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

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 F_c^* – 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_1с=0,028Нa^1/2(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/м^3/2, а при испытании образцов с использованием метода Виккерса К₁=0,088 МН/м^3/2. 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.

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»