Что такое адгезия — Статьи

Адгезия – один из самых важных терминов в строительстве. Если вы занимаетесь стройкой, то вам просто необходимо понимать механизм её работы. Понимание процессов даст вам больше контроля над строительной работой.

Адгезия происходит от латинского слова adhesion, что в переводе обозначает прилипание. Строители понимают под этим понятием свойство различных материалов образовывать соединения с твёрдыми поверхностями.

Также существует и другое понятие – когезия. Это процесс, когда соединяются однотипные материалы, например, дерево прилипает к дереву. В отличие от адгезии, когезия происходит за счёт связи между молекулами материалов.

Теоретические основы

Адгезия находит применение в разных областях строительства: металлургии, механике, строительстве и даже в медицине. В этой статье мы рассмотрим адгезию в строительных работах. На всех этапах строительных работ важно контролировать уровень адгезии у лакокрасочных, штукатурных и клеящих материалов.

Одним из самых ярких примеров прилипания одно материала к другому можно назвать герметизацию стекла. Герметикам покрывают поверхность, благодаря чему возникает прочное соединение.

Адгезия может происходить по трём принципам:

• Механический. Самый простой принцип, но и самый ненадёжный. Молекулы наносимого вещества попадают в шероховатости и поры твёрдой поверхности, за счёт чего происходит сцепление материалов. Яркий пример – это краска, которую наносят на бетон или любой другой шероховатый предмет.
• Химический. Один из самых надёжных способов, который объясняется химической связью молекул. Для возникновения соединений необходим катализатор. Пример химической адгезии – пайка.
• Физический. Редкий тип адгезии. Под влиянием электромагнитного поля между молекулами веществ возникает связь. Для появления такой связи обычно используют большой статистический заряд.

Адгезионные свойства различных материалов

У каждого материала есть свои адгезионные свойства, которые обозначают, насколько хорошо он может взаимодействовать с другими поверхностями. Чтобы было удобнее рассматривать, их делят на три большие группы. Мы рассмотрим только одну из них.

Лакокрасочные

Лакокрасочные материалы прилипают к поверхности за счёт механического сцепления. При этом, чем выше шероховатость поверхности, тем лучше краска приклеится к стене. Различные неровности значительно увеличивают площадь покрытия, а значит, больше молекул сможет попасть в поры. Также адгезию у лакокрасочных материалов можно увеличить за счёт различных добавок.

Определение адгезии

Адгезия – это явление, когда два разных вещества сцепляются друг с другом. Благодаря ней, мы можем наносить краску и штукатурку на поверхность. Материал хорошо прилипает к поверхности и долго держится на ней.

В строительстве, когда произносят этот термин, имеют в виду соединение штукатурного или лакокрасочного покрытия. В более широком смысле под адгезией понимается соединение между гетерогенными веществами.

Адгезию измеряют в паскалях, обычно используют мегапаскали. Например, если на упаковке написано, что адгезия равна 1 МПа, то это означает, что на каждый мм стены необходима сила в 1 Ньютон, чтобы отделить покрытие.

Для большинства работ это значение не важно, но, если вы собираетесь делать отделку, то обращайте особое внимание на силу. Чем больше значение адгезии, тем дольше прослужит покрытие.

Наиболее популярными материалами для отделки являются следующие товары:

• Лакокрасочные изделия. При выборе этих материалов очень важно смотреть на адгезионные свойства. Чем они выше, тем лучше будет проникать вещество в поры поверхности, а значит, краска будет держаться дольше.
• Гипс. Чем выше адгезия у гипса, тем сложнее на него нанести отделку. Это один из немногих случаев, когда нужно выбирать материалы с небольшой степенью прилипания.
• Цементно-песчаные материалы. Адгезия у цемента важна потому, что от степени соединения молекул между собой зависит прочность конструкции. Если адгезия слабая, то конструкция быстро развалится.
• Пастообразные клеи. Адгезия у этих веществ довольно высокая, поэтому о ней можно не беспокоиться. Единственное, на что нужно смотреть – это реакция с разными материалами. Некоторые клеи просто не реагируют с деревом или пластиком.

Как повысить адгезию состава

С помощью химии можно как увеличить адгезию, так и уменьшить. Для этого в состав вещества добавляют различные добавки. Также используют грунтовку и другие способы, вот основные:

• Обезжиривание поверхности. Пожалуй, это один из самых эффективных способов увеличить адгезию.
• Очистка стены от пыли и грязи и нанесение на её поверхность абразива. Это специальное вещество, которое увеличивает шероховатость.
• Добавление различных примесей в смесь, которая улучшает адгезию материала.
• Использование грунтовки и шпаклёвки на стене, которая существенно повышает шероховатость поверхности.

Способы снизить адгезию

В некоторых ситуациях строители хотят не увеличить, а уменьшить адгезию материалов. Конечно, такие ситуации встречаются редко. Для уменьшения на поверхность наносят масло. Также можно просто не очищать стену от пыли и грязи. Лишние молекулы будут мешать раствору связывать два объекта. Однако лучше всего приобрести специальное вещество, которое уменьшает пористость. Стоит такой препарат недорого, но может значительно улучшить ситуацию.

Ещё один интересный способ уменьшить адгезию – это высушить отделку. Когда вещество изменяет своё агрегатное состояние, то изменяются и его свойства, в том числе и адгезия. Для этого поверхность высушивают.

