Научная статья на тему 'Трещиностойкость кровельных покрытий зданий и сооружений из водоэмульсионных мастик на основе эмульгаторов'

Трещиностойкость кровельных покрытий зданий и сооружений из водоэмульсионных мастик на основе эмульгаторов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
276
42
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вестник МГСУ
ВАК
RSCI
Ключевые слова
ВОДОЭМУЛЬСИОННАЯ МАСТИКА / ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ПОКРЫТИЙ / БИТУМ / ЭМУЛЬГАТОР / ПРОЧНОСТЬ ПОКРЫТИЯ / АСФАЛЬТОКЕРАМЗИТОБЕТОН / АСФАЛЬТОБЕТОН / ТЕМПЕРАТУРА РАСТРЕСКИВАНИЯ / ЗДАНИЯ / WATER-EMULSION MASTICS / CRACK RESISTANCE OF COVERINGS / BITUMEN / EMULSIFIER / COATING STRENGTH / ASPHALT-CLAYDITE CONCRETE / ALLIGATORING TEMPERATURE / BUILDINGS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Капленко Ольга Александровна, Комарова Ксения Сергеевна, Марков Сергей Витальевич

Проведены исследования свойств мастик, влияющих на трещиностойкость кровельных и гидроизоляционных покрытий зданий и сооружений из водоэмульсионных битумных мастик. Установлена зависимость трещиностойкости покрытий, устроенных из водоэмульсионных битумных мастик, от вида порошкового эмульгатора-наполнителя.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Капленко Ольга Александровна, Комарова Ксения Сергеевна, Марков Сергей Витальевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CRACK RESISTANCE OF ROOF COATINGS OF BUILDINGS AND STRUCTURES MADE OF WATER-EMULSION MASTICS BASED ON EMULSIFIERS

Industrial and civil buildings and other construction objects during operation are subject to force and environmental impacts influencing their structural and technological parameters. Operational integrity of buildings greatly depends on crack-resistance of roof coatings. In this relation the search for new technological solutions for choosing optimal compositions and components is an important and current scientific task. Labor intensity of repair technology and absence of objective assessment method of coating state lead to crack formation and rapid wear. The authors examined mastics properties influencing crack resistance of roof coatings and waterproof coverings made of water-emulsion bitumen mastics and established the dependence of crack-resistance of coatings made of water-emulsion bitumen mastics from the type of powdered filler-emulsifier. The results of the work show that crack resistance of roof mastic coatings increases when using asphalt-claydite mixture as coupling, which is made of bitumen emulsion with high roughness of coupling surface.

Текст научной работы на тему «Трещиностойкость кровельных покрытий зданий и сооружений из водоэмульсионных мастик на основе эмульгаторов»

УДК 621.89

О.А. Капленко, К.С. Комарова, С.В. Марков*

БГТУ им. В.Г. Шухова, *НИУМГСУ

ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ КРОВЕЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ИЗ ВОДОЭМУЛЬСИОННЫХ МАСТИК НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬГАТОРОВ

Проведены исследования свойств мастик, влияющих на трещиностойкость кровельных и гидроизоляционных покрытий зданий и сооружений из водоэмульсионных битумных мастик. Установлена зависимость трещиностойкости покрытий, устроенных из водоэмульсионных битумных мастик, от вида порошкового эмульгатора-наполнителя.

Ключевые слова: водоэмульсионная мастика, трещиностойкость покрытий, битум, эмульгатор, прочность покрытия, асфальтокерамзитобетон, асфальтобетон, температура растрескивания, здания

Промышленные и гражданские здания, как и другие строительные объекты, в период эксплуатации подвержены силовым и средовым воздействиям, влияющим на их конструктивные и технологические параметры. Вопросы теории и практики эксплуатации, обследования и усиления конструкций, состоящих из бетона, железобетона, металла, деревянных изделий, а также различного рода водоэмульсионных и битумных мастик, изучены в [1—20], теоретические работы в области применения неметаллической композитной арматуры и критических технологий в [21—27], технологическое и правовое обеспечение строительства, реконструкции капитального ремонта в [28].

Можно также отметить работы зарубежных авторов, посвященные прочности, трещиностойкости и конструктивной надежности [29—30].

Эксплуатационная пригодность зданий во многом зависит от трещино-стойкости кровельных покрытий. В связи с этим поиск новых технологичных решений подбора оптимальных составов и компонентов является важной и актуальной научной задачей.

Высокая трудоемкость технологии ремонта, а также отсутствие объективного метода оценки эксплуатационного состояния покрытий приводит к образованию трещин и быстрому изнашиванию.

Изучению влияния порошкообразных эмульгаторов-наполнителей на трещиностойкость различных покрытий уделяется достаточно внимания. Авторами были проведены исследования мастик и их свойств в зависимости от содержания порошкообразных компонентов. Данные компоненты являлись эмульгаторами при получении паст и наполнителями при получении из паст мастик. Обычно вид и содержание наполнителей определяют прочность, теплостойкость, водостойкость и другие показатели покрытий, устроенных из мастик. Однако трещиностойкость кровельных и изоляционных покрытий, устроенных из водоэмульсионных мастик, недостаточно изучена. Современные исследования развиваются быстрыми темпами. Следует прийти к более однородной структуре материала и уделить внимание свойствам эмульгаторов наряду с традиционными материалами.

