Penza, Penza, Russian Federation
VAC 05.17.00 Химическая технология
VAC 05.23.00 Строительство и архитектура
UDK 69 Строительство. Строительные материалы. Строительно-монтажные работы
The technique of evaluating the adhesion of the shear layer of mortar to the substrate. The results of testing the shear layer based mortar formulations developed adhesive mixture. The analysis of the results. It is shown that arise in the adhesive layer tensile stresses less than the tensile strength at break, and shear strength greater than the value of maximum shear stress.
dry mixes, adhesive layer, adhesive strength, shear, method
Введение. Одним из основных требований к растворам на основе сухой клеевой смеси является прочность сцепления с основанием. В настоящее время существующие методики определения прочности сцепления предусматривают отрыв растворного слоя от подложки [1, 2]. Однако растворный слой в процессе эксплуатации испытывает также и сдвиговые нагрузки относительно подложки [3]. В связи с этим необходимо проводить испытания также и на сдвиг.
В соответствии с ГОСТ 14759-69 «Клеи. Метод определения прочности при сдвиге» прочность при сдвиге определяют на испытательной машине, позволяющей проводить испытания на растяжение [4]. Однако, методика предусматривает применение в качестве подложек металлических пластин, а в качестве клей – полимерные композиции.
Методология. В работе [5] предложена методика определения сопротивления при сдвиге с помощью прибора ГТ 2.2.3 производства
ООО «НПП «Геотек»» [6].
Принцип работы прибора ГТ 2.2.3 заключается в создании в испытательной установке горизонтальной сдвигающей нагрузки на образец на основе исследуемого состава. Усилие, создаваемое редуктором, передается подвижной каретке срезной коробки и измеряется датчиком силы.
Указанная методика и прибор ГТ 2.2.3 использовались для определения прочности сцепления на сдвиг растворного клеевого слоя относительно подложки. Для испытаний применялся плиточный клей на основе разработанной рецептуры сухой клеевой смеси. Разработанная рецептура клея содержит портландцемент, минеральный заполнитель (песок), пластификатор, полимерную и минеральную добавку [7, 8].
Для проведения испытаний использовались цементные подложки цилиндрической формы, геометрические размеры которых составляют 71,4×15 мм. На подложку наносили исследуемый состав плиточного клея толщиной, равной 5 мм [9].
Испытание образцов проходило по схеме, представленной на рис. 1.
Рис. 1. Схема испытания исследуемых образцов на срез
Выбрана оптимальная скорость сдвига растворного клеевого слоя, равная 0,2 мм/мин.
Основная часть. Результаты испытания клеевого слоя на основе плиточного цементного клея на цементной подложке представлены на рис. 2.
Рис. 2. Испытание на сдвиг плиточного клея на цементной основе
Анализ данных показал, что прочность сцепления на сдвиг растворного слоя на основе разработанной рецептуры плиточного клея составляет 0,92 МПа, что удовлетворяет требованиям, предъявляемых к адгезионной прочности клеевого слоя [10].
Прочность к отслаиванию оценивалась исходя из условий:
σр ≤ Rотр,
τкас ≤ Rсд
где σр – значение растягивающих напряжений, МПа; τкас – значение касательных напряжений, МПа; Rотр –прочность при отрыве, МПа; Rсд– прочность при сдвиге, МПа;
Для оценки значений касательных и растягивающих напряжений был выполнен расчет температурных напряжений, возникающих в течение года в г. Пенза в клеевом слое толщиной 5 мм. Расчет выполнен для протяженности клеевого слоя (плиточного клея) 102 мм. Расчеты проводились с помощью универсальной программной системы конечно-элементного анализа Mechanical APDL (ANSYS).
Результаты исследований и расчетов показали, что растворный слой на основе разработанной рецептуры стоек к отслаиванию, т.к. значение растягивающих напряжений, равные 1,68 МПа, меньше значения прочности при отрыве, составляющей Rотр= 1,9 МПа. Значение касательных напряжений, возникающих в клеевом слое, составляет 0,29 МПа, что меньше значения прочности при сдвиге, равного 0,92МПа.
Выводы. Установлено, что возникающие в клеевом слое растягивающие напряжения меньше значения предела прочности при отрыве, а напряжения при сдвиге превышают значения максимальных касательных напряжений. Таким образом, можно утверждать, что клеевой шов на основе разработанной рецептуры ССС стоек к отслаиванию.
1. DIN EN 1348:2007 Rastvory i klei dlya keramicheskoy plitki. Opredelenie prochnosti scepleniya s osnovaniem cementosoderzhaschih rastvorov dlya vnutrennih i naruzhnyh rabot. M.. Izd-vo standartov. 2007. 10s.
2. GOST 31357-2007 Smesi suhie stroitel'nye na cementnom vyazhuschem. Obschie tehnicheskie usloviya. Moskva. Izd-vo: FGUP Standartinform, 2008. 12s.
3. Loganina V.I., Kislicyna S.N., Ariskin M.V., Rodionova Z.N., Sadovnikova M.A. Ocenka napryazhennogo sostoyaniya otdelochnogo sloya na osnove sostava s primeneniem sintezirovannyh alyumosilikatov // Akademicheskiy vestnik UralNIIproekt RAASN. 2014. № 2. S. 71.
4. GOST 14759-69Klei. Metod opredeleniya prochnosti pri sdvige. Moskva. Izd-vo: IPK izdatel'stvo standartov. 1970. 14s.
5. Zhegera K.V., Pyshkina I.S., Ryzhov A.D., Zhivaev A.A. Metodika ocenki prochnosti scepleniya rastvornogo sloya na osnove suhih stroitel'nyh smesey // Regional'naya arhitektura i stroitel'stvo. 2015. №3. S. 64-67.
6. Patent RF №2132545,27.06.1999. BoldyrevG.G., Hryanina O.V.Sdvigovyy pribor // Patent Rossii №2132545. 1996.
7. Loganina V.I., Zhegera K.V. Formirovanie prochnosti cementnoy kompozicii v prisutstvii sintezirovannyh alyumosilikatov // Vestnik YuUrGU. Seriya «Stroitel'stvo i arhitektura».2015. T. 15, № 2. S. 43-46.
8. Loganina V.I., Zhegera K.V. Vliyanie sinteziruemyh alyumosilikatov na strukturoobrazovanie cementnyh suhih stroitel'nyh smesey // Vestnik BGTU im. V.G. Shuhova. 2014. №5. S. 36-41.
9. DIN EN 12004 (2012 - 09) Rastvory i klei dlya keramicheskoy plitki. Trebovaniya, ocenka sootvetstviya, klassifikaciya i oboznachenie. Moskva. Izd-vo: FGUP Standartinform. 2012. 29 s.
10. DIN EN 12004:2007 Rastvory i klei dlya keramicheskoy plitki. Trebovaniya, ocenka sootvetstviya, klassifikaciya i oboznachenie. Moskva. Izd-vo: FGUP Standartinform. 2012.
