Антистатичное покрытие для бетона

Требования к современным высокотехнологичным помещениям и ряду производственных, торговых цехов таковы, что полы должны соответствовать нормам эксплуатационной безопасности. Это реализуется благодаря отведению статического заряда с напольной поверхности. Статический заряд не только притягивает пыль и грязь, но может нарушить работу высокоточного оборудования и аппаратуры.

Почему образуется статическое электричество?

Виной всему неумолимые законы физики. Если человек или предмет перемещаются по поверхности, это всегда сопровождается накоплением статического заряда. К слову, мы способны накапливать высокий электрический потенциал, вплоть до нескольких тысяч Вольт.

В быту или в иных условиях для самого человека это сопровождается проскакиванием искры между пальцами, но для высокотехнологичной точной электроники заряд часто становится фатальным. В виду таких перспектив устранение статического электричества является важным требованием, а не излишеством.

Последовательность возникновения электростатического разряда и заряда:

1. Заряд сбалансирован в обоих телах (человек и пол), если не происходит обоюдного касания.
2. При контакте ноги с поверхностью отрицательный заряд переходит от человека к полу и наоборот. Положительный заряд переходит от человека к полу. Заряд распространяется беспрепятственно из-за большой массы напольной поверхности.
3. Благодаря ограниченной массе человека отрицательный заряд не распределяется. Он смещается к наружному краю.
4. Отрицательный заряд увеличивается с каждым шагом человека. Как только происходит контакт, реализуется электростатическое разряжение.

Зачем необходимы антистатические покрытия для бетона

Уже понятно, что статический заряд несет массу неприятностей. Создание защитного слоя – это неотъемлемое требование к эксплуатации целого ряда объектов.

Покрытие востребовано в следующих случаях:

• полы крупных вычислительных центров, станций связи, серверных комплексов, радиостудий, телевизионных помещений. При самом неблагоприятном исходе техника может выйти из строя, возможны сбои в работе, утрата важнейшей информации и данных. Некоторое оборудование настолько чувствительно, что фатальным становится разряд в несколько десятков Вольт, а речь идет о нескольких тысячах;
• антистатика востребована в сфере здравоохранения. Это всевозможные объекты медицинского назначения, — диагностические центры, реанимации, операционные. Там тоже действует высокоточное оборудование, поддерживающее жизнеобеспечение больных;
• лаборатории, промышленные цеха, ориентированные на изготовление электронного оборудования;
• статическое электричество становится источником искр, что недопустимо в местах, где проводится хранение легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ;
• если бетон имеет антистатическое покрытие, он перестает притягивать грязь и пыль. В подобных помещениях существенно облегчается клининг. Высокая гигиеничность пригодится на предприятиях общественного питания, в детских, лечебных учреждениях, и на предприятиях пищевой промышленности;
• ну и последнее – быт. В жилых помещениях покрытие устраивается по гигиеническим соображениям и в виду безопасной эксплуатации.

Принцип действия

Если обратиться к физике, статическое электричество – это электрический потенциал. Он формируется из свободно заряженных частиц. Статический заряд имеет склонность накапливаться, причем в весьма значительных величинах. Достаточно незначительного повода, например, сближения разнозаряженных предметов, критическая разность потенциалов и произойдет мгновенная разрядка.

Чтобы избежать столь неблагоприятных событий, следует исключить накопление высокого заряда на покрытии. Это возможно благодаря оттоку заряда на контур заземления или он может быть рассеян, после чего реализуется постепенный естественный разряд в воздушную среду.

В любом случае бетонный пол должен характеризоваться некоторыми токопроводящими свойствами. Теория подтверждает, что оптимальное сопротивление утечке заряда, обеспечивающее антистатичность, должно находиться в рамках 10*4-10*9 Ω/м. Защита эффективнее при минимальных параметрах этой величины. Точные оптимальные значения определяются на месте, с опорой на тип помещения.

Виды антистатических покрытий по принципу действия:

• с отсутствием токопроводящих свойств. Тут работают особые характеристики покрытия, что обеспечивает отток заряда в атмосферную влагу. Не токопроводящий слой можно устроить на основе любого полимерного покрытия – наливной пол, пропитка, покрытие с кварцевым песком, окрасочное покрытие. По факту – это 1-2 верхних лакокрасочных слоя с антистатической добавкой;
• токопроводящие. Тут реализуется подключение к заземляющему контуру объекта. Это обеспечивает сток заряда. Основа – электропроводящий полимер с удельным электрическим сопротивлением 10*6-10*9 Ом/м. Полимерный пол передает заряд на токоотводящую ленту, после чего он уходит «на землю». За счет электроводности обеспечивается быстрый сток электростатического заряда.

