Adheze: co to je, k čemu to je, jak to zlepšit
Jedná se o adhezi materiálů různého složení a struktury kvůli jejich fyzikálním a chemickým vlastnostem. Termín adheze pochází z latinského slova adheze - adheze. Ve stavebnictví dávají užší a konkrétnější označení toho, co je to adheze - to je schopnost dekorativních a dokončovacích nátěrů (malířských materiálů, omítek), těsnicích nebo lepicích směsí k pevnému a spolehlivému spojení s vnějším povrchem základního materiálu.
Působivá ukázka adhezního účinku moderních lepidel
Důležité! Mělo by se rozlišovat mezi pojmy adheze a soudržnost. Adheze spojuje různé typy materiálů a ovlivňuje pouze povrchovou vrstvu. Například barva na kovový povrch. Soudržnost je kombinací materiálů stejného typu, v důsledku čehož dochází k mezimolekulárním interakcím.
Schematické znázornění účinku adheze a soudržnosti
Obsah článku
Adheze, co to je - teoretické základy
Adheze je jednou z klíčových vlastností materiálu v následujících oblastech:
- Metalurgie - antikorozní nátěry.
- Mechanika - vrstva maziva na povrchu prvků strojů a mechanismů.
- Medicína - stomatologie.
- Konstrukce. V tomto odvětví je adheze jedním z hlavních ukazatelů kvality práce a spolehlivosti konstrukcí.
Téměř ve všech fázích výstavby jsou sledovány ukazatele adheze pro následující spoje:
- barvy a laky;
- sádrové směsi, potěry a výplně;
- lepidla, zdicí malty, tmely atd.
Příkladem chemické adheze je reakce lepení silikonového tmelu na sklo
Existují tři základní principy lepení materiálů. Ve stavebnictví a technologii se projevují následovně:
- Mechanické - adheze nastává adhezí aplikovaného materiálu k podkladu.Mechanismus takového spojení spočívá v proniknutí aplikované látky do pórů vnější vrstvy nebo ve spojení s drsným povrchem. Příkladem je malba povrchu betonu nebo kovu.
- Chemikálie - ke spojení mezi materiály, včetně materiálů různé hustoty, dochází na atomové úrovni. K vytvoření takové vazby je nutná přítomnost katalyzátoru. Příkladem tohoto typu adheze je pájení nebo svařování.
- Fyzický - na protilehlých površích je elektromagnetická mezimolekulární vazba. Může být způsobeno statickou elektřinou nebo permanentními magnetickými nebo elektromagnetickými poli. Příkladem použití v technologii je malování různých povrchů v elektromagnetickém poli.
Adhezní vlastnosti stavebních a dokončovacích materiálů
Adheze stavebních a dokončovacích materiálů se provádí hlavně na principu mechanického a chemického lepení. Ve stavebnictví se používá velké množství různých látek, jejichž provozní vlastnosti a specifičnost interakce se zásadně liší. Rozdělme je do tří hlavních skupin a popište je podrobněji.
barvy a laky
Přilnavost nátěrových hmot k povrchu podkladu se provádí podle mechanického principu. Současně se dosáhne indikátorů maximální pevnosti, pokud je pracovní povrch materiálu drsný nebo porézní. V prvním případě se kontaktní plocha výrazně zvětší, ve druhém barva pronikne do povrchové vrstvy základny. Kromě toho se lepicí vlastnosti nátěrových hmot zvyšují díky různým modifikujícím přísadám:
- organosilany a polyorganosiloxany mají další hydrofobizační a antikorozní účinek;
- polyamidové a polyesterové pryskyřice;
- organokovové katalyzátory pro chemické procesy vytvrzování nátěrových hmot;
- jemná náplň balastu (například mastek).
Barva plniva mastku - neintumescentně zpomalující hoření
Stavební omítky a suchá lepidla
Až donedávna byly stavební a dokončovací práce prováděny pomocí různých řešení na bázi sádry, cementu a vápna. Často byly smíchány v určitém poměru, což vedlo k omezené změně jejich základních vlastností. Moderní hotové suché stavební směsi: počáteční, dokončovací a vícenásobné omítky a tmely mají mnohem složitější složení. Aditiva různého původu jsou široce používána:
- minerální - hořčíkové katalyzátory, vodní sklo, oxid hlinitý, kyselinovzdorný nebo nesmršťovací cement, mikrokřemičitan atd.
