| Тип основания | Минимальная прочность сцепления, МПа | Категория смеси | Метод испытаний |
|---|---|---|---|
| Бетонная поверхность | ≥0,5 | Штукатурные растворы общего назначения | ГОСТ 31356-2007, отрыв образца от бетонной плиты |
| Кирпичная кладка | ≥0,3 | Штукатурные растворы для каменных оснований | ГОСТ 31356-2007, метод адгезиометра |
| Ячеистый бетон | ≥0,3 | Специализированные составы для ячеистых бетонов | Отрыв с применением адгезиометра |
| Теплоизоляционные основания | ≥0,2 | Легкие штукатурные растворы | Отрыв при скорости нагружения 1 МПа/сек |
| Категория смеси | Прочность на сжатие, МПа | Марка раствора | Область применения |
|---|---|---|---|
| Легкие (теплоизоляционные) | 2,5 | М25 | Внутренние работы по ячеистым бетонам, утепленным фасадам |
| Средней прочности (универсальные) | 5,0 | М50 | Универсальное применение для внутренних и наружных работ |
| Прочные (конструкционные) | 10,0 | М100 | Цокольные зоны, помещения с повышенной нагрузкой |
| Высокопрочные (специальные) | ≥15,0 | М150 и выше | Промышленные объекты, реставрационные работы |
| Тип штукатурки | Коэффициент паропроницаемости μ, мг/(м·ч·Па) | Толщина слоя, мм | Метод определения |
|---|---|---|---|
| Цементная (базовая) | 0,09 | 10 – 20 | ГОСТ 25898-2012, метод «мокрой чашки» |
| Цементно-известковая | 0,12 – 0,14 | 10 – 25 | Стационарный поток водяного пара при 23°С |
| Гипсовая (для внутренних работ) | 0,11 – 0,14 | 5 – 15 | ГОСТ 31376-2008, метод паропроницаемости |
| Теплоизоляционная на перлите | 0,14 – 0,18 | 20 – 50 | Измерение сопротивления паропроницанию |
| Тип смеси | Водоудерживание, % | Назначение требования | Нормативный документ |
|---|---|---|---|
| Штукатурные растворы общего применения | ≥90 | Предотвращение обезвоживания на пористых основаниях | ГОСТ 31357-2007, п. 4.5.3 |
| Глиносодержащие растворы | ≥93 | Повышенные требования для специальных оснований | ГОСТ 28013-98, п. 4.4 |
| Шпаклевочные составы | ≥92 | Обеспечение длительной жизнеспособности смеси | ГОСТ 33699-2015 |
| Клеевые составы для плитки | ≥95 | Максимальное удержание воды для формирования адгезии | ГОСТ 56387-2018 |
Нормативная база испытаний штукатурных смесей
Контроль качества сухих строительных штукатурных смесей регламентируется комплексом межгосударственных стандартов. Базовым документом является ГОСТ 31357-2007, устанавливающий общие технические условия для смесей на цементном вяжущем. Данный стандарт распространяется на составы, изготавливаемые на основе портландцементного клинкера или смешанных вяжущих, с содержанием полимерных добавок не более пяти процентов от массы смеси.
Методы испытаний детально описаны в ГОСТ 31356-2007, который определяет процедуры определения показателей свойств растворных смесей, готовых к применению, и затвердевших растворов. Для специализированных штукатурных работ дополнительно применяется ГОСТ 33083-2014, содержащий уточненные требования к смесям для штукатурных работ.
Нормативные документы устанавливают требования к показателям качества смесей в трех состояниях: в сухом виде (влажность, крупность заполнителя), в свежеприготовленном состоянии (подвижность, водоудерживание) и после твердения (прочность, паропроницаемость). Важно понимать, что стандарты не распространяются на составы на гипсовом, полимерном или специальных вяжущих.