Кроме того, принято выделять несколько типов покрытий, в зависимости от технологии ведения работ:

• резиновые покрытия для бетона (рулонные, модульные);
• наливные полы с внутренней системой отвода статики;
• линолеумы с антистатичным эффектом;
• наливные полы, стяжки, предотвращающие накопление заряда, обеспечивающие его рассеивание. Тут работает особый компонентный состав;
• финишные лакокрасочные покрытия с антистатическими присадками;
• антистатические краски и лаки по бетону.

Полимерные наливные полы (токопроводящие)

Наливной токопроводящий полимерный пол – это разновидность специальных покрытий, используемых на самых ответственных объектах. Материал пресекает даже малейшее накопление заряда. Если говорить о характеристиках, тут реализуется максимальная поверхностная проводимость. Это говорит о том, что сопротивление утечки минимально – 10*5-10*6 Ω/м.

Производители предлагают множество систем с общем-то единым принципом действия:

• на поверхности бетона в заданном порядке укладываются токопроводящие шины;
• шины соединяются в общий контур;
• контур коммутируется со штатной системой заземления здания;
• сверху он закрывается специальным грунтом с электропроводными качествами;
• поверх заливается компаунд на эпоксидной или полиуретановой основе. В состав обязательно входят токопроводящие добавки. Как правило, это мельчайшие графитовые волокна.

Особенности монтажа, инструменты

Типичный пирог напольного покрытия выглядит так: бетонное основание – грунтовка – слой шпатлевки – токосборные ленты – токопроводящий слой – финишное пигментированное покрытие. Несмотря на внешнюю простоту, реализация покрытия может быть доверена только профессионалам.

Виной всему тонкости ведения работ:

• бетонное основание должно соответствовать определенной марке. Для производственных условий – М300 (по классу не ниже В22.5), для быта – М200;
• возраст бетона не менее 28 суток;
• оптимальная остаточная влажность принимается за 3-5 масс %;
• бетон очищается и обеспыливается. Снимаются бензиновые и масляные пятна, все старые покрытия. Основание должно быть однородным, что достигается фрезерованием или шлифовкой верхнего слоя бетона. При обеспыливании используется строительный пылесос;
• если на основании обнаружены трещины, выбоины, перепады, неровности, проводится ремонт. Рекомендовано использовать полимерные ремонтные составы. Когда поверхность затвердеет, проводится повторная шлифовка и обеспыливание;
• в результате ремонта должно сформироваться идеальное ровное покрытие. Это продиктовано не столько декоративными соображениями, сколько технологией устройства антистатичного покрытия. Толщина пола должна быть единой по всей площади помещения, — даже несущественные перепады приведут к разности характеристик покрытия. Это может вызвать образование локальных очагов скопления заряда;
• подготовленная отшлифованная поверхность обрабатывается полимерной грунтовкой. Так вышестоящие слои и бетон получат лучшую адгезию. Состав может быть эпоксидным. В любом случае необходим высокопроникающий грунт. Материал наносят ракелем с резиновой вставкой, после чего распределяют велюровым валиком;
• когда грунтовка просохла, устраивается первый контур из медных самоклеящихся электропроводящих лент. Схема монтажа принимается в соответствии с рекомендациями производителя материала. Прерывать контур нельзя. Пристальное внимание должно быть обращено на компенсационные швы основания. Ленты из меди должны плотно прилегать к полу по всей длине. Этого достигают при помощи прокатки резиновым валиком. Когда укладка реализована, контур коммутируется с шиной общего заземления объекта;
• на поверхность наносится токопроводящая грунтовка. Задача этого слоя – накопление и отвод статического разряда.

На последнем этапе на полу устраивается самовыравнивающее полимерное покрытие. Тут можно предусмотреть некоторые декоративные элементы. Выраженные антистатические свойства наливного пола усиливаются за счет включения в состав смеси токопроводящих микроволокон. Действуют ракелем с металлической зубчатой вставкой и прокаткой игольчатым валиком.

Комплекс работ реализуется с максимальной тщательностью. Переделать бракованный участок или слой невозможно. Такой токопроводящий наливной пол – это монолитная конструкция, единая система, не позволяющая вмешательства в течение эксплуатации.

