CC BY
181
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ШТУКАТУРНЫХ ФАСАДНЫХ ПОКРЫТИЙ, ТВЕРДЕЮЩИХ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ
ТЕМПЕРАТУРАХ
THE ETICS MORTARS TESTS AT NEGATIVE TEMPERATURES
C.A. Пашкевич, C.A. Голунов, А.П. Пустовгар
S.A. Pashkevich, S.A. Golunov, A.P. Pustovgar
ГОУ ВПО МГСУ
В статье рассматриваются проблемы, связанные с возможностью применения цементных составов для СФТК при отрицательных температурах, а также предлагаются методы их испытания.
The article discusses the problems associated with the possibility ETICS mortars at negative temperatures, and suggests methods for testing them.
Штукатурные фасадные покрытия, являющиеся основными защитно-декоративными элементами систем фасадных теплоизоляционных композиционных (СФТК), представляют собой тонкослойный материал, образующийся при твердении специальных цементных составов. Технология производства подобных работ предполагает затворение цементных составов водой непосредственно на строительной площадке с последующим нанесением строительного раствора на поверхность теплоизоляционной плиты. В связи с этим стоит отметить, что ключевую роль в этом процессе играют климатические условия окружающей среды, в первую очередь значение температуры воздуха. Известно, что при воздействии температур ниже +5°С процесс твердения строительного раствора резко замедляется, а при дальнейшем понижении температуры до 0°С и ниже и вовсе прекращается, ввиду перехода воды, входящей в состав растворной смеси, из жидкого агрегатного состояния в твердое (образование кристаллов льда). Даже если сохранить в емкости для приготовления строительного раствора положительную для нормального протекания процесса гидратации температуру, нанесение такого раствора на рабочую поверхность теплоизоляционной плиты неминуемо приведет быстрому замерзанию ввиду его малой толщины. В связи с этим большинство производителей СФТК не рекомендуют производство работ при температурах окружающей среды ниже 5°С. Однако, темпы роста строительного производства и особенности календарного планирования процесса возведения здания зачастую ставят перед строителями вопрос о производстве работ по устройству СФТК в холодное время года. А это, в большинстве случаев, чревато грубейшими нарушениями исходной технологии производства фасадных работ.
Сухие строительные смеси (ССС) для штукатурных фасадных покрытий, как и другие ССС, не подлежат обязательной сертификации. Основным инструментом определения пригодности каждой конкретной ССС является комплекс лабораторных ис-
3/2011_МГСу ТНИК
следований, определяемый по ГОСТ 31356-2007 «Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Методы испытаний».
Все испытания регламентированы при нормальных для процесса гидратации и набора прочности температурах. Поэтому, разработка регламента лабораторных испытаний штукатурных фасадных покрытий, затворяемых и наносимых при отрицательных температурах, является крайне актуальной задачей, способной научно обосновать возможность устройства СФТК в холодное время года.
Следовательно, представляется необходимым разработать порядок проведения физико-механических испытаний, по результатам которых представляется возможным прогнозировать работу штукатурных фасадных покрытий выполненных при отрицательных температурах окружающей среды. Можно выделить 2 основных этапа:
1 этап. Локальные испытания штукатурных фасадных покрытий.
Подразумевает адаптацию методов лабораторных испытаний, указанных в ГОСТ 31357-2007.
Для этого необходимо регламентировать использование специальных климатических установок (камер), то есть устройств с достаточным для размещения образцов рабочим объемом, позволяющих задавать и поддерживать необходимую отрицательную температуру на протяжении всего времени испытания, или иных помещений, отвечающих этим требованиям, что нашло свое отражение в научно-исследовательской работе [1]. В рамках данной работы проводились испытания, направленные на определение предела прочности сцепления образцов фасадной клеевой смеси, модифицированной противоморозными добавками, с бетонным основанием. Регламент проведения испытания предполагал нанесение приготовленной фасадной клеевой смеси на бетонное основание в нормальных условиях и выдержку в течение 24 часов. Только после чего вся система помещалась в климатическую камеру с заданной температурой (-5°С). Испытание образцов в возрасте 14 суток производилось спустя 3 суток после извлечения из морозильной камеры. Однако, приближаясь к естественным условиям проведения работ по монтажу «мокрых» фасадов при отрицательных температурах подобная методика может оказаться полностью неработоспособной. Определим 2 ключевых момента, наиболее точно отражающие реальные условия производства фасадных штукатурных работ при отрицательных температурах:
1. нанесение клеевого состава должно производиться на охлажденное основание (поддержание же положительной температуры строительного основания в течение определенное время представляется крайне нецелесообразным, ввиду дополнительных трудовых и энергетических затрат).
