Vidhäftning: vad det är, vad är det för, hur man kan förbättra det
Detta är vidhäftningen av material med olika sammansättning och struktur på grund av deras fysiska och kemiska egenskaper. Termen vidhäftning kommer från det latinska ordet vidhäftning - vidhäftning. I konstruktionen ger de en snävare fokuserad och specifik beteckning på vad vidhäftning är - detta är förmågan hos dekorativa ytbehandlingar (lackeringsmaterial, gips), tätning eller limblandningar till en stark och pålitlig förbindelse med basmaterialets yttre yta.
Imponerande demonstration av vidhäftningseffekten av moderna lim
Viktig! Man bör skilja mellan begreppen vidhäftning och sammanhållning. Vidhäftning ansluter olika typer av material och påverkar endast ytskiktet. Till exempel måla på en metallyta. Sammanhållning är en kombination av material av samma typ, varigenom intermolekylära interaktioner bildas.
Schematisk framställning av effekten av vidhäftning och sammanhållning
Innehållet i artikeln
- 1 Vidhäftning, vad är det - teoretiska grunder
- 2 Vidhäftningsegenskaper hos byggnads- och ytbehandling
- 3 Hur mäts vidhäftning?
- 4 Faktorer som minskar vidhäftningen av material
- 5 Metoder för att öka vidhäftningen
- 6 Sätt att öka vidhäftningen till olika material
- 7 Svetsadhesion
- 8 Summering
- 9 Video: vad är vidhäftning
Vidhäftning, vad är det - teoretiska grunder
Vidhäftning är en av de viktigaste materialegenskaperna inom följande områden:
- Metallurgi - korrosionsskyddande beläggningar.
- Mekanik - ett lager smörjmedel på ytan av elementen i maskiner och mekanismer.
- Medicin - tandvård.
- Konstruktion. I denna bransch är vidhäftning en av de viktigaste indikatorerna för kvaliteten på arbetet och pålitligheten hos strukturer.
I nästan alla konstruktionsfaser övervakas vidhäftningsindikatorer för följande anslutningar:
- färger och lacker;
- gipsblandningar, golvbeläggningar och fyllningar;
- lim, murmurbruk, tätningsmedel etc.
Ett exempel på kemisk vidhäftning är reaktionen mellan limning av silikontätningsmedel och glas
Det finns tre grundläggande principer för limbindning av material. Inom konstruktion och teknik manifesterar de sig enligt följande:
- Mekanisk vidhäftning sker genom vidhäftning av det applicerade materialet till basen.Mekanismen för en sådan anslutning består i att det applicerade ämnet tränger in i det yttre skiktets porer eller i samband med en grov yta. Ett exempel är att måla ytan på betong eller metall.
- Kemisk - sambandet mellan material, inklusive material med olika densitet, sker på atomnivå. För att en sådan bindning ska bildas krävs närvaron av en katalysator. Ett exempel på denna typ av vidhäftning är lödning eller svetsning.
- Fysisk - på de passande ytorna finns en elektromagnetisk intermolekylär bindning. Kan orsakas av statisk elektricitet eller permanenta magnetiska eller elektromagnetiska fält. Ett exempel på användning inom teknik är att måla olika ytor i ett elektromagnetiskt fält.
Vidhäftningsegenskaper hos byggnads- och ytbehandling
Vidhäftningen av byggnads- och efterbehandlingsmaterial utförs huvudsakligen enligt principen om mekanisk och kemisk bindning. Ett stort antal olika ämnen används i konstruktionen, vars funktionskaraktär och specificitet hos interaktionen är fundamentalt olika. Låt oss dela dem i tre huvudgrupper och beskriva dem mer detaljerat.
färger och lacker
Vidhäftning av lackmaterial till ytan på basen utförs enligt den mekaniska principen. Samtidigt uppnås de maximala hållfasthetsindikatorerna om materialets arbetsyta är grov eller porös. I det första fallet ökar kontaktytan avsevärt, i det andra tränger färgen in i underlagets ytskikt. Dessutom ökar limegenskaperna hos lackmaterial på grund av olika modifierande tillsatser:
- organosilaner och polyorganosiloxaner har en ytterligare hydrofobiserande och antikorrosiv effekt;
- polyamid- och polyesterhartser;
- organometalliska katalysatorer för kemiska processer för härdning av lackmaterial;
- ballast fina fyllmedel (till exempel talk).
