Монография о качестве отделки строительных конструкций
В московском издательстве АСВ в 2002 г. вышла в свет книга Логаниной В.И., Орентлихер Л.П. "Качество отделки строительных изделий и конструкций красочными составами”. Она предназначена для научных и инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, а также для студентов строительных вузов. В книге рассмотрен широкий круг вопросов, основные из которых следующие.
Известно, что выполнение отделочных работ требует около 30% трудозатрат при строительстве. В связи с этим остро встает вопрос о повышении качества отделки, практическом применении методов управления свойствами защитно-декоративных покрытий, которое должно заключаться в разработке и внедрении различного рода мероприятий, направленных, в первую очередь, на повышение срока службы и эксплуатационных свойств покрытий, а следовательно, снижение дополнительных затрат на ремонт.
Приведенный в монографии анализ причин преждевременного “отказа" покрытий, выполненный с помощью причинно-следственной диаграммы К.Исикава, показывает, что существует около 40 факторов, определяющих качество защитно-декоративных покрытий. Основные показатели качества закладываются в процессе изготовления лакокрасочных материалов и последующего их нанесения на отделываемую бетонную поверхность. Следовательно, качество отделки напрямую зависит от уровня организации системы качества предприятия, предусматривающей применение статистических методов управления качеством продукции.
К сожалению, в настоящее время даже в нормативной документации, касающейся вопросов отделки строительных изделий и конструкций, отсутствует информация о статистическом приемочном контроле качества окрашенной поверхности. В связи с этим авторами монографии разработан план статистического приемочного контроля по альтернативному признаку (одноступенчатый тип плана), применение которого позволит обеспечить непрерывное улучшение качества отделки.
Анализ причин разрушения покрытий, выявленный в процессе натурных обследований состояния окрашенной поверхности фасадов зданий и проведенный с помощью диаграммы Парето, показал, что список дефектов, составляющих 80% кумулятивной кривой, состоит в основном из трещин вдоль вертикального стыка по торцу здания, разнотонности окраски, отслаивания покрытий. При этом такой дефект, как трещины, идет в диаграмме Паретона первом месте и составляет 22,6-66,6% от общего числа дефектов в зависимости от вида покрытия и числа лет эксплуатации. Для выбора оптимального красочного состава с обеспеченной трещиностойкостью покрытий рассмотрены вопросы вероятностной оценки характера разрушения покрытий. На основе статистических данных исследований когезионной и адгезионной прочности покрытий авторами построены гистограммы распределения частот, формы которых позволили выдвинуть гипотезу о нормальных распределениях для всех рассматриваемых совокупностей. Анализ полученных вероятностей позволяет отметить, что, например, для поливинилацетатцементных (ПВАЦ) покрытий примерно в 85% случаев наблюдается адгезионный характер разрушения (отслаивание) и в 15% случаев — когезионный, что приводит к необходимости проведения исследований, направленных, в первую очередь, на повышение адгезионной прочности. Полученные результаты могут быть использованы для установления критических уровней адгезионной прочности при проведении статистического приемочного контроля качества защитно-декоративных покрытий непосредственно на объектах.
Процессы старения являются необратимыми, но они протекают в течение длительного времени. Последнее обстоятельство позволяет разбить их на ряд квазистационарных процессов, для которых можно применить уравнения термодинамики обратимых процессов. Разрушение системы характеризуется убылью внутренней энергии, поэтому рассматривается связь свободной энергии с внутренними напряжениями, возникающими в системе. По полученным значениям убыли свободной энергии установлено влияние конкурирующих процессов структурообразования и деструкции на кинетику свойств в процессе старения.
Под действием климатических факторов наблюдается изменение площади поверхности покрытий вследствие разрушения их поверхностных слоев. В связи с этим по мере старения взаимодействие влаги с покрытием происходит уже на более пористой и шероховатой поверхности, что приводит к изменению теплофизических параметров покрытий и кинетики процессов взаимодействия влаги с покрытием. Установлено, что по мере старения наблюдается увеличение удельной теплоты смачивания, свидетельствующее о снижении гидрофобных свойств покрытий по мере старения.
При изучении закономерностей растрескивания покрытий значительное внимание уделено роли контактного слоя "покрытие-подложка”. Получены значения давления водяных паров в порах зоны контакта, незаполненных красочным составом при окрашивании, при нестационарных условиях диффузии водяного пара в наружной стене. Расчет влажностного состояния стены выполнен с учетом паропроницаемости покрытий. Установлено, что величина давления воздуха в порах материала при условии, что влажность материала стены не превышает предела сорбционного, не представляет опасности для целостности большинства покрытий.
Сравнительный анализ эксплуатационной стойкости защитно-декоративных покрытий наружных ограждений, оцененной по критериям, рекомендованными нормативной и технической литературой, а также по термодинамическим показателям, дал хорошую сходимость. Последние расширяют наши представления о процессах старения покрытий и возможных методах его торможения.
При оценке стойкости защитнодекоративных покрытий для математического описания закономерностей старения применен подход, основанный на наследственной теории старения. Установлено, что покрытия обладают свойством “памяти", т.е. поведение покрытия определяется не только текущим напряженным состоянием, но всеми прошлыми напряженными состояниями с учетом релаксации, те. материал покрытия адекватно "запоминает" эти прошедшие воздействия на структуру и свойства. Установлено, что влияние наследственного фактора в изменении свойств покрытий зависит от вида покрытий, продолжительности и вида старения. В зависимости от вида старения на различных его этапах скорость изменения свойств определяют различные составляющие: непосредственно-деструктивное воздействие окружающей среды, предистория старения. Знание этих факторов позволяет более реально оценить стойкость покрытий. Предложены математические модели свойств покрытий, учитывающие наследственный фактор и позволяющие более достоверно определить значение показателей качества. Значительное внимание уделено влиянию первоначального уровня накопления повреждений на кинетику старения покрытий.
В книге рассмотрены также вопросы надежности покрытий. Предложена модель интенсивности “отказа” покрытий, включающая две составляющие: одна не зависящая от возраста, другая — увеличивающаяся с возрастом. Предложен ряд апробированных материаловедческих факторов повышения надежности покрытий.
Бетон и железобетон, 2003 №6