантирована монолитность поверхности и годность к уборке машинами для подметания улиц при условии достаточной глубины швов.

Раствор для мощения на основе эпоксидной смолы темнеет быстрее, чем швы, обработанные цементом. С одной стороны, это связано с пористой структурой, с другой – с чётко выраженной капиллярностью.

Он быстрее пропускает воду, благодаря чему на примыкающих друг к другу больших поверхностях не образуются лужи, что невозможно при обработке швов цементом. Этот раствор позволяет меньше обращать внимания на образование наклона поверхности каменного покрытия. Он очень удобен в работе.

Сточная вода не должна задерживаться в структуре конструкции, иначе следствием будут повреждения из-за мороза; она отводится через фильтрующие стяжки.

Рисунок (будет добавлен позднее) Укладка брусчатки на раствор на бетонную основу
1. арматура;
2. бетонная подконструкция;
3. раствор;
4. мостовая.

! Чтобы не допустить возможного выветривания карбоната кальция, наряду с трассом в качестве примеси можно добавить мета-каолин и образователь воздушных пор.

!!! Разделительный слой ни в коем случае не должен быть уложен между поверхностью, стяжкой (группа С) и раствором, т.к. это препятствует образованию сцепления и увеличивается риск повреждений от мороза из-за отсутствия водоотвода.

! Если расшивка швов предусмотрена с использованием цементного раствора, то в качестве наполнителя швов используются пропитки (полимеры).

Оценка наполнителя шва
латентно-гидравлический:
– предназначен для любого типа конструкции;
– невысокая цена на материал;
– прост в использовании.

цементный раствор:
– невысокая цена на материалы;
– высокие затраты на рабочую силу;
– возможно образование цементной вуали;
– нет водоотвода через швы;
– необходим прочный подстилающий слой.

раствор на основе эпоксидной смолы
– высокая цена на материалы;
– низкие трудозатраты;
– эффект блестящей поверхности, благодаря покрытию эпоксидной смолой.

Рисунок (будет добавлен позднее):
Камни для мощения маленького размера в строительном растворе (итальянский порфир).

Рисунок (будет добавлен позднее):
Трёхдорожный жёлоб (в середине рисунка) из гранитной мостовой брусчатки (14*16 см);
Секторные своды (справа и слева) из гранитной мостовой брусчатки (9*11 см).