Что такое адгезия

Мы даже не задумываемся о том, сколько различных физических явлений происходит на стройке. Одно из самых важных явлений, которое сильно меняет строительную сферу – это адгезия. Она помогает соединять гетерогенные вещества друг с другом.

Адгезия бывает разной. На неё сильно влияют физические свойства объекта, а также его молекулярный состав. В строительстве явление адгезии используют как смачиватель, который позволяет соединять материалы. При этом получается прочная структура.

Практически все процессы в строительстве завязаны на том, что молекулы гетерогенных материалов взаимодействуют друг с другом. Лучше всего это демонстрируют малярные работы, а также сварка и пайка. Ещё адгезия проявляется при изоляции, в результате которой вещества склеиваются между собой. Ещё примерами связывания веществ служит затвердевание бетона, покраске стены и приклеивании плитки.

Как измеряют адгезию?

Адгезия имеет свои единицы измерения – МПа. Если переводить это на более понятный язык, то можно описать так: 10 кг веса давит на площадь в 1 кв. см. Ещё можно рассмотреть такой пример: строители клеят плитку на клей, в характеристиках которого написано 4 МПа. Значит, для приклеивания одного кв. см плитки необходимо приложить силу в 40 кг.

Что влияет на адгезию?

Строительные смеси не сразу приобретают свойства, которые написаны на упаковке. Процессы схватывания и многие другие явления, которые происходят, пока строительная смесь высыхает, сильно влияют на адгезию.

Также на сцепление влияет усадка. Во время высыхания слои могут смещаться относительно друг друга. В результате поверхность покрывается трещинами, а адгезия уменьшатся. Яркий пример, который демонстрирует влияние усадки – это нанесение на старый бетон новой смеси. Опытные строители знают, как это непросто, противостоять бетону.

Улучшение адгезии

Химический и физический состав поверхностей разных материалов очень сильно отличается. Чтобы улучшить адгезию веществ, строители придумывают большое количество разнообразных хитростей. Некоторые способы сделать очень легко, другие же требуют вмешательства опытного специалиста.

Все способы, которые существуют, разделим на три вида:

• На основе химии. В строительные материалы вносят различные добавки, которые улучшают проникновение частиц.
• На основе физических свойств. На поверхность стены наносят шпаклёвку или специальные строительные смеси.
• Механический. Стену шлифуют, чтобы создать небольшую шероховатость на поверхности, а также отчищают от пыли и грязи.

Адгезия стекла, дерева и бетона

Строители используют большое количество материалов в работе, но основных всего три. Разберём их склонность к адгезии с другими веществами.

Сначала рассмотрим самый популярный материал – стекло. Оно реагирует с различными лакокрасочными изделиями. Также можно наносить герметики и другие полимеры. Пористые вещества практически не соприкасаются с обычным стеклом, поэтому на такие материалы ставят только жидкое стекло.

Дерево лучше всего соединять с красками и лаками. Также хорошая адгезия происходит с битумом. Хуже всего дерево реагирует на цементные составы. Чтобы связать эти вещества между собой, используют дополнительные материалы, в виде гипса или алебастра.

Бетон хорошо соединяется практически со всеми материалами, но нужно постоянно смачивать конструкцию водой. Если используйте бетонный раствор, то также разводите его водой. Хуже всего бетон реагирует на полимерные вещества.

Адгезия – это очень полезное свойство, которое помогает соединить два разных объекта, однако нужно соблюдать некоторые правила работы, чтобы добиться наилучшего результата.

Что такое адгезия

По определению адгезия – это свойство различных веществ и материалов соединяться между собой. Переводится с древнегреческого (латинского) языка как – прилипание.

Она может иметь различные значения, которые зависят от межмолекулярной связи, слабой или сильной, а также возможности проникновения ионов одного вещества в другое, другими словами, от величины взаимной диффузии.

Примером может служить способность впитывать воду различными веществами и материалами. Здесь адгезия будет выглядеть как смачиваемость. Снижение силы адгезии, если брать строительство, может возникать от большой степени усадки материала.

Если строительный раствор после высыхания становится намного меньше в своем объеме, то вполне вероятно, что появятся трещины, которые ослабляют сцепление ингредиентов раствора между собой.

---

СОДЕРЖАНИЕ:

1. В строительстве
2. Единицы измерения
3. ГОСТ
4. Соединение с основными строительными материалами
5. Адгезия и когезия

---

Адгезия в строительстве

Рассмотрим, что такое адгезия в строительстве.

В строительных процессах свойство материалов и веществ проникать друг в друга, чаще всего наблюдается в малярных и изоляционных работах (см. для чего выполняется грунтовка стен), сварочных и паяльных, при производстве профлиста и других изделий, где требуется качественная защита от коррозии металла. Понимание процесса прилипания, или сцепления, требуется:

• При заливке монолитных бетонных конструкций, когда образуются перерывы в работе
• При подборе правильного клеящего состава и материалов, нуждающихся в склеивании или сваривании
• Выборе окрасочных составов и жидких гидроизоляционных смесей, и  в других случаях

Единицы измерения адгезии

Единица измерения величины сцепления – МПа (мегапаскаль). Если паскаль определяется как сила вертикального давления на горизонтальную площадь, равную одному квадратному метру, то 1 мегапаскаль будет равняться прикладываемому усилию в 10 кг, давящей на 1 кв. см.

