CC BY
9УДК 691.58
В.В. КОНОПЛИН, инженер, руководитель направления фасадных герметиков САЗИ — объединенные заводы (Москва)
Критерии оценки качества фасадных герметиков
В настоящее время в различных регионах России принимается все больше программ, направленных на модернизацию заводов железобетонных изделий и капитальный ремонт существующего жилого фонда. При этом немалое внимание уделяется выбору материалов, применяемых при крупнопанельном домостроении и ремонте. К таким материалам относятся, в частности, герметики для заделки межпанельных стыков этих зданий.
Осознание важности использования качественных герметиков базируется на печальном опыте применения материалов, не отвечающих требованиям, предъявляемым к этой категории продуктов строительной химии. Следствием работы с герметиками, обладающими недостаточными потребительскими свойствами, является не только повышенная влажность ограждающих конструкций, обусловленная промерзанием швов, но и дополнительные затраты, связанные с устранением дефектов, а также резкое увеличение уровня тепловых потерь. Избежать этих проблем позволяет использование материалов, полностью отвечающих требованиям соответствующих нормативных документов.
На начальном этапе крупнопанельного домостроения предложение герметиков для фасадных стыков было более чем скромным, поэтому проблемы выбора как таковой не существовало. Времена изменились, и сейчас сложность заключается не в том, чтобы найти материал, а в том, чтобы не потеряться в обилии предложений и сделать правильный выбор. Поверхностного знакомства с обширным перечнем материалов для герметизации межпанельных стыков уже недостаточно. Необходимо хорошо разбираться в технических свойствах герметика, позволяющих судить о качестве и сроке его службы. Важно, чтобы производитель и заказчик говорили на одном языке. Только в этом случае свойства материала, приведенные в нормативно-технической документации (ТУ), могут быть верно переложены на технико-экономические характеристики сборочного узла, где применяется герметик, в данном случае шва между панелями.
Практика использования эластичных полимерных герметиков в крупнопанельном домостроении (КПД) имеет 40-летнюю историю. За это время нормативная база (ГОСТ, СНиП), определяющая комплекс требований к качеству материалов, была отработана, увязана с практикой строительства и теперь является вполне достаточной для обеспечения уровня потребительских свойств герметиков. В результате этот комплекс требований оказался весьма обширным, что затрудняет объективное сравнение материалов и выбор оптимального продукта для конкретного применения. Также многие производители при разработке и контроле качества герметиков расставляют акценты не на основных показателях, что ведет к снижению уровня продукции и еще более дезориентирует потребителя.
Чтобы разобраться в многообразии фасадных герметиков и не допустить ошибок при оценке их характеристик, остановимся подробнее на выборе полиуретано-вых герметиков, так как эта группа материалов занимает передовые позиции на рынке и представляется наиболее перспективной. Выбирая герметик, потребитель решает вопрос изоляции стыка между панелями лишь на время, после чего ему придется провести по-
вторную герметизацию. Поэтому основными являются характеристики, определяющие межремонтный срок службы шва. Этот параметр — единственно прогнозируемый срок службы (ПСС) герметика в шве с заданной деформативностью.
ПСС определяется не разработчиком или производителем материала, а независимой аккредитованной ГОССТАНДАРТОМ лабораторией, которая проводит периодические испытания. Испытания проводятся по утвержденной методике МИ 12.01-02 (например, «Методика испытаний отверждающихся мастик строительного назначения на долговечность» ГУП НИИМосстрой, 2002 г.). Суть испытаний в определении количества циклов растяжение-сжатие, которые образец может выдержать до разрушения. Испытания проводятся на специальном стенде, позволяющем имитировать воздействие атмосферных факторов (орошение, замораживание, ультрафиолетовое облучение).
