Adhezija: što je to, čemu služi, kako ga poboljšati
To je prianjanje materijala različitog sastava i strukture, zbog njihovih fizikalnih i kemijskih svojstava. Pojam adhezija dolazi od latinske riječi adhesion - adhezija. U građevinarstvu daju usko fokusiranu i specifičnu oznaku onoga što je prianjanje - to je sposobnost ukrasnih i završnih premaza (materijali za lakiranje, gips), brtvenih ili ljepljivih smjesa za snažnu i pouzdanu vezu s vanjskom površinom osnovnog materijala.
Impresivna demonstracija učinka adhezije modernih ljepila
Važno! Treba razlikovati koncepte adhezije i kohezije. Adhezija povezuje različite vrste materijala, utječući samo na površinski sloj. Na primjer boja na metalnoj površini. Kohezija je kombinacija materijala iste vrste, uslijed čega nastaju intermolekularne interakcije.
Shematski prikaz učinka adhezije i kohezije
Sadržaj članka
- 1 Adhezija, što je to - teorijski temelji
- 2 Ljepljiva svojstva građevinskih i završnih materijala
- 3 Kako se mjeri adhezija?
- 4 Čimbenici koji smanjuju prianjanje materijala
- 5 Metode za povećanje adhezije
- 6 Načini za povećanje prianjanja na različite materijale
- 7 Prianjanje za zavarivanje
- 8 Sumirati
- 9 Video: što je prianjanje
Adhezija, što je to - teorijski temelji
Adhezija je jedno od ključnih svojstava materijala u sljedećim područjima:
- Metalurgija - antikorozivni premazi.
- Mehanika - sloj maziva na površini elemenata strojeva i mehanizama.
- Medicina - stomatologija.
- Izgradnja. U ovoj industriji adhezija je jedan od glavnih pokazatelja kvalitete rada i pouzdanosti konstrukcija.
U gotovo svim fazama gradnje prate se pokazatelji prianjanja za sljedeće veze:
- boje i lakovi;
- mješavine žbuke, estrihi i ispune;
- ljepila, zidne žbuke, brtvila itd.
Primjer kemijske adhezije je reakcija lijepljenja silikonskog brtvila na staklo
Tri su osnovna načela za ljepljivo vezivanje materijala. U građevinarstvu i tehnologiji očituju se na sljedeći način:
- Mehanički - prianjanje nastaje prianjanjem nanesenog materijala na podlogu.Mehanizam takve veze sastoji se u prodiranju nanesene tvari u pore vanjskog sloja ili u vezi s hrapavom površinom. Primjer je bojanje površine betona ili metala.
- Kemijska - veza između materijala, uključujući one različite gustoće, javlja se na atomskoj razini. Za stvaranje takve veze potrebna je prisutnost katalizatora. Primjer ove vrste prianjanja je lemljenje ili zavarivanje.
- Fizički - na površinama za parenje postoji elektromagnetska intermolekularna veza. Može biti uzrokovano statičkim elektricitetom ili trajnim magnetskim ili elektromagnetskim poljima. Primjer primjene u tehnologiji je bojanje raznih površina u elektromagnetskom polju.
Ljepljiva svojstva građevinskih i završnih materijala
Prianjanje građevinskih i završnih materijala izvodi se uglavnom prema principu mehaničkog i kemijskog lijepljenja. U građevinarstvu se koristi velik broj različitih tvari, čija su operativna obilježja i specifičnost međusobnog djelovanja bitno različiti. Podijelimo ih u tri glavne skupine i opišimo ih detaljnije.
boje i lakove
Prianjanje lakiranih materijala na površinu baze izvodi se prema mehaničkom principu. Istodobno, maksimalni pokazatelji čvrstoće postižu se ako je radna površina materijala hrapava ili porozna. U prvom slučaju površina kontakta se značajno povećava, u drugom boja prodire u površinski sloj baze. Uz to, ljepljiva svojstva lakiranih materijala povećavaju se zbog različitih modificirajućih dodataka:
- organosilani i poliorganosiloksani imaju dodatno hidrofobirajuće i antikorozivno djelovanje;
- poliamidne i poliesterske smole;
- organometalni katalizatori za kemijske procese otvrdnjavanja lakiranih materijala;
- balastna sitna punila (na primjer, talk).