Для примера: если величина адгезии на клеящем составе обозначена как 3 МПа, значит, чтобы оторвать приклеенную деталь площадью в 1 кв. см. потребуется приложить усилие равное 30 кг.

Адгезия ГОСТ

Для определения величины сцепления следует руководствоваться несколькими ГОСТами, в зависимости от вида стыкуемых материалов. Чтобы определить прочность сухих строительных смесей, используемых для изготовления бетона, пользуются рекомендациями ГОСТ 31356-2007.

ГОСТ 28574-90 применяется, когда требуется найти значение величины сцепления лакокрасочных материалов, используемых для защиты бетонных и металлических конструкций от ржавления.

ГОСТ 32299-2013 полностью соответствует международному стандарту ISO 4624:2002, регламентирующий метод определения величины сцепления лакокрасочных покрытий и строительных конструкций из различных материалов – металла и бетона, дерева и кирпича, на отрыв.

Адгезия к основным строительным материалам

Стекло

К твердому стеклу хорошо прилипают жидкостные вещества – лаки, краски, полимерные составы, различные герметики. Жидкое стекло обладает большой адгезией к твердым телам, если они имеют пористую структуру.

Дерево

Деревянные поверхности хорошо сцепляются с красками, лаками, битумом и плохо с цементными составами. Для оштукатуривания таких поверхностей используют растворы на основе алебастра, гипса.

Бетон

У бетона как и у кирпича, хорошая сцепляемость с различными жидкостными составами на основе воды, если его поверхность влажная. С полимерными продуктами в этом случае уровень липучести будет ниже. Влияет на этот эффект и пористость поверхностей, чем она шершавее, тем сцепляемость будет выше.

Посмотрите 2 видеоролика:

1. Адгезия штукатурки ЦПС к бетонной стене при нарушении технологии:
   
2. Адгезия гипсовой штукатурки к монолитной бетонной стене:
   

Адгезия и когезия

Если адгезия предполагает сцепление разных по составу тел, то когезия, означает соединение или сцепление молекул, атомов, ионов в одном веществе или теле, независимо от его формы – жидкой, твердой или газообразной. В твердых телах она значительно больше, нежели в жидких веществах и, тем более, в газообразных.

На этом статья заканчивается. Сегодня мы узнали, что такое адгезия и какое значение она имеет в строительстве.

13 Типы клеев, используемых в строительстве

Клеи представляют собой неметаллические материалы, используемые для постоянного соединения поверхностей с помощью клеевого процесса. Использование клеев позволяет строителям связывать материалы вместе и экономично распределять нагрузки по стыку. Итак, какие типы клеев используются в строительстве?

Основные типы клеев, используемых в строительстве, включают полимерные клеи, акриловые клеи, клеи-расплавы, клеи на основе смол и анаэробные клеи. Электропроводящие клеи, клеи под давлением, реактивные клеи и пластизольные клеи также являются типами строительных клеев.

В этом чтении мы проанализируем различные типы клеев, используемых в строительстве, прольем свет на плюсы и минусы каждого типа, а также на то, как они используются в строительстве.

1. Клеи-расплавы

Клей-расплав (HMA) представляет собой термопластичный клей, обычно продаваемый в виде цилиндрических стержней различного диаметра. Палочки предназначены для установки на термоклеевой пистолет с нагревательным элементом непрерывного действия.

По сравнению с другими типами клеев, они имеют более длительный срок хранения и могут быть легко утилизированы без особых мер предосторожности. Они также имеют пониженное количество органических соединений и не требуют времени для отверждения.

В строительной отрасли они используются при сборке изделий, обертывании профилей и ламинировании изделий из дерева. Они также используются при установке электронных устройств, особенно при креплении проводов.

2. Акриловые клеи

Акриловые клеи представляют собой клеи на основе смол, состоящие из метакриловых или акриловых полимеров. Акриловый клей чрезвычайно прочен и эффективен при многократном склеивании. Он предпочтителен в строительной отрасли из-за его устойчивости к элементам окружающей среды, таким как чрезмерное солнце и осадки.

С точки зрения прочности и способности удерживать предметы, не так много клеев по сравнению с акриловыми клеями. Это связано с высокими когезионными и адгезионными свойствами акриловых клеев, которые обеспечивают надежную фиксацию предметов на месте. Акриловые клеи бывают как пастообразными, так и жидкими. Жидкие акриловые клеи наносятся кистью или влажной тканью и в основном используются для столярных или обивочных работ, а также в труднодоступных местах во время строительства. Пастообразные акриловые клеи обычно используются в повседневных строительных проектах и, как известно, обеспечивают прочное сцепление.

3. Клеи на основе эпоксидной смолы

Клеи на основе эпоксидной смолы хорошо известны своей стабильностью размеров, высокой механической прочностью, химической стойкостью и доступностью. Прочность эпоксидных клеев делает их отличным вариантом при склеивании стали, цветных металлов, алюминия, армированных волокном композитов, керамики, кирпича, пенопластовых конструкций, стекла и дерева.

Эпоксидные клеевые системы состоят из основной смолы, ускорителя, отвердителя, наполнителей, пластификаторов, добавок и разбавителей. Базовая смола, используемая в производстве клеев на основе эпоксидных смол, определяет их химическую стойкость и термическую стабильность.

Долговечность, высокая прочность на растяжение и сопротивление сдвигу эпоксидных клеев делают их отличным вариантом для легких и тяжелых строительных работ. Хотя соединения, сделанные с помощью эпоксидных смол, обычно жесткие, их можно сделать более гибкими, изменив компоненты, используемые в производстве.

