CC BY
17
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
УДК 628.518:539.16
Р.А. НАЗИРОВ, докт. техн. наук, профессор,
А.И. КУДЯКОВ, докт. техн. наук, профессор,
С.А. КУРГУЗ, канд. техн. наук
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРОТИВОРАДОНОВЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ
Приведены результаты исследований противорадоновых покрытий из различных видов лакокрасочных материалов, используемых для внутренней отделки зданий. Предложены критерии оценки и установлены условия обеспечения эффективной радоноза-щиты покрытий.
В связи с введением в России закона «О техническом регулировании» и подготовкой технических регламентов, описывающих обязательные требования по безопасности, снижению риска нанесения вреда человеку, серьезное внимание уделяется снижению активности естественных радионуклидов в помещениях зданий. Исходя из этого развиваются методы управления радиационным контролем, а полученные данные используются при проектировании и эксплуатации зданий [1, 2, 3].
Разрабатываются новые способы снижения радоновыделения из строительных материалов путем выбора сырьевых компонентов и управления технологическими процессами при изготовлении конструкционных и конструк-ционно-теплоизоляцинных изделий (конструкций) или отделке поверхности различными отделочными материалами [4, 5].
Одним из способов противорадоновой защиты зданий, ограничивающих попадание радона в илое пространство непосредственно из строительных материалов, является нанесение защитных покрытий на ограждающие конструкции.
Имеющиеся данные, как правило, имеют рекомендательный характер и ограничиваются лишь констатацией факта использования традиционных покрытий при проведении комплекса различных защитных мероприятий без учета их реального вклада в изменение радоновой обстановки в помещениях неблагополучного здания.
В этой связи являются актуальным проведение исследований радоновой защиты ограждающих конструкций с использованием лакокрасочных материалов.
При проведении исследований защитного покрытия использовались лакокрасочные материалы (табл. 1), широко применяемые в строительстве для отделки бетонных поверхностей.
Методика проведения испытаний. Стандартные образцы бетона 150x150x150 мм без покрытия устанавливают в герметичный контейнер. Линейные размеры образца принимают меньше длины диффузии радона в бетоне. Затем радон-монитором «AlphaGUARD PQ2000» производства фирмы «Pozitron Technology» (Германия) регистрируют изменение объемной активности (ОА) радона-222 в течение 3-4 суток. Далее на образец наносят грунтовку, лакокрасочное покрытие, и после затвердевания образец вновь подвергают испытанию. В качестве грунтовки используют исследуемое лакокрасочное покрытие, разведенное растворителем. После затвердевания осуществляют визуальный контроль качества покрытия, а именно устанавливают отсутствие непокрытых участков или трещин. Расход материала на единицу покрываемой площади соответствует рекомендациям организаций изготовителей для каждого вида покрытия.
Таблица 1
Перечень лакокрасочных материалов,
применяемых для исследования радонозащитных покрытий
№ п/п Материал Регламентирующий документ
і Битумный лак БТ-577 ТУ-2310-007-45539771-98
2 Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94 ГОСТ 10834-76*
3 Жидкое стекло (натриевое) строительное ТУ 2145-004-05128414-98
4 Жидкое стекло (калиевое) ТУ РБ 05572520.043-97
5 Краска «Тиккурила» (щелочестойкая модифицированная латексная на акриловой основе) пр-во Финляндии
6 Краска масляная МА-15 (для наружных отделочных работ) ГОСТ 10503-71*
7 Латексная эмульсия ТУ 3860-001-47843993-99
8 Латекс синтетический СКС-65 ГП ГОСТ 10564-75*
9 Лак ПФ-2 8 3 ГОСТ 5470-75*
10 Олифа «Оксоль» класса ПВ ГОСТ 190-78*
11 Эмаль белая глянцевая ГФ-230ВЭ (для внутренних работ) ГОСТ 64-77
12 Эпоксидный клей универсальный ЭДП ТУ 07510508.90-94
Эффективность радонозащитных свойств покрытия оценивалась как отношение максимально достигаемой ОА радона в контейнере с образцом до нанесения и после нанесения краски (С;+і/Сі). Для каждого вида покрытия обрабатывались данные, полученные при трехразовом окрашивании образца при полном высыхании каждого слоя (достижении им постоянной массы).
Результаты испытаний показаны на рис. 1.
