Přilnavost: co to je, co to je, jak to zlepšit

Toto je vazba materiálů různého složení a struktury vzhledem k jejich fyzikálním a chemickým vlastnostem. Termín adheze je odvozen od latinského adheze - lepení. Ve stavebnictví dávají užší a specifickou indikaci toho, co je adheze - schopnost dekorativních a dokončovacích nátěrů (nátěrových hmot, omítek), těsnících nebo lepicích směsí silně a spolehlivě spojit s vnějším povrchem základního materiálu.

Impozantní demonstrace adhezního účinku moderních lepidel

Důležité!Je třeba rozlišovat pojmy adheze a soudržnosti. Přilnavost spojuje různé typy materiálů, ovlivňuje pouze povrchovou vrstvu. Například nátěr na kovovém povrchu. Soudržnost je kombinací podobných materiálů, v důsledku čehož vznikají intermolekulární interakce.

Schematické znázornění účinku adheze a soudržnosti

Adheze, co to je - teoretické základy

Adheze je jednou z klíčových vlastností materiálů v těchto oblastech:

  1. Metalurgie - antikorozní nátěry.
  2. Mechanika - vrstva maziva na povrchu strojních prvků a mechanismů.
  3. Lékařství - stomatologie.
  4. Konstrukce. V tomto odvětví je adheze jedním z hlavních ukazatelů kvality výkonu práce a spolehlivosti konstrukcí.

Prakticky ve všech fázích výstavby se kontrolují ukazatele adheze pro následující sloučeniny:

  • barvy a laky;
  • sádrové směsi, potěry a výplně;
  • lepidla, zděné malty, tmely atd.

Příklad chemické přilnavosti - reakce spojování silikonového tmelu se sklem

Pro lepení materiálů existují tři základní zásady. Ve stavebnictví a technologii se objevují následovně:

  1. Mechanická- Přilnavost nastává přilnavostí naneseného materiálu k podkladu. Mechanismem takové sloučeniny je pronikání aplikované látky do pórů vnější vrstvy nebo kombinace s drsným povrchem. Příkladem je lakování betonového nebo kovového povrchu.
  2. Chemický- vztah mezi materiály, včetně různých hustot, se vyskytuje na atomové úrovni. Pro vytvoření takového spojení je nutnépřítomnost katalyzátoru. Příkladem tohoto typu adheze je pájení nebo svařování.
  3. Fyzikální- elektromagnetická intermolekulární vazba se objevuje na pářících plochách. To může být tvořeno v důsledku statického náboje nebo pod vlivem konstantního magnetického nebo elektromagnetického pole. Příkladem použití v technologii je malba různých povrchů v elektromagnetickém poli.

Lepicí vlastnosti stavebních a dokončovacích materiálů

Přilnavost stavebních a dokončovacích materiálů se provádí hlavně na principu mechanické a chemické kombinace. Ve stavebnictví se používá velké množství různých látek, jejichž výkonové charakteristiky a specifika interakce jsou radikálně odlišné. Rozdělujeme je do tří hlavních skupin a podrobněji popisujeme.

Barvy

Přilnavost nátěrového materiálu k povrchu základny se provádí podle mechanického principu. Současně jsou dosaženy indikátory maximální pevnosti, pokud je pracovní povrch materiálu drsný nebo porézní. V prvním případě se kontaktní plocha významně zvětšuje, ve druhé proniká barva do povrchové vrstvy základny. Navíc se zvyšují adhezivní vlastnosti nátěrových hmot v důsledku různých modifikujících přísad:

  • organosilany a polyorganosiloxany mají další vodoodpudivý a antikorozní účinek;
  • polyamid apolyesterové pryskyřice;
  • organokovové katalyzátory pro chemické procesy vytvrzovacích povlaků;
  • předřadníková jemná plniva (například mastek).

Nátěrová hmota s obsahem mastku je samozhášivá látka

.