ВЕСТНИК

МГСУ-

Гидроизоляция окрасочная не всегда бывает упругой и пластичной, поэтому она может давать трещины при деформациях. Такой вид изоляции применять для зданий нельзя в связи с малой трещиноустойчивостью конструкций. В современных стандартах и нормативных документах существуют конкретные условия и требования к трещиноустойчивости различных материалов.

Для исследований были взяты мастики, приготовленные из паст на основе волокнистых эмульгаторов. В качестве порошковых и волокнистых эмульгаторов использовались асбест, глина, сажа и известь Ставропольского края. Такие же эмульгаторы использовались в качестве наполнителей для мастик. Чтобы определить гранулометрический состав твердых эмульгаторов, было проведено исследование на лазерном анализаторе. Результаты сведены в табл. 1 и 2.

Табл. 1. Состав твердых эмульгаторов и их содержание

Номер п/п Наименование Содержание, %, и диаметр частиц эмульгатора, мкм Диаметр частиц эмульгатора средний линейный , мкм Среднее ква-дратическое отклонение

10 25 50 75 90

1 Сажа 1,594 1,913 2,342 2,869 3,000 2,466 0,01730

2 Глина 2,360 2,969 3,834 4,918 6,000 4,293 0,01640

3 Асбест 6,322 7,792 10,220 15,470 22,000 12,460 0,21600

4 Известь 2,218 2,665 3,272 4,033 4,000 3,590 0,01700

Табл. 2. Свойства водоэмульсионных паст и их составы на твердых эмульгаторах

Номер состава Сос % тав па масс ты, Средний диаметр частиц дисперсной фазы в пасте , мкм Плотность при 20 °С, кг/м3 Условная вязкость при 20 °С Водопоглощение высушенной пасты, % масс. Температура растрескивания Тр, °С

Эмульгатор Битум Вода Сухая паста После выдерживания в воде в течение 14 сут

1 7,0 50,0 41,0 14,5 1100 6 3,7 -33 -43

2 7,5 50,0 41,3 15,23 1078 7 3,8 -35 -42

3 17,4 50,0 32,6 16,72 1024 8 4,4 -38 -42

4 8,6 50,0 42,3 21,83 1105 11 4,1 -37 -41

Трещиностойкость определялась в лабораторных условиях по температуре растрескивания покрытия толщиной 0,5 мм на стеклянной подложке при охлаждении со скоростью 0,5 °С/мин [15, 16].

По результатам испытаний выявлено, что с увеличением в мастике содержания порошкообразного или волокнистого компонента, являющегося наполнителем, обеспечивается повышение температуроустойчивости, водостойкости и трещиностойкости устроенных из них покрытий. Исключением яв-

ляется сажевый наполнитель, введение которого в состав мастики в количестве 7...8 % повышает температуру растрескивания на 2 °С по сравнению с мастикой, в составе которой 4...5 % сажевого компонента (составы 5 и 6, табл. 3).

Табл. 3. Характеристики водоэмульсионных битумных мастик с разными наполнителями

Номер состава мастики Состав, % масс. Температуро-устойчивость, °С Водо-насыщение, % масс. Тр покрыт* толщине В сухом состоянии ы из мастики >й 6 мм, °С После водонасыщения

1 Паста — 85 Наполнитель — 4 Вода — 13 129 2,3 -31 -49

2 Паста — 80 Наполнитель — 8 Вода — 14 139 2,1 -40 -48

3 Паста — 81 Наполнитель — 8 Вода — 17 132 1,7 -34 -45

4 Паста — 75 Наполнитель — 8 Вода — 15 134 2,2 -36 -47

Показатели водонасыщения в составах снижаются из-за превышения содержания наполнителей в мастиках.

Трещиностойкость кровельного или гидроизоляционного покрытия в основном обеспечивается силой сцепления покрытия с основанием, деформа-тивностью основания и деформативностью и прочностью материала покрытия [10, 13, 14].

Асфальтокерамзитобетон обладает большей деформативностью на основе композиционных материалов, содержащих низкомодульные заполнители [11, 13, 14]. При устройстве кровельных стяжек из горячих асфальтокерамзи-тобетонных смесей в результате остывания при укладке тонким слоем затрудняется выравнивание и уплотнение слоев [1, 2]. Достаточное внимание этой проблеме было уделено при проектировании стяжек из асфальтокерамзита. Выполнялись такие стяжки в холодном состоянии.

Учеными [28, 31] изучено и доказано, что асфальтокерамзитобетон имеет лучшую трещиностойкость отличительную от асфальтобетов на плотных заполнителях. Данный факт привел к выводу, что устраивать стяжки можно без температурных швов.

Проведенные нами исследования очередной раз подтверждают, трещино-стойкость и теплостойкость холодных асфальтокерамзитобетонов (табл. 4) на битумных эмульсиях выше, чем у горячего асфальтокерамзитобетона.

