Adhesió: per a què serveix, per a què serveix, com millorar-la
Es tracta de l’adhesió de materials de composició i estructura diferents, a causa de les seves propietats físiques i químiques. El terme adhesió prové de la paraula llatina adhesió - adhesió. En la construcció, donen una designació més específica i específica del que és l’adhesió, és a dir, la capacitat dels recobriments decoratius i d’acabat (materials de pintura, guix), de segellat o de mescles adhesives a una connexió forta i fiable amb la superfície exterior del material base.
Impressionant demostració de l’efecte d’adherència dels adhesius moderns
Important! Cal distingir entre els conceptes d'adhesió i cohesió. L’adhesió connecta diferents tipus de materials i afecta només la capa superficial. Per exemple, pintar sobre una superfície metàl·lica. La cohesió és una combinació de materials del mateix tipus, com a resultat de la qual es formen interaccions intermoleculars.
Representació esquemàtica de l'efecte d'adhesió i cohesió
El contingut de l'article
- 1 Què és l’adhesió, fonaments teòrics
- 2 Propietats d'adherència dels materials de construcció i acabat
- 3 Com es mesura l’adhesió?
- 4 Factors que redueixen l'adherència dels materials
- 5 Mètodes per augmentar l'adherència
- 6 Maneres d'augmentar l'adherència a diversos materials
- 7 Adherència per soldadura
- 8 Resumint
- 9 Vídeo: què és l'adhesió
Què és l’adhesió, fonaments teòrics
L’adhesió és una de les propietats clau del material en les àrees següents:
- Metal·lúrgia: recobriments anticorrosió.
- Mecànica: una capa de lubricant a la superfície dels elements de les màquines i els mecanismes.
- Medicina - odontologia.
- Construcció. En aquesta indústria, l'adhesió és un dels principals indicadors de la qualitat del treball i de la fiabilitat de les estructures.
En gairebé totes les etapes de la construcció, es controlen els indicadors d'adhesió de les juntes següents:
- pintures i vernissos;
- mescles de guix, soleres i farcits;
- adhesius, morters de maçoneria, segelladors, etc.
Un exemple d'adhesió química és la reacció d'unió del segellador de silicona al vidre
Hi ha tres principis bàsics per a la unió adhesiva de materials. En construcció i tecnologia, es manifesten de la següent manera:
- Mecànica - L'adherència es produeix mitjançant l'adherència del material aplicat a la base.El mecanisme d'aquesta connexió consisteix en la penetració de la substància aplicada en els porus de la capa exterior o en connexió amb una superfície rugosa. Un exemple és pintar la superfície de formigó o metall.
- Química - la connexió entre materials, inclosos els de densitats diferents, es produeix a nivell atòmic. Per a la formació d’aquest enllaç és necessària la presència d’un catalitzador. Un exemple d’aquest tipus d’adherència és la soldadura o soldadura.
- Física - a les superfícies d'aparellament hi ha un enllaç intermolecular electromagnètic. Pot ser causat per electricitat estàtica o camps magnètics o electromagnètics permanents. Un exemple d’ús en tecnologia és pintar diverses superfícies en un camp electromagnètic.
Propietats d'adherència dels materials de construcció i acabat
L'adhesió dels materials de construcció i acabat es realitza principalment segons el principi d'unió mecànica i química. En la construcció s’utilitzen un gran nombre de substàncies diferents, les característiques operatives i l’especificitat de la interacció de les quals són fonamentalment diferents. Dividim-los en tres grups principals i descrivim-los amb més detall.
pintures i vernissos
L'adhesió de materials de pintura a la superfície de la base es realitza d'acord amb el principi mecànic. Al mateix temps, s’aconsegueixen els indicadors de màxima resistència si la superfície de treball del material és rugosa o porosa. En el primer cas, l'àrea de contacte augmenta significativament, en el segon, la pintura penetra a la capa superficial de la base. A més, les propietats adhesives dels materials de pintura augmenten a causa de diversos additius modificadors:
- els organosilans i els poliorganosiloxans tenen un efecte hidrofobant i anticorrosiu addicional;
- resines de poliamida i polièster;
- catalitzadors organometàl·lics per a processos químics d'enduriment de materials de pintura;
- farcits fins de llast (per exemple, talc).
