УДК 693.625
Второв Борис, Фишер Ханс-Бертрам
Bauhaus-Universität Weimar, FIB
Введение
Внутренняя штукатурка стен и потолков помещений выполняется в рамках производства отделочных работ зданий и сооружений для придания им теплоизоляционных, гигиенических и эстетических свойств.
Гипсовая штукатурка может наноситься почти на все виды поверхностей (подложек):
- обычный бетон,
- пористый бетон,
- стены из керамического и силикатного кирпича,
- древесностружечные плиты,
- плиты из жесткого пенопласта.
Уже более 20 лет в строительстве перед проведением штукатурных работ для подготовки бетонных поверхностей используют специальные полимерные грунтовки /1/. Несмотря на то, что эти грунтовки различаются своей природой и свойствами, почти все они на практике способствуют значительному повышению адгезии гипсовой штукатурки к бетону и сокращению числа возможных дефектов /2-4/.
В данной работе было исследовано следующее:
- как влияет температура проведения штукатурных работ на адгезию в системе «гипсовая штукатурка / бетон»;
- какое влияние оказывает влажность бетонной подложки на адгезионную прочность;
- как влияют на адгезию грунтовки в различных температурных условиях.
Материалы и методы исследований
Подготовка образцов
Для исследований были изготовлены специальные бетонные плиты в форме шайб толщиной 18 мм и диаметром 300 мм.
Нанесение грунтовки и штукатурного раствора производилось как непосредственно после изготовления бетонных плит, так и после их предварительного выдерживания в течение 1 месяца при 20°С и относительной влажности воздуха 65%.
В работе были использованы 2 вида полимерных грунтовок (Г-1 и Г-2) и 2 штукатурных раствора (РШ-1 и РШ-2). Нанесение грунтовок и растворов производилось в соответствии с указаниями по их применению. Сначала на плиты с помощью ролика поочередно наносилось 2 слоя грунтовки, а через 1 сутки на уже просохшую поверхность вручную укладывался слой штукатурного раствора толщиной около 8 мм.
Методы исследований
Для установления качества сцепления в системе «гипсовая штукатурка / грунтовка / бетон» определялась адгезионная прочность соединений методом нормального отрыва штампов с последующей качественной оценкой характера разрушения.
Если разрыв происходит по гипсу (когезионное разрушение), то полученное в результате эксперимента значение характеризует не сцепление гипсовой штукатурки с бетоном, а прочность на растяжение самого гипса. Только при адгезионном характере разрушения (по граничной области » штукатурка / подложка») можно судить об изменениях адгезионной прочности соединения в силу влияния различных факторов.
Исследования адгезионной прочности производились по DIN 18555 «Исследование растворов на минеральных вяжущих веществах; затвердевшие растворы; определение адгезионной прочности». На рис. 1 (в качестве примера) представлены результаты определения адгезионной прочности и оценки характера разрушения одной серии образцов.
Результаты исследований и дискуссия
На первом этапе исследований бетонные плиты перед проведением грунтовочных и штукатурных работ подвергались предварительной выдержке в течение 1 месяца при температуре 20°C и относительной влажности воздуха 65 %. За этот период времени содержание влаги в бетоне снизилось с 7,6 % до 3,8 %.
Через 28 суток после нанесения штукатурки адгезионная прочность имеет достаточно высокие значения (0,48 … 0,66 Н/мм2). При этом на прочность почти не влияет вид выбранных для экспериментов грунтовок и штукатурных растворов (рис. 2, сверху). В случае проведения штукатурных работ после нанесения грунтовки на бетонную поверхность разрушение при испытании происходило по когезионному типу (в слое штукатурки). Следовательно, величина адгезии в данном случае превышает прочность самого штукатурного слоя на растяжение.
В случае проведения штукатурных работ без выполнения предварительной грунтовки основания величина адгезионной прочности соединения практически не изменилась, однако разрушение теперь происходит по смешанному типу (около 50 % по гипсу и столько же по граничному слою). Это означает, что использование грунтовок в описанных выше условиях способствует повышению адгезии в системе «гипсовая штукатурка / бетон», однако не ведет к росту прочности самой штукатурки.
