Adhesión: que es, para que sirve, como mejorarla
Se trata de la adhesión de materiales de diferente composición y estructura, debido a sus propiedades físicas y químicas. El término adhesión proviene de la palabra latina adhesión - adhesión. En la construcción, dan una designación más específica y enfocada de lo que es la adhesión: la capacidad de los revestimientos decorativos y de acabado (materiales de pintura, yeso), selladores o mezclas adhesivas para una conexión fuerte y confiable con la superficie exterior del material base.
Impresionante demostración del efecto de adhesión de los adhesivos modernos
¡Importante! Debe hacerse una distinción entre los conceptos de adhesión y cohesión. La adhesión conecta diferentes tipos de materiales, afectando solo la capa superficial. Por ejemplo, pintar sobre una superficie metálica. La cohesión es una combinación de materiales del mismo tipo, como resultado de lo cual se forman interacciones intermoleculares.
Representación esquemática del efecto de adhesión y cohesión
El contenido del artículo
- 1 Adhesión, que es - fundamentos teóricos
- 2 Propiedades de adhesión de materiales de construcción y acabado.
- 3 ¿Cómo se mide la adherencia?
- 4 Factores que reducen la adherencia de materiales
- 5 Métodos para aumentar la adherencia.
- 6 Formas de aumentar la adherencia a varios materiales.
- 7 Adhesión de soldadura
- 8 Resumiendo
- 9 Video: que es la adherencia
Adhesión, que es - fundamentos teóricos
La adhesión es una de las propiedades clave del material en las siguientes áreas:
- Metalurgia: revestimientos anticorrosión.
- Mecánica: una capa de lubricante en la superficie de los elementos de las máquinas y mecanismos.
- Medicina - odontología.
- Construcción. En esta industria, la adhesión es uno de los principales indicadores de la calidad del trabajo y la confiabilidad de las estructuras.
En casi todas las etapas de la construcción, se monitorean los indicadores de adherencia para las siguientes conexiones:
- pinturas y barnices;
- mezclas de yeso, soleras y rellenos;
- adhesivos, morteros de albañilería, selladores, etc.
Un ejemplo de adhesión química es la reacción de unir el sellador de silicona al vidrio.
Hay tres principios básicos para la unión adhesiva de materiales. En construcción y tecnología, se manifiestan de la siguiente manera:
- Mecánico - la adherencia se produce por la adherencia del material aplicado a la base.El mecanismo de tal conexión consiste en la penetración de la sustancia aplicada en los poros de la capa exterior o en conexión con una superficie rugosa. Un ejemplo es pintar la superficie de hormigón o metal.
- Químico - la conexión entre materiales, incluidos los de diferentes densidades, se produce a nivel atómico. Para la formación de tal enlace, se requiere la presencia de un catalizador. Un ejemplo de este tipo de adherencia es la soldadura o soldadura.
- Físico - en las superficies de contacto hay un enlace intermolecular electromagnético. Puede ser causado por electricidad estática o campos magnéticos o electromagnéticos permanentes. Un ejemplo de uso en tecnología es pintar varias superficies en un campo electromagnético.
Propiedades de adhesión de materiales de construcción y acabado.
La adhesión de materiales de construcción y acabado se lleva a cabo principalmente de acuerdo con el principio de unión mecánica y química. En la construcción se utilizan una gran cantidad de sustancias diferentes, cuyas características operativas y especificidad de la interacción son fundamentalmente diferentes. Vamos a dividirlos en tres grupos principales y describirlos con más detalle.
pinturas y barnices
La adhesión de los materiales de pintura a la superficie de la base se realiza según el principio mecánico. Al mismo tiempo, los indicadores de resistencia máxima se logran si la superficie de trabajo del material es rugosa o porosa. En el primer caso, el área de contacto aumenta significativamente, en el segundo, la pintura penetra en la capa superficial de la base. Además, las propiedades adhesivas de los materiales de pintura aumentan debido a varios aditivos modificadores:
- los organosilanos y poliorganosiloxanos tienen un efecto hidrofobizante y anticorrosivo adicional;
- resinas de poliamida y poliéster;
- catalizadores organometálicos para procesos químicos de endurecimiento de materiales de pintura;
- cargas finas de lastre (por ejemplo, talco).
