УДК 691.175.746

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ

Калинина Вероника Андреевна1, Макарова Людмила Викторовна2, Тарасов Роман Викторович3
1ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», студент
2ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент
3ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент

Аннотация
В работе представлен сравнительный анализ методов оценки трещиностойкости защитно-декоративных покрытий с позиций получения максимально объективных результатов и обеспечения достоверности получаемых значений.

Ключевые слова: защитно-декоративные покрытия, методы оценки трещиностойкости


COMPARATIVE ANALYSIS OF METHODS FOR ASSESSING FRACTURE TOUGHNESS OF PROTECTIVE AND DECORATIVE COATINGS

Kalinina Veronica Andreevna1, Makarova Ludmila Viktorovna2, Tarasov Roman Viktorovich3
1Penza State University of Architecture and Construction, student
2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
3Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

Abstract
The paper presents a comparative analysis of methods of evaluation of the crack resistance of protective and decorative coatings from the standpoint of obtaining the most objective results and ensuring the reliability of the obtained values.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Калинина В.А., Макарова Л.В., Тарасов Р.В. Сравнительный анализ методов оценки трещиностойкости защитно-декоративных покрытий // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 6. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/06/53191 (дата обращения: 05.06.2017).

Решение задачи повышения качества отделочных покрытий требует использования современных методов оценки и прогнозирования трещиностойкости [1…10].

В работе представлен сравнительный анализ оценки трещиностойкости отделочных покрытий, полученных с использованием различных методов, широко используемых на практике.

В качестве объекта исследования в работе использовались ПВАЦ, полимеризвестковое и пентафталевое покрытие.

В ряде случаев оценку трещиностойкости отделочных покрытий производят по методике В.В. Шнейдеровой [11], суть которой заключается в моделировании процесса образования трещин в железобетонном элементе, при растяжении которого в бетоне под покрытием создаются трещины. За показатель трещиностойкости принимают ширину раскрытия трещины, предшествующей той, когда было замечено образование первого дефекта в покрытии над трещиной.

Результаты испытаний исследуемых образцов по методике В.В. Шнейдеровой представлены в табл. 1.

Таблица 1. Оценка трещиностойкости защитно-декоративных покрытий по методу В.В. Шнейдеровой

Наименование защитно-декоративного покрытия

Ширина раскрытия трещины в подложке в момент разрушения покрытия, мм

ПВАЦ покрытие

0,05

Полимеризвестковое покрытие

0,03

Пентафталевая краска (ПФ-115)

1,5

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что наибольшими пластическими свойствами обладает пентафталевая краска (ПФ-115), так как нарушение ее сплошности происходит при большей ширине раскрытия трещины в подложке, равной1,5 мм. Полимеризвестковое и ПВАЦ покрытия отличаются более хрупким характером разрушения. Аналогичные результаты были получены и при оценке трещиностойкости по предлагаемой нами методике.

Однако метод В.В. Шнейдеровой не позволяет количественно оценить параметры трещиностойкости защитно-декоративных покрытий, а значит отсутствует возможность прогнозирования стойкости покрытий к образованию трещин в процессе их эксплуатации.

В работе проведен сравнительный анализ результатов оценки трещиностойкости покрытий с использованием методики, основанной на испытании образцов на изгиб с предварительно созданной трещиной, и метода Виккерса [1, 3, 4].

По результатам неравновесных испытаний на трехточечный изгиб образцов типа I с начальным надрезом определяют коэффициент интенсивности напряжений  по следующей зависимости:

где Fc* – нагрузка начала движения трещины; L0-расстояние между опорами, равное 3,8b; b – высота образца; t – ширина образца; a0 – глубина надреза; λ=a0/b.

Рисунок 1 – Образец типа I

Для оценки трещинообразования отделочных покрытий по методу Виккерса (рис. 2) значение коэффициента интенсивности напряжений определяется по следующей формуле:

                            К=0,028Нa1/2(E/H)0,5(С/a)-1,5       

где Н – твердость по Виккерсу;

Е – модуль упругости;

С – полудлина радиальных трещин

а – полудлина диагонали отпечатка.

Рисунок 2 – Четырехгранная алмазная пирамида для определения твердости методом Виккерса

Установлено, что критические значения коэффициентов интенсивности напряжений, полученные с применением метода Виккерса имеют меньшие значения по сравнению с методом испытаний образцов с начальным надрезом. Так, например, для ПВАЦ покрытий критическое значение коэффициента интенсивности напряжений, полученное после испытаний образцов с начальным надрезом составляет =0,112 МН/м3/2, а при испытании образцов с использованием метода Виккерса К1=0,088 МН/м3/2. Это может быть обусловлено тем, что толщина образцов с начальной трещиной во много раз превосходит реальные размеры эксплуатируемых покрытий. Кроме того, метод оценки трещиностойкости, основанный на испытании образцов с начальным надрезом, не позволяет оценить степень влияния подложки на трещиностойкость защитно-декоративных покрытий. Применение оценки трещиностойкости покрытий с применением метода Виккерса позволяет исключить эти недостатки.

