Aderența: ce este, la ce servește, cum să o îmbunătățim
Aceasta este aderența materialelor cu diferite compoziții și structuri, datorită proprietăților lor fizice și chimice. Termenul de adeziune provine din cuvântul latin aderare - adeziune. În construcții, acestea oferă o denumire mai îngustă și specifică a aderenței - aceasta este capacitatea acoperirilor decorative de finisare (materiale de vopsire, tencuială), etanșarea sau amestecurile adezive la o conexiune puternică și fiabilă cu suprafața exterioară a materialului de bază.
Important! Ar trebui făcută o distincție între conceptele de adeziune și coeziune. Aderența conectează diferite tipuri de materiale, afectând doar stratul superficial. De exemplu vopsea pe o suprafață metalică. Coeziunea este o combinație de materiale de același tip, în urma cărora se formează interacțiuni intermoleculare.
Conținutul articolului
- 1 Aderența, ce este aceasta - fundamente teoretice
- 2 Proprietățile de aderență ale materialelor de construcție și finisare
- 3 Cum se măsoară aderența?
- 4 Factori care reduc aderența materialelor
- 5 Metode pentru creșterea aderenței
- 6 Modalități de creștere a aderenței la diverse materiale
- 7 Aderența la sudare
- 8 Rezumând
- 9 Video: ce este adeziunea
Aderența, ce este aceasta - fundamente teoretice
Aderența este una dintre proprietățile cheie ale materialului în următoarele domenii:
- Metalurgie - acoperiri anticorozive.
- Mecanică - un strat de lubrifiant pe suprafața elementelor mașinilor și mecanismelor.
- Medicină - stomatologie.
- Constructie. În această industrie, aderența este unul dintre principalii indicatori ai calității muncii și a fiabilității structurilor.
În aproape toate etapele construcției, sunt monitorizați indicatorii de aderență pentru următoarele conexiuni:
- vopsele și lacuri;
- amestecuri de ipsos, șape și umpluturi;
- adezivi, mortare de zidărie, etanșanți etc.
Există trei principii de bază pentru lipirea adezivă a materialelor. În construcții și tehnologie, acestea se manifestă după cum urmează:
- Mecanic - aderența are loc prin aderența materialului aplicat la bază.Mecanismul unei astfel de conexiuni constă în pătrunderea substanței aplicate în porii stratului exterior sau în legătură cu o suprafață aspră. Un exemplu este pictarea suprafeței de beton sau metal.
- Chimic - conexiunea dintre materiale, inclusiv cele de diferite densități, are loc la nivel atomic. Pentru a forma o astfel de legătură, este necesară prezența unui catalizator. Un exemplu al acestui tip de aderență este lipirea sau sudarea.
- Fizic - pe suprafețele de împerechere există o legătură intermoleculară electromagnetică. Poate fi cauzată de electricitate statică sau câmpuri magnetice sau electromagnetice permanente. Un exemplu de utilizare în tehnologie este pictarea diferitelor suprafețe într-un câmp electromagnetic.
Proprietățile de aderență ale materialelor de construcție și finisare
Aderența materialelor de construcție și finisare se realizează în principal în conformitate cu principiul lipirii mecanice și chimice. Un număr mare de substanțe diferite sunt utilizate în construcții, ale căror caracteristici operaționale și specificul interacțiunii sunt fundamental diferite. Să le împărțim în trei grupuri principale și să le descriem mai detaliat.
vopsele și lacuri
Aderența materialelor de vopsire la suprafața bazei se realizează conform principiului mecanic. În același timp, indicatorii de rezistență maximă sunt atinși dacă suprafața de lucru a materialului este aspră sau poroasă. În primul caz, zona de contact crește semnificativ, în al doilea, vopseaua pătrunde în stratul de suprafață al bazei. În plus, proprietățile adezive ale materialelor de vopsire sunt crescute datorită diferiților aditivi modificatori:
- organosilanii și polioorganosiloxanii au un efect suplimentar hidrofobant și anticoroziv;
- rășini de poliamidă și poliester;
- catalizatori organometalici pentru procesele chimice de întărire a materialelor de vopsire;
- umpluturi fine de balast (de exemplu, talc).