Характеристики готового покрытия: толщина 1.5-3 мм, высокая электропроводность, низкое удельное сопротивление. При ударе исключено образование искр. При необходимости обеспечивается паропроницаемость. Полимер выдерживает средние и высокие механические нагрузки, в т.ч. движение мелкого транспорта на средней и высокой скорости, сдвигающие, вибрационные нагрузки. Покрытие не реагирует на химию, выдерживает разлив жидкостей t 100 градусов, топлива, ГСМ. Возможен клининг интенсивными моющими средствами.

Стяжки и наливные полы цементосодержащие с антистатическим эффектом

Обеспечить антистатические свойства бетона можно заранее, использовав специальные строительные составы для заливки или выравнивания поверхности.

Если грамотно подобрать компонентный состав, будет реализовано эффективное рассеивание накопившейся статики. Заряд, скапливаясь на поверхности, рассеивается в окружающую атмосферу. Покрытие данного типа можно устраивать не только в производственных, но и в жилых помещениях. На бытовом уровне он избавит пол от притягивания грязи и пыли.

Наливные цементосодержащие полы выпускаются в следующих разновидностях:

• сухие смеси для стяжки. Толщина может достигать 100 мм;
• сухие смеси самовыравнивающиеся. Толщина – 5-40 мм.

Сухие смеси для стяжки

Качественный материал обеспечивает высокие показатели стяжки. Прочность – даже без армирования – может достигать М300. Наряду с этим обеспечивается высокая морозостойкость – до F200 и водопроницаемость W14. Если говорить об удельном электрическом сопротивлении, показатели готового слоя не превышают 10*7 Ω/м. Этого достаточно для эффективного рассеивания статического заряда.

Сухие смеси дают выраженный эффект против образования искр. Даже удар каменным или металлическим инструментом не даст искры. Это оптимально для помещений с высокой пожароопасностью. Реализация стяжки выполняется классическим способом. Все производители выпускают материалы, полностью готовые к работе. Потребуется развести состав водой, довести до правильной консистенции и можно проводить укладку.

Самовыравнивающиеся сухие смеси

В отличие от предыдущего варианта подобные составы более пластичны. Наряду с идентичной электрической проводимостью наблюдается более высокая адгезия к бетону, отличная поверхностная прочность. Все это делает материал оптимальным для использования в качестве финишного покрытия. Работы по заливке не требуют утомительной подготовки. В самом компонентном составе сразу заложены все антиэлектростатические свойства. От мастера не требуется никаких дополнительных вмешательств.

Антистатические лаки и краски

Используя специальные лаки и краски, можно обеспечить определенные антистатические качества бетона. Производители предлагают одно-, двухкомпонентные составы, отличающиеся по степени прозрачности и тонировке. Бетон получает антистатические свойства и декоративный эффект.

Нанесение лаков и красок явно недостаточно для тех мест, где к антистатике предъявляются самые высокие требования. Но, метод обработки бетона выручит в частном строительстве, помещениях общественного назначения. Устроить покрытие можно недорого, быстро и вполне эффективно в определенной сфере. Плюс, готовый пол не будет притягивать пыль.

Особенности токопроводящих латексных, акриловых антистатических красок:

• высокие токорассеивающие характеристики;
• на основание не требуется укладывать медную сетку;
• безопасно в транспортировке и использовании, что обусловлено водной основой;
• пригодно для помещений с высоким классом чистоты;
• экономически целесообразная альтернатива напольным коврикам;
• эффективное обеспечение стекания заряда;
• не требует специального технического обслуживания.

Технология нанесения красок, инструменты

Материал распределяется по очищенной поверхности. На ней должны отсутствовать загрязнения, ржавчина, масляные пятна, старая краска. Состав перемешивается миксером до получения однородной консистенции и наносится на основание роллером или валиком. Рекомендовано двухслойное нанесение. Если покрытие положить в три слоя, увеличится стойкость покрытия к истиранию.

Проверка антистатических свойств

Чтобы удостовериться в качестве всех заявленных свойств лаков или красок рекомендовано периодически определять поверхностное сопротивление относительно земли и «от точки до точки».

Допустимо использовать аналоговый комплект для определения поверхностного сопротивления.

Проверка на адгезию

После завершения работ и полной готовности покрытия, рекомендовано реализовать испытание на адгезию. Испытание проводится в различных местах поверхности. Для улучшения адгезии следует использовать грунт в один слой. Это позволит окончательно удалить пыль с поверхности и даст все предпосылки для дополнительного сцепления.