- polymerní - dispergovatelné polymery (PVA, polyakryláty, vinylacetáty atd.).
Takové modifikátory významně mění následující hlavní charakteristiky stavebních směsí:
- plastický;
- vlastnosti zadržování vody;
- tixotropie.
Příklad špatné přilnavosti omítky ke zdi
Důležité! Použití polymerních modifikátorů poskytuje výraznější účinek zvýšení adheze. Tvorba stabilních sloučenin polymerních fólií na hranici různých typů materiálů (základní - vytvrzující omítka) je však možná pouze při určité teplotě. Tento termín se nazývá minimální teplota tvorby filmu - MTP. U různých omítek se může pohybovat od + 5 ° C do + 10 ° C. Aby se zabránilo delaminaci, je třeba pečlivě dodržovat doporučení výrobce týkající se teploty, okolního prostředí i podkladu.
Tmely
Tmely používané ve stavbě jsou rozděleny do tří různých typů, z nichž každý vyžaduje specifické podmínky pro vysokou pevnost přilnavosti k podkladovému materiálu. Zvažme každý typ podrobněji.
- Sušení tmelů. Složení zahrnuje různé polymery a organická rozpouštědla: butadien-styren nebo nitril, chloroprenový kaučuk atd. Zpravidla mají pastovitou konzistenci s viskozitou 300-550 Pa. Podle viskozity se nanášejí buď špachtlí nebo štětcem. Po jejich aplikaci na povrch je nutná určitá doba pro vysušení (odpaření rozpouštědla) a vytvoření polymerního filmu.
Sušící akrylový tmel
- Neschnoucí tmely. Obvykle se skládají z gumy, asfaltu a různých změkčovadel. Mají omezenou odolnost proti vysokým teplotám, ne více než 700S-800C, po kterém se začnou deformovat.
Asfaltová nevysychající směs, která se používá k utěsnění systému odvodnění bouří
- Vytvrzování tmelů. Po jejich aplikaci dochází pod vlivem různých faktorů: vlhkost, teplo, chemická činidla, k nevratné polymerační reakci.
Příprava dvousložkového polyuretanového tmelu Sazilast
Ze všech uvedených odrůd poskytují vytvrzovací tmely maximální přilnavost k mikroroughu povrchu podkladu. Kromě toho jsou odolné vůči vysokým teplotám, mechanickým a chemickým vlivům. Mají optimální kombinaci tuhosti a houževnatosti, což jim umožňuje udržovat jejich původní tvar. Jsou však nejdražší a obtížně použitelné.
Jak se měří adheze?
Technologie měření adheze, zkušební metody a všechny ukazatele pevnosti spojení materiálů jsou uvedeny v následujících normách:
- GOST 31356-2013 - Tmely a omítky;
- GOST 31149-2014 - Barvy a laky;
- GOST 27325 - Nátěrové hmoty na dřevo atd.
Informace! Adheze se měří v kgf / cm2, MPa (megapascal) nebo kN (kilonewton) je míra síly, která musí být použita k oddělení základního a potahového materiálu.
Metoda pro stanovení přilnavosti barev a laků metodou mřížkového zářezu
Zatímco dříve bylo možné měřit adhezní vlastnosti materiálů pouze za laboratorních podmínek, v současné době existuje mnoho zařízení, která lze použít přímo na staveništi. Většina metod pro měření adheze, jak v terénu, tak v laboratoři, zahrnuje zničení vnější krycí vrstvy. Existuje však několik zařízení založených na ultrazvuku.
Klasifikační tabulka výsledků zkoušek pro barvy a laky
- Měřič adheze nože. Používá se k určení parametrů adheze mřížkovým nebo paralelním řezem. Používá se pro barvy a laky a filmové nátěry do tloušťky 200 mikronů.
