Что такое адгезия лакокрасочных материалов в строительстве
Что такое адгезия лакокрасочных материалов
Адгезия – это прилипание разнодвердых материалов друг к другу, например, лакокрасочного к твердой поверхности. Повысить сцепление можно двумя способами: применить промежуточный слой и ввести в состав лакокрасочного материала активные связующие вещества.
Низкая адгезия проявляется в отслаивании пленки ЛКМ, это значит, что покрытие некачественное и прослужит короткий срок. Уровень адгезии зависит и от качества самого основания, и от его подготовки к окрашиванию.
Как измеряется адгезия
Уровень склеивания определяется усилием, которое необходимо приложить для отрыва материала. В физике адгезия измеряется в мегапаскалях (МПа). Уровень прилипания и отрыва в данном случае – это одно и тоже. Этот показатель является главной характеристикой лакокрасочных материалов.
Когда важна адгезия
Покраска
Чтобы лаки и краски долго держались на основании, не отслаивались и не образовывали трещин, необходимо выбирать составы с высоким показателем адгезии. Максимальное прилипание происходит, если основа отличается шероховатостью и пористостью. Адгезия увеличивается, если в состав ЛКМ вводятся вещества, придающие смесям гидрофобизирующее и антикоррозионное действие.
Нанесение штукатурки
В советское время, достать качественную штукатурную смесь было невозможно, поэтому в обычный цементный раствор добавляли ПВА. Сегодня производители предлагают высококачественные гипсовые смеси с высоким уровнем адгезии. В них вводят минеральные и полимерные добавки. Эти вещества придают материалу большую пластичность и тиксотропность (загустение в состоянии покоя и обретение жидкой формы при перемешивании).
Нанесение шпаклевки
Назначение шпаклевочных смесей и паст – удаление дефектов на поверхности, ее выравнивание. Материал с низким показателем прилипания быстро начнет отпадать. Если в смеси вводятся полимерные добавки, эффект адгезии значительно увеличивается.
Герметизация
Для клеевых составов и герметиков основная цель – качественное прилипание. Материалы, подобранные неправильно, не смогут обеспечить надежность сцепления. Герметики с различными полимерами и пластификаторами обеспечивают максимальное сцепление.
Причины плохой адгезии
Если лакокрасочное покрытие или шпаклевка отслаиваются, причина в плохой адгезии. По характеру повреждения можно определить причину дефекта:
Последствия слабой адгезии
Способы повышения адгезии
При строительстве используют следующие способы повышения сцепления:
Делая вывод, скажем, что хорошая адгезия – это залог продолжительной службы покрытия. Проявляется она при химическом взаимодействии основания с лакокрасочным материалом. Также хорошее прилипание обеспечивает также и механическая обработка поверхности.
Что такое адгезия? Что такое когезия? И в чём их отличия?
А вы знали, что в строительстве, в частности у штукатуров, есть такое понятие, как штукатурный обрызг? Его ещё называют “адгезионный слой”. Как думаете, что это такое и для чего?
Не буду томить.
По сути, задача этого слоя — создание шероховатой высокоадгезионной поверхности — это делается для того, чтобы цементная штукатурка, которая ляжет сверху, хорошенько приклеилась. Кстати, в процессе высыхания она благополучно набирает не только адгезионную но и когезионную прочность.
Что такое когезия в строительстве?
Если просто, когезия — это связь между молекулами внутри материала. По сути, речь идёт о прочности материала (тела), например, плиточного клея, и его способности противостоять внешнему воздействию — “на разрыв”, если быть совсем точным “на когезионный разрыв”.
Разумеется, это речь идёт о “телах”, которые уже успели набрать свою заложенную прочность😉.
Отсюда и название: когезионная прочность, или такое понятие, как “степень когезионной прочности”.
Разница между адгезией и когезией хорошо видна на этом изображении:
Связи, которые отображены голубым — когезия, оранжевым — адгезия.
Справка из википедии: Когезионный (англ. cohesion от лат. cohaesus — это значит «связанный», «сцепленный»).
Что такое адгезия в строительстве?
Адгезия — это сцепление поверхностей разнородных твёрдых и/или жидких тел. Я бы ещё добавил – на молекулярном уровне.
Например, плиточного клея с плиткой и штукатуркой или цементной гидроизоляцией. Как раз недавно сцеплял клей ceresit cm17 с цементной гидроизоляцией и плиткой 1200*600:
Важно перед тем, как был нанесён клей основания (штукатурка и плитка) были тщательно промазаны плиточным клеем. Это как раза для улучшения адгезии.