Когда эпоксидные клеи используются для склеивания различных металлов, линия склеивания действует как барьер, предотвращающий гальваническую коррозию. Эпоксидные смолы обладают высокой устойчивостью к влаге, топливу и химическим веществам, что делает их отличным вариантом для строительства. Эпоксидные клеи также используются в электромонтажных работах из-за их хороших электроизоляционных свойств.

Клеи на основе эпоксидной смолы доступны в виде однокомпонентных или двухкомпонентных эпоксидных систем, что гарантирует особо прочное соединение при использовании в наружных конструкциях или внутренней отделке.

4. Анаэробные клеи

Анаэробные клеи состоят из диметакрилатных мономеров и отверждаются только при отсутствии кислорода. По сравнению с другими типами клеев анаэробные клеи менее токсичны, мягки и не вызывают коррозии металлов, что делает их идеальными для использования в строительстве.

Помимо диметакрилатных мономеров, анаэробные клеи также содержат многофункциональные и монофункциональные мономеры сложного эфира, стабилизаторы, систему окислительно-восстановительного радикального инициатора, различные типы модификаторов и смолы.

Некоторые из основных преимуществ использования анаэробных клеев включают низкий уровень запаха, долговечность и возможность отверждения по требованию. Однако, несмотря на их способность создавать прочные и долговечные соединения, анаэробные клеи не идеальны для пористых поверхностей и термопластов.

5. Клеи под давлением

Клеи под давлением в значительной степени зависят от вязкости и эластичности при склеивании с поверхностью. Как следует из названия, клеи под давлением работают, когда между клеем и точкой крепления создается давление.

Этот тип клея обычно используется для наклеек, и на него нельзя рассчитывать, что он скрепит два вещества. В строительстве он может пригодиться для наклеивания предупредительных надписей, таких как знаки опасности или инструкции на месте.

6. Электропроводящие клеи

Электропроводящие клеи обычно используются в электронных устройствах, особенно там, где электрический ток должен проходить между двумя или более элементами. Этот тип клея затвердевает менее чем за две минуты и в основном состоит из 80% проводящих частиц.

Базовый клей обычно представляет собой двухкомпонентную эпоксидную смолу, хотя полиэстер и акрилат также являются распространенными вариантами. Проводящие компоненты, используемые в электропроводных клеях, обычно определяют общую стоимость. В недорогих электропроводящих клеях обычно используется железо, которое является плохим проводником. Однако в дорогих используется медь или серебро.

7. Пластизольные клеи

Пластизолевые клеи состоят из частиц поливинилхлорида (ПВХ), диспергированных в пластификаторе. Они обладают отличной устойчивостью к отслаиванию и высокой гибкостью, что делает их идеальными для использования в строительстве. Однако основная проблема пластизольных клеев – их чувствительность к напряжению сдвига. Пластизолевые клеи также склонны к расползанию при воздействии сверхбольших нагрузок.

Хотя пластизоль обладает высокой эффективностью склеивания, он не является экологически безопасным, что объясняет, почему такие альтернативы, как эпоксидные смолы, становятся популярными. Пластизолевые клеи также помогают склеивать необработанные металлы благодаря их способности впитывать масло.

8. Реактивные клеи

Реактивные клеи, также называемые отверждаемыми или химически отвердевающими клеями, обычно требуют химической реакции для соединения двух поверхностей. Реактивные клеи бывают одно- или двухкомпонентными реактивными клеями. Способность к прочному склеиванию делает реактивные клеи идеальными для тяжелых грузов, требующих высокой прочности и постоянства.

Помимо быстрого отверждения, реактивные клеи способны выдерживать экстремальные условия окружающей среды, что делает их идеальными для использования во внешних конструкциях.

Несмотря на то, что реактивные клеи очень долговечны и прочны, их необходимо наносить правильно и с должным уровнем точности, чтобы обеспечить прочное соединение. Реактивные клеи начинают отверждаться сразу же после контакта с ними, и при их использовании в строительных проектах может потребоваться оборудование или дозаторы.

9. Клеи на основе растворителей

Полимерная система, используемая в рецептуре, определяет рабочие характеристики и эффективность клеев на основе растворителей. Поскольку большинство клеев на основе растворителей содержат легковоспламеняющиеся растворители, важно принять соответствующие меры, чтобы исключить риск возгорания.

После нанесения клея на основе растворителя растворитель испаряется (довольно быстро), что увеличивает общую вязкость клеевой пленки. Хотя склеивание возможно при нанесении клея, рекомендуется дать растворителю испариться и создать прочное соединение.

10. Термореактивные клеи

Термореактивные клеи представляют собой термореактивные пластмассы или полимеры, используемые в качестве клеев. Этот тип клея обычно поставляется неотвержденным и в основном состоит из несвязанных мономеров. Отверждение может быть вызвано применением таких раздражителей, как свет, тепло или химический отвердитель.

Большинство термореактивных клеев представляют собой двухкомпонентные системы, состоящие из смолы и отвердителя, которые затем смешиваются, чтобы запустить процесс отверждения. Отверждение может занять всего десять минут, а может даже занять больше часа.

Термореактивные клеи хорошо известны своей высокой прочностью, устойчивостью к теплу и влаге, а также впечатляющей способностью заполнять зазоры. Хотя двухкомпонентные клеи очень популярны, однокомпонентные системы также используются для соединения поверхностей.