Технология нанесения лаков

Материал наносится на чистую, сухую поверхность, на которой отсутствуют пыль, жир. Обязательной является подготовка грунтом. Если выбран двухкомпонентный лак, он тщательно перемешивается для равномерного распределения всех веществ продукта. На этой стадии можно ввести совместимый порошок пигмента.

Свежеприготовленный состав выливается на пол полосами. Материал распространяется по покрытию валиком с коротким ворсом. Чтобы избежать образования пузырей, необходимо работать небольшими участками для быстрого нанесения состава. После готовности первого слоя, наносится второй.

Финишные антистатические лакокрасочные покрытия

В ряде ситуаций оптимальным решением становится добавка специальных присадок к лакам и краскам. Антистатические составы такого типа используются, когда пол должен отвечать строгим дизайнерским требованиям или отсутствует возможность по смене финишного покрытия.

Принцип действия приводит к выравниванию потенциалов на поверхности и в воздухе, а скопившийся заряд рассеивается. Большинство добавок выполнены в виде пасты. Материал замешивается с эмалями или лаками перед нанесением на бетон. Но, в работу берут только лакокрасочные материалы на органических растворителях. Применение воднодисперсных составов недопустимо.

Добавки требуют небольшого расхода. В среднем – 400г/10 кг краски, лака.

Приготовление рабочего состава подчиняется следующей схеме:

• краска или лак перемешиваются в течение 4 минут на максимальных оборотах миксера;
• без прерывания вращения вводится присадка. Смесь доводят до однородности 3-4 минуты. Вращение миксера меняется с прямого на реверсное. Необходимо следить, чтобы в емкости не оставалось мертвых зон;
• рабочий состав следует использовать в течение 24 ч. Когда подготовленный лак или краска простояли без действия более 2 часов, проводят дополнительное замешивание 2-3 минуты.

Материал пригоден для работы с финишными покрытиями. Введение присадок в состав грунта бессмысленно. Саму краску или лак лучше нанести в 2 слоя.

Финишные антистатические покрытия на бетон

Широчайшим спросом пользуются специальные покрытия с выраженными антистатическими свойствами. Как правило, это резиновые и линолеумные настилы.

Антистатические линолеумы

Материал успешно противостоит накоплению статических зарядов, работает на тепло-, звукоизоляционный эффект и декоративность. Можно выделить три основных группы покрытий, которые будут рассмотрены ниже.

Однако для достижения высокого уровня безопасности, материал должен иметь:

• углеродные добавки – это может быть специальная прослойка или примеси, распределенные по всему объему. Именно они способны рассеивать заряд, который останавливается на углеродных добавках, перераспределяется и благодаря заземлению покидает контур;
• графитовые вставки – графит моментально выводит свободный заряд из помещения. Это лучшее решение для мест с большим количеством электротехники.

Линолеум токопроводящий

Сопротивление – 10*6 Ω/м. За распределение и вывод заряда отвечают графитовые вставки. Этого достаточно для укладки в помещениях с высокими требованиями к электробезопасности. Монтаж материала составляет сложный технологический процесс и его устройство рекомендовано в промышленных зданиях.

Первый этап – тщательная подготовка основания. Затем по заданной схеме раскладываются медные полосы, по углам их соединяют с контуром заземления. Далее покрытие обрабатывается токопроводящим клеем, поверх которого настилается линолеум. Под настилом не должно быть пустот, воздушных пузырей..

Линолеум токорассеивающий

Сопротивление – 10*8 Ω/м. Антистатические свойства обеспечиваются углеродными добавками. Материал не требует подводки к системе заземления. Это обусловлено его гомогенной структурой. Такой линолеум прост в укладке, что становится его существенным достоинством. Особых подготовительных манипуляций тоже не требуется. Материал востребован в офисах, рентген кабинетах и подобных помещениях.

Линолеум с поверхностными антистатическими свойствами (традиционный антистатический)

Сопротивление – 10*9 Ω/м. Это оптимальный бытовой вариант. Принцип действия напоминает эффект антистатического лакокрасочного покрытия. Пол не будет притягивать пыль и накапливать статический заряд.

Монтаж подчиняется тем же правилам, что при укладке простого линолеума (используется традиционный клеевой способ). Кроме того, легко выбрать вариант, подходящий под определенный интерьер. Обязательное условие применения такого покрытия – на поверхности линолеума не должно образовываться напряжения свыше 2 кВ. Такой тип уместен в разнообразных сервисных центрах, компьютерных классах.

