Адгезия: что это такое в строительстве

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:

• органосиланы и полиорганосилоксаны оказывают дополнительное гидрофобизирующее и антикоррозионное действие;
• полиамидные и полиэфирные смолы;
• металлоорганические катализаторы химических процессов отвердения ЛКМ;
• балластные мелкодисперсные наполнители (к примеру, тальк).

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:

• минеральные — магнезиальные катализаторы, жидкое стекло, глиноземистый, кислотоустойчивый или безусадочный цемент, микрокремнезём и т.п.
• полимерные — диспергируемые полимеры (ПВА, полиакрилаты, винилацетаты и т.п.).

Такие модификаторы существенно изменяют следующие основные характеристики строительных смесей:

• пластичность;
• водоудерживающие свойства;
• тиксотропность.

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.

Высыхающие герметики. В состав входят различные полимеры и органические растворители: бутадиен-стирольные или нитрильные,  хлоропреновый каучук и т.п. Как правило, имеют пастообразную консистенцию с вязкостью 300-550 Па. В зависимости от вязкости, наносятся либо шпателем, либо кистью. После их нанесения на поверхность, необходимо определённое время для высыхания (испарения растворителя) и образования полимерной плёнки.

Высыхающий акриловый герметик

Невысыхающие герметики. Состоят, как правило, из каучука, битума и различных пластификаторов. Имеют ограниченную устойчивость к высокой температуре, не более 700С-800С, после чего начинают деформироваться.

Битумный невысыхающий состав, используется для герметизации ливневой водосточной системы

Отверждающиеся герметики. После их нанесения, под воздействием различных факторов: влага, тепло, химические реагенты, происходит необратимая реакция полимеризации.

Приготовление двухкомпонентного полиуретанового герметика Сазиласт

Из всех перечисленных разновидностей, отверждающиеся герметики обеспечивают максимальную надёжность сцепления с микронеровностями 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.

Это интересно: Ремонт квартиры в скандинавском стиле — дизайн интерьера

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:

наличие оксидных плёнок. Они удаляются механически или химически при подготовке поверхности или исчезают непосредственно в процессе сварки под воздействием высокой температуры или флюсов;
несоответствие химического состава материалов и электродов

Особое внимание следует уделять наличию и количеству кремния и углерода в соединяемых деталях. Для соединения сталей разных марок рекомендуется использовать электроды с низким содержанием диффузионного водорода;
недостаточная глубина проплавления, которая напрямую зависит от силы тока и скорости передвижение электрода.

Газовая или плазменная сварка металла является когезией, так как молекулы двух элементов соединяются в результате расплава материала

Филлеры – твердые наполнители

Филлеры напоминают скорее не привычные для нас пломбировочные материалы, а твердые штифты, которые помещаются в изогнутые корневые каналы. Существует несколько разновидностей филлеров:

• Гуттаперчевые штифты – самые популярные филлеры при пломбировании каналов. Гуттаперча получается при переработке латекса, в нагретом состоянии является жидкостью, а в охлажденном она твердая и эластичная. Из гуттаперчи штифты состоят только на одну пятую – у них в составе есть соли металлов, оксид цинка, красители и другие примеси. Гуттаперча идеально биосовместима, легко выводится из зубных каналов, определяется на рентгене и совсем не окрашивает зубную эмаль, однако она не обеспечивает герметичной защиты канала и не дает бактерицидного эффекта. Для избавления от этого недостатка гуттаперчевые штифты комбинируют с цементами;
• Серебряные штифты появились раньше гуттаперчевых. Серебро является очень мягким и податливым материалом, так что оно легко устанавливается в сильно изогнутые корневые каналы. Серебро обладает антибактериальным эффектом, однако есть у него и существенный недостаток – при контакте с тканевой жидкостью оно со временем окисляется, выделяя токсичные соли серебра и вызывая воспаление. Именно поэтому серебро сейчас практически не используют для пломбирования зубных каналов;
• Титановые штифты лишены большинства недостатков серебряных штифтов – они гиппоаллергенны, не раздражают ткани зуба и обладают высокой прочностью, а также очень дешевы. Однако установить такой штифт можно только в зуб с удаленным нервом, причем несильно разрушенный, так как для штифта формируется специальное ложе, истончающее стенки зуба. После установки титанового штифта даже рекомендуется поставить на зуб коронку, чтобы уберечь его от разрушения.