Pintura de relleno de talco - retardante de llama no intumescente
Yesos de construcción y adhesivos secos
Hasta hace poco, los trabajos de construcción y acabado se realizaban utilizando diversas soluciones a base de yeso, cemento y cal. A menudo, se mezclaron en una cierta proporción, lo que resultó en un cambio limitado en sus propiedades básicas. Las modernas mezclas de construcción en seco listas para usar: enlucidos y masillas de inicio, acabado y multiacabado, tienen una composición mucho más compleja. Los aditivos de diversos orígenes se utilizan ampliamente:
- mineral - catalizadores de magnesia, vidrio soluble, alúmina, cemento resistente a los ácidos o que no encoge, microsílice, etc.
- polimérico - polímeros dispersables (PVA, poliacrilatos, acetatos de vinilo, etc.).
Dichos modificadores cambian significativamente las siguientes características principales de las mezclas de construcción:
- el plastico;
- propiedades de retención de agua;
- tixotropía.
Un ejemplo de mala adherencia del yeso a una pared de ladrillos
¡Importante! El uso de modificadores de polímeros da un efecto más pronunciado de mejorar la adhesión. Sin embargo, la formación de compuestos estables de películas de polímero en el borde de diferentes tipos de materiales (yeso de endurecimiento base) solo es posible a una cierta temperatura. Este término se denomina temperatura mínima de formación de película - MTP. Para diferentes yesos, puede variar de + 5 ° C a + 10 ° C. Para evitar la delaminación, se deben seguir de cerca las recomendaciones del fabricante para la temperatura, tanto ambiental como del sustrato.
Selladores
Los selladores utilizados en la construcción se clasifican en tres tipos diferentes, cada uno de los cuales requiere condiciones específicas para una adhesión de alta resistencia al material del sustrato. Consideremos cada tipo con más detalle.
- Secadores de secado. La composición incluye varios polímeros y disolventes orgánicos: estireno-butadieno o nitrilo, caucho de cloropreno, etc. Por regla general, tienen una consistencia pastosa con una viscosidad de 300-550 Pa. Dependiendo de la viscosidad, se aplican con espátula o con pincel. Después de su aplicación a la superficie, se requiere un cierto tiempo para el secado (evaporación del solvente) y la formación de una película de polímero.
Sellador acrílico de secado
- Selladores que no secan. Suelen estar compuestos por caucho, betún y diversos plastificantes. Tienen una resistencia limitada a altas temperaturas, no más de 700Vuela-Salto-800C, después de lo cual comienzan a deformarse.
Composición bituminosa que no se seca, utilizada para sellar el sistema de drenaje pluvial
- Selladores de curado. Después de su aplicación, bajo la influencia de varios factores: humedad, calor, reactivos químicos, se produce una reacción de polimerización irreversible.
Preparación del sellador de poliuretano de dos componentes Sazilast
De todas las variedades enumeradas, los selladores de curado proporcionan la máxima adhesión a la microrrugosidad de la superficie del sustrato. Además, son resistentes a altas temperaturas, influencias mecánicas y químicas. Tienen la combinación óptima de rigidez y tenacidad, lo que les permite mantener su forma original. Sin embargo, son los más costosos y difíciles de usar.
¿Cómo se mide la adherencia?
La tecnología para medir la adherencia, los métodos de prueba y todos los indicadores de la resistencia de la conexión de los materiales se indican en las siguientes normas:
- GOST 31356-2013 - Masillas y yesos;
- GOST 31149-2014 - Pinturas y barnices;
- GOST 27325 - Materiales de pintura para madera, etc.
¡Información! La adherencia se mide en kgf / cm2, MPa (megapascales) o kN (kilonewtons) es una medida de la fuerza que se debe aplicar para separar los materiales de base y de recubrimiento.
Método para determinar la adhesión de revestimientos de pintura y barniz mediante el método de muesca de celosía.
Mientras que anteriormente las características de adherencia de los materiales solo podían medirse en condiciones de laboratorio, actualmente existen muchos instrumentos que se pueden utilizar directamente en la obra. La mayoría de los métodos para medir la adhesión, tanto en el campo como en el laboratorio, implican la destrucción de la capa de recubrimiento exterior. Pero existen varios dispositivos basados en ultrasonido.