Температуры растрескивания образцов холодных асфальтокерам-зитобе-тонов на битумной эмульсии на 2...5 °С ниже, чем у горячих асфальтокерамзитобетонов (табл. 4). Сравнение температуры растрескивания между мастичными покрытиями и асфальтокерамзитовыми стяжками на битумных эмульсиях привело к выводу, что разница между ними небольшая [30, 31].

ВЕСТНИК

МГСУ-

Табл. 4. Асфальтокрамзитовые смеси и их физические свойства

Свойства

Марка битума и его содержание в смеси, % по объему (асфальтокерамзитовые смеси на битумных эмульсиях/горячие асфальтокерамзитовые смеси)

60/90 90/130

8,0 9,0 10,0 8,0 9,0 10,0

1. Прочность на сжатие, МПа при 50 °С 2,19 2,29 2,17 2,35 2,16 2,39 1,29 1,48 1,46 1,56 1,67 1,58

0 °С 99 11,8 10,89 12,38 10,9 13,78 8,98 9,45 9,57 10,47 9,68 10,77

2. Водонасыщение, % масс. 9,77 13,68 5,09 10,79 3,76 5,19 10,99 14,08 8,88 11,89 3,18 5,66

3. Температура растрескивания от температурных напряжений Т, °С р -36 -35 -44 -41 -45 -44 -39 -38 -46 -45 -48 -46

4. Коэффициент длительной водостойкости 0,77 0,63 0,76 0,72 0,90 0,89 0,76 0,65 0,80 0,69 0,93 0,70

Составы водоэмульсионных мастик для кровель и гидроизоляции очень различаются. Содержание наполнителя может достигать 155 % по отношению к массе битума [11].

Так как в составе мастик много различных компонентов, то говорить о влиянии на качество и технологию производства мастик того или иного компонента сложно. Такие вопросы требуют точного изучения.

На основании анализа научно-технической и патентной литературы различными учеными разрабатывались теоретические и практические предпосылки создания кровельных и гидроизоляционных покрытий с высокой тре-щиностойкостью и долговечностью [7, 13, 14].

Асфальтокерамзитовая песчаная стяжка на битумной эмульсии будет иметь жесткость слоя за счет внутреннего трения частиц керамзита. Изменение заполнителя приведет к увеличению прочности и всего покрытия. Возможность приготовления песчаной асфальтокерамзитовой смеси на битумной эмульсии в холодном состоянии можно обеспечить требуемые ровность и уклоны покрытия стяжки, что будет гарантировать отвод поверхностных вод и не будет вредить стяжке.

Кровельные и гидроизоляционные покрытия используют и наносят на самые различные основания. Работа покрытия в целом должна рассматриваться с учетом упругих и деформативных свойств слоев покрытия, также как и их диффузионного и адгезионного взаимодействия.

Исследуя температуру растрескивания конструктивного слоя, мы выявили, что сцепление между слоями из мастичных покрытий и асфальтокерамзито-вой стяжки отсутствует. Соответственно это приведет к образованию трещин. Чтобы этого избежать, нужно следить за содержанием и качеством наполнителя. Устройство стяжки из асфальтокерамзита с шероховатой поверхностью регулируется содержанием битума и зерновым составом материала, а также обеспечивает совместную работу мастичного покрытия и стяжки, что повышает трещиностойкость. Исследование требует уточнения данных по шерохо-

ватости стяжки, которые определили по методу песчаного круга. Полученные данные находятся в пределах 6,0...8,3 кг/м2. В данном случае обеспечивается хорошее сцепление между мастичным покрытием и стяжкой и гарантирована высокая трещиностойкость конструкции. Были составлены графики зависимости температуры растрескивания от шероховатости (рис.). Температура растрескивания покрытия имеет большой разброс из-за изменения сцепления стяжки.

Т,°С

-30

-35

—40

-45

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 Шероховатость стяжки, кг/м2

Зависимость температуры, при которой возникают трещины в покрытии, от шероховатости : 1—4 — составы мастики на эмульгаторах из табл. 3; (-------) — битум БНД

60/90; (-) — битум БНД 90-130

Совсем трещиностойкими асфальтобетонные покрытия не могут быть. Применение некоторых методов борьбы с трещинообразованием могло бы увеличить срок службы покрытий.

Для оценки соответствия трещиностойкости асфальтобетонов и асфальто-керамзитобетонов был проведен анализ результатов лабораторных испытаний. Таким образом, следует вывод, что трещиностойкость покрытий зависит от вида и качества порошкового эмульгатора и наполнителя. Температура растрескивания покрытий понижается в зависимости от вида эмульгатора-наполнителя. Более высокой температурой обладают покрытия с сажей, а наименьшей — с асбестом. В состоянии водонасыщения температура растрескивания покрытий из мастик на всех исследуемых порошковых эмульгаторах-наполнителях понижается до -20 °С. Это происходит из-за замерзания воды, которая служит своеобразной пленкой. Данный эффект проявляется в мастике на асбестовом и глиняном наполнителях.