Рис. 1. Распределение исследуемых лакокрасочных покрытий по эффективности радоноза-щиты каждого слоя
С увеличением расхода лакокрасочного материала и, следовательно, его толщины, эффективность радонозащиты покрытия увеличивается. Установлено, что для каждого слоя покрытия способность препятствованию радоновыделения из образца бетона различна и варьируется в достаточно широких пределов (от < 1 до 62 %). Наиболее эффективными являются покрытия из олифы «Ок-соль», латексной краски «Тиккурила» на акриловой основе и лака ПФ-283. При трехслойном нанесении лакокрасочного материала на поверхность образца эффективность радонозащиты превышает 50 %. Наименее эффективны покрытия из битумного лака, жидкого стекла (калиевое и натриевое) и латексной эмульсии. Для них эффективность радонозащиты не превышает 15 %.
Полученные данные, представленные в виде рядов, в зависимости от вида покрытия аппроксимируются различными результирующими кривыми. Если условно разделить лакокрасочные материалы на две категории: «низкоэффективные» и «эффективные», то результаты испытаний с высокой степенью достоверности могут быть аппроксимированы полиномами второй степени.
Полученные данные на основании гипотезы об идентичности математического описания повышения радонозащиты относительно толщины слоя для всех видов лакокрасочных покрытий (рис. 2) могут быть аппроксимированы с высокой достоверностью уравнением вида:
П = K
( h-x0 V 4 • Х0 у
100%,
где П - эффективность радонозащиты покрытия; К - показатель эффективности; Н - толщина слоя в зависимости от агрегатного состояния материала покрытия; х0 - пробег тома отдачи радона-222 в воздухе (принимается равным ~ 100 мкм).
Л
т
с
о
н
в
тив
к
е
О
O
10
20
3O
40
50
60
V0
B0
90
\ Ч \ ц \
NV\ Ч s V \
ул
\\\ к \ >
лN
О Латексная эмульсия □ Латекс СКС-65 ГП Д Битумный лак (черный) БТ-577 X Жидкое стекло (калиевое)
Ж Жидкое стекло строительное О Эмаль белая глянцевая ГФ-230ВЭ + Краска масляная готовая МА-15 А Краска "Тиккурила"
■ Олифа "Оксоль"
♦ Лак ПФ-283 Ш ГКЖ-94
# Эпоксидный клей ЭДП
200
400
600
B00
Толщина покрытия в пересчете на сухой слой, мкм
0
Рис. 2. Влияние толщины покрытия на эффективность радоновой защиты
Показатель К условно делит область координат «П—h» на две части: левая (К > 1) - область эффективных покрытий (П свыше 50 %), правая (К < 1) -область неэффективных покрытий (П ниже 50 %).
Толщина покрытия, при которой теоретически достигается наибольший эффект радонозащиты, должна быть для эффективных покрытий не менее:
- 700-800 мкм при окраске;
- 500 мкм после полного высушивания.
Для низкоэффективных покрытий толщина покрытия составляет не менее 1000 и 800 мкм, соответственно.
Исследуемые лакокрасочные покрытия разнообразны по своим свойствам, и каждое из них имеет ряд присущих только ему технических показателей, регламентированных стандартом. Большинство показателей качества для разных покрытий не сопоставимы между собою. Необходимо обосновать критерии, которые могли бы быть универсальными для всех покрытий и значения которых характеризовали бы качество и структурные особенности покрытий с позиции их реальной способности препятствовать прохождению радона.
Нами были предложены следующие технические показатели, которые могут использоваться при оценке радоноизолирующих свойств различных покрытий. К ним относятся:
- время (Дг,) падения разряжения с (-0,06) до (-0,054) МПа в камере прибора типа «Агама-2Р» (ВВ-2, выпуск IQQ/JT), установленного на окрашиваемой поверхности бетона (ГОСТ 12730.5-84, приложение 4);
- прочность сцепления между поверхностью бетона и лакокрасочным покрытием (ГОСТ 26589-94). При исследованиях не используется метод, указанный в ГОСТ 15140-78, так как он распространяется на определение адгезии лакокрасочного покрытия на металлических поверхностях. Толщина же покрытия на поверхности бетона превышает 200 мкм;
- воздухо- и одопроницаемость. Для более точного определения воздухопроницаемости покрытий их наносили на образцы бетона 150*150x150 мм.