Прекрасным примером термореактивных клеев является эпоксидная смола, которая обычно используется для склеивания древесины из-за ее лучшего заполнения зазоров и влагостойкости. Эпоксидная смола широко используется в строительстве из-за ее способности создавать прочные связи со стеклом и металлом.

Некоторые примеры термореактивных клеев включают:

• Фенолформальдегидная смола (PF): Этот клей, также называемый фенольной смолой, обычно используется для ламинирования таких материалов, как дерево и бумага. Он обычно используется в фанере, предназначенной для наружного использования.
• Полиимидные клеи:  Этот клей может выдерживать чрезвычайно высокие температуры до 500°C (932°C), что делает его идеальным для использования в конструкции элементов с хорошими свойствами электро- и теплопроводности.
• Полиэфирная смола: Этот тип смолы обычно используется в качестве более дешевой альтернативы эпоксидной смоле для склеивания композитных конструкций, особенно стекловолокна. По сравнению с эпоксидной смолой, полиэфирная смола менее устойчива к теплу и влаге и обеспечивает более слабое сцепление.

Благодаря своей долговременной стабильности и силе сцепления термореактивные клеи являются одними из самых популярных клеев, используемых в строительстве. Они обычно используются для тяжелых работ на строительной площадке, и во время применения может потребоваться тяжелая техника.

11. Клеи на водной основе

Обычно называемые клеями на водной основе, клеи на водной основе изготавливаются либо из растворимых синтетических полимеров, либо из натуральных полимеров. Растворимые синтетические полимеры получают из таких полимеров, как эфиры целлюлозы, поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлоза, метилцеллюлоза и поливинилпирролидон.

Природные полимеры получают из овощей (крахмалы и декстрины), животных (кости и шкуры) и источников белка (рыба, кровь, казеин, молочный белок и соевые бобы).

Клеи на водной основе могут изготавливаться в виде сухих порошков или поставляться в виде растворов. При работе с сухими порошками перед нанесением их необходимо смешивать с водой. Это связано с тем, что клеи на водной основе приобретают прочность сцепления, когда вода теряется в результате поглощения или испарения.

Следует отметить, однако, что большинство клеев на водной основе не имеют длительного срока хранения, что делает невозможным длительное хранение.

Несмотря на то, что клеи на водной основе очень доступны по цене, гибки и прочны, для улучшения их общих характеристик требуется определенный уход. Эти клеи могут иметь сильный запах и могут даже реагировать при воздействии на кожу пользователя. Однако он быстро схватывается и может наноситься валиком или распылителем, что делает его удобным способом склеивания различных поверхностей во время строительства.

12. Клеи УФ-отверждения

Также называемые светоотверждаемыми клеями, клеи УФ-отверждения используют свет и естественное излучение для запуска процесса отверждения. Благодаря свободнорадикальной химии клеи УФ-отверждения обеспечивают прочное соединение без необходимости использования внешних источников тепла. Клеи УФ-отверждения бывают разных диапазонов вязкости и химических систем (в основном на основе полимеров). Эти клеи могут склеивать различные подложки, в том числе разнородные, без ущерба для общей прочности.

Универсальность клеев УФ-отверждения делает их одними из самых популярных вариантов в строительной отрасли. Его можно использовать для склеивания стекла, пластика, шкафов, ручек и душевых дверей.

13. Клеи на основе фенольных смол

Фенольные смолы в основном производятся в виде пленок и жидких композиций и изготавливаются из конденсированного формальдегида и фенола. Фенольные смолы обычно используются для склеивания изделий из-за их способности проникать и прилипать к некоторым наполнителям и армирующим материалам.

Клеи на основе фенольных смол хорошо совместимы с целлюлозными наполнителями, что делает их идеальными для склеивания фанеры, ДСП, ОСП и ДВП. Этот тип клея отлично подходит для создания прочных соединений, устойчивых к химическим и термическим воздействиям.

Большим преимуществом клеев на основе фенольных смол, которое делает их пригодными для строительства, является их способность поддерживать прочное соединение даже в экстремальных погодных условиях. Тем не менее, прочные связи и эластичность имеют свою цену, поскольку клеи на основе фенольной смолы являются одними из самых дорогих на рынке.

Преимущества клеевого соединения

Снижение локального напряжения

Большинство методов сборки обычно приводят к неравномерному распределению нагрузки и напряжения. Однако при нанесении клея на поверхности, которые необходимо склеить, нагрузка равномерно распределяется по поверхности, что снижает концентрацию локальных напряжений. Клеи также имеют высокие баллы, когда речь идет о сопротивлении усталости по сравнению с другими методами сборки.

Превосходная устойчивость к механическим ударам

Шурупы и гвозди имеют тенденцию со временем ослабевать при воздействии неблагоприятных условий. С другой стороны, клеи, благодаря их уникальным химическим свойствам, могут быть изготовлены так, чтобы противостоять неблагоприятным условиям окружающей среды, что продлевает срок их службы.

Способность склеивать похожие и разнородные материалы

Хотя некоторые методы сборки могут обеспечить прочное соединение, немногие могут сравниться с клеями, когда речь идет о склеивании разнородных предметов. Клеи могут соединять металлы с пластиком, стекло с деревом и даже керамику. Уникальные клеевые свойства делают клеи отличным вариантом при строительстве, особенно при склеивании поверхностей из разных материалов.