На долю различных мастичных покрытий приходится до 25 % стоимости общестроительных работ, а также достаточно дорого обходится их трудоемкость. Кроме этого, кровли и гидроизоляции являются наименее долговечными из конструктивных элементов зданий. Они требуют больших затрат на эксплуатацию по сравнению с размерами эксплуатационных затрат на другие конструктивные элементы зданий и сооружений.

По результатам проведенной нами работы становится ясно, что трещино-стойкость кровельных мастичных покрытий увеличивается при использовании в качестве стяжки асфальтокерамзитовой смеси, которая приготовлена на битумной эмульсии с высокой шероховатостью поверхности стяжки.

ВЕСТНИК лтплла

10/2015

Библиографический список

1. ГрязновМ.В., ПоповаМ.В., Власов А.В., Римшин В.И., Марков С.В., Синютин А.В. Основные проблемы эксплуатации крупнопанельных зданий и пути их решения // Естественные и технические науки. 2014. № 9-10 (77). С. 355—357.

2. Бондаренко В.М., Боровских А.В., Марков С.В., Римшин В.И. Элементы теории реконструкции железобетона. Нижний Новгород : ННГАСУ, 2002. 190 с.

3. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Квазилинейные уравнения силового сопротивления и диаграмма с-е бетона // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2014. № 6. С. 40—44.

4. Бондаренко В.М., Марков С.В., Римшин В.И. Коррозионные повреждения и ресурс силового сопротивления железобетонных конструкций // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2002. № 8 (816). С. 26.

5. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Остаточный ресурс силового сопротивления поврежденного железобетона // Вестник отделения строительных наук Российской академии архитектуры и строительных наук. 2005. № 9. С. 119—126.

6. Ерофеев В.Т., Емельянов Д.В., Седова А.А., Римшин В.И., Балатханова Э.М. Исследование свойств наполненных составов на активированной воде затворения // Естественные и технические науки. 2014. № 9-10 (77). С. 429—431.

7. Капленко О.А. Действие усадочных структурных напряжений на трещиностой-кость дорожных цементобетонов // Актуальные вопросы современной науки : сб. науч. докл. 21-ой науч.-практ. конф. Минеральные Воды, 2015. С. 18—22.

8. Кришан А.Л., Астафьева М.А., Римшин В.И. Предельные относительные деформации центрально-сжатых железобетонных элементов // Естественные и технические науки. 2014. № 9-10 (77). С. 370—372.

9. Кришан А.Л., Астафьева М.А., Наркевич М.Ю., Римшин В.И. Определение деформационных характеристик бетона // Естественные и технические науки. 2014. № 9-10 (77). С. 367—369.

10. Логанина В.И., Орентлихер Л.П. Стойкость защитно-декоративных покрытий наружных стен зданий. М. : Изд-во АСВ, 2000. 104 с.

11. Пособие по приготовлению и применению битумных дорожных эмульсий (к СНиП 3.06.03—85). М. : Стойиздат, 1989. 56 с.

12. Кришан А.Л., Римшин В.И., Заикин А.И. Расчет прочности сжатых железобетонных элементов с косвенным армированием // Бетон и железобетон — взгляд в будущее : науч. тр. III Всеросс. (II Междунар.) конф. по бетону и железобетону : в 7 тт. 2014. С. 308—314.

13. Орентлихер Л.П., Логанина В.И. Прогнозирование эксплуатационной стойкости защитно-декоративных покрытий // Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. 1988. № 8. С. 63.

14. Печеный Б.Г. Битумы и битумные композиции. М. : Химия, 1990. 256 с.

15. Римшин В.И., Кришан А.Л., Мухаметзянов А.И. Построение диаграммы деформирования одноосно сжатого бетона // Вестник МГСУ 2015. № 6. С. 23—31.

16. Римшин В.И. Жилищно-коммунальная реформа современных городов // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2005. № 6. С. 12—13.

17. Римшин В.И., Галубка А.И., Синютин А.В. Инженерный метод расчета усиления железобетонных плит покрытия композитной арматурой // Научно-технический вестник Поволжья. 2014. № 3. С. 218—220.

18. Ларионов Е.А., Римшин В.И., Василькова Н.Т. Энергетический метод оценки устойчивости сжатых железобетонных элементов // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2012. № 2. С. 77—81.

19. Степанов А.Ю., Римшин В.И. Напряженно-деформированное состояние конструкций зданий и сооружений армированных композитной полимерной арматурой при сейсмическом воздействии // Строительство и реконструкция. 2015. № 1 (57). С. 57—61.

20. Тыртышов Ю.П., Печеный Б.Г., Скориков С.В., Шевченко В.Г. Преимущества приготовления и строительства асфальтобетонных покрытий на битумных эмульсиях с добавкой цемента // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2006. № 1 (84). С. 14—15.

21. Кустикова Ю.О., Римшин В.И. Напряженно-деформированное состояние базальтопластиковой арматуры в железобетонных конструкциях // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 6. С. 6—9.

22. Кустикова Ю.О., Римшин В.И., Шубин Л.И. Практические рекомендации и техникоэкономическое обоснование применения композитной арматуры в железобетонных конструкциях зданий и сооружений // Жилищное строительство. 2014. № 7. С. 14—18.

