автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Совершенствование технологии малярных работ в условиях сухого жаркого климата

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ В.В.КУЙБЫШЕВА

На правах рукописи „ УДК 698.12

АЛЬ-АХМЛР Мохамвд Хаки

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ МАЛЯРНЫХ РАБОТ В УСЛОВИЯХ СУХОГО ВАРКОГО КЛИМАТА

05.23.08 - Технология и организация промышленного и гражданского строительства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1991

о

/ -ч

Работа выполнена в Московской ордена • Трудового Красног Знамени инчэнерно-строительном институте им.В.В.Куйбышева.

Научный руководитель

Официальные оппонента

- доктор технических наук, профессор * 10. А. ВИЛЬ!,! АН

- лауреат Государственной премии СССР, доктор технических наук, профессор

Е.Д.БЕЛОУСОВ '

- кандидат технических наук, ваведуюа^ отделом отделочных и кровельнчх рабе ЦНИИОМТП

Н.Н.ЗАВРАйИН

Ведущее предпритие

- Управление "Строй.Мех.Сервис" ПСО Главмосстройкомитета

^ткфк^Ь. в

¿о

Запита состоится "оШЛОЛсКтУ. г. в 17 часов на заседании специализированного Совета Д.053.II.10 при Московск< ордена Трудового Красного Знамени инкенерно-строительнс институте по адресу: г.Москва,.Шлюзовая наб., д.8, ауд.224.

С диссертацией монно ознакомиться в библиотеке института.

Просим Вас принять участие в защите л направить Ваш отзыв по' адресу: 129337, Москва, Ярославское лоссе, д.26, Ученый Сое

Автореферат разослан ^ 1991 г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат технических наук, доцент

В.Ф.Ширшиков

п

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В последние десятилетия в овяэи с азвитиеы капитального строительства в республиках Средней Азии и акавказья, увеличением товарообмена ыввду СССР и странами Азии, Й?ики и Юлной Америки чрезвычайно ваяным и актуальным является опроо совершенствования технологии отделочных работ в условиях ухого иаркого климата,.

Об актуальности задач по данному направленно свидетельствуют изкое декоративное качество и непродолкительный срок |«сплуатации отделки фасадов и интерьеров зданий в указанных »егионах, низкая производительность труда и высокие .'рудозатраги, связанные с большой долей ручного труда- (более

10 {), использованием неэффективных< а иногда и дефицитных шщввых материалов (растительное масло для натуральной олифы, срахмая и др.). Кроне того, при набора'отделочных материалов не учитываются специфические особенности климата: высокая солнечная радиация (температура прямых солнечных лучей до 60 °С), загрязнение их песчаной пылью, действие росы, образующейся в результате колебания температуры в течение суток и другие факторы. При разработке отделочных материалов недостаточно используется сырьевая база и практически не применяются средства налой механизации.

Поэтому разработка и применение новых отделочных композиций и прогрессивных технологий, повышающих эффективность производства отделочных работ, а также увеличение срока службы и- улучшение качества и эксплуатационных характеристик декоративно-защитных покрытий фасадов и интерьеров становятся основными вопросами при

строительстве иилых и общественных эдакий. На основании вкоеизлошвнного весьма актуальным является проведение исследований по совершенствованию технологии малярных работ в услориях сухого жаркого климата.

Цель» диссертационной работы является совершенствование технологии малярных работ в условиях сухого варкого климата на основа разработки высоконапслненных офактуривающих составов при бесшлатлевочной технологии их выполнения механизированным способом.

Общая методика исследований

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследования:

разработка эффективных отделочных материалов с использованием местной сырьевой безн;

- разработка механизированных технологий их нанесения при отделка фасадов и интерьеров зданий;

- оптимизация составов, определение и оценка технологических факторов при использовании средств мало® механизации;

- обоснование повышения долговечности новых покрытий, и> физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик применительно к условиям сухого и жаркого климата;

- установление зависимости уровня качества отделочных покрытий от технологических переменных факторов;

- внедрение разработанных материалов и механизированны; способов их нанесения в практику строительства.