Актуальные акции стоматологий

50%

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

7%

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

30%

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

20%

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

5%

Предложение ограничено

Подробнее

20%

Предложение ограничено

Подробнее

20%

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Осталось: 3 недели

Подробнее

10%

Предложение ограничено

Подробнее

Предложение ограничено

Подробнее

Осталось: 3 недели

Подробнее

Способы повышения адгезии

При строительстве используют следующие способы повышения сцепления:

• Тщательно очищают поверхности, шлифуют до появления шероховатостей.
• Вводят в материалы пластификаторы и другие добавки, улучшающие сцепление.
• Обрабатывают поверхности обезжиривателями, наносят грунтовочный слой.
• Лак на базу наносят спустя 15-20 минут. Максимальное время указано на инструкции.
• Если на поверхность наносится грунт, ему надо дать время, чтобы высохнуть. Точное временной промежуток указан на емкости.
• Нельзя наносить материалы толстым слоем, это касается лаков, красок, шпатлевок.

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.

Физика

Вещества сцепляются под воздействием следующих факторов:

• возникают химические связи молекул двух веществ,
• происходит диффузия, когда молекулы первого вещества проникают под границу поверхности второго,
• действуют силы Ван-дер-Ваальса, возникающие тогда, когда происходит поляризация молекул.

Имеются еще частные случаи, когда может проявляться адгезия. Их часто путают. Это аутогезия и когезия.

Аутогезия возникает как следствие сцепления однородных тел, однако граница раздела фаз при этом сохраняется.

Когезия может возникать при взаимодействии молекул одного тела.

В природных условиях возникают случаи, когда адгезия из-за разнообразных внешних причин становится когезией. Такая ситуация возникает при диффузии в случае, если границы фаз становятся размытыми. В ряде случаев сила адгезионной связи между фазами может оказаться больше когезионной. Тогда, в зависимости от прочности вещества, при приложении силы к соединению веществ граница раздела сохраняется либо когезионные связи разрываются.

Специальный высокоадгезионный штукатурный грунт «ПМ-КОНТАКТ»

Человек, которому доводилось заниматься ремонтом, знает, что при нанесении штукатурки на поверхность стен и потолка, устройстве стяжки на полу добиться надёжности и долговечности этого покрытия достаточно сложно. Не всегда в этом могут помочь обычные грунтовки, особенно если дело касается гладких, не впитывающих влагу поверхностей оснований, поэтому в некоторых случаях следует использовать специальные материалы.

«ПМ КОНТАКТ» -специальный высокоадгезионный штукатурный грунт на акриловой основе с высокой сцепляющей способностью. Специальные связующие наполнители придают «ПМ контакту» повышенные адгезирующие свойства и обеспечивают создание длительного в эксплуатации покрытия.

Применение адгезии в строительстве

Только это явление дает возможность производить окраску и покрытие лаком поверхностей стройматериалов, наносить гальванические и анодные покрытия. Эти операции способствуют созданию антикоррозийной защиты металла, приданию материалу товарного внешнего вида.

Знание природы явления оказывает существенную помощь в качественном склеивании разнообразных материалов и прочной их сварке. При участии адгезии производится покрытие металлов оксидными пленками, выполняющими защитные функции. Эффект находит применение при производстве бетонных работ — в ситуациях, когда не удается сразу добиться полной заливки бетоном объекта. При проведении повторной заливки два бетонных основания образуют между собой так называемый холодный стык, отрицательно влияющий на прочностные характеристики соединения. Адгезия также рекомендована к применению в случаях, когда необходимо отделить бетон от формы из стали. Другими способами эту операцию выполнить просто невозможно. Применение адгезии дает возможность успешно бороться с дефектами поверхностей готовых изделий из бетона.

Взаимодействие с бетоном

Бетон является на сегодняшний день самым востребованным строительным материалом. Но не всегда бывает легко обеспечить качественное сцепление отделочных материалов (плитки, обоев, краски) с таким основанием. Особенно это касается высокопрочных марок с низкой пористостью и гладкой поверхностью. К счастью, есть способы улучшить адгезионный слой.

