Читать книгу Монтажные швы. Системы монтажа. Сертификация в оконной индустрии РФ - - Страница 7

Являясь ведущим производителем герметиков для наружного (рис. 13) и внутреннего слоев (рис. 14) монтажного шва, мы часто получаем вопросы о том, как влияют характеристики материалов, указываемые в технической документации, на свойства конструкции. По нашим наблюдениям, причиной этого является в первую очередь повышение уровня требовательности контролирующих органов к качеству выполнения работ и материалов, используемых при монтаже оконных проемов. Это, в свою очередь, связано с большим количеством претензий от потребителей, так как монтажный шов является одним из самых «слабых» мест в ограждающей конструкции здания.

Рисунок 13. Внешний вид упаковки герметика Стиз А

Рисунок 14. Внешний вид упаковки герметика Стиз В

Работая с этими вопросами, мы пришли к неожиданному выводу. Оказалось, что функциональность предлагаемых производителем свойств указанных материалов требует прояснения, поскольку выбор материала часто производится по так называемым косвенным, а не основным, показателям.

Для создания наружного и внутреннего слоев монтажного шва ГОСТ 30971 разрешает использование не только эластичных герметиков. Монтажный шов должен обеспечить тепло-, шумо- и влагозащиту стыка между оконным блоком и оконным проемом в условиях деформационных подвижек оконного блока в течение заданного срока службы. Вроде бы и все. Но этого достаточно, чтобы задача стала весьма сложной.

Напомним, что монтажный шов, по ГОСТ 30971, состоит как минимум из трех слоев. Центральный слой, как правило, представляющий собой массив вспененного полиуретана, достаточную тепло- и шумозащиту обеспечивает, но сам нуждается в защите от накопления в нем влаги и от разрушения под действием УФ-излучения (солнечного света). Причина в том, что полиуретан, используемый в монтажных пенах, в присутствии воды и воздействии УФ-лучей не обеспечит требуемый срок службы. Защиту центрального слоя от воздействия вышеперечисленных факторов призваны обеспечить наружный и внутренний слои шва.

Каким же образом влага может попасть в центральный слой при наличии защитных слоев? При отсутствии нарушения сплошности самого защитного слоя влага может проникнуть через контакт между слоем герметика и поверхностью блока или проема. ГОСТ 30971 определяет минимальную прочность сцепления (адгезию) герметика с этим материалами (бетон, ПВХ, дерево) – и это первый из основных показателей материала защитного слоя. Кроме того, возможен отрыв герметика от опорных поверхностей, если недостаточна площадь контакта с ними: в этом случае внутренние усилия, возникающие в шве при деформациях оконного блока, могут оказаться больше прочности сцепления с опорной поверхностью. Эластичность производимых сегодня акриловых герметиков составляет 250 ÷ 500% в момент разрыва. То есть герметик растягивается в 3,5—6 раз. Каждый, кто держал в руках полоску такого материала, наверняка тянул ее и знает, что это так. Как знает и то, что усилие требуется для этого совсем небольшое. А рабочие деформации шва, по ГОСТ 30971 – не менее 10%. Поэтому важно обратить внимание на то, что у внешнего слоя герметизации есть толщина слоя и пятно контакта (герметик накладывается внахлест) с оконным проемом и самой оконной конструкцией.

Рассмотрим работу герметика в шве. Расчет распределения растягивающих напряжений в герметике по его толщине в непосредственной близости от поверхности контакта герметика с поверхностью шва дает сложную зависимость вида:

где b – толщина герметизирующего слоя, выполненного герметиком, ψ₁, ψ₂, ψ₃ – показательные функции.

Таким образом, эластичный герметик при раскрытии шва находится в сложном напряженном состоянии с наибольшей концентрацией напряжений отслаивания на периферийных участках поверхностей контакта со стенками шва. Напряжения зависят от формы уплотнения, значений и скорости развития деформаций, от свойств герметика, а также от их температурно-временной зависимости. Важно, что это – не просто требование, иначе нельзя проектировать окно – это закон.