Boja za punjenje talka - ne upijajuće usporava plamen
Građevinski žbuke i suha ljepila
Do nedavno su se građevinski i završni radovi izvodili pomoću različitih rješenja na bazi gipsa, cementa i vapna. Često su se miješali u određenom omjeru, što je rezultiralo ograničenom promjenom njihovih osnovnih svojstava. Moderne gotove smjese za suhu gradnju: početne, završne i više završne žbuke i kitovi, imaju puno složeniji sastav. Aditivi različitog porijekla su široko korišteni:
- mineral - magnezitni katalizatori, vodeno staklo, glinica, cement otporan na kiseline ili koji se ne skuplja, mikrosilika itd.
- polimerni - disperzivni polimeri (PVA, poliakrilati, vinil acetati itd.).
Takvi modifikatori značajno mijenjaju sljedeće glavne karakteristike građevinskih smjesa:
- plastika;
- svojstva zadržavanja vode;
- tiksotropija.
Primjer lošeg prianjanja žbuke na zid od opeke
Važno! Upotreba polimernih modifikatora daje izraženiji učinak pojačanog prianjanja. Međutim, stvaranje stabilnih spojeva polimernih filmova na granici različitih vrsta materijala (podloga - stvrdnjavajuća žbuka) moguće je samo na određenoj temperaturi. Taj se pojam naziva minimalna temperatura stvaranja filma - MTP. Za različite žbuke može varirati od + 5 ° C do + 10 ° C. Da bi se izbjeglo raslojavanje, moraju se pažljivo poštivati preporuke proizvođača za temperaturu, kako okoline tako i podloge.
Brtvila
Brtvila koja se koriste u građevinarstvu razvrstavaju se u tri različite vrste, od kojih svaka zahtijeva posebne uvjete za visoku čvrstoću prianjanja na materijal podloge. Razmotrimo svaku vrstu detaljnije.
- Brtvila za sušenje. Sastav uključuje razne polimere i organska otapala: stiren-butadien ili nitril, kloropren gumu itd. U pravilu imaju pastoznu konzistenciju viskoznosti 300-550 Pa. Ovisno o viskoznosti, nanose se ili lopaticom ili četkom. Nakon njihovog nanošenja na površinu potrebno je određeno vrijeme za sušenje (isparavanje otapala) i stvaranje polimernog filma.
Sušenje akrilnog brtvila
- Nesušeće brtve. Obično se sastoje od gume, bitumena i raznih plastifikatora. Imaju ograničenu otpornost na visoke temperature, ne više od 700S-800C, nakon čega se počinju deformirati.
Bitumenska nesušna smjesa, koja se koristi za brtvljenje sustava odvodnje od oluja
- Stvrdnjavanje brtvila. Nakon njihove primjene, pod utjecajem različitih čimbenika: vlage, topline, kemijskih reagensa, dolazi do nepovratne reakcije polimerizacije.
Priprema dvokomponentnog poliuretanskog brtvila Sazilast
Od svih navedenih sorti, sredstva za zatvaranje osiguravaju maksimalno prianjanje na mikrohrapavost površine podloge. Osim toga, otporni su na visoke temperature, mehaničke i kemijske utjecaje. Imaju optimalnu kombinaciju krutosti i žilavosti, što im omogućuje da zadrže svoj izvorni oblik. Međutim, oni su najskuplji i najteži za upotrebu.
Kako se mjeri adhezija?
Tehnologija mjerenja adhezije, metode ispitivanja, kao i svi pokazatelji čvrstoće spoja materijala naznačeni su u sljedećim standardima:
- GOST 31356-2013 - Kiti i žbuke;
- GOST 31149-2014 - Boje i lakovi;
- GOST 27325 - Bojni materijali za drvo itd.
Informacija! Adhezija se mjeri u kgf / cm2, MPa (megapaskali) ili kN (kilonewton) je mjera sile koja se mora primijeniti za odvajanje baze i materijala za oblaganje.
Metoda određivanja adhezije premaza boje i laka metodom rešetkastih ureza
Dok su se prije karakteristike prianjanja materijala mogle mjeriti samo u laboratorijskim uvjetima, u ovom trenutku postoji mnogo instrumenata koji se mogu koristiti izravno na gradilištu. Većina metoda za mjerenje adhezije, kako na terenu, tako i u laboratoriju, uključuje uništavanje vanjskog pokrovnog sloja. Ali postoji nekoliko uređaja koji se temelje na ultrazvuku.
