Дефектоскопия теплоизоляционных и облицовочных материалов

Теплоизоляционные материалы предназначены для снижения тепловых потерь строительных сооружений и зданий, что улучшает режимы их эксплуатации. Снижение температурных нагрузок уменьшает вероятность образования трещин в стенах, сохраняет их прочность и несущую способность, но при этом необходимо обеспечить сплошность утепления поверхностей и сезонность выполнения этих работ. Первостепенное влияние на качество смонтированной изоляции оказывают технические показатели используемых материалов. Поэтому необходимо проводить систематическую проверку изоляционных материалов и изделий. По принципу реализации контрольных операций их можно подразделить на два вида: механические (определение плотности, прочности при сжатии, растяжении и изгибе) и физические (тепловой и электрический методы). Первый вид испытаний выполняется на заводах- производителях материалов. Основной теплозащитной характеристикой ограждающих конструкций зданий является сопротивление теплопередаче. В практике обследований жилых и общественных зданий широкое применение нашел неразрушающий тепловизионный метод контроля качества теплоизоляции конструкций [1].

Однако вследствие изменчивости теплофизических величин в реальных эксплуатационных условиях по результатам одномоментных измерений, можно лишь качественно оценить теплозащитные свойства массивных стеновых конструкций без учёта их значительной тепловой инерцией. Причиной температурных аномалий на отдельных участках поверхности конструкции могут быть структурные неоднородности материала и дефекты. Также в строительной практике применяют неразрушающий диэлькометрический метод контроля влажности и теплопроводности [2].

Исходя из технических возможностей теплового и электрического методов измерения характеристических параметров, предлагается их совместное использование. Тепловизионному контролю подвергать наружные и внутренние поверхности конструкций, а по термограммам наружной поверхности выявлять участки с температурными аномалиями, которые затем подвергать детальному обследованию ди-элькометричсским методом. Таким образом, тепловизор обеспечивает визуализацию тепловых полей, а диэлькометриче-ский прибор - измерение влажности и теплопроводности отдельных участков строительных сооружений. Погрешность этих методов составляет 10…15%, учитывая высокую стоимость измерительной ап- паратуры, целесообразно для выполнения данного вида работы на строительные объекты привлекать специализированные центры контроля.

Облицовочные материалы используют для наружных и внутренних поверхностей стен и в зависимости от назначения они выполняют защитные, акустические, санитарно-гигиенические и декоративные функции. При производстве проверяют их прочностные свойства на соответствие действующим стандартам. В строительной практике можно использовать простое и недорогое определение ударной прочности керамической плитки методом отскока согласно ГОСТ 27180-2019 [3]. По расположению дефекты керамических изделий могут быть поверхностными, подповерхностными и внутренними. В соответствии со стандартом [3] поверхностные дефекты определяются визуально, другие два вида – простукиванием, что является субъективной качественной оценкой. Объективную характеристику дефектов можно сделать инструментальными методами контроля. Подповерхностные дефекты выявляются магнитным и электрическими методами, но первый метод используется только для ферромагнитных материалов, а при втором – отсутствует наглядность результатов контроля. Все три вида погрешностей, по местоположению, в полной мере позволяют установить ультразвуковой и радиационный методы, значительно более оперативный, экономичный и безопасный первый метод. Ультразвук проникает на большую глубину, что создаёт возможность контролировать в целом качество выполнения облицовочных работ. При производстве пластмассовых облицовочных материалов проверяется широкий комплекс физико-механических параметров. На строительных объектах выполняется визуальный осмотр изделий на наличие поверхностных повреждений. Для выявления скрытых дефектов могут использоваться ультразвуковой, рентгеновский, тепловой, радиоволновый, оптический и электрический методы. При выборе метода испытания следует учитывать их технические возможности, свойства материала, виды ожидаемых дефектов и желаемый способ регистрации результатов контроля. Ультразвуковой метод имеет повышенную чувствительность к дефектам и адаптиро-ванность к материалам, низкую трудоёмкость и стоимость измерения [4]. Электрический метод позволяет оценить однородность структуры материала, но не даёт полной характеристики дефектов. Тепловой метод, наряду с несомненными достоинствами, имеет ряд недостатков, которые предопределяют возможность его применения только на предварительном этапе дефектоскопии. При оптическом методе (голографической интерферометрии) возможно получение интегральной картины зоны контроля значительных размеров. Однако имеются существенные недостатки: затруднительность точного определения местоположения границ дефектов, трудоемкость расшифровки интерференционных картин, повышенные требования по вибрационной защищённости, необходимость механического или теплового нагружения деталей и конструкций, высокая сложность и стоимость аппаратуры. Радиоволновой метод при сверхвысоких частотах позволяет осуществлять бесконтактный контроль при одностороннем доступе к объекту и имеет высокую производительность. Этими методом могут быть обнаружены дефекты расслоений, трещин и инородных включений. Следует отметить существенные сдерживающие факторы производственного применения этого метода: отсутствие серийно выпускаемой аппаратуры, зависимость результатов контроля от расположения плоскости излучения антенн преобразователя относительно плоскости контролируемой поверхности, чувствительность к одновременно изменяющимся параметрам материала (плотность, толщина, пористость материала, трещины), при исследовании одного из параметров остальные являются мешающими факторами. Таким образом, для полностью построенного здания целесообразно первоначально выполнить тепловой контроль, а затем проводить точечную ультразвуковую дефектоскопию.

Кирпич используется в качестве кладочного и облицовочного материала. Большинство специалистов [5-7] для оцен- ки прочности кирпича считают возможным применение методов неразрушающего контроля аналогичных для бетонных изделий (ударного импульса, упругого отскока и пластической деформации). В настоящее время отсутствуют стандарты, регламентирующие применение данных методов, и в большей степени вследствие того, что кирпич имеет большую неоднородность строения и анизотропность физико-механических свойств. Для обеспе- чения достоверности результатов измерений необходимо предварительное постро- ение частной градуировочной зависимости для каждого конкретного объекта путём прессовых испытаний образцов [8].

При помощи ультразвука оценивается неоднородность макроструктуры, изменение химического состава и наличие дефектов по всему объёму объекта. Учитывая комплекс показателей (точность, оперативность и стоимость) предлагается одновременное использование ультразвукового метода и ударного импульса как дополня- ющих друг друга.