Научная новизна работы заключается в решении ранее малс исследованных задач:

совершенствование методики определения долговечности гдолочных материалов для фасадов зданий в условиях сухого аркого климата;

исследование гомогенности и характера структурообраэования фактуривающих составов "Виапласт-С" и "Виана-С" с применением лектронного оборудования;

оптимизация составов и выявление факторов технологичности ри использовании усовершенствованных средств механизации;

определение зависимости влияния уровня качества декоративности) отделочных покрытий от технологических факторов.

Практическая значимость работы состоит в том, что:

- обоснованы и выбрани новые отделочные материалы для 'словий сухого ааркого климата;

- разработана технология выполнения малярных работ при жраске интерьеров и фасадов зданий с применением ^совершенствованных средств малой механизации.

Реализация работы. Результаты исследований внедрены на >бъектах гракданского строительства Москвы и Еревана.

Апробация результатов исследований. Основные положения и Результаты исследований доложены, обсуидены и одобрены на заседании кафедры технологии строительного производства МИСИ ли.В.В.Куйбышева, а также в лаборатории механизированных методов малярных работ НИИ Мосстроя и на ■ 47-Й научно-технологической конференции МИСИ им.В.В.Куйбышева в 1991 г.

Публикации. Основное содеркание диссертационной работы опубликовано в яурнале "Передовой опыт в строительстве Москвы": "Исследование долговечности и физико-механических свойств лакокрасочных материалов в условиях сухого жаркого климата" (1987, » 4).

. рбъем работы. Диссертационная работа состоит но введения пяти глав, общих выводов и рекомендаций и содеряит 145 страни] машинописного текста, 22 рисунке, 25 таблиц, список литературы и: 105 наименований.

СОДЕРЕАНИБ РАБОТЫ

В первой глав© излагаются общие сведения о метода: проведения малярных работ в условиях сухого жаркого климата Выполнен анализ применяемых отделочных материалов, выявлен: недостатки в технологии их применения. Приведены сведения физико-механических и технологических свойствах декоративных : декоративно-выравниваоцих составов.

Проанализированы методы отделки фасадов и интерьеро зданий; дана характеристика атмосферостойких осадочных туфовых горных пород местного производства (горного района на юге САР) предполагаемых для использования в качестве пигментов и инертны: наполнителей при разработке новых лакокрасочных материалов.

Анализ литературных данных показал, что существуют прогресивныа технологии позволяют получать качественные долговечные декоратиЕно-эащитные покрытия при иопользовани акриловых композиций в виде лакокрасочных и декоративно выравнивающих составов, которые имеют специфичэские свойства з. . счзт построения и связей цепей макромолекул только через атом: углерода.

Установлено, что основными факторами, определяющими выбор применение аффективной технологии работ и, соответственно обуславливающими долговечность, качество, декоративно художественные функции лакокрасочных покрытий, являются

гойкость к воздействию высоких температур (60 °С), высокая эдостойкость, поропроницземость, прочность, биостойкость, низкое эдопоглощениэ, адгезионная стойкость и твердость, пониженная эксичность и невоспламеняемость растворителей, досгижениеп ысокого уровня технологичности и взаимной приспособленности ахнических средств и материальных элементов к устройству тделочных покрытий зданий, отсутствие туманообразования и агрязнения воздуха при нанесении окрасочных составов.

Спадения о применении местной сырьевой базы при разработке тделочных материалов в отечественной и зарубежной литературе и в рактине строительного производства содержатся в весьма траниченном объеме и имеют, в основном, качественный характер, ¡ез количественных взаимосвязей между различными факторами, зияющими на их физико-механические овойства и долговечность, что ■акже подчеркивает актуальность выбранных исследований.

Во второй главе представлена методическая последовательность жепериментальных исследований с использованием современных ?изичэских, физико-химических и математических методов. Выявлены «атериалы для использования в экспериментах, в том числе :вязуюцие пигменты, наполнители, добавки, пластификаторы.