Количество циклов, набранное образцом до разрушения, пересчитывают в годы эксплуатации. В соответствии с методикой, используемой в настоящее время, для материала, выдержавшего без разрушения 20 циклов климатических испытаний после комплексного воздействия в объеме, предусмотренном данной методикой, дается прогноз на 20 лет, что фиксируется в протоколе испытаний. Совершенно очевидно, что количество циклов (и соответственно прогноз срока службы) напрямую зависит от величины деформации растяжение-сжатие, при которой вели испытания. Этот параметр, называемый деформативно-стью, задается производителем, определяющим тем самым область применения своего материала. Протокол испытаний должен обязательно содержать обе составляющие — деформативность (в процентах) и ПСС герметика. Несмотря на несколько неясное название, на самом деле оно совершенно точно и должно подтверждаться соответствующими официальными документами. Конечно, реальный срок службы может быть меньше или больше ПСС. Он зависит от качества обработки стыка, состояния стен, атмосферных условий конкретного региона, соответствия размеров стыка требованиям СНиП и т. д., но в одних и тех же условиях герметик с лучшим ПСС будет работать дольше, что увеличит межремонтный срок службы стыка и таким образом снизит среднегодовые затраты на его ремонт.
Все остальные параметры, задаваемые нормативной базой, имеют отношение к другим аспектам применения. Диапазон температуры эксплуатации определяет регио-нальность применения герметика: при определенной низкой температуре материал становится неэластичным (охрупчивается), при высокой — может разрушиться (деструкция полимера). Следует учитывать, что этот диапазон соответствует длительной работе материала, а кратковременные колебания температуры, выходящие за его границы (в пределах 15—20%), не должны приводить к значимым повреждениям. Последнее верно только для полимеризующихся (отверждающихся) герметиков, о которых говорится в этой статье.
Важную информацию о подготовке герметика к работе и последующей обработке шва представляют следующие параметры: диапазон температуры нанесения герметика, время жизнеспособности рабочей смеси после смешивания компонентов и время набора свойств. Время
42
научно-технический и производственный журнал
март 2011
жизнеспособности — это промежуток времени от начала смешивания компонентов до момента, когда нарастающая вязкость герметика сделает невозможным его внесение в стык (намазывание). Время набора свойств — промежуток времени, за который внесенный в шов герметик полностью набирает свои эксплуатационные характеристики. Это особенно важно в тех случаях, когда требуются дополнительные операции на шве, в первую очередь окраска. При преждевременном нанесении лакокрасочных материалов на поверхность герметика появляется риск ухудшения свойств обоих материалов (герметика и краски), обусловленный их химическим взаимодействием. Следует иметь в виду, что скорость набора свойств герметика зависит от температуры материала: при понижении ее на каждые 100оС скорость снижается примерно вдвое. Не зная этого, потребитель может начать окраску шва по «сырому» герметику, что неминуемо приведет к образованию дефектов лакокрасочного покрытия.
Такие параметры, как толщина нанесения, плотность и цена, дают все необходимые сведения для оценки первоначальных (без учета длительности межремонтного срока) материальных затрат на 1 п. м шва.
Значения прочности и эластичности герметика, полученные при разовых испытаниях на разрыв, не могут служить прямым подтверждением его эксплуатационных характеристик. Они введены в нормативную базу только потому, что ПСС невозможно определять для каждой произведенной партии в рамках приемосдаточных испытаний в ОТК завода-изготовителя. Эти по сути своей косвенные параметры позволяют определять качество материала экспресс-методом, но этот метод может быть корректным только в том случае, если идентичны состав и технология производства конкретной партии материала образцу, который был передан в аккредитованную лабораторию для проведения периодических испытаний. Существует ли такое соответствие в действительности, установить без серьезного анализа нельзя.
Поскольку именно эти три параметра чаще всего используются производителями для рекламы своих продуктов (об этой дезориентации потребителя упоминалось выше), следует уточнить различие между относительным удлинением при разрыве на «лопатках» и на образцах швов. Испытания на пластинах («лопатках») — стандартный метод испытания эластичных материалов, принятый в резинотехнической промышленности (ГОСТ 21751—76 «Герметики. Метод определения условной прочности, относительного удлинения при разрыве и относительного остаточного удлинения после разрыва»). Он с высокой точностью передает истинные свойства материала, но неудобен при проектировании фасадных швов зданий КПД.