Pintura de farciment de talc: ignífug no intumescent
Guixos de construcció i adhesius secs
Fins fa poc, els treballs de construcció i acabat es feien mitjançant diverses solucions a base de guix, ciment i calç. Sovint, es barrejaven en una proporció determinada, cosa que va provocar un canvi limitat de les seves propietats bàsiques. Les mescles modernes de construcció en sec ja preparades: arrencades, acabats i acabats múltiples i estucs i massilles, tenen una composició molt més complexa. S’utilitzen àmpliament additius d’orígens diversos:
- mineral - catalitzadors de magnesia, vidre d’aigua, alúmina, ciment resistent als àcids o sense contracció, microsilica, etc.
- polimèric - polímers dispersables (PVA, poliacrilats, acetats de vinil, etc.).
Aquests modificadors canvien significativament les següents característiques principals de les mescles constructives:
- plàstic;
- propietats de retenció d’aigua;
- tixotropia.
Un exemple de mala adherència del guix a una paret de maó
Important! L’ús de modificadors de polímers proporciona un efecte més pronunciat de millora de l’adherència. Tanmateix, la formació de compostos estables de pel·lícules de polímer a la vora de diferents tipus de materials (guix endurit de base) només és possible a una temperatura determinada. Aquest terme s’anomena temperatura mínima de formació de pel·lícules - MTP. Per a diferents guixos, pot ser diferent de + 5 ° C a + 10 ° C. Per evitar la delaminació, cal seguir de prop les recomanacions del fabricant sobre temperatura, tant ambiental com substrat.
Segelladors
Els segellants utilitzats en la construcció es classifiquen en tres tipus diferents, cadascun dels quals requereix condicions específiques per a una adhesió d'alta resistència al material del substrat. Considerem cada tipus amb més detall.
- Segellants d'assecat. La composició inclou diversos polímers i dissolvents orgànics: estirè-butadien o nitril, cautxú cloroprè, etc. Com a regla general, tenen una consistència pastosa amb una viscositat de 300-550 Pa. Depenent de la viscositat, s’apliquen amb espàtula o amb pinzell. Després de la seva aplicació a la superfície, es requereix un cert temps per assecar-se (evaporar el dissolvent) i formar la pel·lícula de polímer.
Segellant acrílic d'assecat
- Segellants sense assecar. Generalment consisteixen en cautxú, betum i diversos plastificants. Tenen una resistència limitada a altes temperatures, no més de 700S-800C, després del qual comencen a deformar-se.
Composició bituminosa sense assecar, que s’utilitza per segellar el sistema de drenatge de les tempestes
- Segellat de curació. Després de la seva aplicació, sota la influència de diversos factors: humitat, calor, reactius químics, es produeix una reacció de polimerització irreversible.
Preparació de segellador de poliuretà bicomponent Sazilast
De totes les varietats llistades, els segellants de curació proporcionen la màxima adherència a la microroughness de la superfície del substrat. A més, són resistents a les altes temperatures, a les influències mecàniques i químiques. Tenen la combinació òptima de rigidesa i duresa, cosa que els permet mantenir la seva forma original. Tot i això, són els més cars i difícils d’utilitzar.
Com es mesura l’adhesió?
La tecnologia per mesurar l'adherència, els mètodes de prova, així com tots els indicadors de la resistència de la connexió de materials s'indiquen a les normes següents:
- GOST 31356-2013 - Massilles i guixos;
- GOST 31149-2014 - Pintures i vernissos;
- GOST 27325 - Materials de pintura per a fusta, etc.
Informació! L’adhesió es mesura en kgf / cm2, MPa (megapascals) o kN (kilonewtons) és una mesura de la força que s’ha d’aplicar per separar la base i els materials de recobriment.
Mètode per determinar l'adherència de revestiments de pintura i vernís mitjançant el mètode de retícula
Si bé anteriorment les característiques d'adherència dels materials només es podien mesurar en condicions de laboratori, en aquest moment hi ha molts dispositius que es poden utilitzar directament a l'obra. La majoria de mètodes per mesurar l'adherència, tant al camp com al laboratori, impliquen la destrucció de la capa de cobertura exterior. Però hi ha diversos dispositius basats en ultrasons.