Для проведения исследований в качестве инертных наполнителей трименялись туфолавы горного происхокдения САР, в состав которых зходят Эс Ог О3 /~е£03 , и другие материалы, так как они «орошо сопротивляются выветриванию, малотеплопроводны, обладают высокой прочностью (25-30 МПа) и, несмотря на большую пористость, морозостойки.

Для повышения технологических свойств композиций в качестве модифицирующих добавок использовались лецитин и водный раствор поливинилового спирта.

.Загустителем состава была выбрана натриевая 001 карбоксиыегилцеллюлоэы.

В качестве структурирующей добавки для повышен! седиментационной устойчивости применялся аэросил.

Полимерным связующим- при разработке рецептуры фасадж краски и декоративно-выравнивающего состава . являл< винилтолуолакриловый сополимер.

Определение долговечности проводилось по мзтодик< разработанной доктором технических наук, профессор! Е.Д.Белоусовым, о использованием климатической каморы $ейтр< (Германия).

При установке режима работы камеры устанавливались парамет( сухого яаркого климата (рис.1).

Определение срока слуибы в годах ( <0/ ) определялось I формуле

п

(I)

где X" м

- величина сходимости, т.е. , средн< количество месяцев, соответствующее одн01 циклу испытания определенной группы ( < * I...п) отделок в камере;

о - усредненное количество отделок определенной группе;

П - количество циклов в климатической камере ) разрушения или потери внешнего вида;

К - коэффициент стабильности и надежное: работы камеры;

- количество месяцев в году, 12.

бо

юо 5о 90

во цо 70

бо 50 50

чо го

30

/О

Щ

ю . го . зо

ЧО . 5о

\

\

\

\

т

-г

т— / \____^

I

г ч е в ю 12 и 1в 1в го гг г<! 26 гв зг зч зе зв 40 «г л* че «в 5о

Время ,ч

Рис. I. График ускоренных испытаний образцов, имитирующих условия сухого жаркого климата САР в климатической камере:

--температура в камере; -х-*-лучистая анергия;---влааность; ультрафиолетовое

излучение; инфракрасное излучение; видимый спектр

При !этом установлено, что величина сходимости ./7/.М, для: окраски фасадов на; растворителях - 0,65. Коэффициент

стабильности и наденности работы камеры К.= 0,85,..1,0. :Если камера работает в перерывами по различным причинам и с нарушением;, включения, К.к» 0,85.

Программа работы климатической камеры рассчитана таким образом, что покрытие, прошедшее 20 циклов испытаний в камере, считается выдериавшим условия {сухого варкого климата в течение года.

Подотавив полученные данные в формулу (I), получаем срок слуибы отделки в годах. Так, для окрасим фасада краской "Виана-С"

0,65 240 0,85 ' Доф ........— » П,05.

12

Проведенные исследования показали, что в условиях сухого жаркого климата наилучшие даНныэ по сроку службы получены при испытании краски "Виана-Си, что связано с высокой эластичностью, поропроницаемостыо, прочностью пленки при изгибе. . Экспериментами установлено (табл.П, что изменения в покрытия наблюдались черег 240 циклов:'появление-мелкой сетки- трещин, пожелтение, ухудшение физико-механических свойств;. , ■

На основании проведенных исследований установлено* чт< применение краски "8иана-С в условиях сухого жаркого климата дго отделки фасадов позволяет получить декоративно-защитные покрыта с долговечностью не менее. II лет.:;'. '•' ■

, Выявлено ^влияние покрытия краской "Виана-С н ,,водопоглощение огравдавдих .'• конструкций. Установлено, . чт покрытия,'полученные на основе винилтолуолакрилового сополимера,

Изменение физико-механических и эксплуатационных свойств покрытий из1 акриловой краски "Виана-С"

Таблица I

Показатели

Единица! изиере-! ния

_Срок эксплуатации, в годах

, До 1,0 ! 2.д ~ ! 5 II.Ь

'.»актичес- !Факти-!Конт-! !£акти-!йонт-! ХЬО !4акти-!Конт-!240

!кий и в !ческий!роль-!циклов1ческий!роль !циклов!ческий!роль-!циклов

камере

1с экс-!ный !плуа- ! ¡тацией!