В некоторых случаях это не требуется – краски, а также обойные и плиточные клеи премиум класса и без того обеспечивают прекрасное соединение благодаря специальным добавкам (полиамидные смолы, эфир канифоли, органосиланы и прочие). Чтобы добиться хорошего результата при работе с более дешевыми аналогами приходится использовать дополнительные материалы – грунтовку и прочее.

Адгезивные системы для эмали

Если речь идет об эмали, то адгезия здесь обеспечивается на основе микромеханической сцепки. Для этого используются гидрофобные жидкости, однако необходимого «прилипания» к влажному дентину они не дадут, поэтому также используется праймер. Обращение с эмалевыми адгезивами, имеющими однокомпонентный состав, строится на следующих этапах:

1. протравка эмали ортофосфорной кислотой – примерно полминуты,
2. удаление водяной струей травильного геля,
3. сушка эмали,
4. соединение в одинаковой пропорции веществ адгезивной системы,
5. введение аппликатором в полость зуба адгезива,
6. разравнивание его воздушной струей.

Только после выполнения всех выше перечисленных манипуляций врач осуществляет введение композитного материала.

Плохая адгезии при покраске автомобиля

При покраске автомобиля на малых или больших участках слой краски отделяется от
поверхности. Иногда эта проблема затрагивает несколько слоев
лакокрасочной системы.

Слабая адгезия может проявиться сразу же после нанесения
и сушки, или же становится очевидной лишь спустя несколько
недель или месяцев.

Таблица 1

Причины и предотвращение дефекта плохая адгезия при покраске
автомобиля на разных этапах покраски

Этап процесса покраски	Причина	Предотвращение
Подготовка	Полиэфирная шпатлевка нанесена протравливающий грунт	Полиэфирную шпатлевку следует наносить только на открытый металл или двухкомпонентный эпоксидный грунт
	Не нанесен рекомендованный грунт	Наносите рекомендованный грунт (для алюминия, пластика, оцинкованной стали) при необходимости
	Неправильный выбор грунта-выравнивателя, его несовместимость с поверхностью	Выбирайте правильный грунт-выравниватель в зависимости от типа поверхности
Обезжиривание	Использование неправильного, неутвержденного обезжиривателя, недостаточное удаление загрязнения	Пользуйтесь только рекомендованным обезжиривателем (совместимым с поверхностью и/или типом загрязнения)
	Использование грязной ветоши, загрязнение размазано по поверхности	Пользуйтесь двумя чистыми салфетками – одной для растворения загрязнений, другой для их удаления
	Неправильная техника обезжиривания	Пользуйтесь двумя чистыми салфетками и обезжиривайте поверхность, разделив ее на небольшие участки. Протирайте прежде, чем обезжириватель испарится
	Поверхность вообще не обезжирена	Промойте (предпочтительно теплой) водой с мылом, а затем обработайте рекомендованным обезжиривателем
Шлифование	Недостаточная обработка или выбор неправильного абразива и материалов для шлифовки; слишком мелкий абразив повышает риск возникновения проблем адгезии	Шлифуйте участок ремонта и кромки перехода абразивом рекомендуемой зернистости и пользуйтесь стандартными абразивными материалами
Нанесение грунта	Применение несовместимого с поверхностью полиэфирного материала (выбор системы)	Пользуйтесь рекомендуемыми продуктами в зависимости от типа поверхности (выбор системы)
	Неправильное смешивание. Полиэфирный материал не на 100% смешан с отвердителем	Смешивайте согласно рекомендациям. Не взбалтывайте при смешивании, чтобы не допустить попадания воздуха в смесь
Нанесение краски	Выбран неправильный отвердитель	Пользуйтесь только рекомендованными специализированными продуктами
	Выбран слишком быстрый разбавитель (плохой розлив, слишком большой опыл, образование конденсата во влажных условиях)	Выбирайте разбавитель в зависимости от температуры окружающей среды, размера ремонта и потока воздуха
	Неправильная техника нанесения	Придерживайтесь рекомендованной техники нанесения
	Не корректное нанесение приводит к образованию чрезмерного опыла	Наносите корректные слои с правильным давлением. Удалите опыл между слоями с помощью липкой салфетки
	Слишком короткое время межслойной выдержки	Соблюдайте рекомендованное время межслойной выдержки

Как устранить дефект плохая адгезия при покраске автомобиля Удалить не сцепленный слой краски. При необходимости полностью снять всю нанесенную систему, заново выполнить подготовку и окраску поверхности, согласно рекомендациям.