Taula de classificació dels resultats de les proves de pintures i vernissos
- Mesurador d'adherència de ganivets. S’utilitza per determinar els paràmetres d’adherència mitjançant retalls o talls paral·lels. S'utilitza per a pintures i vernissos i pel·lícules de fins a 200 micres de gruix.
Mesurador d'adherència de ganivets, model Constant-KN2
- Pulsar 21. El dispositiu detecta la densitat de materials. S’utilitza per detectar esquerdes i delaminacions en formigó, tant de peça com de monolític. Hi ha firmwares i subrutines especials que, segons la densitat d’adhesió, permeten determinar la resistència d’adhesió de diversos tipus d’enguix a les superfícies de formigó.
Mesurador d’adhesió per ultrasons, Pulsar 21
- SM-1U. S'utilitza per determinar l'adherència de recobriments aïllants bituminosos i polimèrics mitjançant el mètode de destrucció parcial - cisalla. El principi de mesura es basa en la detecció de deformacions lineals del material aïllant. Com a regla general, s’utilitza per determinar la resistència del recobriment aïllant de les canonades. Es permet utilitzar per al control de qualitat l’aplicació d’impermeabilitzacions bituminoses a estructures d’edificis: parets de soterranis i soterranis, cobertes planes, etc.
Provador d'adhesió SM-1U
Factors que redueixen l'adherència dels materials
Diversos factors físics i químics influeixen en la disminució de l'adherència. La temperatura física i la humitat es refereixen a l’ambient en el moment de l’aplicació de materials decoratius, d’acabat o de protecció.Diversos contaminants, en particular, la pols que cobreix la superfície de la base, també redueixen les interaccions adhesives. Durant el funcionament, la radiació ultraviolada pot afectar la força de la connexió de pintures i vernissos.
Els factors químics que redueixen l’adhesió estan representats per diversos materials que contaminen la superfície: gasolina i olis, greixos, solucions àcides i alcalines, etc.
A més, l'adherència dels materials d'acabat es pot reduir mitjançant diversos processos que es produeixen a les estructures de construcció:
- contracció;
- tensions de tracció i compressió.
Informació! Una substància aplicada a una superfície per augmentar la força d’adherència entre el substrat i el material d’acabat s’anomena adhesiu. El substrat sobre el qual s’aplica l’adhesiu s’anomena substrat.
Mètodes per augmentar l'adherència
En la construcció, hi ha diverses maneres universals d’augmentar l’adherència dels materials d’acabat decoratius a la superfície base:
- Mecànica - la superfície de la base s'asproreix per augmentar l'àrea de contacte. Per fer-ho, es tracta amb diversos materials abrasius, s’apliquen osques, etc.
- Química - S’afegeixen diverses substàncies a la composició dels materials protectors i d’acabat aplicats. Aquests són, per regla general, polímers que formen enllaços més forts i donen al material una elasticitat addicional.
- Fisicoquímica - la superfície de la base es tracta amb una imprimació que modifica els paràmetres químics bàsics del material i afecta certes propietats físiques. Per exemple, una disminució de l’absorció d’humitat en materials porosos, l’ancoratge d’una capa exterior fluixa, etc.
Tractament superficial de la base abans de pintar amb un drap abrasiu
Imprimar la superfície abans d'aplicar el guix
Maneres d'augmentar l'adherència a diversos materials
Vegem de prop els mètodes per augmentar l’adherència de diversos materials utilitzats en la construcció.
Formigó
Els materials i les estructures de formigó s’utilitzen àmpliament en la construcció. A causa de l’alta densitat i suavitat de la superfície, les seves propietats adhesives potencials són força baixes. Per augmentar la resistència de la connexió dels compostos d’acabat, cal tenir en compte els paràmetres següents:
- superfície seca o humida. En general, l’adherència a una superfície seca és més elevada. No obstant això, s’han desenvolupat moltes mescles adhesives que requereixen la humectació prèvia de la superfície del substrat. En aquest cas, cal parar atenció als requisits del fabricant;
- temperatura ambient i base. La majoria dels materials d’acabat s’apliquen a superfícies de formigó a una temperatura de l’aire mínima de + 5 ° C ... + 7 ° C. Al mateix temps, el formigó no s’ha de congelar;
- imprimació. S’utilitza sense fallades. Per al formigó dens, es tracta de composicions amb un farciment de sorra de quars (contacte de formigó), per al formigó porós (escuma, formigó cel·lulat), es tracta de primers de penetració profunda basats en dispersions acríliques;
- afegint modificadors. Les mescles de guix sec ja preparades ja contenen diversos additius adhesius. Si el guix es barreja tot sol, es recomana afegir-hi: PVA, imprimació acrílica, en lloc de la mateixa quantitat d’aigua, cola de silicat, que confereix al material d’acabat propietats addicionals de repel·lent a la humitat.