Stavební omítky a suché lepení

Až do nedávné doby byly stavební a dokončovací práce prováděny s použitím různých malt na bázi sádry, cementu a vápna. Často byly smíchány v určitém poměru, což způsobilo omezenou změnu jejich základních vlastností. Moderní hotové suché směsi: startovací, dokončovací a multifunkční omítky a plniva mají mnohem složitější složení. Široce se používají přísady různého původu:

  • minerální- katalyzátory na bázi oxidu hořečnatého, tekutého skla, oxidu hlinitého, kyselinovzdorného nebo nezmraštěného cementu, křemičitého prachu atd.
  • polymerní polymery- dispergovatelné polymery (PVA, polyakryláty, vinylacetáty atd.).

Tyto modifikátory významně mění tyto základní vlastnosti stavebních směsí:

  • plasticita;
  • vlastnosti zadržování vody;
  • thixotropie.

Příklad špatné přilnavosti omítky k cihlové zdi

Důležité!Použití modifikátorů polymeru dává výraznější účinek zvýšení přilnavosti. Vytváření stabilních sloučenin polymerních filmů na rozhraní různých typů materiálů (základ je vytvrzován)omítka) je možná pouze při určité teplotě. Tento termín se nazývá minimální teplota tvorby filmu - MTP. Pro různé omítky se může lišit od + 5 ° С do + 10 ° С. Aby se zabránilo rozvrstvení, je nutné striktně dodržovat doporučení výrobce týkající se teploty, a to jak prostředí, tak základny.

Těsnící materiály

Těsnicí materiály používané ve stavebnictví se rozlišují ve třech různých typech, z nichž každá vyžaduje určité podmínky pro vysokou pevnost adheze k základnímu materiálu. Zvažte každý typ podrobněji.

  • Utěsňovací tmely.Směs obsahuje různé polymery a organická rozpouštědla: styren butadien nebo nitril, chloroprenový kaučuk atd. Zpravidla mají pastovitou konzistenci s viskozitou 300-550 Pa. V závislosti na viskozitě se nanášejí buď špachtlí nebo štětcem. Po nanesení na povrch je nutný určitý čas pro sušení (odpařování rozpouštědla) a tvorbu polymerního filmu.

Vysoušecí akrylový tmel

  • Těsnicí materiály bez vysoušení.Sestává zpravidla z kaučuku, asfaltu a různých změkčovadel. Mají omezenou odolnost vůči vysoké teplotě, ne více než 700C-800C a pak se začnou deformovat.

Asfaltová sušící směs používaná k utěsnění systému odvádění dešťové vody

  • Vytvrzené tmely.Pojejich aplikace, pod vlivem různých faktorů: vlhkost, teplo, chemická činidla, dochází k nevratné polymerační reakci.

Příprava dvousložkového polyuretanového tmelu Sazilast

Ze všech uvedených odrůd poskytuje vytvrzená těsnící hmota maximální spolehlivost adheze s nerovnostmi základního povrchu. Kromě toho jsou odolné vůči vysokým teplotám, mechanickým a chemickým vlivům. Mají nejlepší kombinaci tuhosti a viskozity, což umožňuje zachovat původní tvar. Jsou však nejdražší a obtížně použitelné.

Jak se měří adheze?

Technologie pro měření adheze, metody zkoušení, jakož i všechny ukazatele pevnosti spojení materiálů jsou specifikovány v následujících normách:

  • GOST 31356-2013 - tmel a omítka;
  • GOST 31149-2014 - barvy a laky;
  • GOST 27325 - LKM na dřevo atd.
Informace!Adheze měřená v kgf /cm2 , MPa (megapascals) nebo kN (kilonewtonech) je ukazatelem síly, která musí být použita pro oddělení podkladů a nátěrových hmot.

Metoda pro stanovení přilnavosti nátěrů nátěrovou metodou

Pokud by dříve mohly být adhezivní vlastnosti materiálů měřeny pouze v laboratorních podmínkách, pak v současné době existuje mnoho zařízení, která lze použít přímo na staveništi.místě. Většina metod měření adheze, jak „pole“, tak laboratorní, je spojena se zničením vnější, krycí vrstvy. Existuje však několik zařízení, jejichž princip působení je založen na ultrazvuku.

Tabulka výsledků klasifikace zkušebních barev a laků

\ t
  • Měřič přilnavosti nože.Používá se k určování parametrů adheze metodou mřížky nebo paralelních řezů. Používá se pro nátěry nátěrových hmot a fólií do tloušťky 200 mikronů.

