Адхезија: шта је то, чему служи, како га побољшати
Ово је адхезија материјала различитог састава и структуре, због њихових физичко-хемијских својстава. Појам адхезија потиче од латинске речи адхезија - адхезија. У грађевинарству дају уско фокусиранију и специфичнију ознаку онога што је адхезија - ово је способност декоративних и завршних премаза (материјали за фарбање, гипс), заптивних или лепљивих мешавина до јаке и поуздане везе са спољном површином основног материјала.
Важно! Треба разликовати концепте адхезије и кохезије. Адхезија повезује различите врсте материјала, утичући само на површински слој. На пример, боја на металној површини. Кохезија је комбинација материјала исте врсте, услед чега настају интермолекуларне интеракције.
Садржај чланка
- 1 Адхезија, шта је то - теоријске основе
- 2 Адхезивна својства грађевинских и завршних материјала
- 3 Како се мери адхезија?
- 4 Фактори који смањују пријањање материјала
- 5 Методе за повећање адхезије
- 6 Начини за повећање пријањања за различите материјале
- 7 Приањање за заваривање
- 8 Сумирајући
- 9 Видео: шта је адхезија
Адхезија, шта је то - теоријске основе
Адхезија је једно од кључних својстава материјала у следећим областима:
- Металургија - антикорозивни премази.
- Механика - слој мазива на површини елемената машина и механизама.
- Медицина - стоматологија.
- Конструкција. У овој индустрији адхезија је један од главних показатеља квалитета рада и поузданости конструкција.
У готово свим фазама изградње прате се индикатори пријањања за следеће прикључке:
- боје и лакови;
- мешавине гипса, кошуљице и испуне;
- лепкови, малтери за зидање, заптивне масе итд.
Три су основна принципа лепљивог везивања материјала. У грађевинарству и технологији они се манифестују на следећи начин:
- Механички - адхезија се јавља адхезијом нанесеног материјала на подлогу.Механизам такве везе састоји се у продирању примењене супстанце у поре спољног слоја или у вези са храпавом површином. Пример је бојање површине бетона или метала.
- Хемијска - веза између материјала, укључујући оне различите густине, јавља се на атомском нивоу. За формирање такве везе потребно је присуство катализатора. Пример ове врсте лепљења је лемљење или заваривање.
- Физички - на површинама за парење постоји електромагнетна интермолекуларна веза. Може бити узроковано статичким електрицитетом или трајним магнетним или електромагнетним пољима. Пример употребе у технологији је бојање различитих површина у електромагнетном пољу.
Адхезивна својства грађевинских и завршних материјала
Адхезија грађевинских и завршних материјала врши се углавном према принципу механичког и хемијског везивања. У грађевинарству се користи велики број различитих супстанци, чије су оперативне карактеристике и специфичности интеракције у основи различите. Поделимо их у три главне групе и опишимо их детаљније.
боје и лакове
Приањање лакираних материјала на површину основе врши се према механичком принципу. Истовремено, максимални показатељи чврстоће постижу се ако је радна површина материјала груба или порозна. У првом случају, површина контакта се значајно повећава, у другом, боја продире у површински слој основе. Поред тога, адхезивна својства лакираних материјала повећана су због различитих модификујућих адитива:
- органосилани и полиорганосилоксани имају додатно хидрофобирајуће и антикорозивно дејство;
- полиамидне и полиестерске смоле;
- органометални катализатори за хемијске процесе очвршћавања лакираних материјала;
- баластна фина пунила (на пример, талк).
Грађевински малтери и суви лепкови
До недавно су се грађевински и завршни радови изводили помоћу различитих решења на бази гипса, цемента и креча. Често су се мешали у одређеном односу, што је резултирало ограниченом променом њихових основних својстава. Модерне готове суве грађевинске мешавине: почетни, завршни и вишеструки завршни малтери и китови имају много сложенији састав. Адитиви различитог порекла се широко користе:
- минерална - магнезитни катализатори, водено стакло, глиница, цемент отпоран на киселине или који се не скупља, микросилика итд.
- полимерни - дисперзивни полимери (ПВА, полиакрилати, винил ацетати, итд.).
Такви модификатори значајно мењају следеће главне карактеристике грађевинских смеша:
- пластика;
- својства задржавања воде;
- тиксотропија.