Tencuieli de construcție și adezivi uscați
Până de curând, lucrările de construcție și finisare au fost realizate folosind diverse soluții pe bază de gips, ciment și var. Adesea, au fost amestecate într-o anumită proporție, ceea ce a dus la o modificare limitată a proprietăților lor de bază. Amestecurile moderne de construcție gata preparate uscate: tencuieli de finisare și finisare multiplă și chituri, au o compoziție mult mai complexă. Aditivii de diferite origini sunt folosiți pe scară largă:
- mineral - catalizatori de magnezie, sticlă de apă, alumină, ciment rezistent la acizi sau non-contractant, microsilice etc.
- polimer - polimeri dispersabili (PVA, poliacrilați, acetați de vinil etc.).
Astfel de modificatori modifică semnificativ următoarele caracteristici principale ale amestecurilor de clădiri:
- plastic;
- proprietăți de retenție a apei;
- tixotropie.
Important! Utilizarea modificatorilor polimerici oferă un efect mai pronunțat de îmbunătățire a aderenței. Cu toate acestea, formarea compușilor stabili ai filmelor de polimer la marginea diferitelor tipuri de materiale (tencuiala de bază) este posibilă numai la o anumită temperatură. Acest termen se numește temperatura minimă de formare a filmului - MTP. Pentru diferite tencuieli, poate varia de la + 5 ° C la + 10 ° C. Pentru a evita delaminarea, recomandările producătorului pentru temperatură, atât ambiantă, cât și substrat, trebuie respectate îndeaproape.
Etanșanți
Etanșanții utilizați în construcții sunt clasificați în trei tipuri diferite, fiecare dintre care necesită condiții specifice pentru o aderență de înaltă rezistență la materialul de substrat. Să luăm în considerare fiecare tip mai detaliat.
- Uscarea materialelor de etanșare. Compoziția include diverși polimeri și solvenți organici: stiren-butadienă sau nitril, cauciuc cloropren etc. De regulă, au o consistență pastoasă cu o vâscozitate de 300-550 Pa. În funcție de vâscozitate, acestea se aplică fie cu o spatulă, fie cu o perie. După aplicarea lor pe suprafață, este necesar un anumit timp pentru uscare (evaporarea solventului) și formarea unui film de polimer.
- Etanșanți fără uscare. Ele constau de obicei din cauciuc, bitum și plastifianți diferiți. Au rezistență limitată la temperaturi ridicate, nu mai mult de 700S-800C, după care încep să se deformeze.
- Curățarea etanșanților. După aplicarea lor, sub influența diferiților factori: umiditate, căldură, reactivi chimici, are loc o reacție de polimerizare ireversibilă.
Dintre toate soiurile enumerate, etanșanții de întărire asigură o aderență maximă la microruditatea suprafeței substratului. În plus, sunt rezistente la temperaturi ridicate, influențe mecanice și chimice. Au combinația optimă de rigiditate și rezistență, permițându-le să își mențină forma originală. Cu toate acestea, acestea sunt cele mai scumpe și mai greu de utilizat.
Cum se măsoară aderența?
Tehnologia de măsurare a aderenței, metodele de testare, precum și toți indicatorii de rezistență la conectarea materialelor sunt indicați în următoarele standarde:
- GOST 31356-2013 - Chituri și tencuieli;
- GOST 31149-2014 - Vopsele și lacuri;
- GOST 27325 - Materiale de vopsire pentru lemn etc.
Informație! Aderența se măsoară în kgf / cm2, MPa (megapascali) sau kN (kilonewtoni) este o măsură a forței care trebuie aplicată pentru a separa baza și materialele de acoperire.
În timp ce anterior caracteristicile de aderență ale materialelor puteau fi măsurate numai în condiții de laborator, în prezent există multe instrumente care pot fi utilizate direct pe șantier. Majoritatea metodelor de măsurare a aderenței, atât în câmp, cât și în laborator, implică distrugerea stratului de acoperire exterior. Dar există mai multe dispozitive bazate pe ultrasunete.