23. Римшин В.И., Меркулов С.И. Элементы теории развития бетонных конструкций с неметаллической композитной арматурой // Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 5. С. 38—42.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

24. Римшин В.И., Соколова А.Г. Реконструкция и усиление зданий и сооружений. М., 2001.

25. Римшин В.И., Кустикова Ю.О. Теоретические основы расчета сцепления сте-клобазальтопластиковой арматуры с бетоном // Известия Орловского государственного технического университета. Серия: Строительство и транспорт. 2009. № 2—22. С. 29—33.

26. Римшин В.И., Кустикова Ю.О. Феноменологические исследования величины сцепления базальтопластиковой арматуры с бетоном // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2011. № 1. С. 27—31.

27. Римшин В.И., Кустикова Ю.О. Теоретические основы активации поверхности базальтопластиковой арматуры и других материалов на основе полимерных составляющих // Железобетонные конструкции: исследования, проектирование, методика преподавания : сб. докл. Междунар. науч.-метод. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения В.Н. Байкова. М., 2012. С. 341—346.

28. Теличенко В.И., Римшин В.И. Критические технологии в строительстве // Вестник Отделения строительных наук Российской академии архитектуры и строительных наук. 1998. № 4. С. 16—18.

29. Bolotin V.V. Methods of probability theory and the theory of reliability analysis of structures. Moscow, Stroyizdat Publ., 1982.

30. The draft European Standart for SMA. prEN 13108-6. 14 p.

31. Zusatzliche Technische Vertragbedinqungen und Richtlinien für Fahrbahndecken aus Ashalt ZTV Asphalt-StB. Germany. 42 s.

32. Kaplenko O.A. The independent control of buildings and structures breakdowns risk as a way of accidence reducing // Modern Applied Science. 2015. Vol. 9. No. 6. Published by Canadian Center of Science and Education.

33. Kurbatov V.L., Antoshkin V.D., Travush VI., Erofeev V.T., Rimshin V.I. The problem optimization triangular geometric LineField // Modern Applied Science. 2015. Vol. 9. No. 3.

34. Kurbatov V.L., Komarova N.D. Analytical modification of seismic effect on the building // Modern Applied Science. 2015. Vol. 9. No. 3.

35. Erofeev V.T., BogatovA.D., Smirnov VF., Bogatova S.N., Kurbatov V.L. Bioresistant building composites on the basis of glass wastes // Biosciences Biotechnology Research Asia. April 2015. Vol. 12 (1). Pp. 661—669.

ВЕСТНИК лтплла

10/2015

36. Rimshin V.I., Larionov E.A., Erofeyev V.T., Kurbatov V.L. Vibrocreep of concrete with a nonuniform stress state // Life Science Journal. 2014. No. 11. Pp. 278—280.

37. Antoshkin V.D., Erofeev V.T., Travush V.I., Rimshin V.I., Kurbatov V.L. The problem optimization triangular geometric line field // Modern Applied Science. 2015. Vol. 9. No. 3. Pp. 46—50.

Поступила в редакцию в сентябре 2015 г.

Об авторах: Капленко Ольга Александровна — кандидат технических наук, доцент, заместитель заведующего кафедрой проектирования зданий, городского строительства и хозяйства, Северо-Кавказский филиал Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова (СКФ БГТУ им. В.Г. Шухова), 357202, Ставропольский край, г. Минеральные Воды, ул. Железноводская, д. 24, 8 (87922) 5-53-97, [email protected];

Комарова Ксения Сергеевна — студент кафедры строительства и городского хозяйства, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова), 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, д. 46, [email protected];

Марков Сергей Витальевич — кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры городских автомобильных дорог и модернизации объектов ЖКК, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8 (495) 97119-00, [email protected].

Для цитирования: Капленко О.А., Комарова К.С., Марков С.В. Трещиностойкость кровельных покрытий зданий и сооружений из водоэмульсионных мастик на основе эмульгаторов // Вестник МГСУ 2015. № 10. С. 85—95.

O.A. Kaplenko, K.S. Komarova, S.V. Markov

CRACK RESISTANCE OF ROOF COATINGS OF BUILDINGS AND STRUCTURES MADE OF WATER-EMULSION MASTICS BASED ON EMULSIFIERS

Industrial and civil buildings and other construction objects during operation are subject to force and environmental impacts influencing their structural and technological parameters. Operational integrity of buildings greatly depends on crack-resistance of roof coatings. In this relation the search for new technological solutions for choosing optimal compositions and components is an important and current scientific task. Labor intensity of repair technology and absence of objective assessment method of coating state lead to crack formation and rapid wear.

The authors examined mastics properties influencing crack resistance of roof coatings and waterproof coverings made of water-emulsion bitumen mastics and established the dependence of crack-resistance of coatings made of water-emulsion bitumen mastics from the type of powdered filler-emulsifier.

The results of the work show that crack resistance of roof mastic coatings increases when using asphalt-claydite mixture as coupling, which is made of bitumen emulsion with high roughness of coupling surface.