Adhezivní nůž, model Constanta-KN2

  • Pulsar 21.Zařízení určuje hustotu materiálů. Používá se k identifikaci trhlin a delaminací v betonu, jak kusových, tak monolitických. Existují speciální firmware a podprogramy, které nám díky hustotě uložení umožňují určit pevnost adheze omítek různých typů na betonové povrchy.

Ultrazvukový měřič přilnavosti, Pulsar 21

  • SM-1U.Určuje adhezi polymerních a asfaltových izolačních povlaků metodou částečné destrukce - smyku. Princip měření je založen na detekci lineárních deformací izolačního materiálu. Zpravidla se používá k určení pevnosti izolačního nátěru potrubí. Je dovoleno používat asfaltovou hydroizolaci na stavebních konstrukcích pro kontrolu kvality: suterénní stěny a zemní podlahy, ploché střechy atd.

Měřič přilnavosti SM-1U

Faktory snižující přilnavost materiálů

Snížení adheze ovlivňuje celá řada fyzikálních a chemických faktorů. Fyzikální zahrnuje teplotu a vlhkost prostředí v době aplikace dekorativních a dokončovacích nebo ochranných materiálů. Také adhezní interakce jsou redukovány různými nečistotami, zejména prachem, který pokrývá povrch základny. Během provozu může mít vliv na pevnost spojení barev a laků ultrafialové záření.

Chemické faktory, které snižují adhezi, představují různé materiály, které znečišťují povrch: benzín a oleje, tuky, kyselé a alkalické roztoky atd.

Také přilnavost konečných materiálů může snížit různé procesy, ke kterým dochází ve stavebních konstrukcích:

  • smrštění;
  • napětí v tahu a tlaku.
​​
Informace!Látka aplikovaná na povrch pro zvýšení adhezní síly mezi podkladem a dokončovacím materiálem se nazývá lepidlo. Podklad, na kterém je aplikováno lepidlo, se nazývá substrát.

Metody pro zlepšení adheze

\ t

Ve stavebnictví existuje několik univerzálních způsobů, jak zvýšit přilnavost dekorativních povrchových materiálů k základní ploše:

  1. Mechanické- povrchy základny poskytují drsnost, aby se zvýšila kontaktní plocha. Za tímto účelem se ošetřuje různými brusivy.materiály, dělat zářezy atd.
  2. Chemické látky- do složení aplikovaných ochranných a dokončovacích materiálů se přidávají různé látky. Jedná se zpravidla o polymery, které tvoří silnější vazby a dodávají materiálu dodatečnou pružnost.
  3. Fyzikálně-chemický- povrch základny je upraven základním nátěrem, který mění základní chemické parametry materiálu a ovlivňuje některé fyzikální vlastnosti. Například snížení absorpce vlhkosti v porézních materiálech, upevnění volné vnější vrstvy atd.

Povrchová úprava podkladu před nátěrem brusným brusným papírem

Povrch před nanesením omítky

Metody pro zvýšení přilnavosti k různým materiálům

Podívejme se podrobněji na metody zvyšování adheze pro různé materiály používané ve stavebnictví.

Beton

Ve stavebnictví se běžně používají betonové stavební materiály a konstrukce. Vzhledem k vysoké hustotě a hladkosti povrchu je jejich potenciální výkon lepidla poměrně nízký. Pro zvýšení pevnosti kompozic pro konečnou úpravu by měly být zohledněny následující parametry:

  • suchý nebo mokrý povrch. Obvykle je adheze na suchý povrch vyšší. Bylo však vyvinuto mnoho adhezivních směsí, které vyžadují předběžné navlhčení základního povrchu. V tomto případě musíte věnovat pozornost požadavkům výrobce;
  • teploty okolí a substrátu.Většina povrchových materiálů se nanáší na betonové povrchy při teplotě vzduchu nejméně + 5 ° C ... + 7 ° C. V tomto případě nesmí být beton zmrazen;
  • základní nátěr.Používá se bez selhání. Pro hustý beton jsou to směsi s křemenným pískovým plnivem (betonový kontakt), pro pórovitý beton (pěna, plynový beton), to jsou hluboké penetrační nátěry na bázi akrylových disperzí;
  • přidávání modifikátorů.Hotové suché omítkové směsi již obsahují různé adhezivní přísady. Pokud je sádra hnětena nezávisle, pak se doporučuje přidat: PVA, akrylátový základní nátěr namísto stejného množství vody, silikátové lepidlo, které dodává finálnímu materiálu další vodoodpudivé vlastnosti.