- Contor de aderență a cuțitului. Se utilizează pentru a determina parametrii de aderență prin rețele și sau tăieturi paralele. Se folosește pentru vopsele și lacuri și acoperiri cu peliculă de până la 200 microni grosime.
- Pulsar 21. Dispozitivul detectează densitatea materialelor. Este folosit pentru a detecta fisurile și delaminarea în beton, atât în piese, cât și monolit. Există firme și subrutine speciale care, în funcție de densitatea aderenței, vă permit să determinați rezistența la aderență a diferitelor tipuri de tencuieli pe suprafețele de beton.
- SM-1U. Se utilizează pentru a determina aderența acoperirilor izolatoare polimerice și bituminoase prin metoda distrugerii parțiale - forfecare. Principiul de măsurare se bazează pe detectarea deformărilor liniare ale materialului izolant. De regulă, este utilizat pentru a determina rezistența stratului de izolație al conductelor. Este permisă utilizarea pentru controlul calității aplicării hidroizolației bituminoase la structurile clădirilor: pereții subsolurilor și subsolurilor, acoperișurilor plate etc.
Factori care reduc aderența materialelor
Diversi factori fizici și chimici influențează scăderea aderenței. Temperatura fizică și umiditatea se referă la mediu în momentul aplicării materialelor decorative, de finisare sau de protecție.Diferenți contaminanți, în special, praful care acoperă suprafața bazei, reduc și interacțiunile adezive. În timpul funcționării, radiațiile ultraviolete pot afecta puterea conexiunii vopselelor și lacurilor.
Factorii chimici care reduc aderența sunt reprezentați de diverse materiale care contaminează suprafața: benzină și uleiuri, grăsimi, soluții acide și alcaline etc.
De asemenea, aderența materialelor de finisare poate fi redusă prin diferite procese care apar în structurile de construcții:
- contracție;
- solicitări de tracțiune și compresiune.
Informație! O substanță aplicată pe o suprafață pentru a crește aderența între substrat și materialul de finisare se numește adeziv. Substratul pe care se aplică adezivul se numește substrat.
Metode pentru creșterea aderenței
În construcție, există mai multe modalități universale de a crește aderența materialelor decorative de finisare la suprafața de bază:
- Mecanic - suprafața bazei este aspră pentru a crește aria de contact. Pentru a face acest lucru, este tratat cu diverse materiale abrazive, se aplică crestături etc.
- Chimic - la compoziția materialelor de protecție și de finisare aplicate se adaugă diverse substanțe. Aceștia sunt, de regulă, polimeri care formează legături mai puternice și conferă materialului o elasticitate suplimentară.
- Fizico-chimic - suprafața bazei este tratată cu un grund care modifică parametrii chimici de bază ai materialului și afectează anumite proprietăți fizice. De exemplu, o scădere a absorbției umidității în materialele poroase, ancorarea unui strat exterior liber etc.
Modalități de creștere a aderenței la diverse materiale
Să aruncăm o privire mai atentă asupra metodelor de creștere a aderenței pentru diferite materiale utilizate în construcții.
Beton
Materialele și structurile de construcție din beton sunt utilizate pe scară largă în construcții. Datorită densității și netezii ridicate a suprafeței, proprietățile lor adezive potențiale sunt destul de scăzute. Pentru a crește rezistența conexiunii compușilor de finisare, trebuie luați în considerare următorii parametri:
- suprafață uscată sau umedă. În general, aderența la o suprafață uscată este mai mare. Cu toate acestea, au fost dezvoltate multe amestecuri adezive care necesită umectarea prealabilă a suprafeței substratului. În acest caz, trebuie să acordați atenție cerințelor producătorului;
- temperatura ambiantă și de bază. Majoritatea materialelor de finisare sunt aplicate pe suprafețe de beton la o temperatură a aerului de cel puțin + 5 ° C ... + 7 ° C. În acest caz, betonul nu trebuie să fie înghețat;
- grund. Se folosește fără greș. Pentru betonul dens, acestea sunt compoziții cu umplutură de nisip de cuarț (contact beton), pentru beton poros (spumă, beton aerat), acestea sunt grunduri de penetrare profundă pe bază de dispersii acrilice;
- adăugând modificatori. Amestecurile de tencuială uscată gata conțin deja diferiți aditivi adezivi. Dacă tencuiala se amestecă singură, atunci se recomandă adăugarea la aceasta: PVA, grund acrilic, în loc de aceeași cantitate de apă, lipici silicat, care conferă materialului de finisare proprietăți suplimentare de respingere a umezelii.