1в ка-

¡мере

г

!в экс-!ный !плуа- Г !тацией!

!в ка- !с экс-!ный !в камере !плуа- ! '.мере ! !тациеЯ! !

Внеиний вид пленки

Адгезия балл

Прочность пленки при изгибе мы

5

при ударе кгс/ыг

Сыываемость г/м^

Ровная, матовая однородная

I

50

Без изменений

I

50

I

50

I

50

Без изменений

I

50

Поаёлте-ние, появление мелких .трещин

^ ; >

30

характеризуются низким водопоглощением и хорошей поропроницаемостью, что способствует повышении эксплуатационного срока декоративно-защитных покрытий.

В третьей главе описываются эксперименты по выявлению закономерностей струкгурообразования дегсорагивно-выравнивающил составов на основе акриловых смол и туфолавовых наполнителей.

Для установления значений границ целесообразного измельчание наполнителя проведены исследования зависимости прочностны) характеристик композиций с использованием в качестве наполнится* порошков туфолавы с удельной поверхностью 0,05, 0,01, 0,15 м2^, Установлено, что с увеличением удельной поверхности нaпoлнитeлJ до 0,1.. .0,12 м^2 прочночть возрастает, что связано < увеличением площади взаимодействия и доли мзвфазного слоя. Однаю в дальнейшем с повышением дисперсности происходит спад прочности что объясняется, во-первых, агрегированием частиц (частиц! быстрее образуют агрегаты, чем их смачивают) и, во-вторых повышением дефектности структуры.

Для установления зависимости водостойкости лоролроницаемости композиций от дисперсности наполнителя образц помечались на 30 суток в воду, после чего определялось иэменени прочности. Дисперсность наполнителя изменялась в предела 0,05...0,175 м2/>2. Установлено, что дальнейшее повышени дисперсности наполнителя приводит к снижению ;прочности эа сче вовлечения воздуха в смесь и образования пор в структуре.

Учитывая, что работоспособность наполненных композиций значительной степени определяется прочностью сцепления защищаемой поверхностью, адгезию определяли г усовершенствованной нами методике, наиболее адекватно отравающе!

условия эксплуатации защитных покрытий. . Для установления зависимости определяемого показателя от исследуемых факторов результаты испытаний и измерений обрабатывались о помощью математических методов.

На основании • проведенных, исследований установлены зависимости адгезионной прочности от содэрвания влаги в ограядающих конструкциях из материалов, широко применяющихся в САР: ракушечного камня, оштукатуренного цементно-песчаным раствором; керамэигобетона; бетона. Установлено, что при проведении работ по отделке поверхностей ограждающих конструкций фактурными составами влапность этих поверхностей не долкна превышать нормативных значений: для кирпича, оштукатуренного цгментно-песчаным раствором - 8 %; для всех видов бетонов — 10 5К -

В связи со специфическими особенностями сухого жаркого климата, я частности, наличия микроорганизмов, разрушающий отделочные покрытия, проведена исследования по выбору и обоснованию антисептика.

' Установлено, что при применении антисептика "Виталюб-БФ" в виде грунтовочного покрытия, разбавленного водой в соотноаении 1:10, или в виде модифицирующей добавки биостойкость декоративно-защитных покрытий повышается в несколько раз (3-5).

Вали также проведены исследования по определению величины водопоглодения окрашиваемых поверхностей. В результате установлено, что при применении краски "Виана-С", разработанной соискателем, значения показателя водопоглотения уменьшаются в 2-2,5 раза по сравнению с неокрашенными поверхностями.

