Есть мнение Лакокрасочные материалы Защита фасадов: методы определения водо- и паропроницаемости

Защита фасадов: методы определения водо- и паропроницаемости

Вода проникает в стены в результате дождя, конденсации, высолов и фильтрации.

При дожде происходят механическая эрозия и смывание материала. Вода увеличивает пористость штукатурки и цемента, что приводит к серьезным повреждениям. Наличие трещин, а также действие атмосферных явлений, например ветра, ускоряют разрушение.

Конденсация воды происходит как снаружи, так и внутри помещения, когда на пути массы влажного воздуха находится стена с температурой, близкой к точке росы или ниже ее. При этом на поверхности стены образуется тонкая водяная пленка.

Пористая структура строительных материалов способствует капиллярному проникновению воды из влажной почвы внутрь стен. Почвенные воды содержат большое количество растворимых солей (сульфатов, нитратов, хлоридов), что вызывает появление на поверхности стен белого налета.

Вода может проникнуть внутрь стен также путем капиллярной или гравитационной фильтрации, если в сточных трубах, водопроводе или влагоизолирующем материале есть трещины (1—6).

Защитные свойства покрытий

Чтобы установить причину разрушения, необходимо оценить такие свойства покрытия (Пк), как адгезия, способность заполнять трещины, водостойкость, проницаемость паров воды и углекислого газа, устойчивость к ме-лению и т.д. [7]. В данной работе исследовали проницаемость воды, водяных паров и углекислого газа.

Для обеспечения эффективной защиты подложек из строительных материалов Пк должно обладать низкой водопроницаемостью, но при этом легко пропускать пары воды. В этом случае снижается количество влаги, проникающей внутрь стен, и улучшается испарение водяных паров. На долговечность цемента влияет также проникновение больших количеств углекислого газа.

В предлагаемой статье рассмотрены:

Водо- и паропроницаемость

В настоящее время на рынке представлены водно-дисперсионные ЛКМ на основе акриловых, стиролакриловых, акрилверсатиковых сополимерных дисперсий, силиконакриловых, силиконстиролакриловых пленкообразователей, а также известковые и силикатные краски. Защитные свойства различных Пк оценивали по их водо- и паропроницаемости. Согласно теории Кюнцеля [8] и DIN 52615 и DIN 52617, хорошее архитектурное Пк, сохраняющее фасад сухим, должно характеризоваться следующими значениями:

S_d< 2M; w< 0,5кг м² ч^0,5

S_dxw< 0,1кг м^-1 ч^0,5,

где S_d — эквивалент диффузии водяного пара по толщине воздушного слоя образца. Этот показатель означает толщину слоя неподвижного воздуха, который оказывает такое же сопротивление проникновению влаги, как образец с толщиной s;

w — коэффициент водопоглощения, равный водопоглощению единицы площади образца в единицу времени.

Из опыта лаборатории GFC Chimica следует, что величину S_d x w следует определять экспериментально в течение 24 ч, так как это позволяет достаточно надежно оценить Пк.

Результаты испытания различных Пк представлены в табл. 1. Пк наноси ли кистью, толщина сухой пленки составляла 90—130 мкм. Экспериментальные данные скорректированы так, чтобы установить показатель S_d на сухой пленке толщиной 120 мкм.

Полученные данные представлены в виде диаграммы Кюнцеля (рис. 1). Все исследуемые ЛКМ показали хорошие данные по водо- и паропроницаемости, кроме извести.

Наилучшими показателями храктеризуются Пк на основе силиконакриловых и силиконстирол-акриловых красок. Хорошие защитные свойства этих материалов объясняются в значительной степени наличием в структуре пленкообразователя силиконовых звеньев. Эти краски обеспечивают хорошую адгезию и защиту строительных подложек от влаги за счет образования водородных связей между атомами кислорода силиконовых звеньев и гидроксильными группами подложки (штукатурки и цемента), а также гораздо более сильной связи Si—О—Si в силиконовом полимере, чем в подложке.

Кроме стандарта DIN и теории Кюнцеля, водо- и паропроницаемость Пк можно определять по недавно разработанным методикам EN ISO 7783-2 и EN 1062-3 соответственно, описывающим измерение параметров S_d и W₂A- В стандартах DIN и EN ISO есть некоторые различия.

В EN ISO более четко определены условия испытания специально для лакокрасочных Пк. В DIN рассмотрены все строительные материалы в общем, поэтому нечеткие условия испытания и тип используемого материала могут привести к возникновению ошибок или неточностей.

В табл. 2 представлены результаты испытания исследуемых Пк по обеим методикам.

При сравнении показателей S_d важно учитывать градиент влажности, а следовательно, и градиент парциального давления водяных паров в камере.

При относительной влажности О—100% показатели S_d всегда больше, чем при градиенте относительной влажности 50—93%. Как видно из табл. 2, значения Sd при испытании по DIN и EN ISO — различны. Но при установлении класса Пк оба метода дают одинаковый результат: материал соответствует требованиям.

Показатели ш₂₄, полученные различными методами, также имеют одинаковые значения.

Проницаемость углекислого газа

Важным показателем, определяющим защитные свойства фасадного Пк, является проницаемость углекислого газа. Согласно Клопферу [9], для эффективной защиты цемента от карбонизации Пк должно обладать устойчивостью к действию углекислого газа R (или S_dCO2 не менее 50 м)

В 2002 г. опубликована ч. 6 стандарта EN 1062, в которой описана методика определения проницаемости углекислого газа. Приведенный в стандарте метод во многом аналогичен внутренней методике лаборатории GFC Chimica.

Метод испытания, разработанный GFC Chimica, предполагает использование открытого сосуда, заполненного поглотителем углекислого газа (гидроксидом натрия). Сосуд закрывают пленкой испытываемой краски и помещают в больший сосуд, заполненный воздухом, содержащим 10% углекислого газа. Система помещается в климатическую камеру, в которой поддерживается температура (23 ±2)°С и относительная влажность 0%. Количество поглощенного углекислого газа определяется весовым методом через определенные промежутки времени.

Все испытанные полимерные краски обеспечивают хорошую защиту фасадов от углекислого газа. Значение показателя диффузии воздуха составляют более 200 м для стиролакриловых и силикон-стиролакриловых красок и более 400 м для акриловых и силикона-криловых материалов при минимально требуемом значении 50 м. Известковая краска не обеспечивает требуемых свойств: показатель S_dco для Пк на ее основе составил 0,83 м. На рис. 4 и 5 приведена кинетика поглощения углекислого газа для Пк на основе полимерной и известковой красок. Из рисунков видно, что углекислый газ гораздо быстрее поглощается в сосуде, защищенном пленкой известковой краски, чем акриловой.

Полученные результаты показывают, что краски на основе силиконакриловых, силиконстирол акриловых, акриловых и стиролакриловых пленкообразователей обеспечивают наиболее эффективную защиту штукатурки и цемента. Они уменьшают проникновение воды внутрь стен, позволяя им при этом «дышать», что помогает сохранять стены сухими. Эти материалы также обеспечивают надежную защиту от проникновения углекислого газа.

Водо- и паропроницаемость можно определять разными методами. Показано, что они дают разные значения одних и тех же показателей. Тест на паропроницаемость по DIN дает величину, примерно в 19 раз большую, чем тест по EN ISO. Но при использовании этих методов для определения класса краски они дают одинаковый результат.