2. фасадная клеевая смесь, нанесенная на охлажденное основание, непосредственно после нанесения подвергается замораживанию.
В ходе проведенных исследований, ни одно из этих условий не было выполнено, поэтому предложенная методика проведения испытания требует серьезных изменений и дополнений.
Первоочередным условием является процесс проверки испытуемых составов и приготовление образцов, в соответствии с требованиями [2]. При испытании для определения величины адгезии раствора к основанию из бетона или иного строительного материала, обладающего низкой теплоемкостью, необходимо предварительно его подготовить, выдержав в рабочем объеме климатической установки в течение 1 часа, с целью установления температуры поверхности основания до заданного значения. Время выдержки приготовленных таким образом образцов при заданной отрицательной температуре испытания должно составлять 7 суток с момента изготовления. Учи-
тывая малую толщину и массу образцов, такое время выдержки представляется достаточным. В возрасте 7 суток образцы необходимо переместить в условия, близкие к нормальным (23°С). Далее, основываясь на том, что адгезия, является основным физико-механическим показателем, характеризующим устойчивость СФТК, испытания образцов предлагается проводить в возрасте 8 суток (7 суток выдержки в климатической камере и 1 сутки оттаивания при нормальных условиях) с момента изготовления образцов в нормальных условия. Такой порядок определяется тем, что наиболее критичным моментом для штукатурного фасадного покрытия является период оттаивания и, соответственно, система может просто-напросто «поплыть» вниз. Контрольные испытания следует проводить в возрасте 28 суток, то есть по достижению проектной прочности системы. В случае определения величины адгезии затвердевшего раствора к поверхности теплоизоляционного материала (утеплителя), это значение должно быть выше величины предела прочности на отрыв слоев утеплителя и носить характер отрыва по телу утеплителя (рисунок 1).
Примечание. 1 - метишиигаий шШ • ПршЛчШЛ:! - ьигаплияеииЙ штамп; 7 -ютей; 2 - сбрвзец; 4 — утеплитель 2 - кп*й, 3 - обрамц; л - кжвйнпе
(бетоя ипнмшй сгронг Й1ЖЫЙ *«тер14п)
Рис. 1 Рис. 2
При испытании для определения величины адгезии затвердевшего раствора к основанию из бетона или иного строительного материала, отрыв должен иметь коге-зионный характер (рисунок 2).
Образцы для определения предела прочности при изгибе и сжатии предлагается проводить однократно в возрасте 28 суток с момента изготовления в соответствии с требованиями [3] и предложенной авторами методикой.
Предложенная методика испытаний 1 этапа была успешно апробирована в стенах НОЦ НСТиМ МГСУ в рамках проведения научной работы, направленной на изучение возможности применения противоморозных добавок в составах фасадных штукатурных покрытий.
2 этап. Натурные испытания штукатурных фасадных покрытий.
Подразумевает проведение полномасштабных натурных испытаний штукатурных фасадных покрытий, то есть детальное моделирование процесса монтажа СФТК в условиях действия отрицательных температур.
В отличие от 1 этапа испытаний, ни один действующий нормативный документ не регламентирует проведение подобных испытаний, поэтому, основываясь на полученных ранее результатах, была разработана методика проведения натурных полномасштабных испытаний, которая предполагает использование климатической
3/2011
ВЕСТНИК _МГСУ
камеры с достаточным для размещения необходимого количества рабочих и соответствующего оборудования рабочим объемом (рисунок 3).
