Проведенные ранее исследования показывают, что стойкость лакокрасочных покрытий в числе других факторов определяется качеством внешнего вида покрытий [1,2,3]. На качество внешнего вида покрытий существенное влияние оказывают технология нанесения краски, ее реологические свойства, качество окрашиваемой поверхности. Известно, что любой технологический процесс подвержен изменчивости, характер которой определяется влиянием множества случайных и неслучайных факторов. Сюда можно отнести изменчивость в качестве исходного сырья от партии к партии, износ технологического оборудования, несовершенство технологических приёмов, различная квалификация исполнителей и прочие.
Проведенные ранее результаты исследований свидетельствуют, что процесс создания лакокрасочных покрытий на пористой цементной подложке зачастую является нестабильным и невоспроизводимым [4,5,6].В связи с этим актуальным является оценка наиболее значимых факторов, оказывающих влияние на качество покрытий.
В данной работе приведены результаты оценки возможности применения методов многомерного статистического анализа для оценки наиболее значимых факторов причин снижения качества покрытий и появления дефектов. Метод канонических корреляций дает возможность одновременно анализировать взаимосвязь нескольких выходных параметров и большого числа определяющих факторов. Алгоритм расчетов метода канонических корреляций строится таким образом, что исходные переменные заменяются их линейными комбинациями. Коэффициенты в канонических переменных характеризуют силу влияния соответствующих признаков-факторов
Для анализа влияния способа нанесения красочного состава, его реологических свойств и качества подложки на качество поверхности покрытий нами был проделан следующий эксперимент.
Красочные составы с различными реологическими характеристиками наносились на растворные подложки пористостью 24%, 28%, 32% в два слоя с промежуточной сушкой в течение 20 минут. Перед нанесением красочных составов поверхность подложки загрунтовывалась. Кроме того, часть растворных образцов выравнивалась шпаклевочными составами. Реологические свойства красок оценивали по показателю их условной динамической вязкости и поверхностному натяжению. В качества красочных составов применяли эмаль алкидную марки ПФ-115, масляную краску марки МА-15, акриловую вододисперсионную (фасадную) краску. Красочные составы наносились пневматическим способом, кистью. Качество поверхности покрытий оценивалось по показателю шероховатости и прочности сцепления покрытий. Шероховатость поверхности покрытия определяли с помощью прибора профилографа марки TR-100, прочность сцепления – методом отрыва шайб.
Анализ данных, приведенных в табл.1, свидетельствует, что значение шероховатости поверхности покрытия зависит от способа нанесения красочного состава, его реологических свойств и пористости цементной подложки. Так, для масляной краски МА15 (цвет зеленый) минимальное значение шероховатости, равное Rа=3,12мкм, достигается на подложке с пористостью П=24% при вязкости краски 0,00261.103 Па.с при нанесении ее кистью. Для краски ПФ-115 минимальное значение шероховатости, равное Rа=1,3мкм, достигается на подложке с пористостью П=28% при вязкости краски 0,00065.103 Па.с при нанесении ее кистью. Для вододисперсионной краски минимальное значение шероховатости, равное Rа=3,5мкм, достигается на подложке с пористостью П=32% при вязкости краски 0,013.103 Па.с при нанесении ее кистью, а максимальное значение шероховатости, равное Rа=6,5мкм, достигается на подложке с пористостью П=24% при вязкости краски 0,0347.103 Па.с при нанесении ее кистью. Минимальное значение шероховатости характерны для поверхности покрытий, формируемых на зашпатлеванной подложке независимо от способа нанесения и реологических свойств красочных составов.