Metal
Metoda și calitatea pregătirii suprafeței joacă un rol cheie în rezistența conexiunii vopselelor și lacurilor cu o suprafață metalică. Acasă, se recomandă să faceți următoarele:
- degresare - prelucrarea metalelor cu diferiți solvenți: 650, 646, P-4, spirt alb, acetonă, kerosen. În cazuri extreme, suprafața este ștearsă cu benzină;
- covor - prelucrarea bazei cu materiale abrazive;
- căptușeală - utilizarea vopselelor speciale de grund. Se vând complet cu vopsele decorative de un anumit tip.
Important! Aderența plumbului, aluminiului și zincului este mult mai mică decât cea din fontă și oțel. Motivul este că aceste metale formează pelicule de oxid pe suprafața lor. Prin urmare, decojirea vopselelor și a lacurilor are loc de-a lungul stratului de oxid. Se recomandă colorarea acestor materiale imediat după îndepărtarea foliei prin mijloace mecanice sau chimice.
Lemn și compozite din lemn
Lemnul este o suprafață poroasă cu multe denivelări și nu are probleme speciale cu rezistența conexiunii materialelor de finisare. Dar nu există nicio limită pentru perfecțiune, prin urmare, au fost dezvoltate diverse tehnologii pentru a îmbunătăți aderența în combinație cu menținerea proprietăților protectoare și decorative ale finisajului în sine. Utilizarea lor, de exemplu, în combinație cu vopselele acrilice, îmbunătățește semnificativ rezistența la intemperii, rezistența la estompare ultravioletă și oferă protecție biologică materialului. Suprafața lemnului este tratată cu o mare varietate de grunduri, cel mai adesea bazate pe compuși de bor și nitroceluloză.
Aderența la sudare
Sudarea este una dintre cele mai durabile metode de îmbinare a structurilor metalice. Aceasta este adeziunea moleculelor celor două elemente fără utilizarea substanțelor intermediare sau auxiliare - lipici sau lipit. Acest proces are loc sub influența activării termice. Stratul exterior al elementelor care trebuie unite este încălzit deasupra punctului de topire, după care se produce convergența intermoleculară și îmbinarea materialelor.
Următorii factori pot constitui un obstacol în calea aderenței de înaltă calitate în timpul sudării:
- prezența filmelor de oxid. Acestea sunt îndepărtate mecanic sau chimic în timpul pregătirii suprafeței sau dispar direct în timpul procesului de sudare sub influența temperaturilor ridicate sau a fluxurilor;
- neconcordanță în compoziția chimică a materialelor și electrozilor. O atenție deosebită trebuie acordată prezenței și cantității de siliciu și carbon în părțile care trebuie îmbinate. Pentru îmbinarea oțelurilor de diferite grade, se recomandă utilizarea electrozilor cu un conținut redus de hidrogen difuzibil;
- adâncime de penetrare insuficientă, care depinde direct de puterea curentă și viteza de mișcare a electrodului.
Rezumând
Aderența este una dintre cele mai importante caracteristici ale multor procese de construcție modernă, prin urmare, sunt dezvoltate din ce în ce mai multe metode noi pentru ao crește. Utilizarea lor va oferi o durabilitate mai mare structurilor de construcții și materialelor de finisare, ceea ce va aduce în cele din urmă economii semnificative.