Talkfyllnadsfärg - icke svällande flamskyddsmedel
Byggnadsplåster och torra lim
Fram till nyligen genomfördes byggnads- och efterbehandlingsarbeten med olika lösningar baserade på gips, cement och kalk. Ofta blandades de i en viss andel, vilket resulterade i en begränsad förändring av deras grundläggande egenskaper. Moderna färdiga torra byggblandningar: start-, efterbehandlings- och flerbearbetningsplåster och kittar har en mycket mer komplex sammansättning. Tillsatser av olika ursprung används ofta:
- mineral- - magnesia-katalysatorer, vattenglas, aluminiumoxid, syrabeständig eller icke-krympande cement, mikrokiseldioxid etc.
- polymer - dispergerbara polymerer (PVA, polyakrylater, vinylacetater, etc.).
Sådana modifierare förändrar markant följande huvudegenskaper hos byggnadsblandningar:
- plast;
- vattenretentionsegenskaper;
- tixotropi.
Ett exempel på dålig vidhäftning av gips till en tegelvägg
Viktig! Användningen av polymermodifierare ger en mer uttalad effekt av förbättrad vidhäftning. Det är emellertid endast möjligt att bilda stabila föreningar av polymerfilmer vid gränsen mellan olika typer av material (bashärdande gips) vid en viss temperatur. Denna term kallas den lägsta filmbildningstemperaturen - MTP. För olika plåster kan det variera från + 5 ° C till + 10 ° C. För att undvika delaminering måste tillverkarens rekommendationer för temperatur, både omgivande och substrat, följas noggrant.
Tätningsmedel
Tätningsmedel som används i konstruktionen klassificeras i tre olika typer, som alla kräver specifika förhållanden för vidhäftning med hög hållfasthet till substratmaterialet. Låt oss överväga varje typ mer detaljerat.
- Torkning av tätningsmedel. Kompositionen innehåller olika polymerer och organiska lösningsmedel: styren-butadien eller nitril, kloroprengummi, etc. Som regel har de en pastaaktig konsistens med en viskositet på 300-550 Pa. Beroende på viskositeten appliceras de antingen med en spatel eller med en borste. Efter applicering på ytan krävs en viss tid för torkning (avdunstning av lösningsmedlet) och bildandet av en polymerfilm.
Torkande akrylfog
- Icke-torkande tätningsmedel. De består vanligtvis av gummi, bitumen och olika mjukgörare. Har begränsad motståndskraft mot hög temperatur, högst 700S-800C, varefter de börjar deformeras.
Bituminös icke-torkande komposition, används för att täta stormavloppssystemet
- Härdande tätningsmedel. Efter deras applicering, under påverkan av olika faktorer: fukt, värme, kemiska reagens, inträffar en irreversibel polymerisationsreaktion.
Framställning av Sazilast tvåkomponent polyuretantätningsmedel
Av alla listade sorter ger härdande tätningsmedel maximal vidhäftning till substratytans mikroroghet. Dessutom är de resistenta mot höga temperaturer, mekaniska och kemiska influenser. De har den optimala kombinationen av styvhet och seghet, så att de kan behålla sin ursprungliga form. De är dock de dyraste och svåra att använda.
Hur mäts vidhäftning?
Tekniken för mätning av vidhäftning, testmetoder samt alla indikatorer på styrkan för materialanslutningen anges i följande standarder:
- GOST 31356-2013 - Kitt och plåster;
- GOST 31149-2014 - Färger och lacker;
- GOST 27325 - Lackmaterial för trä etc.
Information! Vidhäftning mäts i kgf / cm2, MPa (megapascal) eller kN (kilonewtons) är ett mått på den kraft som måste appliceras för att separera bas- och beläggningsmaterialen.
Metod för att bestämma vidhäftningen av färg- och lackbeläggningar med gitterskårningsmetoden
Medan tidigare vidhäftningsegenskaperna hos material endast kunde mätas under laboratorieförhållanden, finns det för närvarande många enheter som kan användas direkt på byggarbetsplatsen. De flesta metoder för att mäta vidhäftning, både i fält och i laboratorium, involverar förstöring av det yttre täckningsskiktet. Men det finns flera enheter baserade på ultraljud.