Анализ полученных результатов свидетельствует, что оценка трещиностойкости с применением метода Виккерса позволяет количественно оценить трещиностойкость защитно-декоративных покрытий.

Представляет практический интерес исследование поведения показателя трещиностойкости К1 покрытий с помощью методов математической статистики. Это дает возможность оценить достоверность результатов, получаемых при использовании предлагаемого нами метода оценки трещиностойкости защитно-декоративных покрытий. С этой целью нами были рассчитаны средние значения показателей трещиностойкости покрытий из серии экспериментов, среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации.

Следует отметить, что при оценке трещиностойкости покрытий с использованием данной методики наблюдается небольшой разброс получаемых значений. Анализ экспериментальных данных, представленных на рис. 3-6, свидетельствует, что разброс значений коэффициентов интенсивности напряжений поливинилацетатцементных и полимеризвестковых покрытий как в процессе термостарения, так и после попеременного замораживания-оттаивания, не превышает 3-4%. Это характерно и для значений критического коэффициента интенсивности напряжений рассматриваемых покрытий. Так, например, для ПВАЦ покрытий коэффициент вариации для критического коэффициента интенсивности напряжений составляет ν=3,11%.

Рис.3. Изменение коэффициента интенсивности напряжений полимеризвесткового покрытия от действия попеременного замораживания-оттаивания.

 

Рис.4. Изменение коэффициента интенсивности напряжений ПВАЦ покрытия от действия попеременного замораживания-оттаивания

Рис.5. Изменение коэффициента интенсивности напряжений ПВАЦ покрытия в процессе термостарения.

 

Рис.6. Изменение коэффициента интенсивности напряжений полимеризвесткового покрытия в процессе термостарения.

Таким образом, оценку трещиностойкости покрытий с использованием метода Виккерса можно проводить как в лабораторных условиях, так и непосредственно на месте эксплуатации.  Кроме того, полученные данные свидетельствуют, что оценка трещиностойкости защитно-декоративных покрытий по предлагаемой методике позволяет получить объективные результаты при прогнозировании долговечности отделочных покрытий.


Библиографический список
  1. Макарова, Л.В. Повышение трещиностойкости защитно-декоративных покрытий наружных стен зданий [Текст] / Л.В. Макарова: канд. диссертация. – ПГУАС, 2004.-153 с.
  2. Макарова Л.В., Тарасов Р.В., Калинина В.А. Методы оценки трещиностойкости защитно-декоративных покрытий // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/04/51737 (дата обращения: 13.04.2015).
  3. Макарова Л.В., Тарасов Р.В., Калинина В.А. К вопросу трещиностойкости защитно-декоративных покрытий // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/04/51794 (дата обращения: 16.04.2015).
  4. Логанина, В. И. К методике оценки трещиностойкости защитно-декоративных покрытий [Текст] / В.И. Логанина, Л.В. Макарова // Пластические массы.- 2003.- № 4.- С. 43-44.
  5. Логанина, В.И. О связи трещиностойкости лакокрасочных покрытий с качеством их внешнего вида [Текст] / В.И. Логанина, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации. – Апрель 2014. – № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/04/33836 (дата обращения: 22.04.2014).
  6. Логанина, В.И. Методика оценки стойкости защитно-декоративных покрытий цементных бетонов [Текст] / В.И. Логанина, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации. – Май 2014. – № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/05/34097 (дата обращения: 05.05.2014).
  7. Батынова, А.А. Повышение трещиностойкости отделочных покрытий [Текст] / А.А. Батынова, Л.В. Макарова, Р.В. Тарасов // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 7 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/07/36945 (дата обращения: 31.07.2014).
  8. Логанина, В.И. Стойкость защитно-декоративных покрытий наружных стен зданий. / В.И. Логанина, Л.П. Орентлихер, Ю.А. Соколова.- М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 1999.-105 с.
  9. Северный, В.В. Кремнийорганические защитно-декоративные покрытия. / В.В. Северный, А.А. Зайцева, И.В. Тимофеева // Лакокрасочные материалы и их применение.-1973.-№6.-С. 37-38.
  10. Макарова Л.В., Тарасов Р.В., Калинина В.А. Анализ методов оценки трещиностойкости строительных композитов // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/04/51703 (дата обращения: 12.04.2015).
  11. Шнейдерова, В.В. Антикоррозийные лакокрасочные покрытия [Текст] / В.В. Шнейдорова.– М.: Стройиздат., 1982. – 132 с.


Все статьи автора «Макарова Людмила Викторовна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: