الالتصاق: ما هو وما الغرض منه وكيفية تحسينه
هذا هو التصاق مواد مختلفة التكوين والتركيب ، بسبب خصائصها الفيزيائية والكيميائية. يأتي مصطلح التصاق من الكلمة اللاتينية adhesion - adhesion. في البناء ، تعطي تسمية محددة ومركزة بشكل أكثر تحديدًا لما هو الالتصاق - هذه هي قدرة الطلاءات النهائية الزخرفية (مواد الطلاء ، والجص) ، ومخاليط الختم أو اللاصقة على اتصال قوي وموثوق بالسطح الخارجي للمادة الأساسية.
مهم! يجب التمييز بين مفهومي الالتصاق والتماسك. يربط الالتصاق أنواعًا مختلفة من المواد ، مما يؤثر على الطبقة السطحية فقط. على سبيل المثال الطلاء على سطح معدني. التماسك هو مزيج من المواد من نفس النوع ، ونتيجة لذلك تتشكل التفاعلات بين الجزيئات.
محتوى المقال
ما هو التصاق - الأسس النظرية
يعد الالتصاق أحد خصائص المواد الرئيسية في المجالات التالية:
- علم المعادن - الطلاءات المضادة للتآكل.
- الميكانيكا - طبقة من مواد التشحيم على سطح عناصر الآلات والآليات.
- الطب - طب الأسنان.
- اعمال بناء. في هذه الصناعة ، يعد الالتصاق أحد المؤشرات الرئيسية لجودة العمل وموثوقية الهياكل.
في جميع مراحل البناء تقريبًا ، تتم مراقبة مؤشرات الالتصاق للوصلات التالية:
- الدهانات والورنيشات.
- يمزج الجص وقدد التسوية والحشوات ؛
- المواد اللاصقة ، وقذائف الهاون ، ومانعات التسرب ، إلخ.
هناك ثلاثة مبادئ أساسية للربط اللاصق للمواد. في البناء والتكنولوجيا ، تظهر نفسها على النحو التالي:
- ميكانيكي - يحدث الالتصاق عن طريق التصاق المادة المطبقة بالقاعدة.تتمثل آلية هذا الاتصال في تغلغل المادة المطبقة في مسام الطبقة الخارجية أو فيما يتعلق بسطح خشن. مثال على ذلك هو طلاء سطح الخرسانة أو المعدن.
- المواد الكيميائية - يحدث الاتصال بين المواد ، بما في ذلك المواد ذات الكثافة المختلفة ، على المستوى الذري. لتشكيل مثل هذه الرابطة ، فإن وجود محفز مطلوب. مثال على هذا النوع من الالتصاق هو اللحام أو اللحام.
- جسدي - بدني - يوجد على أسطح التزاوج رابطة كهرومغناطيسية بين الجزيئات. قد يكون ناتجًا عن الكهرباء الساكنة أو المجالات المغناطيسية أو الكهرومغناطيسية الدائمة. مثال على الاستخدام في التكنولوجيا هو طلاء أسطح مختلفة في مجال كهرومغناطيسي.
خصائص التصاق مواد البناء والتشطيب
يتم إجراء التصاق مواد البناء والتشطيب بشكل أساسي وفقًا لمبدأ الترابط الميكانيكي والكيميائي. يتم استخدام عدد كبير من المواد المختلفة في البناء ، تختلف الخصائص التشغيلية وخصوصية التفاعل اختلافًا جوهريًا. نقسمهم إلى ثلاث مجموعات رئيسية ونوصفهم بمزيد من التفصيل.
الدهانات والورنيشات
يتم لصق مواد الطلاء على سطح القاعدة وفقًا للمبدأ الميكانيكي. في نفس الوقت ، يتم تحقيق أقصى مؤشرات القوة إذا كان سطح العمل للمادة خشنًا أو مساميًا. في الحالة الأولى ، تزداد مساحة التلامس بشكل كبير ، في الحالة الثانية ، يخترق الطلاء الطبقة السطحية للقاعدة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم زيادة الخصائص اللاصقة لمواد الطلاء بسبب المواد المضافة المعدلة المختلفة:
- السيلانات العضوية والبولي أورجانوسيلوكسانات لها تأثير إضافي طارد للماء ومضاد للتآكل ؛
- راتنجات البولي أميد والبوليستر.
- محفزات عضوية معدنية للعمليات الكيميائية لتصلب مواد الطلاء ؛
- حشوات الصابورة الدقيقة (على سبيل المثال ، التلك).
لصقات البناء والمواد اللاصقة الجافة
حتى وقت قريب ، كانت أعمال البناء والتشطيب تتم باستخدام حلول مختلفة تعتمد على الجبس والأسمنت والجير. في كثير من الأحيان ، كانت مختلطة بنسبة معينة ، مما أدى إلى تغيير محدود في خصائصها الأساسية. مخاليط البناء الجافة الحديثة الجاهزة: اللصقات والمعاجين البداية والتشطيب والتشطيب المتعدد ، لها تركيبة أكثر تعقيدًا. تستخدم الإضافات من مختلف الأصول على نطاق واسع:
- المعدنية - محفزات المغنيسيا ، والزجاج المائي ، والألومينا ، والأسمنت المقاوم للأحماض أو غير المتقلص ، والميكروسيليكا ، إلخ.
- البوليمر - البوليمرات القابلة للتشتت (PVA ، بولي أكريلات ، أسيتات الفينيل ، إلخ).