При снижении температуры проведения грунтовочных и штукатурных работ с 20°C до 10°C и 2°C характер разрушения при испытаниях остается аналогичным. Адгезионная прочность во всех случаях была выше минимально допустимой для данного типа соединений (0,2 Н/мм2). Экспериментальные данные отражают изменения адгезионной прочности соединений (преимущественно повышение), обусловленные температурным влиянием. При проведении штукатурных работ без выполнения предварительной грунтовки снижение температуры ведет к улучшению сцепления в системе «гипсовая штукатурка / бетон», так как наряду с повышением значений адгезионной прочности доля когезионного характера разрушения (по гипсу) растет, а адгезионного (по границе «гипсовая штукатурка / бетон «) — снижается.
На втором этапе исследований нанесение грунтовки и штукатурного раствора производилось непосредственно после изготовления бетонных элементов (без предварительной выдержки) при влажности бетона 7,6 %. Результаты исследований представлены на рис. 3.
В данных условиях эксперимента при проведении штукатурных работ после нанесения грунтовки в большинстве случаев были достигнуты достаточно высокие показатели адгезионной прочности, которые приблизительно соответствуют значениям, полученным ранее на плитах, подвергнутых предварительной месячной выдержке. При этом влияние температуры (2°C, 10°C, 20°C) оказывается несущественным. Лишь в случае применения грунтовки Г-1 при 2°C происходит значительное снижение (но не полная потеря) адгезии. Из наблюдений картины разрушения следует, что с понижением температуры проведения грунтовочных и штукатурных работ начинает преобладать адгезионный характер разрушения (разрыв по границе «гипсовая штукатурка / бетон «).
В случае проведения штукатурных работ по свежему бетону (высокая влажность) без предварительного нанесения грунтовки уже через несколько недель отмечается полное (или почти полное) падение адгезионной прочности (исключение составляет РШ-2 при 10°C). При этом разрушения имеют преимущественно адгезионный характер. Следовательно, в условиях «быстрого строительства» (короткий срок между изготовлением и использованием бетонных элементов) не следует отказываться от применения качественных грунтовок.
Заключение
В результате постоянного сокращения периода времени между изготовлением бетонных элементов и проведением штукатурных работ степень просушивания бетона значительно снижается. Кроме того, внедрение новых технологий в строительной индустрии приводит к появлению бетонных элементов с более плотной структурой и малопроницаемыми для влаги поверхностями.
Проведенные нами исследования показывают, что при сокращении времени сушки бетонных элементов значительно снижается адгезионная прочность в системе «гипсовая штукатурка / бетон». Поэтому в таких случаях на практике, независимо от температуры проведения работ (от 2°C до 20°C), применение грунтовки является необходимым. Обе использованные в наших исследованиях грунтовки могут служить в качества средства для улучшения сцепления штукатурки с подложкой в различных эксплуатационных условиях (высокое содержание влаги в бетоне, высокая плотность материала, низкая температура проведения работ).
Кроме того, следует еще раз подчеркнуть, что проведение грунтовочных и штукатурных работ при низких температурах на влажной бетонной поверхности может привести в последствии к возникновению проблем с качеством.
Исследования по этой тематике проводились по заказу Bundesverband der Gips- und Gipsbauplattenindustrie e.V.
Авторы благодарны за интересную постановку задачи и увлекательные дискуссии, а также оказанную поддержку, прежде всего, господам Forg (Heidelberger Maxit) и Prof. Dr. Hummel (Gebr. Knauf Westdeutsche Gipswerke, Iphofen).
Библиографический список
- Fischer, H.-B.; Vtorov, B.; Stark, J. Die Rolle ausgewählter Haftbrücken bei der Haftung von Gipsputzen an Betondecken Baustofftechnik. — 2000
- Schütz, P. Notwendigkeit + Wirkung + Prüfparameter einer Haftbrücke für Gipsputz auf Betonuntergrund In: BMI, Universität Innsbruck. – 1992. – S. 37 – 44
- Khoda, F. Haftmechanismus der Gipsputze auf ihrem Untergrund In: BMI, Universität Innsbruck. – 1992. – S. 45 – 48
- Khoda, F. Innenputze aus Gips In: Stuck Putz Trockenbau (1992) 2. – S. 10 – 13