Или адгезия герметика с плиткой:
Этот скрин я сделал из видео Шайтера Андрея. Кстати, очень рекомендую к просмотру — много любопытного узнаете о герметике.
В ролике есть фрагмент, где наглядно видно как герметик рвётся при когезионном разрыве:
Справка из википедии: Адгезия (от лат. adhaesio — это прилипание)
Иными словам, когда упоминают про адгезию, то имеют ввиду прочность сцепления в местах соприкосновения разных материалов, а когда когезию — рвётся в середине (теле) материала.
Думаю по описанию хорошо видно, что когда говорят о когезии, то речь не идёт о прилипании.
Наглядный пример из жизни: штукатурка + плиточный клей + плитка
На самом деле все, кто трудиться на стройке очень часто сталкиваются с проявлениями этих видов разрушений.
Случай первый — когда когезионная прочность сильнее, чем адгезионная прочность:
Представим себе, что нам понадобилось демонтировать уложенную пару недель назад плитку.
Берём для этого широкое зубило, обычный молоток:
Этого друга можно смело награждать всевозможными почестями. Чего только он не видел — и барбекю с печами им клали и стены ломали…) 
Зубило, шириной 10 см иногда очень выручает. Как только встретил его в Кастораме, сразу же купил.
Вставляем зубило между плиткой и основанием и начинаем производить удары, тем самым прилагая усилие “на разрыв”. Т.е мы не сверху бьём, а сбоку, иначе плитка разобьётся и эксперимент будет провален.
Если в этом случае плитка вместе с клеем легко отпадает от стяжки или штукатурки, не оставляя там следов или наоборот — весь клей остался на основании, а плитку даже и чистить не надо, то в этом случае адгезионное сцепление было крепче, чем когезионное. Т.е. когезия в данном случае проиграла.
Случай второй — когда адгезионная прочность сильнее, чем когезионная:
Если в нашем примере остаётся клей и на штукатурке и на плитке и разрыв идёт в слое плиточного клея, то здесь когезия была слабее нежели адгезия.
На фото яркий пример когезионного разрыва или “когезионного разрушения” внутри слоя — вся штукатурка, как видите на плитке.
На самом деле, в данном случае она осыпалась даже тогда, когда я просто проводил по ней пальцем… Да, и такое бывает…
Можно ли усилить адгезию и когезию?
Усиление адгезии
Для этого как раз и существуют специальные пропитки, те же самые грунтовки для предварительной обработки поверхности. Например, популярная на сегодня Грунтовка ceresit ct17:
Или адгезионная добавка для штукатурки. К примеру адгезионную добавку ceresit cc81 я использовал при штукатурке лестницы:
На самом деле зачастую, чтобы улучшить адгезию достаточно просто тщательно пропылесосить + перед тем как штукатурить или наносить смесь — тщательно промазать оcнование (на сдир), а там нед всякого рода углубления руками в перчатках + соблюдать все технологические процессы и условия при проведении работу.
Поверьте, если в жару попытаться приклеить плитку на клей, который уже минут пять, как “начёсан” — ничего хорошего из этого не получится (на солнце и в ветреную погоду влага очень быстро испаряется из плиточного клея и верхний слой выветривается и адгезия плитки с клеем сильно уменьшится).
Разумеется, существуют специальные клея с увеличенным открытым временем, но это не панацея.
Улучшение когезии
Существуют пластификаторы на подобии этого:
Которые помимо всего прочего увеличивают прочность цементной смеси + придают ей гидрофобные свойства, чтобы готовый бетон меньше впитывал влагу.
Пример параметров адгезии плиточного клея LITOSTONE K99 (БЕЛЫЙ):
| Характеристика | Единица меры адгезии | Параметр |
|---|---|---|
| Адгезия (прочность клеевого соединения) после выдерживания в воздушно-сухой среде. | МПа | ≥1,0 |
| Адгезия (прочность клеевого соединения) после циклического замораживания и оттаивания. | МПа | ≥1,0 |
| Адгезия (прочность клеевого соединения после выдерживания при высоких температурах | МПа | ≥1,0 |
| Адгезия (прочность клеевого соединения) после выдерживания в водной среде | МПа | ≥1,0 |
| Адгезия (прочность клеевого соединения после выдерживания в воздушно-сухой среде в течение 6 часов | МПа | ≥0,5 |
Методы испытания адгезии и когезии (ГОСТ-56387-2018)
Расскажу на примере плиточного клея и ГОСТ-56387-2018. У самого простого плиточного клей класса C0, адгезия после выдерживания приклеенной на него плитки в комнатных условиях 27 суток должна быть не менее 0,5 MPa.