Простота разборки

По сравнению с другими методами сборки, такими как механическое крепление, клеевое соединение легко снимается при необходимости. Удаление гвоздей и шурупов может нарушить структурную целостность здания, особенно когда в очень чувствительных соединениях применяется дополнительное давление.

Однако при склеивании доступны несколько методов удаления, которые помогают обеспечить безопасное отсоединение склеиваемых поверхностей без каких-либо повреждений.

Гладкие контуры

Поверхности, склеенные клеем, обычно более эстетичны по сравнению с механическими креплениями. Это связано с тем, что, в отличие от заклепок, клей не оставляет внешних выступов и зазоров. Внешние выступы могут привести к травмам, особенно открытых суставов.

Долговечность

Клеи хорошо известны своей долговечностью и стабильностью размеров. На рынке представлено множество продуктов, поэтому легко выбрать тот, который лучше всего подходит для различных типов строительства. Есть клеи, предназначенные для легких строительных работ, другие лучше подходят для склеивания поверхностей, предназначенных для распределения больших нагрузок и напряжений.

Универсальность

Как видно из рассмотренных выше клеев, существует несколько категорий клеев, в зависимости от компонентов, используемых в строительстве. Доступность различных продуктов дает подрядчикам свободу и гибкость в выборе продуктов, которые наилучшим образом соответствуют характеру их проектов.

Более того, технологические достижения и обширные исследования помогли разработать новые рецепты сверхпрочных и долговечных клеев. Некоторые клеи обладают отличными свойствами электропроводности, в то время как другие имеют впечатляющие характеристики термостойкости, что делает клеи одним из самых универсальных продуктов для сборки на строительной площадке.

Как усилить склеивание с помощью клеев

При работе с клеями очень важно надлежащим образом подготовить поверхность. Необходимость подготовки поверхностей трудно переоценить, тем более что поверхности в основном загрязнены жиром, грязью, влагой, маслом и другими загрязнениями. Поэтому очень важно сначала очистить поверхности, чтобы уменьшить вероятность поломки во время строительства.

Металлы, такие как медь и алюминий, образуют оксидные слои, которые прочно цепляются за подложки, образуя тем самым благоприятные поверхности для нанесения клея. Стекло обычно требует обработки поверхности для создания и поддержания достаточно прочных соединений. Нанесение клея на плохо подготовленные поверхности приводит к нарушению сцепления, что может дорого обойтись при работе с очень сложными соединениями.

Поэтому важно проверять информацию о продукте, чтобы убедиться, что используется правильный тип клея. Это связано с тем, что для некоторых проектов требуются электропроводящие клеи, в то время как для других лучше всего подходят клеи на водной основе или клеи, отверждаемые УФ-излучением. Как правило, лучший тип клея должен зависеть от характера конструкции и желаемого типа соединения.

Намотка

Как видно из приведенного выше обсуждения, существует широкий спектр клеев, каждый из которых обладает своими уникальными свойствами. Эпоксидные смолы, например, широко используются в строительстве из-за их атмосферостойкости, долговечности и термостойкости.

Другие типы клеев также идеально подходят для строительных проектов, причем некоторые из них, например, электропроводящие клеи, пропускают электрический ток. Поэтому при работе с клеями хитрость заключается в том, чтобы использовать продукты, свойства которых достаточно подходят для создания прочных соединений, способных выдержать испытание временем.

Источники

• Проектирование зданий: клеи
• Продукция с логотипом качества: какие существуют типы клеев?
• Wisegeek: что такое полимерный клей?
• Thomas Net: обзор клеев
• ScienceDirect: анаэробный клей
• Special Chem: реактивные клеи
• Химические понятия: что такое акриловый клей?
• Adhesives.org: Пластизоли
• Разработка крепежа: что такое термореактивные клеи?
• Википедия: Термопласт
• Википедия: Поли(метилметакрилат) 
• Гражданское строительство X: Размерная стабильность конструкции 
• LiveScience: что такое полимер?

Какие типы клеев используются в строительстве?

Адгезивы можно определить как неметаллические материалы, способные прочно прикрепляться к поверхностям с помощью клеевого процесса.

Использование клеев в строительстве дает определенные преимущества по сравнению с другими методами скрепления. К ним относятся способность связывать различные материалы вместе, более эффективное распределение нагрузки по стыку, экономичность легко механизируемого процесса и большая гибкость конструкции.

Различные типы клеев, используемых в строительстве

Клеи могут быть найдены в природе или получены синтетическим путем. В строительстве используются различные виды клеев, некоторые из них приведены ниже.

Полимерные клеи

Полимерный клей представляет собой синтетическое связующее вещество, изготовленное из полимеров, которое считается более прочным, гибким и обладает большей ударопрочностью, чем другие виды клеев. Эти связующие продукты используются во многих отраслях промышленности, включая автомобильную, аэрокосмическую, авиационную, строительную, электронную и электротехническую. Полимерные клеи широко классифицируются как термопластичные или термореактивные, в зависимости от молекулярной структуры.

Многие полимерные клеи диспергируются в воде и подходят для использования как с массивными, так и с инженерными деревянными полами.