Таблица 1. Влияние технологических факторов на качество внешнего вида покрытий
![]() |
Пористость подложкиx1
|
Вязкость краскиx2 |
Шероховатостьпокрытия y1 |
Прочность сцепления y2
|
МА-15 кисть
|
24
|
0,0026
|
3,12
|
1,4
|
24
|
0,0021
|
7,4
|
1,1
|
|
28
|
0,0026
|
4,3
|
1,2
|
|
28
|
0,0021
|
6,27
|
0,7
|
|
32
|
0,0026
|
5,65
|
0,6
|
|
32
|
0,0021
|
3,76
|
0,9
|
|
0
|
0,0026
|
1,79
|
1,8
|
|
0
|
0,0021
|
2,54
|
1,7
|
Поскольку дисперсии факторных переменных существенно отличаются одна от другой и имеются разнородные единицы измерения, разумно использовать корреляционную матрицу, для составления которой применялись данные табл.2.
Таблица 2. Факторы варьирования эксперимента
Порис-тость x1
|
Вязкость X2
|
Шерохова-тость y1
|
Прочность сцепления y2
|
|
Пористость x1 |
1
|
0
|
0,6532
|
-0,8831
|
Вязкость X2 |
0
|
1
|
-0,3518
|
0,1822
|
Шероховатость y1 |
0,6532
|
-0,3519
|
1
|
-0,7619
|
Прочность сцепления y2 |
-0,8831
|
0,1822
|
-0,7619
|
1
|
Корреляционная матрица имеет вид

Корреляционная матрица факторных переменных и
имеет вид:
.
Корреляционная матрица показателей качества и
имеет вид:
.
Корреляционная матрица содержит парные коэффициенты связи переменных
,
,
,
. При этом
.
Вспомогательная матрица имеет вид: . Решение уравнения
дает следующие результаты по собственным значениям матрицы С:
,
. Соответствующие собственные вектора:
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Получаем каноническую комбинацию технологических факторов: . Таким образом, вклад первой факторной переменной в общую нестабильность показателей качества больше, более, чем в 4 раза превышает вклад второго фактора.
При изменении способа нанесения краски на пневматический, каноническая комбинация для МА-15 такова: , при
.
Изучая главные канонические корреляции по краске МА-15 при различных способах ее нанесения, можно заметить, что в обеих линейных комбинациях сохраняется наибольший коэффициент при (пористость подложки). Из этого можно сделать вывод, что именно пористость подложки является в рассматриваемом контексте решающим фактором, определяющим качество лакокрасочного покрытия. Вязкость краски (фактор
) при нанесении ее пневматическим способом влияет на показатели качества на порядок слабее по сравнению с кистевым нанесением. Аналогичные выводы можно сделать и по другим исследуемым краскам
ПФ-115 кисть | ![]() |
![]() |
ПФ-115 пневматический | ![]() |
![]() |
ВД кисть | ![]() |
![]() |
Изучение динамики факторных характеристик нестабильности результата может быть важной составляющей обнаружения и устранения причин получения некачественного покрытия,что особенно важно при проведении контроля процесса окрашивания [7].
Библиографический список
- Карякина М. И. Физико-химические основы процессов формирования и старения покрытий. М., Химия, 1980. 216 с.
- Сухарева Л. А. Долговечность полимерных покрытий. М., Химия, 1984. 240 с.
- Логанина В.И., Смирнов В.А., Кислицына С.Н., Захаров О.А., Христолюбов В.Г.Оценка декоративных свойств лакокрасочных покрытий//Лакокрасочные материалы и их применение. 2004. № 8. С. 10-12.
- Логанина В.И. К вопросу о регулировании технологических процессов производства бетона //Известия высших учебных заведений. Строительство. 2009. № 3-4. С. 42-45.
- Логанина В.И., Круглова А.Н. К вопросу о достоверности контроля при производстве бетона// Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2011.№ 4. С. 24-26.
- Логанина В.И., Учаева Т.В.. К вопросу о системе контроля качества на предприятиях стройиндустрии //Региональная архитектура и строительство. 2010. № 1. С. 31-33.
- Логанина В.И. Организация статистического приемочного контроля качества строительных изделий и конструкций //Строительные материалы. 2008. № 8. С. 98-99.