Особенности укладки антистатического линолеума

Монтаж материала, за исключением традиционного антистатического линолеума, отличается от классической укладки. Все работы должны быть проведены максимально корректно. От этого зависят защитные свойства и эксплуатационные характеристики покрытия.

Алгоритм действий:

• реализуется подготовка основания. Материал требователен к ровности бетона. Перекос должен находиться в пределах 2 мм/м2. Если требуется, поверхность выравнивается, просушивается. Основание обезжиривается и покрывается специальной грунтовкой. Лучше взять грунт, который повышает сопротивление основания электрическому току;
• линолеум должен пробыть в рабочем помещении не менее суток. Так его структура сполна адаптируется к окружающим условиям. Далее материал расстилается на полу и нарезается с опорой на контур и геометрию помещения. Нарезанные части обратно скручиваются в рулон;
• по ГОСТ 6433.2 устраивается токопроводящая полоса. В работу берут токопроводящий клей. Полоса может быть самоклеящейся, тогда клей не нужен. Именно эти элементы создают отводной потенциал. Лента монтируется с шагом 20 см, таким же принимается расстояние от стены. Концы лент стыкуют с заземлением;
• как только клей набрал прочность, реализовывают монтаж линолеума. На обратную сторону наносят клей, для чего используют зубчатый шпатель. Клей наносится по мере раскручивания нарезанной полосы. Затем материал тщательно выравнивается.

Резиновые покрытия с антистатическими свойствами

Для решения поставленных задач применяются рулонные материалы, маты, коврики. Еще не так давно резина была распространена только на производстве, но на данный момент подобные тенденции ушли в прошлое. Сегодня производители предлагают множество оттенков, но в жилых помещениях покрытие можно встретить довольно редко.

Рулонный материал часто называют резиновым линолеумом. Это покрытие с двухслойной структурой. Верхняя поверхность – токорассеивающая, нижняя – характеризуется выраженной электропроводимостью. Это говорит о том, что рулон можно использовать как антистатическое покрытие или с подводкой к контуру заземления.

Технология монтажа резинового покрытия с подводкой к контуру заземления

В работе используются специальные токопроводящие грунтовки, клеи, медная лента. Основание должно отвечать типичным требованиям: монолитность, чистота (без масел, грязи, обеспыленное), влажность не выше 2% (измеряем карбидным методом), высокая прочность. При оценке прочности ориентируются на предполагаемые нагрузки. Но при нанесении параллельных царапин бетон не должен крошиться. Ровность оценивается по ГОСТ, — не более 2 мм зазор между правилом и полом.

Алгоритм работ:

• поверхность грунтуется токопроводящей дисперсионной грунтовкой;
• отводящий потенциал обеспечивается самоклеящейся медной лентой;
• потенциал заземляется в шину. Заземление должно приходиться на каждые 30 м2. Работы выполняются электриком;
• для покрытий, выполненных в виде плитки, медная лента монтируется под каждый ряд плитки;
• после высыхания грунтовки и укладки сетки подготавливается и укладывается напольное покрытие. Клей наносится на всю поверхность основания равномерно и аккуратно, круговыми движениями. Наличие скоплений недопустимо. Все закругления клея сглаживаются шпателем, иначе в этих местах будут формироваться участки намагничивания и в работе токопроводящей системы возникнут сбои;
• допускается приклеивание по одному полотну или сразу нескольких полотен;
• швы обрабатываются сваркой.

Меры безопасности

Во время смешивания и нанесения материалов необходимо надевать защитную одежду, очки, перчатки. В случае попадания составов в глаза, немедленно промыть слизистую водой и проконсультироваться с врачом. С кожи вещества смываются мыльной водой.

Если в работе используются воспламеняющиеся вещества, недопустимо курение, наличие источников возгорания. Миксер и все прочие электрические приборы должны быть взрывобезопасными.

Заключение

Существует две основные разновидности покрытий для бетона: изоляционные и антистатические, что зависит от степени электрического сопротивления. На большинстве предприятий рекомендовано использовать антистатические полы с сопротивлением 5.5-10 тыс. Ом, в частности наливные системы на основе полимеров. Это вариант, помогающий добиться гарантированных диэлектрических свойствах поверхности и исключительной надежности. Во всех остальных случаях можно отдать предпочтение любому типу покрытий.

Основные этапы и принципы устройств антистатических полов представлено в видео: