Адгезия что это в строительстве простыми словами
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.
Адгезия: что это такое, для чего нужна, как её улучшить
Время чтения: 8 минут Нет времени?
Отправим материал вам на e-mail
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
Схематическое изображение эффекта адгезии и когезии
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:
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.
Высыхающий акриловый герметик
Битумный невысыхающий состав, используется для герметизации ливневой водосточной системы
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.
Как измеряется адгезия?
Технология измерения адгезии, способы испытания, а также все показатели прочности соединения материалов указаны в следующих нормативах:
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
Нож адгезиметр, модель Константа-КН2
Ультразвуковой измеритель адгезии, Пульсар 21
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:
Информация! Вещество, наносимое на поверхность для увеличения силы сцепления между основанием и отделочным материалом, называется адгезивом. Основание, на которое наносится адгезив, называется субстратом.
Методы повышения адгезии
В строительстве существует несколько универсальных способов повышения адгезии декоративных отделочных материалов с поверхностью основания:
Обработка поверхности основания перед покраской абразивной шкуркой
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:
Результат нанесения цементной штукатурки на переохлажденную поверхность основания
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:
Важно! Адгезия свинца, алюминия и цинка намного ниже, чем у чугуна и стали. Причина заключается в том, что эти металлы образуют на своей поверхности оксидные плёнки. Поэтому отслаивание лакокрасочных покрытий происходит по оксидному слою. Окрашивание этих материалов рекомендуется осуществлять сразу после удаления плёнки механическим или химическим способом.
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 боразотных 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.
Видео: что такое адгезия
Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте
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.