Европейские требования к штукатурным составам отражены в стандарте EN 998-1:2010, регламентирующем спецификации на штукатурные и шпаклевочные растворы для кладки. Российская нормативная база гармонизирована с европейской в части требований к подвижности, водопоглощению и прочности сцепления с основанием. С июля 2022 года в России вместо ГОСТ 5802-86 применяется ГОСТ Р 58767-2019, устанавливающий актуальные методы испытаний по контрольным образцам.
↑ Вернуться к оглавлениюМетодика определения прочности сцепления с основанием
Принцип метода адгезиометрии
Прочность сцепления, или адгезия, характеризует способность затвердевшего штукатурного раствора противостоять отрыву от основания. Сущность метода заключается в определении предельного сопротивления отрыву затвердевшего раствора от бетонной или кирпичной поверхности при приложении нагрузки строго перпендикулярно плоскости основания.
Испытания проводятся на образцах, представляющих собой затвердевший раствор толщиной от десяти до двадцати миллиметров, нанесенный на бетонную плиту или кирпичное основание. Плита изготавливается из бетона класса В15 с водоцементным отношением 0,5. Размеры плиты составляют 300×300×50 миллиметров, что обеспечивает стабильность и воспроизводимость результатов.
Процедура испытания
На подготовленное и увлажненное основание наносят растворную смесь требуемой подвижности, разравнивают и уплотняют. После твердения в течение 28 суток при температуре 20±2 градуса Цельсия и относительной влажности 60±5 процентов на поверхность штукатурного слоя приклеивают металлический диск диаметром 50 миллиметров эпоксидным клеем. Клей должен обладать адгезионной прочностью не менее двух мегапаскалей к обеим поверхностям.
После отверждения клея (не менее 24 часов) по периметру металлического диска прорезают штукатурный слой до основания алмазной коронкой. Глубина прорезки должна обеспечивать полное прохождение через штукатурный слой без повреждения основания. Затем в центр диска ввинчивают стержень захвата, который через систему шарниров соединяют с адгезиометром.
Нагружение осуществляют с постоянной скоростью, не превышающей один мегапаскаль в секунду. В момент отрыва диска от основания фиксируют усилие, которое и характеризует прочность сцепления. После испытания обязательно анализируют характер разрушения: адгезионный отрыв по границе раздела, когезионный отрыв по телу раствора или отрыв по основанию.
Интерпретация результатов
При адгезионном отрыве полученное значение равно фактической прочности сцепления. Когезионный отрыв по телу образца или отрыв по основанию указывают на то, что прочность сцепления превышает измеренное значение. В этом случае для корректной оценки необходимо повторить испытания на образцах с основанием большей прочности или изменить методику подготовки поверхности.
↑ Вернуться к оглавлениюИспытание прочности на сжатие затвердевших растворов
Изготовление контрольных образцов
Прочность на сжатие определяют на образцах-балочках размером 40×40×160 миллиметров, изготовленных из растворной смеси заданной подвижности. Формы для образцов должны быть разъемными, изготовленными из стали или чугуна, с гладкими внутренними поверхностями. Перед формованием формы смазывают минеральным маслом для предотвращения прилипания раствора.
Растворную смесь затворяют водой в соответствии с водотвердым отношением, указанным производителем. Смесь перемешивают в лабораторном смесителе в течение трех минут, после чего укладывают в формы в два слоя. Каждый слой уплотняют на виброплощадке в течение тридцати секунд с частотой 50 герц. Избыток раствора срезают металлической линейкой вровень с краями формы.
Условия твердения образцов
Формы с образцами выдерживают в течение 24 часов в камере нормального твердения при температуре 20±2 градуса Цельсия и относительной влажности не менее 95 процентов. После распалубки образцы маркируют несмываемым карандашом и помещают в ванну с водой температурой 20±2 градуса либо продолжают твердение в камере нормального твердения до возраста 28 суток.
На прочность затвердевшего раствора существенное влияние оказывают условия твердения. Снижение влажности ниже 90 процентов приводит к замедлению гидратации цемента и недобору прочности до 15-20 процентов. Температурные отклонения более трех градусов искажают кинетику набора прочности. Поэтому необходимо использовать поверенные термогигрометры и регулярно калибровать оборудование камер твердения.