Key words: water-emulsion mastics, crack resistance of coverings, bitumen, emul-sifier, coating strength, asphalt-claydite concrete, alligatoring temperature, buildings

References

1. Gryaznov M.V., Popova M.V., Vlasov A.V., Rimshin V.I., Markov S.V., Sinyutin A.V. Os-novnye problemy ekspluatatsii krupnopanel'nykh zdaniy i puti ikh resheniya [Main Operation Problems of Large-Panel Buildings and their Solutions]. Estestvennye i tekhnicheskie nauki [Natural and Engineering Sciences]. 2014, no. 9-10 (77), pp. 355—357. (In Russian)

2. Bondarenko V.M., Borovskikh A.V., Markov S.V., Rimshin V.I. Elementy teorii rekon-struktsii zhelezobetona [Elements of the Theory of Reinforced Concrete Reconstruction]. Nizhniy Novgorod, NNGASU Publ., 2002, 190 p. (In Russian)

3. Bondarenko V.M., Rimshin V.I. Kvazilineynye uravneniya silovogo soprotivleniya i dia-gramma a-£ betona [Quasilinear Equations of Power Resistance and Diagram of a-£ Concrete]. Stroitel'naya mekhanika inzhenernykh konstruktsiy i sooruzheniy [Structural Mechanics of Building Structures]. 2014, no. 6, pp. 40—44. (In Russian)

4. Bondarenko V.M., Markov S.V., Rimshin V.I. Korrozionnye povrezhdeniya i resurs silovogo soprotivleniya zhelezobetonnykh konstruktsiy [Corrosive Damages and Power Resistance Life of Reinforced Concrete Structures]. BST: Byulleten' stroitel'noy tekhniki [BST — Bulletin of Construction Equipment]. 2002, no. 8 (816), p. 26. (In Russian)

5. Bondarenko V.M., Rimshin V.I. Ostatochnyy resurs silovogo soprotivleniya povrezh-dennogo zhelezobetona [Residual Life of Force Resistance of Damaged Reinforced Concrete]. Vestnik otdeleniya stroitel'nykh nauk Rossiyskoy akademii arkhitektury i stroitel'nykh nauk [Bulletin of the Department of Construction Sciences of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences]. 2005, no. 9, pp. 119—126. (In Russian)

6. Erofeev V.T., Emel'yanov D.V., Sedova A.A., Rimshin V.I., Balatkhanova E.M. Issledo-vanie svoystv napolnennykh sostavov na aktivirovannoy vode zatvoreniya [Investigating the Features of Filled Compositions on Activated Gauged Water]. Estestvennye i tekhnicheskie nauki [Natural and Engineering Sciences]. 2014, no. 9-10 (77), pp. 429—431. (In Russian)

7. Kaplenko O.A. Deystvie usadochnykh strukturnykh napryazheniy na treshchinos-toykost' dorozhnykh tsementobetonov [Influence of Structural Shrinkage Stresses on Crack Resistance of Road Cement Concretes]. Aktual'nye voprosy sovremennoy nauki : sbornik nauchnykh dokladov 21-oy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Current Issues of Contemporary Science : Collection of Scientific Reports of the 21st Science and Practice Conference]. Mineral'nye Vody, 2015, pp. 18—22. (In Russian)

8. Krishan A.L., Astaf'eva M.A., Rimshin V.I. Predel'nye otnositel'nye deformatsii tsentral'no-szhatykh zhelezobetonnykh elementov [Limit Relative Deformations of Axially Loaded Reinforced Concrete Elements]. Estestvennye i tekhnicheskie nauki [Natural and Engineering Sciences]. 2014, no. 9—10 (77), pp. 370—372. (In Russian)

9. Krishan A.L., Astaf'eva M.A., Narkevich M.Yu., Rimshin V.I. Opredelenie deformat-sionnykh kharakteristik betona [Definition of the Deformation Properties of Concrete]. Est-estvennye i tekhnicheskie nauki [Natural and Engineering Sciences]. 2014, no. 9—10 (77), pp. 367—369. (In Russian)

10. Loganina V.I., Orentlikher L.P. Stoykost' zashchitno-dekorativnykh pokrytiy naruzh-nykh sten zdaniy [Stability of Protective-Decorative Coatings of Outer Walls of Buildings]. Moscow, ASV Publ., 2000, 104 p. (In Russian)

11. Posobie po prigotovleniyu i primeneniyu bitumnykh dorozhnykh emul'siy (k SNiP 3.06.03—85) [Manual on Producing and Using Bitumen Road Emulsions (to Construction Norms SNiP 3.06.03—85)]. Moscow, Stoyizdat Publ., 1989, 56 p. (In Russian)

12. Krishan A.L., Rimshin V.I., Zaikin A.I. Raschet prochnosti szhatykh zhelezobetonnykh elementov s kosvennym armirovaniem [Strength Calculation of Compression Reinforced Concrete Members with Confinement Reinforcement]. Beton i zhelezobeton — vzglyad v bu-dushchee: nauchye trudy III Vserossiyskoy (II Mezhdunarodnoy) konferentsii po betonu i zhe-lezobetonu : v 7 tomakh [Concrete and Reinforced Concrete — Glance into Future : Scientific Works of the 3rd All-Russian (2nd International) Conference on Concrete and Reinforced Concrete : in 7 Volumes]. 2014, pp. 308—314. (In Russian)