Дело в том, что форма закладки герметика в шов неравномерна по толщине и имеет сужение в центральной его части. С внутренней стороны это обусловлено формой ограничителя. С внешней — формой применяемого инструмента (выпуклого шпателя): в прежние годы выпуклая форма рабочей кромки шпателя была технологическим правилом, а теперь не является обязательной. В результате при растяжении шва уровень деформации герметика в центральной его части в несколько раз превышает расчетные значения, полученные для шва в целом, что вызывает его разрушение при меньших, в сравнении с испытанием на «лопатках», деформациях. Следует особо подчеркнуть, что в момент разрыва величина деформации центральной части шва совпадает со значениями, полученными при испытаниях на лопатках. Поэтому для удобства использования данных, полученных экспериментальным путем, были введены испытания на образцах швов. Соотношение показателей, полученных при испытаниях на лопатке и образце шва, обычно находится в пределах 1,5—3 и зависит от восприимчивости материала к неравномерности нагрузок по сечению. В связи с этим
автор рекомендует обращать особое внимание на вид испытаний на разовое растяжение до разрыва.
Еще один важный показатель — модуль упругости при 100% деформации. Это — напряжение, развивающееся в материале при указанной деформации. Задают этот показатель по следующей причине. Поскольку прочность герметика при разрыве не должна быть меньше определенной величины (это требование ГОСТ 25621—83), то материал шва может оказаться прочнее материала кромок панелей, особенно в долго эксплуатируемых зданиях. Ввод этого параметра (не требуемого нормативной базой) гарантирует, что жесткость герметика будет такой, что при 100% его деформации нагрузки, передаваемые швом на материал панели, будут заведомо меньше величин, опасных для этого материала. В реальных условиях эксплуатации такого не бывает, обычно уровень деформации находится в пределах 10—30%.
В заключение необходимо напомнить, что продукция любого производителя должна проходить несколько видов контрольных испытаний.
1. Типовые испытания проводят при постановке продукции на производство и при изменении технологического процесса изготовления продукции. В процессе испытаний проверяют соответствие характеристик герметика требованиям ГОСТа, предъявляемым к продуктам этого типа и требованиям ТУ на испытуемый материал.
2. Периодические испытания проводят в сроки, установленные ГОСТом и ТУ в объемах, предусмотренных этими нормативными документами. Проверяют те показатели, которые не могут контролироваться на каждой партии производимого товара из-за трудоемкости или длительности испытаний. Проверку (с последующей выдачей официальных документов) проводит аккредитованная лаборатория.
3. Приемосдаточные испытания проводит производитель на каждой партии товара в объеме, определенном ТУ, но не менее объема по ГОСТу. Кроме того, на этом этапе проверяют показатели, важные при работе с данной партией материала, например жизнеспособность — время, в течение которого состав может быть нанесен на герметизируемые поверхности.
Полиуретановые герметики, обладающие превосходными потребительскими качествами, завоевывают все большую популярность не только в новом крупнопанельном строительстве, но и при ремонте фасадов зданий вторичного жилого фонда. Они обладают превосходными прочностными характеристиками и высокой эластичностью, что позволяет им с легкостью справляться с деформационными нагрузками, успешно противостоять воздействию влаги и УФ-облучения; они могут наноситься на влажные поверхности, а также допускают окраску. Автор надеется, что материал, изложенный в данной статье, позволит читателям лучше ориентироваться в многообразии предлагаемых фасадных герметиков и принимать правильные решения, обеспечивающие ожидаемый ими результат.
Ключевые слова: крупнопанельное домостроение, поли-уретановые герметики, комплекс эксплуатационных требований, климатические испытания, деформативность, модуль упругости, контрольные испытания.
научно-технический и производственный журнал
март 2011 43