Klassificeringstabell över testresultat för färger och lacker
- Knivvidhäftningsmätare. Den används för att bestämma vidhäftningsparametrarna genom gitter och eller parallella snitt. Den används för färg- och lack- och filmbeläggningar upp till 200 mikron tjocka.
Knivvidhäftningsmätare, modell Constant-KN2
- Pulsar 21. Enheten känner av materialets densitet. Den används för att upptäcka sprickor och delaminering i betong, både bit och monolitisk. Det finns speciella firmware och underrutiner som, enligt vidhäftningstätheten, låter dig bestämma vidhäftningshållfastheten för olika typer av plåster till betongytor.
Ultraljud vidhäftningsmätare, Pulsar 21
- SM-1U. Den används för att bestämma vidhäftningen av polymer och bituminösa isolerande beläggningar med metoden för partiell förstörelse - skjuvning. Mätprincipen är baserad på att detektera linjära deformationer av det isolerande materialet. Som regel används den för att bestämma styrkan hos isoleringsbeläggningen på rörledningar. Det är tillåtet att använda för kvalitetskontroll applicering av bituminös vattentätning på byggnadsstrukturer: väggar i källare och källare, platta tak etc.
Vidhäftningstest SM-1U
Faktorer som minskar vidhäftningen av material
Olika fysikaliska och kemiska faktorer påverkar minskningen av vidhäftning. Den fysiska temperaturen och luftfuktigheten avser miljön vid appliceringen av dekorativa, efterbehandlade eller skyddande material.Olika föroreningar, i synnerhet damm som täcker ytan på basen, minskar också liminteraktioner. Under drift kan ultraviolett strålning påverka styrkan för anslutningen av färger och lacker.
Kemiska faktorer som minskar vidhäftningen representeras av olika material som förorenar ytan: bensin och oljor, fetter, sura och alkaliska lösningar etc.
Vidhäftningen av efterbehandlingsmaterial kan också minskas genom olika processer som förekommer i byggnadsstrukturer:
- krympning;
- drag- och kompressionsspänningar.
Information! Ett ämne applicerat på en yta för att öka vidhäftningskraften mellan substratet och ytbehandlingsmaterialet kallas ett lim. Substratet på vilket limet appliceras kallas substratet.
Metoder för att öka vidhäftningen
I konstruktionen finns det flera universella sätt att öka vidhäftningen av dekorativa efterbehandlingsmaterial till basytan:
- Mekanisk - ytan på basen är grov för att öka kontaktytan. För att göra detta behandlas det med olika slipande material, skåror appliceras etc.
- Kemisk - olika ämnen tillsätts i kompositionen av det applicerade skydds- och efterbehandlingsmaterialet. Dessa är som regel polymerer som bildar starkare bindningar och ger materialet ytterligare elasticitet.
- Fysikalisk-kemisk - ytan på basen behandlas med en grundfärg som ändrar materialets grundläggande kemiska parametrar och påverkar vissa fysikaliska egenskaper. Till exempel en minskning av fuktabsorptionen i porösa material, förankring av ett löst yttre skikt etc.
Ytbehandling av basen innan målning med en slipduk
Grunda ytan innan du applicerar gipsen
Sätt att öka vidhäftningen till olika material
Låt oss titta närmare på metoderna för att öka vidhäftningen för olika material som används i konstruktionen.
Betong
Betongbyggnadsmaterial och -konstruktioner används ofta i konstruktionen. På grund av ytans höga densitet och jämnhet är deras potentiella vidhäftningsegenskaper ganska låga. För att öka styrkan för anslutningen av efterbehandlade föreningar måste följande parametrar beaktas:
- torr eller fuktig yta. Generellt är vidhäftningen till en torr yta högre. Emellertid har många limblandningar utvecklats som kräver förvätning av substratytan. I det här fallet måste du vara uppmärksam på tillverkarens krav;
- omgivnings- och bastemperatur. De flesta efterbehandlingsmaterial appliceras på betongytor vid en lufttemperatur på minst + 5 ° C ... + 7 ° C. Samtidigt bör betongen inte frysas;
- primer. Den används utan att misslyckas. För tät betong är dessa kompositioner med ett fyllmedel av kvartssand (betongkontakt), för porös betong (skum, kolsyrat betong), dessa är djupa penetreringsgrunder baserade på akryldispersioner;
- lägga till modifierare. Färdiga torra gipsblandningar innehåller redan olika limtillsatser. Om gipset blandas på egen hand rekommenderas det att lägga till det: PVA, akrylgrunder, istället för samma mängd vatten, silikatlim, vilket ger ytbehandlingsmaterialet ytterligare fuktavvisande egenskaper.
