Введение к работе
Актуальность работы
Строительство и поддержание рабочего состояния зданий и сооружений требуют большого количества красочных составов, которые образуют на поверхностях строительных конструкций (чаще всего бетонных и штукатурке) покрытия, выполняющие защитные, декоративные и специальные функции. Растущая конкуренция на рынке отделочных материалов, повышающиеся требования потребителей требуют от производителей получение высококачественных окрашенных поверхностей. Однако практика производства отделочных работ показывает, что зачастую наблюдается низкое качество отделки, что приводит к преждевременному незапланированному ремонту и дополнительным затратам.
Результаты натурных обследований состояния окрашенной поверхности и анализ литературных данных свидетельствуют, что основным видом разрушения покрытий является их растрескивание. Создание высококачественных защитно-декоративных покрытий невозможно без объективных методов оценки и прогнозирования их трещиностоикости. Решение этой проблемы в целом будет способствовать повышению срока службы защитно-декоративных покрытий.
Работа выполнена в рамках научно-технической программы Министерства образования РФ «Архитектура и строительство » на 2003-2004г. «Создание трещиностойких защитно-декоративных покрьпий наружных стен зданий», номер государственной регистрации 01200303811.
Цели работы и задачи исследования
Целью диссертационной работы является разработка методов повышения трещиностоикости защитно-декоративных покрытий строительных изделий и конструкций.
Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи:
разработать методику оценки трещиностоикости защитно-декоративных покрытий;
установить закономерности трещинообразования покрьпий в зависимости от технологических и эксплуатационных факторов;
- разработать материаловедческие пути повышения трещиностоикости
защитно-декоративных покрьпий.
Научная новизна
Предложена методика оценки трещиностоикости защитно-декоративных покрытий на цементной подложке, заключающаяся во внедрении в поверхность покрытия индентора Виккерса и расчете по данным определения размера отпечатка и длине радиальных трещин коэффициента интенсивности напряжений.
[г»С НАЦИОНАЛЬНАЯ J
І БИБЛИОТЕКА і
Основываясь на неоднородности распределения внутренних напряжений по протяженности контакта покрытия с подложкой, установлено, что для получения объективных результатов оценка трещиностоикости защитно-декоративных покрьпий должна проводиться в среднем и крайнем сечении покрытий.
Выявлены закономерности трещинообразования покрытий в процессе старения. На основе анализа результатов, полученных с использованием предлагаемой методики оценки трещиностоикости покрытий и метода акустической эмиссии, установлен различный характер изменения коэффициента интенсивности напряжений в покрытиях в зависимости от вида покрытия, продолжительности и характера старения.
Получена комплексная оценка влияния качества подложки на трещино-стойкость покрытий. Установлен экстремальный характер влияния влажности подложки на изменение коэффициента интенсивности напряжения в покрытиях. Выявлено, что увеличение влажности подложки до 2-4% в момент окраски повышает трещиностойкость защитно-декоративных покрытий.
Установлены закономерности отслаивания покрьпий на основе полимер-минеральных связующих в зависимости от вида покрытия и старения, продолжительности старения, пористости подложки. Установлен различный характер выделения сигналов акустической эмиссии при отслаивании покрьпий в зависимости от пористости подложки. Выявлено, что для полимеризвестковых покрытий при увеличении пористости подложки происходит увеличение энергии сигналов АЭ, проявляющихся на ранних этапах нагружения и свидетельствующих о большей концентрации дефектов в зоне контакта. Для алкидных и поли-винилацетатцементных покрытий характерно снижение энергии сигналов АЭ, выделяющихся при отслаивании покрытия от подложки с большей пористостью.
Оптимизирован состав шпатлевки и установлены закономерности ее структурообразования. Методом рентгенофазового анализа установлено наличие силикатов и алюминатов кальция в структуре шпатлевки.
Разработаны материаловедческие пути повышения трещиностоикости защитно-декоративных покрытий, заключающиеся в регулировании пористости и влажности подложки, введении в состав покрьпий волокнистого микронаполнителя. Установлено влияние волокнистого микронаполнителя в рецептуре красочного состава на параметры трещиностоикости защитно-декоративных покрытий. Выявлено, что покрытие с микронаполнителем является более тре-щиностойким при воздействии климатических факторов. Установлено, что для поливинилацетатцементного покрытия с волокнистым микронаполнителем характерно снижение на 6-7% коэффициента интенсивности напряжений после воздействия попеременного замораживания-оттаивания.
Практическая значимость
Разработан состав и технология производства шпатлевки, предназначен-
ной для выравнивания бетонных и штукатурных поверхностей и включающий шлам нейтрализации полировальной смеси стекольного производства, гидро-ксид натрия, известь—пушонку, клей КМЦ, раствор жидкого стекла. Определены основные физико-механические свойства разработанной шпатлевки.
Разработаны временные технические условия на изготовление и применение шпатлевочного состава.
Реализация результатов исследования
Проведена промышленная апробация результатов работы в ОАО «ЖБК-1» в г. Пензе. Предложенная методика оценки трещиностойкости защитно-декоративных покрытий использована в учебном процессе при изучении дисциплины «Методы и средства измерений, испытаний и контроля», что подтверждается актом о внедрении результатов диссертационной работы.
Апробация работы
Основные положения диссертации представлялись на 32-ой Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства» (г. Пенза, 2003г), Всероссийской научно- технической конференции, посвященной 150-летию со дня рождения академика В.Г. Шухова «Современные технологии строительных материалов и конструкций» (г. Саранск, 2003г), Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (г. Пенза, 2003г).
По результатам выполненных исследований опубликовано 14 научных работ, втом числе 13 статей, 1 тезис.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованных источников из 122 наименований. Работа изложена на 140 листах машинописного текста, содержит 57 рисунков, 25 таблиц и приложения.
Выражаю особую благодарность за помощь при выполнении диссертационной работы - доктору технических наук, профессору кафедры «Технология бетонов, керамики и вяжущих» Пензенского государственного университета архитектуры и строительства Макридину Николаю Ивановичу.