Проверка:
Сверху к плитке приклеивают штамп с помощью высокопрочного клея (эпоксидного например), далее через 24 часа к штампу прикладывают нагрузку с постоянной скоростью возрастания (250 ± 50) Н/с.
После чего смотрят, где порвётся. Разрушения делят на два уже знакомых Вам типа:
Адгезионные разрушения:
Разрушения могут быть на границе между поверхностями клеевого раствор и основания:
Разрушение между поверхностями керамической плитки и клеевого раствора:
В случае если оторвался штамп от самой плитки, то опыт повторяют:
Когезионные разрушения:
В данном случае когезия нарушается внутри слоя клеевого раствора:
Здесь когезия нарушается внутри керамической плитки:
Разрушение происходит внутри слоя клеевого раствора:
Подробнее о том как обрабатывают результаты и производят вычисления читайте в ГОСТ-56387-2018)
Адгезивность материала
Из всего вышесказанного можно предположить, что адгезивность материала — это степень надёжности его сцепления с другим материалом. Насколько крепко держится.
Адгезия в медицине
В биологии под адгезионными свойствами клетки понимают комплекс ее характеристик, определяющий способность устанавливать и поддерживать контакты (связь) с другими клетками и (или) неживым субстратом.
В результате адгезионных взаимодействий происходит образование межклеточного контакта — специализированной структуры, которую можно рассматривать как системообразующий элемент при переходе от клеточного к тканевому уровню организации.
Межклеточный контакт представляет собой своеобразную органеллу клетки, состоящую из плазматических мембран и специальных структур контактирующих клеток. Предполагают, что адгезионные взаимодействия играют чрезвычайно важную роль в таких процессах, как морфогенез ткани, регуляция деления клеток, малигнизация.
Адгезионные свойства строительных и отделочных материалов как и чем измеряются
Адгезия – это сцепление различных по своему составу и структуре материалов, обусловленное их физическими и химическими свойствами. Термин адгезия произошёл от латинского слова adhesion – прилипание. В строительстве дают более узконаправленное и специфическое обозначение тому, что такое адгезия – это способность декоративно-отделочных покрытий (ЛКМ, штукатурки), герметизирующих или клеящих смесей к прочному и надёжному соединению с внешней поверхностью материала основания.
Впечатляющая демонстрация эффекта адгезии современных клеевых составов
Важно: Следует различать понятия адгезия и когезия. Адгезия соединяет разнотиповые материалы, затрагивая только поверхностный слой, К примеру, краска на металлической поверхности. Когезия– это соединение однотипных материалов, в результате которого образуется межмолекулярные взаимодействия.
Адгезия, что это такое – теоретические основы
Адгезия является одним из ключевых свойств материалов в следующих областях:
Практически на всех этапах строительства контролируются показатели адгезии для следующих соединений:
клеящие составы, кладочные растворы, герметики и т.п.
Пример химической адгезии — реакция соединения силиконового герметика со стеклом
Существует три основных принципа адгезионного соединения материалов. В строительстве и технологии они проявляются следующим образом:
Адгезионные свойства строительных и отделочных материалов
Адгезия строительных и отделочных материалов осуществляется, преимущественно, по принципу механического и химического соединения. В строительстве используется большое количество различных веществ, эксплуатационные характеристики и специфика взаимодействия которых кардинальным образом отличаются. Разделим их на три основные группы и охарактеризуем более подробно.
Лакокрасочные материалы
Адгезия ЛКМ к поверхности основания осуществляется по механическому принципу. При этом, максимальные показатели прочности достигаются в том случае, если рабочая поверхность материала имеет шероховатости или пористая. В первом случае существенно увеличивается площадь соприкосновения, во втором, краска проникает в поверхностный слой основания. Кроме того, адгезионные свойства ЛКМ увеличиваются благодаря различным модифицирующим добавкам:
Краска с тальковым наполнителем — не вспучивающийся антипирен
Строительные штукатурки и сухие клеящие смеси
До недавнего времени, строительные и отделочные работы велись с использованием различных растворов на основе гипса, цемента и извести. Зачастую, их смешивали в определённой пропорции, что давало ограниченное изменение их основных свойств. Современные готовые сухие строительные смеси: стартовые, финишные и мультифинишные штукатурки и шпаклевки, имеют гораздо более сложный состав. Широко применяются добавки различного происхождения:
Такие модификаторы существенно изменяют следующие основные характеристики строительных смесей:
Пример плохой адгезии штукатурки к кирпичной стене
Герметики
Герметики, использующиеся в строительстве, различают по трём различным типам, каждый из которых требует определённых условий для высокопрочной адгезии с материалом основания. Рассмотрим каждый тип подробнее.