Výsledek aplikace cementové omítky na podchlazený povrch základny

Nanášení křemenného základu Knauf betonu

Kov

Klíčovou roli v pevnosti spojení barev a laků s kovovým povrchem hraje metoda a kvalita přípravy povrchu. Doma se doporučuje provádět následující kroky:

  • odmašťování- zpracování kovů různými rozpouštědly: 650, 646, P-4, lakový benzin, aceton, petrolej. V extrémních případech se povrch otírá benzínem;
  • rohože- úprava podkladu abrazivními materiály;
  • základní nátěr - použití speciálních základních nátěrových hmot. Jsou realizovány dekorativním lakem určitého typu.
Důležité!Přilnavost olova, hliníku a zinku je mnohem nižší než u železa a oceli. Důvodem je, že tyto kovy tvoří na svém povrchu oxidové filmy. Proto dochází k odlupování nátěrů na oxidové vrstvě. Barvení těchto materiálů se doporučuje ihned po mechanickém nebo chemickém odstranění fólie.

Hliník také podléhá korozi, zejména pokud je vystaven agresivním látkám

Dřevo a kompozity ze dřeva

\ t

Dřevo je porézní povrch s velkým počtem nepravidelností a nemá žádné zvláštní problémy s pevností spojování dokončovacích materiálů. Neexistuje však žádný limit pro dokonalost, proto byly vyvinuty různé technologie pro zlepšení adheze v kombinaci se zachováním ochranných a dekorativních vlastností samotného nátěru. Jejich použití, například v kombinaci s akrylovými barvami, výrazně zlepšuje odolnost proti povětrnostním vlivům, odolnost proti UV záření, poskytuje biologickou ochranu materiálu. Povrch dřeva je ošetřen širokou škálou primerů, nejčastěji na bázi boritanových sloučenin a nitrocelulózy.

Svařovací adheze

Svařování je jednou z nejtrvanlivějších metod spojování kovových konstrukcí. Toto je spojení dvou prvků bez použitímeziprodukty nebo pomocné látky - lepidlo nebo pájka. Tento proces probíhá pod vlivem tepelné aktivace. Vnější vrstva spojovaných prvků se zahřívá nad bodem tání, po kterém dochází k intermolekulární konvergenci a kombinaci materiálů.

Elektrický svar. Spojení dvoudílných elektrických svařování je adheze, protože kov použitý v elektrodě působí jako lepidlo

Následující faktory mohou sloužit jako překážka vysoce kvalitní přilnavosti při svařování:

  • přítomnost oxidových filmů. Při přípravě povrchu se mechanicky nebo chemicky odstraňují nebo mizí přímo v procesu svařování pod vlivem vysoké teploty nebo tavidel;
  • nesoulad chemického složení materiálů a elektrod. Zvláštní pozornost je třeba věnovat přítomnosti a množství křemíku a uhlíku v spojovaných částech. Pro připojení ocelí různých tříd se doporučuje používat elektrody s nízkým obsahem difuzního vodíku;
  • nedostatečná hloubka průniku, která přímo závisí na síle proudu a rychlosti pohybu elektrody.

Svařování kovů plynem nebo plazmou je soudržnost, protože molekuly obou prvků jsou spojeny tavením materiálu

.

Chcete-li shrnout

Adheze je jednou z nejdůležitějších charakteristik mnoha procesů moderní výstavby, proto jsou vyvíjeny všechny nové metody, které ji zvyšují. Jejichaplikace zajistí větší odolnost stavebních konstrukcí a dokončovacích materiálů, což v konečném důsledku přinese významné úspory.

Video: co je adheze