Методика разрушающих испытаний
Перед испытанием образцы выдерживают при комнатной температуре до достижения влажности менее одного процента либо до постоянной массы. Образцы-балочки сначала испытывают на изгиб на специальном приспособлении с расстоянием между опорами 100 миллиметров. Полученные после разрушения половинки балочек используют для определения прочности на сжатие.
Испытание на сжатие проводят на гидравлическом прессе класса точности не ниже первого. Половинки балочек устанавливают между двумя пластинами размером 40×62,5 миллиметра таким образом, чтобы боковые грани, которые при формовании прилегали к стенкам формы, находились на опорных плитах пресса. Нагружение осуществляют с постоянной скоростью 0,5±0,2 мегапаскаль в секунду до разрушения образца.
Обработка результатов испытаний
Прочность на сжатие каждой половинки балочки вычисляют как частное от деления разрушающей нагрузки на площадь рабочей поверхности пластины, равной 1600 квадратным миллиметрам. За прочность образца принимают среднее арифметическое результатов испытаний шести половинок балочек. Если отклонение любого единичного результата от среднего превышает пятнадцать процентов, этот результат отбрасывают и вычисляют среднее из оставшихся значений.
↑ Вернуться к оглавлениюОпределение паропроницаемости штукатурных слоев
Физический смысл паропроницаемости
Паропроницаемость характеризует способность материала пропускать водяной пар при наличии разности парциальных давлений на его поверхностях. Для штукатурных слоев этот показатель критически важен, поскольку определяет возможность выхода влаги из ограждающих конструкций и влияет на влажностный режим здания. Коэффициент паропроницаемости измеряется в миллиграммах на метр-час-паскаль.
Паропроницаемость штукатурных составов зависит от типа вяжущего, пористости затвердевшего раствора, вида заполнителя и наличия модифицирующих добавок. Цементные штукатурки характеризуются коэффициентом паропроницаемости около 0,09 миллиграмма на метр-час-паскаль, цементно-известковые — от 0,12 до 0,14, гипсовые внутренние штукатурки — от 0,11 до 0,14 миллиграмма на метр-час-паскаль согласно данным производителей и СП 50.13330.2012.
Метод мокрой чашки
Основным методом определения паропроницаемости является метод мокрой чашки согласно ГОСТ 25898-2012. Образец штукатурного раствора толщиной от пяти до двадцати миллиметров в зависимости от типа смеси закрепляют герметично на верхнем крае испытательного сосуда, наполненного дистиллированной водой. Вода создает в пространстве под образцом относительную влажность 100 процентов.
Испытательный сосуд с образцом помещают в эксикатор, в котором поддерживается температура 23±0,2 градуса Цельсия и относительная влажность 50±10 процентов. В этих условиях возникает стационарный поток водяного пара через образец из зоны высокой влажности под образцом в зону пониженной влажности в эксикаторе. Интенсивность этого потока характеризует паропроницаемость материала.
Проведение измерений
Сосуд с образцом взвешивают с точностью до 0,001 грамма ежедневно в течение не менее четырнадцати суток. После установления стационарного режима диффузии водяного пара, когда изменение массы становится линейной функцией времени, строят график зависимости массы от времени и определяют изменение массы за сутки. Это изменение соответствует количеству водяного пара, прошедшего через образец.
Коэффициент паропроницаемости вычисляют по формуле, учитывающей толщину образца, площадь открытой поверхности, изменение массы за время измерения и разность парциальных давлений водяного пара на поверхностях образца. Разность давлений определяют по таблицам давления насыщенного водяного пара с учетом температуры и относительной влажности в эксикаторе и под образцом.