Диапазон Дг, для бетонных образцов до нанесения покрытий составил 69 с. После окрашивания и высыхания покрытия до степени 3 (ГОСТ 19007-73*) для каждого слоя исследуемого покрытия определялось значение Дг. Результаты исследований, представленные в табл. 2, показывают, что формирование первого слоя у всех лакокрасочных покрытий практически не вызывает заметного повышения радоноизолирующей способности поверхности. При формировании второго слоя вышеуказанные характеристики существенно изменяются. Так, например, для эффективных покрытий (эпоксидный клей ЭДП, краска «Тиккурила», олифа «Оксоль» и лак П-283) наблюдается практически полная воздухо- и водонепроницаемость (по ГОСТ 12730.5-84).
Таблица 2
Технические показатели лакокрасочных материалов при послойном окрашивании стандартных образцов бетона
Наименование показателя Латексная эмульсия Латекс СКС-65 ГП 7 7 5 - Н Ш ак ч 1 г И си о и е ли о с е 0 1 Жидкое стекло строительное Эмаль белая глянцевая ГФ-230ВЭ Краска масляная готовая МА-15 Краска «Тиккурила» Олифа «Оксоль» Лак ПФ-283 ГКЖ-94 т и л к і К с к о С т
Прочность сцепления
между бетонной по-
верхностью и покрыти- 0,24 0,32 0,19 0,33 0,37 0,43 0,48 0,41 0,54 0,57 - 0,73
ем через 72 ч, МПа (по
ГОСТ 26589-94, п.3.4)
Время падения разря-
жения с (-0,06) до
(-0,054) МПа в камере
прибора «Агама-2Р»,
установленного на по-
верхности бетона, Дг,-, с
(по ГОСТ 12730.5-84,
приложение 4): 6
без покрытия 6 7 6 6 6 8 9 532 8 7 8 6
1 слой 8 10 9 6 6 107 71 >12 ч 648 720 14 842
2 слой 312 565 14 8 7 2114 1923 - >12 ч >12 ч - >12 ч
3 слой - 730 18 - 11 3223 2583 - - - -
Для покрытий, эффективность которых превышает 50 %, прочность соединения покрытия с бетонным основанием составляет не менее 0,4-0,5 МПа через 72 ч после окрашивания.
Таким образом, ля предварительной оценки радонозащитной способности лакокрасочного покрытия можно использовать следующие критерии:
1. Полная воздухо- или водонепроницаемость покрытия по ГОСТ 12730.5-84 через 72 ч после нанесения второго слоя лакокрасочного материала на бетонную поверхность.
2. Прочность сцепления лакокрасочного покрытия с бетонным основанием должна быть не менее 0,4-0,5 МПа.
3. При трехслойном окрашивании поверхности бетона радоновыделение из ограждающей конструкции уменьшается не менее чем вдвое.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Хорзова, Л.И. Методы управления радиационным контролем в строительных комплексах и снижением мощностей доз в помещениях / Л.И. Хорзова, О.П. Сидельникова // Материалы международной научно-технической конференции «Ecological problems in civil engineering». Iraklion Greece, 2000. - С. 50-52.
2. Назиров, Р. А. Радиационный фон помещений в зданиях различного назначения / Р.А. Назиров, В.В. Коваленко. А.И. Кудяков // Известия вузов. Строительство, 1999. -№ б. - С. 12б-129.
3. Назиров, Р.А. О дополнительном регламентировании радиационных показателей при строительстве зданий / Р.А. Назиров, А.И. Кудяков, С.А. Кургуз // Вестник ТГАСУ, 2005. - № 1. -С. 1б4-1б7.
4. Назиров, Р.А. Цементные бетоны с пониженным радоновыделением / Р.А. Назиров, Е.В. Пе-ресыпкин, С.А. Кургуз, В.И. Верещагин // Строительные материалы. Наука. - 2005. - № 3. -С. 28-30.
5. Хорзова, Л.И. Влияние отделочных материалов на снижение дозовых нагрузок в помещениях / Л.И. Хорзова, Н.В. Новосельцев, О.П. Сидельников, Ю.Д. Козлов // Материалы шестых Академических чтений РААСН. «Современные проблемы строительного материаловедения». - Иваново, 2000. - С. 5б4-5б7.
R.A. NAZIROV, A.I. KUDYAKOV, S.A. KURGUZ
QUALITY ESTIMATION OF ANTI-RADONIC COATINGS ОN THE BASIS OF PAINT-AND-VARNISH MIXTURE
The results of the researches of anti-radonic coatings from various kinds of paint-and-varnish mixture used for internal finishing works are described. Criterions of quality estimation are suggested and conditions for efficient anti-radonic protection of coatings are established.