Клеи-расплавы

Клей-расплав (HMA) представляет собой форму термопластичного клея, который обычно продается в виде твердых цилиндрических стержней различного диаметра, предназначенных для нанесения с помощью пистолета для горячего клея. В пистолете используется нагревательный элемент непрерывного действия для расплавления пластикового клея, который пользователь проталкивает через пистолет либо с помощью механического спускового механизма на пистолете, либо прямым нажатием пальца. При промышленном использовании клеи-расплавы обладают рядом преимуществ по сравнению с клеями на основе растворителей. Летучие органические соединения уменьшаются или удаляются, а стадия сушки или отверждения исключается. Клеи-расплавы имеют длительный срок хранения и обычно могут быть утилизированы без особых мер предосторожности. Некоторые из недостатков включают тепловую нагрузку на подложку, ограничивающую применение подложками, не чувствительными к более высоким температурам, и потерю прочности сцепления при более высоких температурах, вплоть до полного расплавления клея.

Клеи-расплавы также можно наносить погружением или распылением, они популярны среди любителей и ремесленников как для крепления, так и в качестве недорогой альтернативы литью из смолы.

Акриловые клеи

Акриловые клеи играют ключевую роль в больших отраслях современной промышленности, обеспечивая высокопрочное соединение, которое хорошо работает в качестве альтернативы заклепкам или другим более механическим методам соединения. Акриловые клеи подходят для широкого спектра поверхностей, их также можно использовать для соединения акриловых материалов. Акриловые клеи представляют собой либо термопласты, которые можно формовать при температуре выше определенной, либо термореактивные полимеры, которые «отверждаются» один раз и не могут быть отформованы повторно. Акриловые клеи традиционно использовались из-за их сильных конструкционных клеящих свойств. Как хороший конструкционный клей, акриловые клеи, естественно, пользуются большим спросом. В качестве недорогого конструкционного клея они могут быть очень полезны во многих проектах! Акриловые клеи также хорошо выглядят и легко склеиваются с различными материалами. Это дает им большую гибкость с точки зрения приложений

Полимерные клеиКлеи-расплавыАкриловые клеи

Клеи на основе смолы

Клей на основе смолы обеспечивает превосходные возможности склеивания. Выпускается в виде порошка, аэрозоля, эмульсии и жидкости. Адгезивы на основе смолы используются для улучшения удержания как композитов, так и компомеров и, следовательно, предотвращения бактериальной микропротечки. Его можно использовать с различными материалами, в том числе с деревом, тканью, стеклом, фарфором или металлом. Однако важно отметить; эпоксидная смола не считается водостойкой. Повторяющиеся влажные или влажные условия могут со временем привести к износу, что повлияет на долговечность.

Анаэробные клеи

Анаэробные клеи представляют собой однокомпонентные клеи, состоящие из диметакрилатных мономеров, которые отверждаются только в отсутствие воздуха. Они менее токсичны, чем другие акриловые материалы, имеют мягкий безвредный запах и не вызывают коррозии металлов. Анаэробные клеи хранят в частично заполненных полиэтиленовых емкостях, в которых отношение поверхности, контактирующей с воздухом, к объему высокое. Анаэробные клеи используются для структурного склеивания, в первую очередь с такими материалами, как металлы и стекло, и в меньшей степени с деревом и пластиком (реактопласты и некоторые термопласты). Активатор наносится на одну или обе суставные поверхности; Затем клей наносится на одну поверхность, чтобы начать отверждение. Соединения, изготовленные с использованием анаэробных клеев, могут выдерживать воздействие органических растворителей и воды, атмосферные воздействия и температуру до 200 °C 

Эпоксидные клеи

Эпоксидные клеи могут приклеиваться к широкому спектру материалов, благодаря своей высокой прочности, устойчивости к химическим веществам и окружающей среде, а также способности сопротивляться ползучести под длительной нагрузкой, эпоксидные смолы являются наиболее широко используемым конструкционным клеем. Они доступны в однокомпонентных системах отверждения при нагревании и двухкомпонентных системах отверждения при комнатной температуре. Немодифицированные эпоксидные смолы отверждают твердые, хрупкие твердые тела. В состав большинства клеев входят модификаторы для повышения гибкости или прочности отвержденного клея. Это приводит к линиям соединения, которые могут противостоять большему напряжению отслаивания и расщепления, а также ударам. Являясь наиболее широко используемым конструкционным клеем, эпоксидные клеи обычно предлагаются в виде однокомпонентных или двухкомпонентных систем. Однокомпонентные эпоксидные клеи обычно отверждаются при температурах от 250 до 300°F, условиях, при которых создается продукт с высокой прочностью, отличной адгезией к металлам и выдающейся стойкостью к окружающей среде и агрессивным химическим веществам.

Клеи на основе смолы Анаэробные клеи Эпоксидные клеи

Клеи под давлением

Клеи под давлением остаются вязкими. В результате они остаются постоянно липкими и могут смачивать поверхности при контакте. Склеивание производится путем приведения клеевой пленки в контакт с подложкой и приложением давления. Если применяется недостаточное давление или температура обработки слишком низкая, могут возникнуть дефекты сцепления, такие как пузыри или отслоение. Поскольку эти клеи не являются настоящими твердыми веществами, прочность клеев, чувствительных к давлению, снижается при повышении температуры. Клеи, чувствительные к давлению, также склонны к ползучести при воздействии нагрузок. Обычно они изготавливаются из натурального каучука, некоторых синтетических каучуков и полиакрилатов.