Tablica razvrstavanja rezultata ispitivanja boja i lakova
- Mjerač prianjanja noža. Koristi se za određivanje parametara prianjanja pomoću rešetkastih ili paralelnih rezova. Koristi se za boje i lakove i filmske premaze debljine do 200 mikrona.
Mjerač prianjanja noža, model Constant-KN2
- Pulsar 21. Uređaj otkriva gustoću materijala. Koristi se za otkrivanje pukotina i raslojavanja u betonu, kako u komadu, tako i u monolitnom. Postoje posebne ugradne datoteke i potprogrami koji vam, prema gustoći prianjanja, omogućuju određivanje čvrstoće prianjanja različitih vrsta žbuka na betonske površine.
Ultrazvučni mjerač adhezije, Pulsar 21
- SM-1U. Koristi se za određivanje adhezije polimernih i bitumenskih izolacijskih premaza metodom djelomičnog uništavanja - smicanjem. Načelo mjerenja temelji se na otkrivanju linearnih deformacija izolacijskog materijala. U pravilu se koristi za određivanje čvrstoće izolacijskog premaza cjevovoda. Dopušteno je koristiti za kontrolu kvalitete primjenu bitumenske hidroizolacije na građevinskim konstrukcijama: zidovima podruma i podruma, ravnim krovovima itd.
Ispitivač prianjanja SM-1U
Čimbenici koji smanjuju prianjanje materijala
Na smanjenje adhezije utječu različiti fizikalni i kemijski čimbenici. Fizička temperatura i vlaga odnosi se na okoliš u vrijeme primjene ukrasnih, završnih ili zaštitnih materijala.Razna onečišćenja, posebno prašina koja prekriva površinu baze, također smanjuju interakcije ljepila. Tijekom rada ultraljubičasto zračenje može utjecati na čvrstoću spoja boja i lakova.
Kemijski čimbenici koji smanjuju prianjanje predstavljaju različiti materijali koji zagađuju površinu: benzin i ulja, masti, kisele i alkalne otopine itd.
Također, prianjanje završnih materijala može se smanjiti različitim postupcima koji se javljaju u građevinskim konstrukcijama:
- skupljanje;
- vlačna i tlačna naprezanja.
Informacija! Tvar koja se nanosi na površinu radi povećanja sile prianjanja između podloge i završnog materijala naziva se ljepilom. Podloga na koju se nanosi ljepilo naziva se podloga.
Metode za povećanje adhezije
U građevinarstvu postoji nekoliko univerzalnih načina za povećanje prianjanja ukrasnih završnih materijala na osnovnu površinu:
- Mehanički - površina baze je hrapava kako bi se povećala površina dodira. Da bi se to učinilo, obrađuje se raznim abrazivnim materijalima, nanose se urezi itd.
- Kemijska - u sastav primijenjenih zaštitnih i završnih materijala dodaju se razne tvari. To su u pravilu polimeri koji tvore čvršće veze i daju materijalu dodatnu elastičnost.
- Fizičko-kemijska - površina podloge obrađena je temeljnim premazom koji mijenja osnovne kemijske parametre materijala i utječe na određena fizikalna svojstva. Na primjer, smanjenje apsorpcije vlage u poroznim materijalima, sidrenje labavog vanjskog sloja itd.
Obrada površine baze prije bojanja abrazivnom krpom
Temeljite površinu prije nanošenja žbuke
Načini za povećanje prianjanja na različite materijale
Pogledajmo bliže metode povećanja prianjanja za različite materijale koji se koriste u građevinarstvu.
Beton
Betonski građevinski materijali i konstrukcije široko se koriste u građevinarstvu. Zbog velike gustoće i glatkoće površine, njihova potencijalna ljepljiva svojstva su prilično niska. Da bi se povećala čvrstoća spoja završnih smjesa, moraju se uzeti u obzir sljedeći parametri:
- suha ili vlažna površina. Općenito je prianjanje na suhu površinu veće. Međutim, razvijene su mnoge ljepljive smjese koje zahtijevaju prethodno vlaženje površine podloge. U tom slučaju morate obratiti pažnju na zahtjeve proizvođača;
- temperatura okoline i baze. Većina završnih materijala nanosi se na betonske površine pri temperaturi zraka od najmanje + 5 ° C ... + 7 ° C. U tom slučaju beton se ne smije smrzavati;
- temeljni premaz. Koristi se bez greške. Za gusti beton to su smjese s punilom kvarcnog pijeska (kontakt s betonom), za porozni beton (pjena, gazirani beton) to su temeljni premazi za duboko prodiranje na bazi akrilnih disperzija;
- dodavanje modifikatora. Gotove mješavine suhe žbuke već sadrže razne adhezivne aditive. Ako se žbuka miješa samostalno, tada se preporuča dodati joj: PVA, akrilni temeljni premaz, umjesto iste količine vode, silikatno ljepilo, što završnom materijalu daje dodatna svojstva odbijanja vlage.