13. Orentlikher L.P., Loganina V.I. Prognozirovanie ekspluatatsionnoy stoykosti zash-chitno-dekorativnykh pokrytiy [Forecasting the Operational Stability of Protective-Decorative Coatings]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Stroitel'stvo i arkhitektura [News of Higher Educational Institutions. Construction and Architecture]. 1988, no. 8, p. 63. (In Russian)

14. Pechenyy B.G. Bitumy i bitumnye kompozitsii [Bitumens and Bitumen Composites]. Moscow, Khimiya Publ., 1990, 256 p. (In Russian)

15. Rimshin V.I., Krishan A.L., Mukhametzyanov A.I. Postroenie diagrammy de-formirovaniya odnoosno szhatogo betona [Constructing a Deformation Diagram of Uniaxially Compressed Concrete]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2015, no. 6, pp. 23—31. (In Russian)

BECTHMK

16. Rimshin V.I. Zhilishchno-kommunal'naya reforma sovremennykh gorodov [Housing and Utility Reform]. BST: Byulleten' stroitel'noy tekhniki [BST — Bulletin of Construction Equipment]. 2005, no. 6, pp. 12—13. (In Russian)

17. Rimshin V.I., Galubka A.I., Sinyutin A.V. Inzhenernyy metod rascheta usileniya zhelezobetonnykh plit pokrytiya kompozitnoy armaturoy [Engineering Calculation Method of Concrete Slab Reinforcement by Composite Reinforcement]. Nauchno-tekhnicheskiy vest-nik Povolzh'ya [Scientific and Technical Volga region Bulletin]. 2014, no. 3, pp. 218—220. (In Russian)

18. Larionov E.A., Rimshin V.I., Vasil'kova N.T. Energeticheskiy metod otsenki ustoy-chivosti szhatykh zhelezobetonnykh elementov [Energy Method for Estimating the Stability of Compession Reinforced Concrete Elements]. Stroitel'naya mekhanika inzhenernykh kon-struktsiy i sooruzheniy [Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings]. 2012, no. 2, pp. 77—81. (In Russian)

19. Stepanov A.Yu., Rimshin V.I. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie kon-struktsiy zdaniy i sooruzheniy armirovannykh kompozitnoy polimernoy armaturoy pri seysmi-cheskom vozdeystvii [Stress-Strain State of Building Structures Reinforced by Composite Polymer Reinforcement in Case of Seismic Actions]. Stroitel'stvo i rekonstruktsiya [Construction and Reconstruction]. 2015, no. 1 (57), pp. 57—61. (In Russian)

20. Tyrtyshov Yu.P., Pechenyy B.G., Skorikov S.V., Shevchenko V.G. Preimushchestva prigotovleniya i stroitel'stva asfal'tobetonnykh pokrytiy na bitumnykh emul'siyakh s dobavkoy tsementa [Advantages of Producing and Building Asphalt-Concrete Coatings on Bitumen Emulsions with Addition of Cement]. Stroitel'nye materialy, oborudovanie, tekhnologii XXI veka [Construction Materials, Equipment, Technologies of the XXI century]. 2006, no. 1 (84), pp. 14—15. (In Russian)

21. Kustikova Yu.O., Rimshin V.I. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie bazal'toplastikovoy armatury v zhelezobetonnykh konstruktsiyakh [Stress-Strain State of Basalt Fiber Reinforced Polymer Reinforcement in Reinforced Concrete Structures]. Pro-myshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 2014, no. 6, pp. 6—9. (In Russian)

22. Kustikova Yu.O., Rimshin V.I., Shubin L.I. Prakticheskie rekomendatsii i tekh-nikoekonomicheskoe obosnovanie primeneniya kompozitnoy armatury v zhelezobetonnykh konstruktsiyakh zdaniy i sooruzheniy [Practical Recommendations and Technical and Economic Justification of the Use of Composite Reinforcement in Reinfirced Concrete Structures of Buildings and Constructuins]. Zhilishchnoe stroitel'stvo [Housing Construction]. 2014, no. 7, pp. 14—18. (In Russian)

23. Rimshin V.I., Merkulov S.I. Elementy teorii razvitiya betonnykh konstruktsiy s neme-tallicheskoy kompozitnoy armaturoy [Elements of the Development Theory of Concrete Structures with Nonmetallic Composite Reinforcement]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 2015, no. 5, pp. 38—42. (In Russian)

24. Rimshin V.I., Sokolova A.G. Rekonstruktsiya i usilenie zdaniy i sooruzheniy [Reconstruction and Reinforcement of Buildings and Structures]. Moscow, 2001. (In Russian)

25. Rimshin V.I., Kustikova Yu.O. Teoreticheskie osnovy rascheta stsepleniya steklobazal'toplastikovoy armatury s betonom [Theoretical Foundations of Bond Calculation of Glass Basalt Fiber Reinforced Polymer Reinforcement with Concrete]. Izvestiya Orlovsk-ogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Stroitel'stvo i transport [News of the Orel State Technical University. Series: Construction and Transport]. 2009, no. 2—22, pp. 29—33. (In Russian)