Электропроводящие клеи

Современные электропроводящие клеи обеспечивают превосходную адгезию и надежность. Они отверждаются менее чем за две минуты, а возможность обработки на линии обеспечивает исключительно высокую производительность. n электропроводящий клей представляет собой клей, состоящий из проводящих частиц, взвешенных в липком соединении. Поскольку около 80% массы клея составляют проводящие частицы, они расположены достаточно близко друг к другу, чтобы пропускать значительный ток. Состав токопроводящих клеев может сильно варьироваться от одного продукта к другому. Базовый клей обычно представляет собой двухкомпонентную эпоксидную смолу, хотя акрилат и полиэстер также довольно распространены. Токопроводящая составляющая играет огромную роль в определении стоимости токопроводящего клея: в недорогих используется железо, обладающее плохой проводимостью, а в самых дорогих используется либо серебро, либо медь.

Клеи на основе фенольных смол

Клеи на основе фенольных смол представляют собой продукты конденсации фенола и формальдегида и представляют собой важный класс клеев. Они относительно недороги и производятся в виде жидких композиций и пленок. Термореактивные фенольные смолы выдерживают высокие температуры как при механических нагрузках, так и в агрессивных средах с минимальной деформацией и ползучестью. В основном фенольные смолы используются в качестве связующего вещества. Фенольные смолы легко проникают и прилипают ко многим органическим и неорганическим наполнителям и армирующим материалам, а при наличии поперечных связей в наполнителях и армирующих материалах обеспечивают превосходные механические, термические и химические свойства стойкости. Их исключительная совместимость с целлюлозными наполнителями делает их идеальным связующим для ДСП, фанеры, ДВП и ориентированно-стружечных плит (OSB).

Клеи под давлением Электропроводящие клеи Клеи из фенольной смолы

Пластизолевые клеи

Пластизольные клеи представляют собой однокомпонентные клеи, которые наносятся на основу в виде пасты. Паста состоит из твердых частиц поливинилхлорида (ПВХ), диспергированных в пластификаторе. Для образования связи нанесенный клей нагревают, чтобы термопластичный ПВХ набух и мог впитать пластификатор. Пластизоли обладают высокой гибкостью и хорошей устойчивостью к отслаиванию. Они могут быть гибкими или жесткими в зависимости от типа и количества добавленного пластификатора и обеспечивают хорошую адгезию к большинству типов (промасленных) металлов и пластиков. Они часто являются предпочтительным материалом для применений, где требуется или выгодна низкая воспламеняемость при низкой стоимости. Они также просты в применении, не требуют дозирующего смешивания и обеспечивают быструю обработку.

Реактивные клеи

Реактивные клеи требуют химической реакции для соединения двух поверхностей. Эти клеи подразделяются на одно- и двухкомпонентные реактивные клеи и используются в тех случаях, когда субстраты требуют существенной стойкости и высокой прочности сцепления, например, в высокотехнологичных устройствах. Высокореактивные клеи с быстрым гелеобразованием и отверждением, а также резким повышением прочности сцепления даже при низкой степени химического отверждения. Его смеси производятся с включением ускорителей, специальных отвердителей, сшивателей и других материалов.

Клеи на основе растворителей

Они называются связующими и диспергируются в органическом растворителе. Когда растворитель испаряется, клей переходит из жидкой формы в твердую — остается чистое связующее вещество. Функция относительно легколетучих растворителей заключается в том, чтобы облегчить транспортировку и нанесение клея: они гарантируют, что связующие вещества останутся жидкими и, следовательно, могут быть обработаны. Кроме того, растворители влияют на ключевые характеристики клея, такие как адгезия, способствуя смачиванию подложки или впитываясь в поверхность подложки, или время выдержки и открытое время, в зависимости от того, насколько быстро они испаряются. Характеристики клеев на основе растворителей во многом определяются полимерной системой в рецептуре. Выбор типа клея зависит от конкретных оснований и требуемой устойчивости к окружающей среде — термостойкости, стойкости к маслам и пластификаторам и т. д.

Пластизолевые клеи Реактивные клеи Клеи на основе растворителей

Термореактивные клеи

Термореактивные клеи представляют собой сшитые полимерные смолы, которые отверждаются под воздействием тепла и/или тепла и давления. Благодаря своей превосходной прочности и стойкости термореактивные материалы широко используются в несущих конструкциях. Термореактивные клеи обладают очень высокой прочностью, отличной способностью заполнять зазоры и устойчивы к влаге и теплу. Большинство термореактивных клеев поставляются в виде двухкомпонентной системы, хотя также используются однокомпонентные клеи. Двухкомпонентные клеи обычно состоят из смолы и отвердителя в жидкой или гелевой форме, которые смешиваются для запуска процесса отверждения.

Клеи УФ-отверждения

УФ-отверждение клея набирает популярность по сравнению с другими методами склеивания, такими как сушка или воздействие химикатов. Склеивание с помощью тепла или сушки происходит за счет испарения, которое может быть непостоянным, а также может потребоваться время для высыхания чернил. Химическая обработка может быть дорогостоящей при покупке материалов и может подвергать сотрудников воздействию вредных ингалянтов или респираторных загрязнителей. УФ-отверждение клея происходит быстро и последовательно, обеспечивая мгновенное затвердевание поверхности без вредного химического воздействия. Одним из больших преимуществ отделки с УФ-отверждением является то, что она после высыхания становится прозрачной, что позволяет при необходимости наносить несколько слоев, а шлифовка отделки обеспечивает невидимую нерушимую связь «жидкого пластика».