Resultatet av applicering av cementpuss på den superkylda ytan på basen
Applicering av Knauf kvartsgrunder betongkontakt
Metall
Metoden och kvaliteten på ytbehandlingen spelar en nyckelroll för styrkan i anslutningen av färger och lacker med en metallyta. Hemma rekommenderas att göra följande:
- avfettning - metallbearbetning med olika lösningsmedel: 650, 646, P-4, white spirit, aceton, fotogen. I extrema fall torkas ytan med bensin;
- mattning - bearbetning av basen med slipande material;
- stoppning - användning av speciella grundfärger. De säljs komplett med dekorationsfärger av en viss typ.
Viktig! Vidhäftningen mellan bly, aluminium och zink är mycket lägre än gjutjärn och stål. Anledningen är att dessa metaller bildar oxidfilmer på ytan. Därför sker avskalning av färg- och lackbeläggningar längs oxidskiktet. Det rekommenderas att färga dessa material omedelbart efter att filmen har tagits bort på mekanisk eller kemisk väg.
Aluminium är också känsligt för korrosion, särskilt när det utsätts för frätande ämnen
Trä och träkompositer
Trä är en porös yta med mycket ojämnheter och upplever inga speciella problem med styrkan i anslutningen av efterbehandlingsmaterial. Men det finns ingen gräns för perfektion, så olika tekniker har utvecklats för att förbättra vidhäftningen i kombination med att bibehålla de skyddande och dekorativa egenskaperna hos själva finishen. Deras användning, till exempel i kombination med akrylfärger, förbättrar väderbeständigheten väsentligt, motståndskraften mot ultraviolett blekning och ger biologiskt skydd för materialet. Träytan behandlas med en mängd olika grundfärger, oftast baserade på borföreningar och nitrocellulosa.
Svetsadhesion
Svetsning är en av de mest hållbara metoderna för att sammanfoga metallkonstruktioner. Detta är vidhäftningen av molekylerna i de två elementen utan användning av mellan- eller hjälpämnen - lim eller löd. Denna process sker under påverkan av termisk aktivering. Det yttre skiktet av de anslutna elementen värms upp över smältpunkten, varefter det finns en intermolekylär inflygning och anslutning av material.
Elektrisk svetsfog. Anslutningen av två delar genom elektrisk svetsning är vidhäftning, eftersom metallen som används i elektroden fungerar som ett lim
Följande faktorer kan vara ett hinder för vidhäftning av hög kvalitet under svetsning:
- närvaron av oxidfilmer. De avlägsnas mekaniskt eller kemiskt under ytbehandling eller försvinner direkt under svetsning under påverkan av höga temperaturer eller flöden.
- inkonsekvens i den kemiska sammansättningen av material och elektroder. Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt närvaron och mängden kisel och kol i de delar som ska sammanfogas. För sammanfogning av stål av olika kvalitet rekommenderas att använda elektroder med lågt diffunderbart väteinnehåll;
- otillräckligt penetrationsdjup, vilket direkt beror på elektrodens strömstyrka och hastighet.
Gas- eller plasmasvetsning av metall är sammanhållning, eftersom molekylerna i de två elementen är anslutna till följd av att materialet smälter
Summering
Vidhäftning är en av de viktigaste egenskaperna hos många processer med modern konstruktion, därför utvecklas fler och fler nya metoder för att öka den. Deras användning kommer att säkerställa större hållbarhet hos byggnadsstrukturer och efterbehandlingsmaterial, vilket i slutändan kommer att ge betydande besparingar.
Video: vad är vidhäftning
Läser in... 