В большинстве своём маляры не знают даже такого слова, как адгезия, оно даже в диковинку. Поэтому, этот сайт хорошая возможность получить необходимы минимум информации по этому вопросу. С плохой адгезией пришлось столкнутся лишь однажды, когда патина стала в некоторых местах отходить вместе с лаком от поверхности фасада покрытого плёнкой. И именно тест в виде решётчатых надрезов позволил удостоверится, что проблема есть и нужно искать причины плохой адгезии. Кстати, серия дальнейших тестов показала, что причиной плохой адгезии патины и лака стали избыточное нанесение патины, временами лака и где-то недостаточное обезжиривание.

Читайте далее: какие параметры используют для контроля качества отделки адгезия лакокрасочного покрытия блеск лакокрасочного покрытия пузырьки в лакокрасочном покрытии проколы в лакокрасочном покрытии недостаточная укрывистость лакокрасочного покрытия пыль на лакокрасочном покрытии подтёки на лакокрасочном покрытии трещинки на лакокрасочном покрытии кратеры или неокрашенные пятна на лакокрасочном покрытии эффект апельсиновой корки или шагрень дефекты тонирования древесины

Технический смысл адгезии

Слово «Адгезия» в переводе с латинского означает – «прилипание». Имеется ввиду прилипание разнородных или однородных материалов друг к другу. В нашем случае рассматривается «прилипание» растворов на основе цемента: бетон, штукатурка, кладочный раствор, ремонтные составы, клей, другой строительный материал.

Существует три вида адгезии:

• Физическая. Прилипание происходит на молекулярном уровне. Пример – прилипание магнита к стальной основе.
• Химическая. Прилипание происходит на атомном уровне. Пример – сваривание и пайка деталей. Также химический смысл имеет адгезия стоматологической пломбы к пульпе зуба.
• Механическая. Сцепление материалов происходит за счет проникновения адгезива (штукатурка, бетонный раствор, кладочный раствор, клей и т.п.) в поры и шероховатости основы. Пример: оштукатуривание, укладка плитки, окрашивание.

Степень адгезии измеряется в МПа. Цифровое значение обозначает величину силы, которую необходимо приложить для того чтобы оторвать адгезив от основания. Например, на упаковке сухой штукатурной смеси «ЭКО 44» указывается, что минимальная адгезия данного материала к основе составляет 0,5 МПа. Это значит что для того чтобы оторвать слой адгезива от основы понадобиться приложить усилие 5 кг на 1 см2 площади.

Степень адгезии материала к основе разнится от вида и возраста основы. Например старый бетон имеет степень адгезии к новому бетону от 0,9 до 1,0 МПа, в то время как современные сухие строительные смеси способны обеспечивать степень «прилипания» до 2 МПа и более.

Лабораторное испытание степени адгезии сухих строительных смесей осуществляют на специальных образцах, в соответствии с требованиями ГОСТ 31356-2007.

Определение адгезии

Благодаря тому, что данное особенное явление существует, лакокрасочные изделия и штукатурка имеет возможность очень стойко задерживаться на стеновых и потолочных покрытиях, также можно применять технологию бетонирования. Исходя из этого, можно сказать, что адгезия отвечает за соединение оснований или поверхностей с нанесенным покрытием.

Адгезия – это сцепления гетерогенных соединений. В строительной сфере это формируется другим термином: возможность какого-то штукатурного или другого покрытия сцепляться с другой поверхностью.

• Физическая адгезионная способность может возникать, когда скрепляются молекулы стройматериалов.
• Химическая адгезия может возникать, когда между двумя вещества возникает химическая реакция.

Сила склеивания обычно измеряется в мега паскалях, данное значение означает, какую силу необходимо приложить для того, чтобы отделить основание от другого покрытия. Если на оберточной бумаге написано, что адгезионное средство может обеспечить склеивание в один мегапаскаль. Это означает, что необходимо на каждый квадратный миллиметр приложить усилие размером в один ньютон.