Měřič adheze nože, model Constant-KN2
- Pulsar 21. Zařízení detekuje hustotu materiálů. Používá se k detekci trhlin a delaminace v betonu, kusovém i monolitickém. Existují speciální firmwares a podprogramy, které vám podle hustoty adheze umožňují určit adhezní sílu různých typů omítek k betonovým povrchům.
Ultrazvukový měřič adheze, Pulsar 21
- SM-1U. Používá se ke stanovení adheze polymerních a asfaltových izolačních povlaků metodou částečné destrukce - smyku. Princip měření je založen na detekci lineárních deformací izolačního materiálu. Zpravidla se používá ke stanovení pevnosti izolačního povlaku potrubí. Pro kontrolu kvality je povoleno používat asfaltové hydroizolace na stavební konstrukce: stěny suterénů a suterénů, ploché střechy atd.
Tester přilnavosti SM-1U
Faktory, které snižují adhezi materiálů
Různé fyzikální a chemické faktory ovlivňují pokles adheze. Fyzikální teplota a vlhkost se vztahují k prostředí v době aplikace dekorativních, dokončovacích nebo ochranných materiálů.Různé nečistoty, zejména prach pokrývající povrch základny, také snižují adhezní interakce. Během provozu může ultrafialové záření ovlivnit pevnost spojení barev a laků.
Chemické faktory, které snižují adhezi, představují různé materiály kontaminující povrch: benzín a oleje, tuky, kyselé a alkalické roztoky atd.
Přilnavost dokončovacích materiálů lze také snížit různými procesy, které se vyskytují ve stavebních konstrukcích:
- srážení;
- tahová a tlaková napětí.
Informace! Látka aplikovaná na povrch ke zvýšení adhezní síly mezi podkladem a dokončovacím materiálem se nazývá lepidlo. Substrát, na který se lepidlo nanáší, se nazývá substrát.
Metody pro zvýšení adheze
Ve stavebnictví existuje několik univerzálních způsobů, jak zvýšit přilnavost dekorativních dokončovacích materiálů k podkladu:
- Mechanické - povrch základny je zdrsněn, aby se zvětšila kontaktní plocha. K tomu je ošetřeno různými abrazivními materiály, jsou aplikovány zářezy atd.
- Chemikálie - do složení aplikovaných ochranných a dokončovacích materiálů se přidávají různé látky. Jedná se zpravidla o polymery, které vytvářejí silnější vazby a dodávají materiálu další pružnost.
- Fyzikálně-chemické - povrch základny je ošetřen základním nátěrem, který mění základní chemické parametry materiálu a ovlivňuje určité fyzikální vlastnosti. Například snížení absorpce vlhkosti v porézních materiálech, ukotvení volné vnější vrstvy atd.
Povrchová úprava podkladu před lakováním brusným hadříkem
Před nanesením omítky proveďte penetraci povrchu
Způsoby, jak zvýšit přilnavost k různým materiálům
Podívejme se blíže na metody zvyšování adheze pro různé materiály používané ve stavebnictví.
Beton
Betonové stavební materiály a konstrukce jsou široce používány ve stavebnictví. Vzhledem k vysoké hustotě a hladkosti povrchu jsou jejich potenciální adhezní vlastnosti poměrně nízké. Pro zvýšení pevnosti spojení dokončovacích hmot je třeba vzít v úvahu následující parametry:
- suchý nebo vlhký povrch. Obecně je adheze k suchému povrchu vyšší. Bylo však vyvinuto mnoho směsí lepidel, které vyžadují předběžné smáčení povrchu podkladu. V tomto případě musíte věnovat pozornost požadavkům výrobce;
- okolní a základní teplota. Většina dokončovacích materiálů se nanáší na betonové povrchy při teplotě vzduchu nejméně + 5 ° C ... + 7 ° C. Současně by beton neměl být zmrzlý;
- primer. Používá se bezchybně. U hustého betonu se jedná o směsi s plnivem z křemičitého písku (betonový kontakt), u pórobetonu (pěna, pórobeton) o penetrační nátěry s hlubokým průnikem na bázi akrylových disperzí;
- přidání modifikátorů. Hotové suché omítkové směsi již obsahují různé adhezivní přísady. Pokud je omítka míchána samostatně, doporučuje se k ní přidat: PVA, akrylový základ, místo stejného množství vody, silikátové lepidlo, které dodává finálnímu materiálu další vlastnosti odpuzující vlhkost.