Важно! Употреба полимерних модификатора даје израженији ефекат повећања адхезије. Међутим, формирање стабилних једињења полимерних филмова на граници различитих врста материјала (подлога - стврдњавајући малтер) могуће је само на одређеној температури. Овај термин се назива минимална температура формирања филма - МТП. За различите малтере може се разликовати од + 5 ° Ц до + 10 ° Ц. Да би се избегло раслојавање, морају се пажљиво поштовати препоруке произвођача за температуру, како околине тако и подлоге.
Заптивке
Постоје три различите врсте заптивних маса које се користе у грађевинарству, од којих свака захтева посебне услове за приањање високе чврстоће на материјал подлоге. Размотримо сваку врсту детаљније.
- Сушење заптивача. Састав укључује различите полимере и органске раствараче: стирен-бутадиен или нитрил, хлоропренски каучук итд. По правилу имају пастозну конзистенцију вискозности 300-550 Па. У зависности од вискозности, наносе се или шпатулом или четком. Након њиховог наношења на површину потребно је одређено време за сушење (испаравање растварача) и стварање полимерног филма.
- Несушеће заптивне масе. Обично се састоје од гуме, битумена и разних пластификатора. Имају ограничену отпорност на високе температуре, не више од 700С-800Ц, након чега почињу да се деформишу.
- Стврдњавање заптивних маса. Након њихове примене, под утицајем различитих фактора: влаге, топлоте, хемијских реагенса, долази до неповратне реакције полимеризације.
Од свих наведених сорти, средства за учвршћивање обезбеђују максимално пријањање за микрохрапавост површине подлоге. Поред тога, отпорни су на високе температуре, механичке и хемијске утицаје. Имају оптималну комбинацију крутости и жилавости, што им омогућава да задрже свој првобитни облик. Међутим, они су најскупљи и најтежи за употребу.
Како се мери адхезија?
Технологија мерења адхезије, методе испитивања, као и сви показатељи чврстоће споја материјала назначени су у следећим стандардима:
- ГОСТ 31356-2013 - Кити и малтери;
- ГОСТ 31149-2014 - Боје и лакови;
- ГОСТ 27325 - Материјали за бојење дрвета, итд.
Информације! Адхезија се мери у кгф / цм2, МПа (мегапаскали) или кН (килоневтон) је мера силе која се мора применити за одвајање базе и материјала за облагање.
Док су се раније карактеристике приањања материјала могле мерити само у лабораторијским условима, у овом тренутку постоји много инструмената који се могу користити директно на градилишту. Већина метода за мерење адхезије, како на терену, тако и у лабораторији, укључује уништавање спољног покривног слоја. Али постоји неколико уређаја заснованих на ултразвуку.
- Мерач адхезије ножа. Користи се за одређивање параметара приањања помоћу решеткастих или паралелних резова. Користи се за боје и лакове и филмске премазе дебљине до 200 микрона.
- Пулсар 21. Уређај открива густину материјала. Користи се за откривање пукотина и раслојавања у бетону, како комадних тако и монолитних. Постоје посебни носачи и потпрограми који вам, према густини лепљења, омогућавају одређивање чврстоће приањања различитих врста малтера на бетонске површине.
- СМ-1У. Користи се за одређивање адхезије полимерних и битуменских изолационих облога методом делимичног уништавања - смицањем. Принцип мерења заснован је на откривању линеарних деформација изолационог материјала. По правилу се користи за одређивање чврстоће изолационог премаза цевовода. Дозвољено је користити за контролу квалитета примену битуменске хидроизолације на грађевинске конструкције: зидове подрума и подрума, равне кровове итд.
Фактори који смањују пријањање материјала
На смањење адхезије утичу различити физички и хемијски фактори. Физичка температура и влажност се односе на животну средину у време примене украсних, завршних или заштитних материјала.Разни загађивачи, посебно прашина која прекрива површину базе, такође смањују интеракције лепка. Током рада, ултраљубичасто зрачење може утицати на чврстоћу везе боја и лакова.
Хемијски фактори који смањују пријањање представљају различити материјали који загађују површину: бензин и уља, масти, кисели и алкални раствори итд.
Такође, пријањање завршних материјала може се смањити различитим процесима који се дешавају у грађевинским конструкцијама:
- скупљање;
- влачна и притисна напрезања.
Информације! Супстанца нанета на површину ради повећања силе приањања између подлоге и завршног материјала назива се лепком. Подлога на коју се наноси лепак назива се подлога.
Методе за повећање адхезије
У грађевинарству постоји неколико универзалних начина за повећање пријањања украсних завршних материјала на основну површину:
- Механички - површина основе је храпава да би се повећала површина контакта. Да би се то урадило, третира се разним абразивним материјалима, примењују се урези итд.
