С.В.ВАВРЕНЮК, канд. техн. наук (ДальНИИС); Л.П.ОРЕНТЛИХЕР, д-р техн. наук (МГСУ), Оценка долговечности тонкослойных покрытий для фасадов зданий

Анализ технической и нормативной литературы, касающейся оценки качества защитных цементных покрытий, показал отсутствие единых требований к нормированию технических показателей. Нормативной базой, определяющей качество покрытий, является СниП 3.04.1- 97 «Изоляционные и отделочные покрытия», имеющий ограниченный ряд технических показателей. Это прочность сцепления и предельные отклонения плоскости покрытий от вертикали и горизонтали, в связи с чем вопросы, связанные с оценкой качества и прогнозом долговечности, остаются открытыми.

Под долговечностью защитноотделочных покрытий подразумевается их способность сохранять свои функциональные свойства в течение заданного времени эксплуатации. Поэтому необходимо чётко обозначить главную функцию, определяющую основное назначение покрытия, и выделить важнейшие физико-технические параметры, являющиеся решающими при оценке сроков службы.

В соответствии с классификацией СНиП, цементные покрытия подразделяются на изоляционные и отделочные. Учитывая целевое назначение изоляционных покрытий, одними из основных параметров, определяющих длительность защитного действия, являются трещиностойкость, паропроницаемость и водозащитные свойства.

Для косвенной оценки трещиностойкости предлагается испытание покрытия на удар путём падения на него груза весом в 1 кг с высоты 50 см. При этом толщина покрытий не должна превышать 1,5 мм. Оценка трещиностойкости производится по наличию трещин и отслоений после удара. Данный вид испытаний широко используется в лакокрасочной промышленности.

При отработке данной методики применительно к цементным покрытиям был проведён анализ влияния типа оснований на характер разрушения покрытий при ударе. Опробованы металлическая и бетонная подложки. Исследования показали, что вид подложки имеет решающее значение при определении характера разрушения цементных покрытий. При использовании минеральной подложки разрушения в покрытии выявить практически невозможно. Однако в случае металлического основания характер разрушения покрытий резко отличается друг от друга. Например, в «жёстких» покрытиях происходит хрупкое разрушение, сопровождающееся растрескиванием и отслоением покрытия от металла. В эластичных - имеет место лишь вмятина. Подобный вид разрушения, свойственный эластичным материалам, указывает на наличие вязкоэластических свойств и повышенную деформативность цементных покрытий, а следовательно, и тре- щиностойкость.

Одной из основных причин низкой долговечности большинства цементных покрытий фасадов зданий является повышенное сопротивление паропроницанию. В строительном проектировании общепринято оперировать коэффициентами паропроницаемости материалов, соответствующими их 75- 80%-ной сорбционной влажности. Однако с уменьшением влажности материала снижается и его паропроницаемость. Поэтому в климатических условиях с «обратным ходом» относительной влажности, когда влажность наружного воздуха наблюдается в холодное время года, при оценке долговечности фасадных покрытий всегда следует этот факт учитывать.

Зимой, в условиях различной температуры внешней и внутренней поверхности стеновых конструкций, а также при разнице парциального давления водяного пара происходит процесс диффузии парообразной влаги сквозь конструкцию, направленный из более тёплой среды в более холодную. При этом снижение сорбционной влажности лицевой поверхности стены сопровождается резким снижением паропроницаемости отделочного покрытия. В результате парообразная влага, не имея возможности выйти наружу, скапливается в виде конденсата на границе раздела фаз «подложка - покрытие», замерзает и вызывает разрушение адгезионной системы. Подобный вид разрушения систематически наблюдается на Тихоокеанском побережье в случае использования для отделки стен плотных высокомарочных покрытий. Причём интенсивное разрушение цементных покрытий довольно часто сопровождается разрушением стенового материала — бетона или кирпича.

Таким образом, при оценке покрытий необходимо обязательно рассматривать условие, чтобы коэффициент паропроницаемости отделочного покрытия был не ниже коэффициента паропроницаемости подложки. Причём для климатических условий с «обратным ходом» относительной влажности следует делать поправку на его снижение в холодный период, используя формулу [1]


Следующим методом оценки долговечности изоляционных покрытий является оценка водозащитных свойств: водонепроницаемости при гидростатическом давлении и капиллярном всасывании. В данном случае большинство исследователей определяют водонепроницаемость покрытий на образцах, соответствующих бетонным, получая высокие показатели водонепроницаемости (порядка W20-22). Подобные испытания дают оценку водонепроницаемости материала лишь в объёме, не характеризуя его противофильтрационные свойства в тонкослойном покрытии.

На наш взгляд, оценку противофильтрационного защитного действия тонкослойных покрытий следует проводить на цементных образцах-подложках с развитой поровой структурой, имеющей высокую проницаемость (к примеру, на подложках ЦПР с водопоглощением> 20%). При этом испытания проводятся на образцах толщиной порядка 5-6 см и диаметром 15 см, а толщина покрытия соответствует реальной. Тут же встаёт вопрос, при каком гидростатическом давлении и в течение какого времени необходимо испытывать адгезионное соединение на водонепроницаемость?

В данном случае расчет гидростатического давления воды предлагается производить с учетом скорости ветра, количества и интенсивности осадков, выпадающих на вертикальную поверхность во время дождя, по общеизвестной в строительной климатологии формуле [1]


Например, поданным справочного пособия к СНиП “Строительная климатология”, максимальная скорость ветра во время дождя во Владивостоке составляет 28 м/с, что в пересчете по формуле [1] при температуре окружающего воздуха 20°С соответствует 55 мм водяного столба. Следовательно, при переводе мм вод. ст. в МПа гидростатическое давление воды на поверхность стены во время “косого” дождя следует принимать равным 0,00055 МПа. При этом необходимо учитывать, что ветровой напор в районе верхних этажей (9-го и выше) увеличивается в 2-3 раза, по сравнению с ветровым напором, действующим на нижележащих этажах.

Время, соответствующее испытанию покрытий при заданном гидростатическом давлении, предлагается определять по формуле, учитывающей количество и интенсивность осадков, выпадающих на вертикальную поверхность [2]


Например, по многолетним метеорологическим данным, во Владивостоке максимальное количество осадков, выпадающих на вертикальную поверхность за один дождь, составляет 430 мм с интенсивностью 0,19 мм/мин. Подставляя эти данные в формулу [2], получаем время, соответствующее времени испытаний: Т = 430 мм/0,19 мм/мин, что составляет 38 ч.

Сопоставление предлагаемых расчетных параметров с параметрами, используемыми при испытании на водонепроницаемость гидроизоляционных рулонных материалов и мастик по ГОСТ 30693 - 2000 «Мастики кровельные и гидроизоляционные», показало следующее. Испытания проводятся в течение 15 мин при гидростатическом давлении 0,003 МПа или 72 ч при давлении 0,001 МПа, что является достаточным для обеспечения полной водонепроницаемости.

Бетон и железобетон, 2007 №1