Самое важное значение данный пункт имеет для материалов, предназначенных для строительства, монтажа и отделочных работ

При покупке необходимо обратить свое внимание на степень адгезии у перечисленных оснований:

• Лакокрасочные покрытия. Степень склеивания напрямую зависит от адгезионного свойства. Также от него зависит и объем проникновения материала, работоспособность основания. Поэтому чем выше показатели адгезии, тем лучше и больше будут «схватываться» два гетерогенных материала, и они будут держаться вместе долгое время.
• Гипс . Степень прилипания определяет то, какой отделке потом подвергнется изделие. Чем выше адгезионный показатель, тем потом сложнее можно выполнить рисунок и узор.
• Цементно-песчаные материалы. От крепости соединения очень часто зависит безопасность построенной конструкции. Если строитель использует материал с плохим адгезионным свойством, то данное строение из кирпича продержится малое время. А это может быть причиной трудных последствий.
• Пастообразная или вязкотекучая композиция на основе полимеров (герметики), другие клеевые материалы. При использовании этих отделочных материалов необходимо знать, какое средство сможет склеить поверхности. Если вы применяете смеси, которые не реагируют между собой, то результат соединения вам покажется слабым, а конструкция распадется.

Способы повысить адгезионные способности

Адгезию стройматериалов можно изменить как в лучшую, так и в худшую сторону. Это величина изменяемая. Когда на поверхность наносят какой-нибудь состав, то его смешивают с различными добавками, чтобы увеличить способность к приклеиванию и попаданию. Также могут применяться грунтовки, которые имеют роль промежуточного основания.

1. Обезжиривание основание является очень эффективным способом повышения адгезионной способности.
2. Механический способ подразумевает собой обрабатывание стенового покрытия абразивом, чтобы придать ему шероховатый эффект, а также нанесение насечек. Механический метод – удаление стен от пыли, грязи и других дефектов.
3. Химический способ подразумевает собой смешивание уникальных примесей в готовом растворе для повышения свойств и показателей.
4. К физико-механическому методу относится обрабатывание поверхности грунтовочными смесями, а также обработка шпаклевкой.

Очень эффективными являются данные способы, потому что поверхности сцепляются без возможности отсоединения.

Методы, с помощью которых можно снизить сцепление

Если поверхности, которые должны подвергнуться сцеплению, будут пыльными и замасленными, то склеивания не произойдет. Это происходит потому, что молекулы грязи и пыли мешают материалу проникнуть внутрь основания и выполнить свою работу. Поэтому чтобы получить качественное основание, необходимо предварительно его очистить и обезжирить.

Если вы предварительно обработаете стены и потолок материалом, который снижает пористость основания, то это также уменьшит адгезионную способность.

При покупке склеивающего материала необходимо обращать внимание на его свойства. Очень часто возникает так, что способность может ухудшиться при высыхании отделочного материала

При переходе сырья из одного агрегатного состояния в другое изменяются его химические и физические свойства. Так, многие смеси могут давать усадочный эффект, и величина соприкосновения так же уменьшается. Могут появиться трещины, разломы и выбоины. Такая конструкция не является безопасной.

Адгезивные системы разных поколений в клинической стоматологии

К настоящему моменту известно 7 поколений адгезивных систем. Сегодня в ходу у стоматологов системы, начиная с 4-го поколения, которые помогают нам сохранять зубы целыми и здоровыми на протяжении всей жизни. Они содержат 3 компонента: кондиционер + праймер + адгезив. А вот инновационные 6 и 7 поколения с одноэтапными препаратами, увы, еще не приобрели повсеместного распространения.

Интересно, что многие эксперты говорят о первостепенной роли эмалевой адгезии, а вот дентинная идет во вторую очередь. Проведенные лабораторные исследования также указывают на то, что сегодня максимальную эффективность демонстрирует спиртовой протокол адгезии. Этанол помогает устранить боль и чувствительность после проведенной процедуры. К тому же при использовании этого вида протокола адгезии происходит меньшая утечка дентинной жидкости. Впрочем, в каждой индивидуальной ситуации врач решает сам, какому протоколу и какой адгезивной системе отдать предпочтение в имеющихся клинических условиях1.

1 Протоколы использования адгезивов Попова А.О., Игнатова В.А. – студентки 4 курса стоматологического факультета.