26. Rimshin V.I., Kustikova Yu.O. Fenomenologicheskie issledovaniya velichiny stsepleniya bazal'toplastikovoy armatury s betonom [Phenomenological Analysis of Linkage Value of Basalt-Plastic Reinforcement with Concrete]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii [News of Southwest State University. Series: Equipment and Technologies]. 2011, no. 1, pp. 27—31. (In Russian)

27. Rimshin V.I., Kustikova Yu.O. Teoreticheskie osnovy aktivatsii poverkhnosti bazal'toplastikovoy armatury i drugikh materialov na osnove polimernykh sostavlyayushchikh [Theoretical Foundations of Activating the Surface of Basalt Fiber Reinforced Polymer Reinforcement and Other Materials Based on Polymer Composites]. Zhelezobetonnye konstrukt-

s/7: issledovaniya, proektirovanie, metodika prepodavaniya : sbornik dokladov Mezhdunarod-noy nauchno-metodicheskoy konferentsii, posvyashchennoy 100-letiyu so dnya rozhdeniya V.N. Baykova [Reinforced Concrete Structures: Investigations, Design, Teaching Methods : Collection of Repots of International Science and Methodological Conference Dedicated to 100 Anniversary of V.N. Baykov]. Moscow, 2012, pp. 341—346. (In Russian)

28. Telichenko V.l., Rimshin V.I. Kriticheskie tekhnologii v stroitel'stve [Critical Technologies in Construction]. Vestnik Otdeleniya stroitel'nykh nauk RAASN [Bulletin of the Department of Construction Sciences of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences]. 1998, no. 4, pp. 16—18. (In Russian)

29. Bolotin V.V. Methods of Probability Theory and the Theory of Reliability Analysis of Structures. Moscow, Stroyizdat Publ., 1982.

30. The Draft European Standart for SMA, prEN 13108-6. 14 p.

31. Zusatzliche Technische Vertragbedinqungen und Richtlinien für Fahrbahndecken aus Ashalt ZTV Asphalt-StB. Germany, 42 p.

32. Kaplenko O.A. The Independent Control of Buildings and Structures Breakdowns Risk as a Way of Accidence Reducing. Modern Applied Science. 2015, vol. 9, no. 6. Published by Canadian Center of Science and Education. DOI: http://dx.doi.org/10.5539/mas.v9n6p250.

33. Kurbatov V.L., Antoshkin V.D., Travush V.I., Erofeev V.T., Rimshin V.I. The Problem Optimization Triangular Geometric Linefield. Modern Applied Science. 2015, vol. 9, no. 3. DOI: http://dx.doi.org/10.5539/mas.v9n3p46.

34. Kurbatov V.L., Komarova N.D. Analytical Modification of Seismic Effect on the Building. Modern Applied Science. 2015, vol. 9, no. 3. DOI: http://dx.doi.org/10.5539/mas.v9n3p10.

35. Erofeev V.T., Bogatov A.D., Smirnov V.F., Bogatova S.N., Kurbatov V.L. Bioresistant Building Composites on the Basis of Glass Wastes. Biosciences Biotechnology Research Asia. April 2015, vol. 12 (1), pp. 661—669. DOI: http://dx.doi.org/10.13005/bbra/1710.

36. Rimshin V.I., Larionov E.A., Erofeyev V.T., Kurbatov V.L. Vibrocreep of Concrete with a Nonuniform Stress State. Life Science Journal. 2014, no. 11, pp. 278—280.

37. Antoshkin V.D., Erofeev V.T., Travush V.I., Rimshin V.I., Kurbatov V.L. The Problem Optimization Triangular Geometric Line Field. Modern Applied Science. 2015, vol. 9, no. 3, pp. 46—50. DOI: http://dx.doi.org/10.5539/mas.v9n3p46/.

About the authors: Kaplenko Ol'ga Aleksandrovna — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, deputy chair, Department of Building Design, City Construction and Economy, North Caucasian branch of the Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov (BSTU named after V.G. Shukhov), 24 Zheleznovodskaya str., Mineralnye Vody, 357202, Stavropol Territory, Russian Federation; +7 (87922) 5-53-97; [email protected];

Komarova Kseniya Sergeevna — student, Department of Construction and City Economy, Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov (BSTU named after V.G. Shukhov), g. 46 Kostyukova str., Belgorod, 308012, Russian Federation; varan-ga135@mail;

Markov Sergey Vital'evich — Candidate of Technical Sciences, Professor, Department of City Automobile Roads and Modernization of Housing and Utility Objects, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; +7 (495) 971-19-00; [email protected].

For citation: Kaplenko O.A., Komarova K.S., Markov S.V. Treshchinostoykost' krovel'nykh pokrytiy zdaniy i sooruzheniy iz vodoemul'sionnykh mastik na osnove emul'gatorov [Crack Resistance of Roof Coatings of Buildings and Structures Made of Water-Emulsion Mastics Based on Emulsifiers]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2015, no. 10, pp. 85—95. (In Russian)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.