Метод сухой чашки
Для тонкослойных покрытий и материалов, применяемых в сухом режиме эксплуатации, допускается применение метода сухой чашки. В этом случае в сосуде под образцом помещают влагопоглотитель, например силикагель или хлорид кальция, обеспечивающий относительную влажность близкую к нулю. Методика испытания аналогична методу мокрой чашки, но измеряют увеличение массы сосуда за счет поглощения влаги силикагелем.
↑ Вернуться к оглавлениюВодоудерживающая способность растворных смесей
Значение показателя водоудерживания
Водоудерживающая способность характеризует свойство растворной смеси сохранять воду при контакте с пористым водопоглощающим основанием. Этот показатель критически важен для обеспечения качественного сцепления штукатурки с основанием и протекания процессов гидратации цемента. Недостаточная водоудерживающая способность приводит к быстрому обезвоживанию раствора, расслоению смеси и ухудшению адгезии.
Согласно ГОСТ 31357-2007 и ГОСТ 28013-98, водоудерживающая способность штукатурных растворов должна составлять не менее 90 процентов, для глиносодержащих растворов — не менее 93 процентов. Повышенные требования к глиносодержащим составам обусловлены особенностями их применения на специфических основаниях с высокой водопоглощающей способностью.
Принцип метода испытания
Сущность метода заключается в определении количества воды, удерживаемой растворной смесью после контакта в течение определенного времени с фильтровальной бумагой. Десять листов промокательной бумаги размером 150×150 миллиметров взвешивают с точностью до 0,1 грамма и укладывают на стеклянную пластинку. Сверху помещают прокладку из марлевой ткани размером 250×350 миллиметров.
Для проведения испытания используют металлическое кольцо из нержавеющей стали внутренним диаметром 100 миллиметров, высотой 12 миллиметров и толщиной стенки 5 миллиметров. Материал кольца не должен поглощать воду, чтобы не искажать результаты измерений. Весы должны иметь диапазон взвешивания не менее 500 граммов и предел допускаемой погрешности не более 0,1 грамма.
Процедура испытания
Металлическое кольцо устанавливают на марлевую прокладку и всю установку взвешивают. Готовят растворную смесь с заданной подвижностью согласно рекомендациям производителя. Приготовленную смесь укладывают в кольцо вровень с краями, выравнивают ножом, протертым влажной тканью, и взвешивают установку с растворной смесью с точностью до 0,1 грамма.
Через десять минут после укладки смеси кольцо с раствором снимают, взвешивают промокательную бумагу и вычисляют массу воды, поглощенной бумагой. Одновременно определяют массу воды, первоначально содержащейся в растворной смеси, исходя из водотвердого отношения и массы уложенной смеси. Водоудерживающую способность вычисляют как разность между первоначальным количеством воды и количеством воды, поглощенной бумагой, выраженную в процентах от первоначального количества.
Факторы, влияющие на водоудерживание
Водоудерживающая способность зависит от типа и количества вяжущего, вида и дозировки водоудерживающих добавок, а также от гранулометрического состава заполнителя. Модифицирующие добавки на основе эфиров целлюлозы повышают водоудерживание до 95-98 процентов. Высокая тонкость помола цемента также способствует увеличению водоудерживающей способности за счет большей удельной поверхности частиц.
↑ Вернуться к оглавлениюДополнительные показатели качества штукатурок
Подвижность растворной смеси
Подвижность характеризует технологичность растворной смеси и определяется по глубине погружения стандартного конуса массой 300 граммов. Для штукатурных смесей нормируется марка подвижности Пк3, соответствующая погружению конуса на 7-9 сантиметров. Этот показатель должен сохраняться в течение всего периода использования затворенной смеси, что обеспечивается применением замедлителей схватывания.
Морозостойкость контактной зоны
Для наружных штукатурок критически важна морозостойкость контактной зоны между раствором и основанием. Этот показатель определяют путем попеременного замораживания и оттаивания образцов раствора на бетонном основании. Минимальная марка по морозостойкости контактной зоны для наружных штукатурок составляет F25, что соответствует 25 циклам замораживания при температуре минус 18±2 градуса и оттаивания в воде при температуре 18±2 градуса.