El resultat d’aplicar guix de ciment a la superfície refredada de la base
Aplicació del contacte concret de la imprimació de quars Knauf
Metall
El mètode i la qualitat de la preparació de la superfície tenen un paper fonamental en la resistència de la connexió de pintures i vernissos amb una superfície metàl·lica. A casa, es recomana fer el següent:
- desgreixatge - processament de metalls amb diversos dissolvents: 650, 646, P-4, alcohol blanc, acetona, querosè. En casos extrems, la superfície s’eixuga amb gasolina;
- estores - processament de la base amb materials abrasius;
- encoixinat - ús de pintures especials per a imprimació. Es venen completes amb pintures decoratives d’un determinat tipus.
Important! L'adherència del plom, l'alumini i el zinc és molt inferior a la del ferro colat i l'acer. La raó és que aquests metalls formen pel·lícules d’òxid a la seva superfície. Per tant, la pelada dels revestiments de pintura i vernís es produeix al llarg de la capa d’òxid. Es recomana acolorir aquests materials immediatament després de treure la pel·lícula per mitjans mecànics o químics.
L’alumini també és susceptible a la corrosió, especialment quan està exposat a substàncies corrosives
Fusta i composites de fusta
La fusta és una superfície porosa amb moltes irregularitats i no experimenta cap problema particular amb la resistència de la connexió dels materials d’acabat. Però no hi ha límit de perfecció, per tant, s’han desenvolupat diverses tecnologies per millorar l’adherència en combinació amb el manteniment de les propietats protectores i decoratives del mateix acabat. El seu ús, per exemple, en combinació amb pintures acríliques, millora significativament la resistència a la intempèrie, la resistència a la decoloració ultraviolada i proporciona protecció biològica al material. La superfície de la fusta es tracta amb una gran varietat d’imprimacions, la majoria de les vegades, a base de compostos de bor i nitrocel·lulosa.
Adherència per soldadura
La soldadura és un dels mètodes més duradors d’unió d’estructures metàl·liques. Es tracta de l’adhesió de les molècules dels dos elements sense l’ús de substàncies intermèdies o auxiliars: cola o soldadura. Aquest procés té lloc sota la influència de l’activació tèrmica. La capa externa dels elements que s’uneixen s’escalfa per sobre del punt de fusió, després de la qual cosa es produeix la convergència intermolecular i la unió dels materials.
Costura de soldadura elèctrica. La connexió de dues parts mitjançant soldadura elèctrica és l’adhesió, ja que el metall utilitzat en l’elèctrode actua com a adhesiu
Els següents factors poden ser un obstacle per a l'adherència d'alta qualitat durant la soldadura:
- la presència de pel·lícules d’òxid. S’eliminen mecànicament o químicament durant la preparació de la superfície o desapareixen directament durant la soldadura sota la influència d’altes temperatures o fluxos;
- inconsistència en la composició química de materials i elèctrodes. S'ha de prestar una atenció especial a la presència i la quantitat de silici i carboni a les parts que s'uneixen. Per unir acers de diferents graus, es recomana utilitzar elèctrodes amb un baix contingut d'hidrogen difusible;
- profunditat de penetració insuficient, que depèn directament de la força actual i de la velocitat de moviment de l'elèctrode.
La soldadura de gas o plasma del metall és cohesió, ja que les molècules dels dos elements es connecten com a conseqüència de la fusió del material
Resumint
L’adhesió és una de les característiques més importants de molts processos de construcció moderna, per tant, cada vegada s’estan desenvolupant nous mètodes per augmentar-la. El seu ús proporcionarà una major durabilitat a les estructures de construcció i als materials d’acabat, cosa que suposarà un estalvi important.
Vídeo: què és l'adhesió
S'està carregant ... 