Рис. 3
Перед началом испытаний необходимо убедиться, что рабочее основание из теплоизоляционной плиты установлено в соответствии с требованиями производителя СФТК. Затем задается требуемая по регламенту испытаний температура и производится монтаж штукатурного фасадного покрытия. По окончанию монтажных работ система выдерживается согласно представленному в таблице 1 циклу испытаний.
_Таблица 1. Цикл испытаний._
№ п.п. Состояние системы Время выдерживания
1 Выдерживание при заданной температуре 7 суток
2 Повышение температуры до 0°С 1 суток
3 Выдерживание при температуре 0°С 4 суток
4 Повышение до температуры 5°С 1 суток
5 Выдерживание при температуре 5°С 4 суток
6 Повышение до температуры 23°С 4 суток
7 Выдерживание при температуре 23°С 7 суток
Разработка данного цикла испытаний основывается на максимальном приближении условий испытаний к возможным реальным условиям твердения штукатурных фасадных покрытий при их нанесении в холодное время года, с последующим моделированием постепенного повышения температуры наружного воздуха, что соответствует переходу «зима-весна-лето». Соответственно, представляется возможным в режиме реального времени отслеживать поведение системы на каждом этапе изменения температурных условий.
В течение всего цикла испытаний, а особенно начиная с момента повышения температуры, система подвергается систематическому визуальному осмотру с целью выявления дефектов, а по окончанию цикла испытаний, направленных на определение величины адгезии штукатурного покрытия к основанию. Для этого на поверхности системы в произвольном порядке отмечаются точки испытаний, не менее 5 на каждый квадратный метр поверхности. Каждую выбранную точку необходимо подготовить, то есть выделить данный участок относительно общей плоскости покрытия при помощи
специализированного оборудования методом выпиливания. Подготовку, то есть выпиливание выбранного участка согласно размеру и форме штампа, следует проводить до момента касания режущей кромки инструмента основания (теплоизоляционной плиты). После чего можно приступать к проведению испытания на определения величины адгезии согласно [4].
Однако, несмотря на теоретическую обоснованность, предложенная методика требует практической апробации, которая запланирована на самое ближайшее время. Таким образом, получив, обработав и сопоставив все экспериментальные данные по обоим этапам можно будет внести в них соответствующие корректировки и в конечном итоге подойти к окончательному решению вопроса об испытании фасадных штукатурных покрытий, твердеющих при отрицательных температурах. А это, без сомнения, расширит возможности производителей СФТК в области разработки и испытания новых материалов и технологий, адаптированных к Российским условиям производства строительных работ.
Литература
1. Аубакирова И.У., Григорьев И.Н., Староверов В.Д. Особенности твердения растворов, изготовленных из сухих строительных смесей, при отрицательных температурах// Сухие строительные смеси. 2010. №2. С. 30-32
2. ГОСТ 31357-2007 «Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия».
3. ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии».
4. ГОСТ 31356-2007 «Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Методы испытаний».
Reference
1. Aubakirova I.U., Grigoriev I.N., Staroverov V.D. Features hardening solutions made from dry mixes at negative temperatures// Dry mix mortars. 2010. №2. P. 30-32
2. GOST 31357-2007 «Mixes dry on the cement binder. General technical standards».
3. GOST 310.4-81 «Cements. Methods for determining the ultimate strength in bending and compression».
4. GOST 31356-2007 «Mixes dry on the cement binder. Test Methods».
Ключевые слова: СФТК, регламент, испытания, температура, основание, камера, адгезия, цикл. Keywords: ETICS, order, tests, temperature, base, chamber, adhesion, cycle.
Почтовый адрес авторов: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д.26, Научно-образовательный центр новых строительных технологий и материалов.
Email: [email protected]
Рецензент: Заведующий НИО процессов и аппаратов для производства гипсовых и других изделий ОАО «ВНИИСТРОМим. П.П. Будникова», к.т.н., доцент, Бурьянов А. Ф.