Tabla de clasificación de resultados de pruebas para pinturas
- Medidor de adherencia de cuchillo. Se utiliza para determinar los parámetros de adherencia por celosía yo cortes paralelos. Se utiliza para pinturas y barnices y recubrimientos de películas de hasta 200 micrones de espesor.
Medidor de adherencia de cuchillo, modelo Constant-KN2
- Pulsar 21. El dispositivo detecta la densidad de materiales. Se utiliza para detectar grietas y delaminación en hormigón, tanto pieza como monolítico. Existen firmwares y subrutinas especiales que, de acuerdo con la densidad de adherencia, permiten determinar la fuerza de adherencia de varios tipos de revoques sobre superficies de hormigón.
Medidor de adherencia ultrasónico, Pulsar 21
- SM-1U. Se utiliza para determinar la adhesión de polímeros y revestimientos aislantes bituminosos mediante el método de destrucción parcial: cizallamiento. El principio de medición se basa en la detección de deformaciones lineales del material aislante. Como regla general, se usa para determinar la resistencia del revestimiento de aislamiento de las tuberías. Se permite utilizar para el control de calidad la aplicación de impermeabilización bituminosa en estructuras de edificios: paredes de sótanos y sótanos, cubiertas planas, etc.
Comprobador de adherencia SM-1U
Factores que reducen la adherencia de materiales
Varios factores físicos y químicos influyen en la disminución de la adherencia. La temperatura física y la humedad se refieren al ambiente en el momento de la aplicación de materiales decorativos, de acabado o protectores.Varios contaminantes, en particular, el polvo que cubre la superficie de la base, también reducen las interacciones adhesivas. Durante la operación, la radiación ultravioleta puede afectar la fuerza de la conexión de pinturas y barnices.
Los factores químicos que reducen la adherencia están representados por diversos materiales que contaminan la superficie: gasolina y aceites, grasas, soluciones ácidas y alcalinas, etc.
Además, la adherencia de los materiales de acabado puede reducirse mediante varios procesos que ocurren en las estructuras de los edificios:
- contracción;
- tensiones de tracción y compresión.
¡Información! Una sustancia que se aplica a una superficie para aumentar la adhesión entre el sustrato y el material de acabado se llama adhesivo. El sustrato sobre el que se aplica el adhesivo se llama sustrato.
Métodos para aumentar la adherencia.
En la construcción, existen varias formas universales de aumentar la adhesión de los materiales de acabado decorativo a la superficie de la base:
- Mecánico - la superficie de la base está rugosa para aumentar el área de contacto. Para ello, se trata con diversos materiales abrasivos, se aplican muescas, etc.
- Químico - Se agregan varias sustancias a la composición de los materiales de protección y acabado aplicados. Estos son, por regla general, polímeros que forman enlaces más fuertes y dan al material elasticidad adicional.
- Fisicoquímico - la superficie de la base se trata con una imprimación que cambia los parámetros químicos básicos del material y afecta ciertas propiedades físicas. Por ejemplo, una disminución de la absorción de humedad en materiales porosos, anclaje de una capa exterior suelta, etc.
Tratamiento superficial de la base antes de pintar con un paño abrasivo
Imprimación de la superficie antes de aplicar el yeso
Formas de aumentar la adherencia a varios materiales.
Echemos un vistazo más de cerca a los métodos para aumentar la adhesión de varios materiales utilizados en la construcción.
Hormigón
Los materiales y estructuras de construcción de hormigón se utilizan ampliamente en la construcción. Debido a la alta densidad y suavidad de la superficie, sus propiedades adhesivas potenciales son bastante bajas. Para aumentar la fuerza de unión de los compuestos de acabado, se deben tener en cuenta los siguientes parámetros:
- superficie seca o húmeda. Generalmente, la adherencia a una superficie seca es mayor. Sin embargo, se han desarrollado muchas mezclas adhesivas que requieren humedecer previamente la superficie del sustrato. En este caso, debe prestar atención a los requisitos del fabricante;
- temperatura ambiente y del sustrato. La mayoría de los materiales de acabado se aplican a superficies de hormigón a una temperatura del aire de al menos + 5 ° C ... + 7 ° C. Al mismo tiempo, el hormigón no debe congelarse;
- cebador. Se utiliza sin falta. Para hormigón denso, se trata de composiciones con un relleno de arena de cuarzo (contacto hormigón), para hormigón poroso (espuma, hormigón celular), se trata de imprimaciones de penetración profunda a base de dispersiones acrílicas;
- agregar modificadores. Las mezclas de yeso seco listas para usar ya contienen varios aditivos adhesivos. Si el yeso se mezcla solo, se recomienda agregarle: PVA, imprimación acrílica, en lugar de la misma cantidad de agua, pegamento de silicato, que le da al material de acabado propiedades adicionales repelentes de humedad.