- Хемијска - у састав примењених заштитних и завршних материјала додају се разне супстанце. То су, по правилу, полимери који стварају чвршће везе и дају материјалу додатну еластичност.
- Физичко-хемијска - површина подлоге обрађена је прајмером који мења основне хемијске параметре материјала и утиче на одређене физичке особине. На пример, смањење апсорпције влаге у порозним материјалима, сидрење растреситог спољног слоја итд.
Начини за повећање пријањања за различите материјале
Размотримо детаљније методе повећања пријањања за различите материјале који се користе у грађевинарству.
Бетон
Бетонски грађевински материјали и конструкције се широко користе у грађевинарству. Због велике густине и глаткоће површине, њихова потенцијална лепљива својства су прилично ниска. Да би се повећала чврстоћа везе завршних маса, морају се узети у обзир следећи параметри:
- сува или влажна површина. Генерално је пријањање за суву површину веће. Међутим, развијене су многе мешавине лепкова које захтевају претходно влажење површине подлоге. У овом случају морате обратити пажњу на захтеве произвођача;
- температуре околине и базе. Већина завршних материјала наноси се на бетонске површине на температури ваздуха од најмање + 5 ° Ц ... + 7 ° Ц. Истовремено, бетон не треба замрзавати;
- буквар. Користи се без грешке. За густи бетон то су смеше са пунилом кварцног песка (контакт са бетоном), за порозни бетон (пена, газирани бетон) то су темељни премази за дубоко продирање на бази акрилних дисперзија;
- додавање модификатора. Готове мешавине сувог малтера већ садрже разне адхезивне адитиве. Ако се гипс помеша самостално, онда се препоручује додавање у њега: ПВА, акрилни прајмер, уместо исте количине воде, силикатни лепак, који завршном материјалу даје додатна својства одбијања влаге.
Метал
Начин и квалитет припреме површине играју кључну улогу у чврстоћи спајања боја и лакова са металном површином. Код куће се препоручује следеће:
- одмашћивање - обрада метала разним растварачима: 650, 646, П-4, бели дух, ацетон, керозин. У екстремним случајевима, површина се брише бензином;
- матирање - обрада подлоге абразивним материјалима;
- подметање - употреба специјалних боја за прајмер. Продају се у комплету са украсним бојама одређене врсте.
Важно! Адхезија олова, алуминијума и цинка је много нижа од адхезије ливеног гвожђа и челика. Разлог је тај што ови метали на својој површини формирају оксидне филмове. Због тога се љуштење премаза боје и лакова јавља дуж оксидног слоја. Препоручује се бојење ових материјала одмах након уклањања филма механичким или хемијским средствима.
Дрво и дрвени композити
Дрво је порозна површина са пуно неправилности и нема посебних проблема са чврстоћом споја завршних материјала. Али нема ограничења за савршенство, па су развијене разне технологије за побољшање пријањања у комбинацији са очувањем заштитних и декоративних својстава самог завршног слоја. Њихова употреба, на пример, у комбинацији са акрилним бојама, значајно побољшава временску отпорност, отпорност на ултраљубичасто изблеђивање и даје биолошку заштиту материјалу. Површина дрвета обрађује се разним основним премазима, најчешће на бази борових једињења и нитроцелулозе.
Приањање за заваривање
Заваривање је једна од најтрајнијих метода спајања металних конструкција. Ово је адхезија молекула два елемента без употребе средњих или помоћних супстанци - лепка или лема. Овај процес се одвија под утицајем термичке активације. Спољни слој повезаних елемената загрева се изнад тачке топљења, након чега долази до интермолекуларног приступа и повезивања материјала.
Следећи фактори могу бити препрека висококвалитетном приањању током заваривања:
- присуство оксидних филмова. Уклањају се механички или хемијски током припреме површине или нестају директно током процеса заваривања под утицајем високих температура или флукса;
- недоследност у хемијском саставу материјала и електрода. Посебну пажњу треба обратити на присуство и количину силицијума и угљеника у деловима који се спајају. За спајање челика различитих разреда препоручује се употреба електрода са малим дифузним садржајем водоника;
- недовољна дубина продирања, која директно зависи од тренутне снаге и брзине кретања електроде.
Сумирајући
Адхезија је једна од најважнијих карактеристика многих процеса модерне градње, стога се развија све више нових метода за њено повећање. Њихова употреба обезбедиће већу трајност грађевинских конструкција и завршних материјала, што ће на крају обезбедити значајне уштеде.