Rezultat nanošenja cementne žbuke na prehlađenu površinu baze
Primjena Knauf kvarcnog temeljnog betonacontact
Metal
Način i kvaliteta pripreme površine igraju ključnu ulogu u čvrstoći spajanja boja i lakova s metalnom površinom. Kod kuće se preporučuje sljedeće:
- odmašćivanje - obrada metala raznim otapalima: 650, 646, P-4, white spirit, aceton, kerozin. U ekstremnim slučajevima površina se obriše benzinom;
- rogozina - obrada baze abrazivnim materijalima;
- podmetanje - uporaba posebnih temeljnih boja. Prodaju se u kompletu s ukrasnim bojama određene vrste.
Važno! Adhezija olova, aluminija i cinka znatno je niža od adhezije lijevanog željeza i čelika. Razlog je taj što ti metali na svojoj površini stvaraju oksidne filmove. Stoga se ljuštenje premaza boje i lakova događa duž oksidnog sloja. Preporuča se bojanje ovih materijala odmah nakon uklanjanja filma mehaničkim ili kemijskim sredstvima.
Aluminij je također osjetljiv na koroziju, posebno kada je izložen korozivnim tvarima
Drvo i drveni kompoziti
Drvo je porozna površina s puno nepravilnosti i nema posebnih problema s čvrstoćom spoja završnih materijala. Ali nema ograničenja za savršenstvo, pa su razvijene razne tehnologije za poboljšanje prianjanja u kombinaciji sa očuvanjem zaštitnih i dekorativnih svojstava samog završnog sloja. Njihova uporaba, na primjer, u kombinaciji s akrilnim bojama, značajno poboljšava otpornost na vremenske utjecaje, otpornost na ultraljubičasto blijeđenje i daje biološku zaštitu materijala. Površina drveta obrađuje se raznim temeljnim premazima, najčešće na osnovi spojeva bora i nitroceluloze.
Prianjanje za zavarivanje
Zavarivanje je jedna od najtrajnijih metoda spajanja metalnih konstrukcija. To je prianjanje molekula dvaju elemenata bez upotrebe posrednih ili pomoćnih tvari - ljepila ili lema. Taj se proces odvija pod utjecajem toplinske aktivacije. Vanjski sloj povezanih elemenata zagrijava se iznad točke taljenja, nakon čega dolazi do intermolekularnog pristupa i spajanja materijala.
Šav za električno zavarivanje. Spajanje dvaju dijelova električnim zavarivanjem je prianjanje, jer metal korišten u elektrodi djeluje kao ljepilo
Sljedeći čimbenici mogu biti prepreka visokokvalitetnom prianjanju tijekom zavarivanja:
- prisutnost oksidnih filmova. Uklanjaju se mehanički ili kemijski tijekom pripreme površine ili nestaju izravno tijekom zavarivanja pod utjecajem visokih temperatura ili fluksa;
- nedosljednost u kemijskom sastavu materijala i elektroda. Posebnu pozornost treba obratiti na prisutnost i količinu silicija i ugljika u dijelovima koji se spajaju. Za spajanje čelika različitih razreda preporučuje se upotreba elektroda s malim difuznim sadržajem vodika;
- nedovoljna dubina prodiranja, što izravno ovisi o trenutnoj snazi i brzini kretanja elektrode.
Plinsko ili plazmatsko zavarivanje metala je kohezija, jer su molekule dvaju elemenata povezane kao rezultat topljenja materijala
Sumirati
Adhezija je jedna od najvažnijih karakteristika mnogih procesa suvremene gradnje, stoga se razvijaju sve više i više novih metoda za njezino povećanje. Njihova uporaba osigurat će veću trajnost građevinskih konstrukcija i završnih materijala, što će u konačnici osigurati značajne uštede.
Video: što je prianjanje
Učitavam... 