Наша компания в течение всей своей практики контролирует для своих герметиков максимальное усилие, возникающее в шве при его рабочей деформации. В документах это называется модуль упругости6 (второй основной показатель). Мы производим герметики, в которых обеспечивается такое соотношение между модулем упругости и адгезией, чтобы прочность сцепления с запасом превосходила рабочие напряжения шва (рис. 15). В описываемой в этой главе ситуации такой подход гарантирует сцепление защитного слоя с поверхностью рамы и проема во время эксплуатации объекта.

Рисунок 15. Направление действия сил сцепления и растяжения на слой герметика

Влага может проникать в центральный слой и сквозь сам наружный слой при неверном выборе материала для его изготовления. Каким образом? Если есть давление воды на слой. Откуда давление, ведь вроде бы нет причин? Есть – это давление ветра с дождем. И это обстоятельство также учтено в требованиях – герметик должен обладать определенной водонепроницаемостью, причем она различна, так как чем выше здание, тем больше перепад атмосферного давления при большей дождевой и ветровой нагрузке. Еще один основной показатель.

Следующий, менее привычный для понимания, путь появления влаги в центральном слое – это ее конденсация при воздухообмене, о чем мы говорили ранее в Главе 1. Из влажного воздуха, попадающего в центральный слой, при понижении температуры конденсируется вода. И если не предусмотреть возможность ее выхода, то она будет накапливаться, ухудшая теплоизоляционные свойства и разрушая пенополиуретан во время циклов замораживания-размораживания7. Для обеспечения вывода конденсата из центрального слоя ГОСТ требует создания различной паропроницаемости8 наружного и внутреннего слоев шва, что также является основным показателем герметика.

Ну и, конечно, основным показателем уровня материала является его долговечность – время эксплуатации, в течение которого сохраняются его потребительские свойства, перечисленные выше. Очевидно, что основные свойства материала определяют отсутствие дефектов конструкции, в которой они применяются, и при этом обычно не могут быть проверены при покупке герметика. Добросовестные производители в связи с этим заказывают проверку этих свойств авторитетным исследовательским центрам, специализирующимся в соответствующей отрасли. После чего добросовестный производитель обеспечивает открытость получаемых сертификатов и протоколов испытаний. Зачем? Чтобы потребитель мог проверить подлинность документов и, кроме того, сам решить, авторитетен ли для него Центр, проводивший исследования (подробнее об этом поговорим в Разделе II).

Возникает вопрос: а точно ли испытывался тот же герметик, который Вы сейчас решили купить? Можно, конечно, просто доверять при этом производителю: ведь поступая иначе, он может сильно подвести тот Центр, чьим документом он «прикрывается», и это – серьезный риск для добросовестного и думающего о своем будущем производителя.

Но во время испытаний Центр проводит измерение еще и косвенных показателей, которые могут быть легко проверены при изготовлении каждой партии или при покупке. Таким образом, смысл косвенных показателей – в подтверждении, что эта конкретная партия идентична испытанной в авторитетном Центре. В случае герметиков Стиз А и Стиз В косвенным показателем является вязкость.

И, кроме этих двух групп, есть еще показатели, определяющие удобство применения герметика. Они обычно устанавливаются самим производителем с учетом особенностей применения материала и рекомендуемой технологии. В нашем случае в этой группе – три свойства: жизнеспособность – время, в течение которого герметик может быть использован после вскрытия тары (для монтажных герметиков более распространено время образования поверхности пленки), вязкость герметика и сопротивление текучести – способность материала не стекать с инструмента и шва при определенной его толщине. Очевидно, что эти свойства не влияют на эксплуатационные свойства шва после его изготовления и важны только для конкретных способов работы на шве.

Хотим отметить, что герметики были в данной статье взяты в качестве объекта для анализа только как пример. А сама структура свойств, на наш взгляд, одинакова для любых товаров, будь то герметики, ленты, краски, автомобили: всегда нормируются основные свойства, собственно ожидаемые от этих товаров потребителем, косвенные показатели, подтверждающие совпадение конкретного предложения и испытанных ранее образцов, и технологические характеристики, важные для конкретного способа применения материала.