6 Ю И 19

Влаиность

Рис.2. Зависимость адгезионной прочности отделочного а

от влаянооти стеновых ограждающих конструкций * «

I - керамзитобетон; 2 - яелезобетон; 8 - оштукатуренный кирпич

- 13 - •

ч В четвертой главе теоретически обоснован выбор средств' малой-аханизации для нанесения разработанных . составов » й ксперимеНтально установлены значения технологических параметров роизводства Отделочных работ. Приведены описания существующих грегатов, принципы' их действия, технические; характеристики, ¡ыявлены преимущества и недостатки механизмов, применяющихся' на ;тр0ительных объектах, составлена их классификация, v В результате проведенных исследований определены национальные параметры механизированной технологии отделки фасадов о применением новой краски "Виана-С": для грунтовочного покрытия:

- угол распыления, град - 4С>

- длина отпечатка факела, мм - 200

-.условный диаметр отверстия сопла, мм - 0,33

■ для основного лакокрасочного покрытия:

- угол распыления, град:- - 50

- длина отпечатка факела, мм - 290

- условный диаметр отверстия сопла, мм - 0,38

Выявленные значения параметров новой технологии эффективны:

для грунтовки при вязкости 25...30 с и при перетире 40...50 мкм, а для [основного покрытия при вязкости 50...68 о й при перетире 45...65 мкм. Применение новой технологии при нанесении краски "Виана-С" пневматическим методом под высоким давлением обеспечивает экономию лакокрасочных материалов за счет значительного 1 снижения потерь ' в окружающую среду на туманообразование и использование составов о меньшим содернанием растворителей. Установлено значительное. повышение-производительности труда за счет высокой скорости ; нанесения и сокращения количества слоев покрытий.

В. соответствии . с ,новой , технологией ' для , нанесения высоконаполненного офактуривающего состава "Виапласт-С" предусматривается применение установки типа "Щит", работающей под давлением' сжатого воздуха, в комплекте о модифицированной соискателем удочкой, снабженной специальными насадками, обеспечивающими полученйе разнообразной по форме фактуры и слоя набрыэга. Выявлено влияние значений технологических параметров механизированных агрегатов низкого давления на повышение качества и декоративность окрашиваемых покрытий. Определены рациональные параметры механизированной технологии отделки интерьеров зданий с применением ' нового декоративно-выравнивающего состава "Виапласт-С", который наносится на поверхность за два раеа агрегатом низкого давления.

Эффективность разработанной соискателем новой технологии обеспечивается при следующих значениях технологических параметров:

- подвижность состава (по стандартному конусу) основного цветного слоя при давлении 0,15...О,30 МПа составляет 14...16 см;

- подвииность состава декоративного набрызга при давлении 0,15 МПа - II...13 ом.

С помощью методов математической статистики были определены зависимости уровня качества покрытия от таких технологических факторов, К£К раскрытие факела, расход материала и скорости нанесения.

Приведенные экспериментальные и аналитические зависимости (рис. 3,4,5) подтвердили высокую их сходимость (отклонения составили Ь-Ч %), а следовательно, и правильность выбора рациональной технологии нанесения высоконаполнеиных составов.типа

' \

> хп*4 ¡у

i \ \ i \

/ \ \ К

к

[

100 200 300 400 300 600 700 800 X,

Ширина раскрытия факела, мм

-S. 3

</, ¿526 + 0,023 Х- 2,6 • Ю К, ;

Рис.3. Зависимость уровня качества от ширины раскрытия факела

200 100 &00 600 1090 1200 И09 («00 (603 «004 г200 Ха Расход материалов, г/ы^

6.. 2

Рио.4. Зависимость уровня качества от расхода материалов

У

/

/

/

Л

И

К

/

[£_

/

V; /

10 го 30 40 50 60 70 80 X:

Скорость подачи краски, м/с '

¿С - 0,3/+0,0<7?Х3 ;

/

Рис.5. Зависимость уровня качества от скорости подачи краски

"Виапласг-С" для отделки интерьеров зданий . ыэ. .. толъл механизированный способом, но и с применением в перспектив средств автоматизации, «то дает возможность значительно сократит затраты ручного труда, повысить производительность и качеств отделочных работ,

В пятой главе приводятся данные о практической реализаци результатов исследований. Предотавлена технологическая карт отделки интерьеров зданий механизированным способом. Установлено что применение новой технологии малярных работ обеспечивает п оравнению с существующей (традиционной) достижение следувди экономических показателей: снижение прямых затрат в 2,1 раза, том числе заработной платы в 5 раз; сниаение трудозатрат в 6,3 раза.