Výsledek aplikace cementové omítky na podchlazený povrch základny
Aplikace Knauf křemenného základního nátěru na beton
Kov
Způsob a kvalita přípravy povrchu hrají klíčovou roli v pevnosti spojení barev a laků s kovovým povrchem. Doma se doporučuje provádět následující:
- odmašťování - zpracování kovů různými rozpouštědly: 650, 646, P-4, lakový benzín, aceton, petrolej. V extrémních případech je povrch otřen benzínem;
- rohože - zpracování podkladu abrazivními materiály;
- polstrování - použití speciálních základních barev. Prodávají se s dekorativními barvami určitého typu.
Důležité! Adheze olova, hliníku a zinku je mnohem nižší než u litiny a oceli. Důvodem je, že tyto kovy tvoří na svém povrchu oxidové filmy. Proto dochází k odlupování nátěrových hmot a laků podél vrstvy oxidu. Doporučuje se tyto materiály barvit ihned po odstranění filmu mechanickými nebo chemickými prostředky.
Hliník je také citlivý na korozi, zvláště když je vystaven korozivním látkám
Dřevo a dřevěné kompozity
Dřevo je porézní povrch se spoustou nerovností a nezaznamenává žádné zvláštní problémy s pevností spojení dokončovacích materiálů. Dokonalost však není nijak omezena, proto byly vyvinuty různé technologie ke zlepšení přilnavosti v kombinaci se zachováním ochranných a dekorativních vlastností samotné povrchové úpravy. Jejich použití například v kombinaci s akrylovými barvami výrazně zlepšuje odolnost proti povětrnostním vlivům, odolnost proti vyblednutí ultrafialovým zářením a poskytuje materiálu biologickou ochranu. Povrch dřeva je ošetřen širokou škálou základních nátěrů, nejčastěji na bázi sloučenin boru a nitrocelulózy.
Přilnavost svařování
Svařování je jednou z nejtrvanlivějších metod spojování kovových konstrukcí. Jedná se o adhezi molekul dvou prvků bez použití meziproduktů nebo pomocných látek - lepidla nebo pájky. Tento proces probíhá pod vlivem tepelné aktivace. Vnější vrstva prvků, které mají být spojeny, se zahřívá nad bodem tání, po kterém nastává mezimolekulární konvergence a spojení materiálů.
Elektrický svařovací šev. Spojení dvou částí elektrickým svařováním je adhezní, protože kov použitý v elektrodě působí jako lepidlo
Překážkou vysoké kvality přilnavosti při svařování mohou být následující faktory:
- přítomnost oxidových filmů. Jsou odstraňovány mechanicky nebo chemicky během přípravy povrchu nebo zmizí přímo během procesu svařování pod vlivem vysokých teplot nebo toků;
- nekonzistence v chemickém složení materiálů a elektrod. Zvláštní pozornost je třeba věnovat přítomnosti a množství křemíku a uhlíku ve spojovaných součástech. Pro spojování ocelí různých jakostí se doporučuje používat elektrody s nízkým obsahem difuzního vodíku;
- nedostatečná hloubka průniku, která přímo závisí na síle proudu a rychlosti pohybu elektrody.
Plynové nebo plazmové svařování kovu je soudržnost, protože molekuly těchto dvou prvků se spojují v důsledku tavení materiálu
Shrnutí
Adheze je jednou z nejdůležitějších charakteristik mnoha procesů moderní konstrukce, proto se stále více a více vyvíjí nové metody pro její zvýšení. Jejich použití zajistí větší trvanlivost stavebních konstrukcí a dokončovacích materiálů, což v konečném důsledku zajistí značné úspory.
Video: co je adheze
Načítání... 
