Для придания эстетической привлекательности и обеспечения защитно-декоративных свойств зданий широко применяются красочные и отделочные составы, которые образуют на поверхностях строительных конструкций (чаще всего бетонных и штукатурке) различные покрытия [1…3].

При разработке рецептуры таких красочных составов, технологии их нанесения основное внимание уделяется повышению трещиностойкости защитно-декоративных покрытий [1, 4, 5].

В данном исследовании изучалась возможность регулирования эксплуатационных свойств покрытий на основе поливиниацетатцементного красочного состава (ПВАЦ). Установлено, что эффективным способом повышения трещиностойкости ПВАЦ покрытий является введение волокнистого микронаполнителя асбеста.

Для оценки трещинообразования покрытий была применена методика, основанная на соотношении между длиной трещины, отпечатком индентора Виккерса и вязкостью разрушения [1]. При этом трещиностойкость материала оценивается по показателю коэффициента интенсивности напряжений K_1с, который определяется по длине радиальных трещин, образующихся в хрупких материалах из углов отпечатка индентора Виккерса. Коэффициент интенсивности напряжений в соответствии с [1] предлагается определять пo формуле:

К_1с= 0,028 На^0,5(Е/Н)^0,5 (С/а)^-1,5

где Н – твердость по Виккерсу;

Р – нагрузка на индентор;

С – полудлина радиальных трещин.

а – полудлина диагонали отпечатка.

Сравнительный анализ данных показывает, что при одной и той же интенсивности воздействий среды покрытия с волокнистым микронаполнителем обладают меньшими значениями твердости и коэффициента интенсивности напряжений (рис. 1-4).

Рисунок 1 – Зависимость изменения твердости покрытия ПВАЦ в процессе эксплуатации

Рисунок 2 – Зависимость изменения твердости покрытия ПВАЦ (с добавлением 1% микроасбеста) в процессе эксплуатации

Рисунок 3 – Зависимость изменения коэффициента интенсивности напряжений покрытия ПВАЦ в процессе эксплуатации

Рисунок 4 – Зависимость изменения коэффициента интенсивности напряжений покрытия ПВАЦ (с добавлением 1% асбеста) в процессе эксплуатации

 Так, после 8 циклов попеременного замораживания-оттаивания значение коэффициента интенсивности напряжений составляет К_1(ПВАЦ)=0,078 МН/м^3/2, а К_{1(ПВАЦ с 1% асбеста)}=0,073 МН/м^3/2. Значение критического коэффициента интенсивности напряжений ПВАЦ покрытия с волокнистым микронаполнителем равно К_1с=0,082 МН/м^3/2.

Для анализа характера разрушения защитно-декоративных покрытий использовался метод акустической эмиссии (АЭ) [5, 6]. Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о том, что введение в состав ПВАЦ покрытия волокон микронаполнителя приводит к повышению когезионной прочности покрытия [1]. В то же время наличие микронаполнителя приводит к некоторому искажению структуры материала покрытия, о чем свидетельствуют более высокие абсолютные значения величин излучения АЭ. Так, например, величина излучения АЭ для покрытий ПВАЦ на последней стадии нагружения была равна Э_пвац=0,65 В²×см^-2, а для покрытий с микронаполнителем Э_{ПВАЦ с микронап.}=4,06 В²×см^-2.

Кроме того, выявлено, что покрытия с микронаполнителем характеризуются более высокими абсолютными значениями величин излучения АЭ при отслаивании. Так, например, величина излучения АЭ для покрытий ПВАЦ на последней стадии нагружения составила Э_пвац=1,58 В², а для покрытий с микронаполнителем Э_{ПВАЦ с микронап.}=2,31 В². При этом характер отрыва покрытий был различный. У ПВАЦ покрытий наблюдался смешанный характер разрушения, а покрытия с микронаполнителем характеризовались чисто адгезионным отрывом, что доказывает повышение когезионной прочности материала [1].

Результаты, полученные при испытании ПВАЦ покрытия с волоконами микронаполнителя, свидетельствуют о том, что данное покрытие является более стойким к воздействию климатических факторов. Установлено, что после 15 циклов воздействия попеременного замораживания-оттаивания происходит смена характера разрушения ПВАЦ покрытий от когезионного (по покрытию) к адгезионному. Смены характера отслаивания для покрытий с волокнистым микронаполнителем не наблюдается.

Таким образом, введение волокнистого микронаполнителя асбеста позволяет повысить трещиностойкость покрытий.

1. Макарова, Л.В. Повышение трещиностойкости защитно-декоративных покрытий наружных стен зданий [Текст]: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Л.В. Макарова.- Пенза, 2004.
2. Лакокрасочные материалы и покрытия. Теория и практика. / Под ред. Р. Ламбурна /Пер. с анг. Под ред. Л.Н. Машляковского, А.М. Фроста.- СПб: Химия, 1991.-512 с.
3. Логанина, В.И. Оптимизация состава композитов общестроительного назначения, модифицированных наноразмерными добавками [Текст] / В.И. Логанина, Л.В. Макарова, Р.В. Тарасов, О.А. Давыдова // Региональная архитектура и строительство, 2010.- № 2.- С. 53-57.
4. Логанина, В.И. К методике оценки трещиностойкости защитно-декоративных покрытий [Текст] / В.И. Логанина, Л.В. Макарова // Пластические массы, 2003.- № 4.- С. 43.
5. Логанина, В.И. Оценка степени разрушения защитно-декоративных покрытий [Текст] / В.И. Логанина, С.Н. Кислицына, Л.В. Макарова, В.Г. Христолюбов // Лакокрасочные материалы и их применение, 2004.- № 9.- С. 14.
6. Логанина, В.И. Оценка трещинообразования покрытий с помощью метода акустической эмиссии [Текст] / В.И. Логанина, Н.И. Макридин, Л.В. Макарова, В.Н. Карпов // Известия высших учебных заведений. Строительство, 2003.- № 6.- С. 35-38.

Все статьи автора «Макарова Людмила Викторовна»