Приготовление двухкомпонентного полиуретанового герметика Сазиласт
Из всех перечисленных разновидностей, отверждающиеся герметики обеспечивают максимальную надёжность сцепления с микро неровностями поверхности основания. Кроме того, они устойчивы к высоким температурам, механическим и химическим воздействиям. Они имеют оптимальное сочетание жёсткости и вязкости, позволяющее сохранять первоначальную форму. Однако, являются наиболее дорогостоящими и сложными в использовании.
Как измеряется адгезия?
Технология измерения адгезии, способы испытания, а также все показатели прочности соединения материалов указаны в следующих нормативах:
ГОСТ 27325 – ЛКМ к дереву и т.п.
Способ определения адгезии лакокрасочных покрытий методом решётчатого надреза
Если раньше адгезионные характеристики материалов можно было измерять только в лабораторных условиях, то на данный момент существует множество приборов, которые можно использовать непосредственно на строительной площадке. Большинство методов измерения адгезии, как «полевых», так и лабораторных связаны с разрушением внешнего, покрывающего, слоя. Но есть несколько устройств, принцип действия которых основан на ультразвуке.
Таблица классификации результатов испытания лакокрасочных материалов
Адгезиметр СМ-1У
Факторы, снижающие адгезию материалов
На снижение адгезии оказывают влияние различные физические и химические факторы. К физическим относится температура и влажность окружающей среды в момент нанесения декоративно-отделочных или защитных материалов. Также снижают адгезионные взаимодействия различные загрязнения, в частности, пыль покрывающая поверхность основания. В процессе эксплуатации влияние на прочность соединения лакокрасочных материалов может оказывать ультрафиолетовое излучение.
Химические факторы, снижающие адгезию, представлены различными материалами загрязняющими поверхность: бензин и масла, жиры, кислотные и щелочные растворы и т.п.
Также адгезию отделочных материалов могут снижать различные процессы, возникающие в строительных конструкциях:
Методы повышения адгезии
В строительстве существует несколько универсальных способов повышения адгезии декоративных отделочных материалов с поверхностью основания:
Грунтование поверхности перед нанесением штукатурки
Способы увеличения адгезии к различным материалам
Более подробно остановимся на методах повышения адгезии для различных материалов, применяемых в строительстве.
Бетон
Бетонные стройматериалы и конструкции повсеместно применяются в строительстве. За счёт высокой плотности и гладкости поверхности их потенциальные адгезионные показатели довольно низкие. Для увеличения прочности соединения отделочных составов необходимо учесть следующие параметры:
Нанесение кварцевой грунтовки Knauf бетонконтакт
Металл
Ключевую роль в прочности соединения лакокрасочных материалов с металлической поверхностью играет способ и качество подготовки поверхности. В домашних условиях рекомендуется выполнить следующие действия:
Алюминий также подвержен коррозии, особенно при воздействии агрессивных веществ
Древесина и древесные композиты
Древесина является пористой поверхностью с большим количеством неровностей и не испытывает особых проблем с прочностью соединения отделочных материалов. Но нет предела совершенству, поэтому были разработаны различные технологии для улучшения адгезии в сочетании с сохранением защитных и декоративных свойств самой отделки. Их использование, к примеру, в сочетании с акриловыми красками, значительно улучшает атмосферостойкость, устойчивость к ультрафиолетовому выцветанию, придает биологическую защиту материалу. Поверхность древесины обрабатывается самыми разнообразными грунтовками, чаще всего, на основе бор азотных соединений и нитроцеллюлозы.
Адгезия при сварочных работах
Сварка является одним из наиболее прочных методов соединения металлических конструкций. Это сцепление молекул двух элементов без использования промежуточных или вспомогательных веществ — клея или припоя. Происходит данный процесс под воздействием термической активации. Внешний слой соединяемых элементов нагревают выше температуры плавления, после чего происходит межмолекулярное сближение и соединение материалов.
Электросварочный шов. Соединение двух деталей электросваркой является адгезией, так как металл, использующийся в электроде, выступает в качестве адгезива
Препятствием к качественной адгезии при сварке могут служить следующие факторы:
Газовая или плазменная сварка металла является когезией, так как молекулы двух элементов соединяются в результате расплава материала
Подводя итоги
Адгезия является одной из важнейших характеристик многих процессов современного строительства, поэтому для её увеличения разрабатываются всё новые методы. Их применение обеспечит большую долговечность строительным конструкциям и отделочным материалам, что в конечном итоге даст существенную экономию.