Деформации усадки
Усадочные деформации штукатурных растворов определяют на образцах-балочках, твердеющих в условиях свободного высыхания. Измерения проводят с помощью индикаторов часового типа с ценой деления 0,001 миллиметра. Чрезмерные усадочные деформации приводят к образованию трещин в штукатурном слое, поэтому для качественных составов нормируется максимальная величина усадки не более 0,5 миллиметра на метр длины.
Необходимо понимать, что отдельные показатели качества взаимосвязаны. Повышение прочности на сжатие часто сопровождается снижением паропроницаемости. Увеличение водоудерживающей способности может привести к росту усадочных деформаций. Поэтому при разработке рецептур штукатурных смесей необходим комплексный подход, обеспечивающий сбалансированный комплекс свойств для конкретных условий применения.
Расслаиваемость смеси
Расслаиваемость характеризует стабильность растворной смеси при хранении и транспортировании. Этот показатель определяют путем разделения пробы раствора на две равные части и измерения содержания вяжущего в каждой части. Расслаиваемость вычисляют как разность между содержанием вяжущего в верхней и нижней частях пробы. Согласно нормативным требованиям, расслаиваемость свежеприготовленных смесей не должна превышать 10 процентов.
↑ Вернуться к оглавлениюОборудование для лабораторных испытаний
Испытательные прессы
Для определения прочности на сжатие и изгиб используют гидравлические или электромеханические испытательные машины класса точности не ниже первого по ГОСТ 8.001. Диапазон измерения усилий должен соответствовать ожидаемой прочности образцов. Для штукатурных растворов марок М25-М150 достаточно пресса с максимальным усилием 100 килоньютон. Важно регулярно проводить поверку прессов в аккредитованных метрологических службах.
Адгезиометры
Адгезиометры представляют собой специализированные приборы для измерения прочности сцепления покрытий с основанием методом отрыва. Современные адгезиометры оснащены цифровыми датчиками силы и позволяют регистрировать максимальное усилие отрыва с точностью до 0,01 мегапаскаля. Существуют портативные модели для выездных испытаний на объектах и стационарные лабораторные установки с более высокой точностью измерений.
Оборудование для определения паропроницаемости
Для испытаний паропроницаемости необходимы термостатируемые эксикаторы, обеспечивающие поддержание заданной температуры с точностью до 0,2 градуса и относительной влажности с точностью до 5 процентов. Испытательные сосуды изготавливают из стекла или нержавеющей стали диаметром от 80 до 120 миллиметров. Для герметизации образцов применяют паронепроницаемые герметики на основе эпоксидных или полиуретановых смол.
Аналитические весы с точностью взвешивания 0,001 грамма необходимы для определения изменения массы при испытаниях паропроницаемости и водоудерживающей способности. Термогигрометры класса точности не ниже 1,0 используют для контроля условий твердения образцов и проведения испытаний. Штангенциркули с ценой деления 0,1 миллиметра применяют для измерения геометрических размеров образцов.
Формы и приспособления
Разъемные металлические формы для изготовления образцов-балочек изготавливают из стали или чугуна с требованиями к плоскостности и перпендикулярности граней не более 0,1 миллиметра. Формы должны быть жесткими, не деформироваться при затяжке зажимных устройств. Виброплощадка для уплотнения раствора в формах должна обеспечивать частоту колебаний 50±5 герц и амплитуду 0,35±0,05 миллиметра.
Камеры твердения
Камеры нормального твердения предназначены для обеспечения стабильных условий твердения образцов при температуре 20±2 градуса Цельсия и относительной влажности не менее 95 процентов. Современные камеры оснащены микропроцессорными системами управления, обеспечивающими автоматическое поддержание заданных параметров и регистрацию фактических значений температуры и влажности. Объем камеры выбирают исходя из количества одновременно твердеющих образцов.
↑ Вернуться к оглавлению