El resultado de aplicar yeso de cemento a la superficie superenfriada de la base.
Aplicación de imprimación de hormigón de cuarzo Knauf
Metal
El método y la calidad de la preparación de la superficie juegan un papel clave en la fuerza de la conexión de pinturas y barnices con una superficie metálica. En casa, se recomienda hacer lo siguiente:
- desengrasante - procesamiento de metales con varios disolventes: 650, 646, P-4, aguarrás, acetona, queroseno. En casos extremos, la superficie se limpia con gasolina;
- estera - procesamiento de la base con materiales abrasivos;
- relleno - uso de pinturas de imprimación especiales. Se venden completos con pinturas decorativas de cierto tipo.
¡Importante! La adherencia del plomo, aluminio y zinc es mucho menor que la del hierro fundido y el acero. La razón es que estos metales forman películas de óxido en su superficie. Por lo tanto, se produce el desprendimiento de los revestimientos de pintura y barniz a lo largo de la capa de óxido. Se recomienda colorear estos materiales inmediatamente después de retirar la película por medios mecánicos o químicos.
El aluminio también es susceptible a la corrosión, especialmente cuando se expone a sustancias corrosivas.
Madera y compuestos de madera
La madera es una superficie porosa con muchas irregularidades y no experimenta ningún problema particular con la resistencia de la conexión de los materiales de acabado. Pero no hay límite para la perfección, por lo que se han desarrollado varias tecnologías para mejorar la adhesión en combinación con la preservación de las propiedades protectoras y decorativas del propio acabado. Su uso, por ejemplo, en combinación con pinturas acrílicas, mejora significativamente la resistencia a la intemperie, la resistencia a la decoloración ultravioleta y brinda protección biológica al material. La superficie de la madera se trata con una amplia variedad de imprimaciones, la mayoría de las veces a base de compuestos de boro y nitrocelulosa.
Adhesión de soldadura
La soldadura es uno de los métodos más duraderos para unir estructuras metálicas. Esta es la adhesión de las moléculas de los dos elementos sin el uso de sustancias intermedias o auxiliares: pegamento o soldadura. Este proceso tiene lugar bajo la influencia de la activación térmica. La capa exterior de los elementos conectados se calienta por encima del punto de fusión, después de lo cual se produce el acercamiento intermolecular y la conexión de materiales.
Costura de soldadura eléctrica. La unión de dos partes por soldadura eléctrica es de adhesión, ya que el metal utilizado en el electrodo actúa como adhesivo.
Los siguientes factores pueden ser un obstáculo para una adhesión de alta calidad durante la soldadura:
- la presencia de películas de óxido. Se eliminan mecánica o químicamente durante la preparación de la superficie o desaparecen directamente durante la soldadura bajo la influencia de altas temperaturas o fundentes;
- inconsistencia en la composición química de materiales y electrodos. Se debe prestar especial atención a la presencia y cantidad de silicio y carbono en las piezas a unir. Para unir aceros de diferentes calidades, se recomienda utilizar electrodos con bajo contenido de hidrógeno difusible;
- profundidad de penetración insuficiente, que depende directamente de la intensidad de la corriente y la velocidad de movimiento del electrodo.
La soldadura de metal con gas o plasma es la cohesión, ya que las moléculas de los dos elementos están conectadas como resultado de la fusión del material.
Resumiendo
La adhesión es una de las características más importantes de muchos procesos de construcción moderna, por lo que cada vez se desarrollan más métodos nuevos para incrementarla. Su uso garantizará una mayor durabilidad de las estructuras de construcción y los materiales de acabado, lo que en última instancia proporcionará ahorros significativos.
Video: que es la adherencia
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