1 о

Экономический аффект на 1000 м обработанной поверхност

о

составляет 614,5 р., онивание трудозатрат - 93,7 чел.-дн/ЮОО и Годовой объем малярных работ в стране составил за последни

? о

10 лат в среднем 1,0 млрд. м /год, При экономии на I м* малярно; отделки 0,614 р. и трудозатрат 0,093 чел.-дня общая экономическа. эффективность малярных работ составляет 614 млн. р., трудоемкость - 93,7 млн.чел.-дн.

В первом году объем внедрения новой технологии составит № более I %, побтоиу общий экономический аффект буде1 6,14 млн.р./год, а вкономия трудозатрат - 0,93 млн.чел.-дн./год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

I. В диссертационной работе предложена методик! совершенствования технологии малярных работ в условиях сухоп варкого климата на основе модифицированных лакокрасочных I

акоративно-вырзвниваюцих составов о использованием исходных атериалов местной сырьевой базы и механизированной технология их нполнения.

2. Анализ существующих технологий и методов производства

алярных работ, применяемых при отделяй фасадов и интерьеров

о

даний и сооружений позволил выявить группу основных факторов, называющих наибольшее влияние на параметры технология и ффективность малярных работ в условиях сухого яаркого лимата:

- применение традиционных малоэффективных материалов и 'ехнологий снииаег декоративное качество и срок эксплуатации сделочных покрытий, увеличивает затраты ручного труда;

- использование дефицитных импортных материалов снижает жономическуп эффективность малярных работ и ограничивает объемы IX внедрения;

- отсутствие экспериментальных данных об эффективности" лестных строительных материалов в качестве наполнителей эфактуриващих составов является сдеряивающим фактором роста троизводительности труда и повышения экономической эффективности этделочных процессов строительного производства;

- применение гипсовых материалов в качестве вянущих неэффективно, поскольку малая их яивучесть исключает применение средств механизации, увеличивает затраты ручного труда и расход натуральной олифы, что отражается на увеличении стоимости и продолжительности производства малярных работ.

Названные факторы включены в модель для расчета оптимизируемых параметров,

3.: Выполненные исследования позволили разработать, теоретически и экспериментально обосновать усовершенствованную

.. технологии малярных работ для условий сухого варкого климата. Они характеризуются применением новых качественных и долговечных декоративно-защитных покрытий; использованием усовершенствованных средотв механизации; рациональными техническими приемами, последовательностью . и значениями технологических параметров. о

4. Доказана техническая целесообразность и экономическая эффективность использования туфолав горного происховдения юга САР в качестве инертных наполнителей в новых офактуривших составах "Виапласт-С".

Их применение обеспечивает замену дефицитных наполнителей н пигментов, улучшает декоративность, долговечность и физико-механичеокие свойства отделочных композиций. -

. 5. Получены количественные зависимости адгезионной прочнооги от основных структурообразующих факторов - степени наполнения ' и фракционного состава,

6. Усовершенствована методика определения долговечности отделочных материалов для отделки фасадов зданий а . условия» сухого варкого климата.

?. Установлены основные зависимости и определен*, технологические параметры механизированного способа отделки фасадов и интерьеров зданий, обеспечивающего' получение качественных и долговечных декоративно-защитных покрытий,

8. Расчетами определено, что применение усовершенствованно? технологии малярных работ обеспечивает получение экономической

еффекта 814,5 р./1000 м2 и сникение трудозатрат

2 ' 93,? чел.-дн./1000 иг. Производительность труда повышается I

2,5-3 раза.