تغير هذه المعدلات بشكل كبير الخصائص الرئيسية التالية لمخاليط البناء:
- بلاستيك؛
- خصائص احتباس الماء
- متغيرة الانسيابية.
مهم! يعطي استخدام معدّلات البوليمر تأثيرًا أكثر وضوحًا لتعزيز الالتصاق. ومع ذلك ، فإن تكوين مركبات ثابتة من أغشية البوليمر على حدود أنواع مختلفة من المواد (الجص القاسي) ممكن فقط عند درجة حرارة معينة. يسمى هذا المصطلح الحد الأدنى لدرجة حرارة تكوين الفيلم - MTP. بالنسبة للجص المختلف ، يمكن أن يختلف من +5 درجة مئوية إلى +10 درجة مئوية. لتجنب التفريغ ، يجب اتباع توصيات الشركة المصنعة لدرجة الحرارة ، سواء المحيطة أو الركيزة ، عن كثب.
مانعات التسرب
هناك ثلاثة أنواع مختلفة من المواد المانعة للتسرب المستخدمة في البناء ، كل منها يتطلب شروطًا محددة للالتصاق عالي القوة بمادة الركيزة. دعنا نفكر في كل نوع بمزيد من التفصيل.
- تجفيف المواد المانعة للتسرب. تشتمل التركيبة على بوليمرات ومذيبات عضوية مختلفة: بوتادين - ستيرين أو نتريل ، مطاط كلوروبرين ، إلخ. كقاعدة عامة ، لديهم اتساق معجون مع لزوجة 300-550 باسكال. اعتمادًا على اللزوجة ، يتم تطبيقها إما باستخدام ملعقة أو بفرشاة. بعد تطبيقها على السطح ، يلزم وقت معين للتجفيف (تبخر المذيب) وتشكيل فيلم بوليمر.
- مواد مانعة للتسرب غير قابلة للتجفيف. تتكون عادة من المطاط والبيتومين والمواد البلاستيكية المختلفة. مقاومة محدودة لدرجة الحرارة المرتفعة ، لا تزيد عن 700S-800C ، وبعد ذلك يبدأون في التشوه.
- علاج المواد المانعة للتسرب. بعد تطبيقها ، تحت تأثير عوامل مختلفة: الرطوبة والحرارة والكواشف الكيميائية ، يحدث تفاعل بلمرة لا رجعة فيه.
من بين جميع الأصناف المدرجة ، توفر المواد المانعة للتسرب المعالجة أقصى قدر من الالتصاق للخدش الدقيق لسطح الركيزة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة والتأثيرات الميكانيكية والكيميائية. لديهم مزيج مثالي من الصلابة والمتانة ، مما يسمح لهم بالحفاظ على شكلهم الأصلي. ومع ذلك ، فهي أغلى وأصعب في الاستخدام.
كيف يتم قياس الالتصاق؟
يتم الإشارة إلى تقنية قياس الالتصاق وطرق الاختبار وكذلك جميع مؤشرات قوة اتصال المواد في المعايير التالية:
- GOST 31356-2013 - معاجين ولصقات ؛
- GOST 31149-2014 - دهانات وورنيش.
- GOST 27325 - مواد الطلاء للخشب ، إلخ.
معلومات! الالتصاق يقاس بالكيلوغرام ق / سم2، MPa (ميغا باسكال) أو كيلو نيوتن (كيلونيوتونس) هو مقياس القوة التي يجب تطبيقها لفصل القاعدة ومواد الطلاء.
في حين أنه في السابق كان من الممكن قياس خصائص الالتصاق للمواد فقط في ظروف معملية ، في الوقت الحالي هناك العديد من الأدوات التي يمكن استخدامها مباشرة في موقع البناء. تتضمن معظم طرق قياس الالتصاق ، سواء في الميدان أو في المختبر ، تدمير طبقة الغطاء الخارجية. لكن هناك عدة أجهزة تعتمد على الموجات فوق الصوتية.
- مقياس التصاق السكين. يتم استخدامه لتحديد معلمات الالتصاق عن طريق القطع الشبكية أو الموازية. يتم استخدامه للطلاء والورنيش وطلاء الأفلام حتى سمك 200 ميكرون.
- بولسار 21. يكتشف الجهاز كثافة المواد. يتم استخدامه للكشف عن التشققات والتفريغ في الخرسانة ، قطعة ومتجانسة. توجد أدوات ثابتة وإجراءات فرعية خاصة ، وفقًا لكثافة الالتصاق ، تسمح لك بتحديد قوة الالتصاق لأنواع مختلفة من الجص على الأسطح الخرسانية.
- SM-1U. يتم استخدامه لتحديد التصاق البوليمر والطلاء العازل البيتومين بطريقة التدمير الجزئي - القص. يعتمد مبدأ القياس على الكشف عن التشوهات الخطية للمادة العازلة. كقاعدة عامة ، يتم استخدامه لتحديد قوة الطلاء العازل لخطوط الأنابيب. يُسمح باستخدام تطبيق العزل المائي البيتوميني على هياكل المباني في مراقبة الجودة: جدران الأقبية والأقبية والأسقف المسطحة ، إلخ.
العوامل التي تقلل من التصاق المواد
تؤثر العوامل الفيزيائية والكيميائية المختلفة على انخفاض الالتصاق. تشير درجة الحرارة والرطوبة الفيزيائية إلى البيئة في وقت تطبيق مواد الديكور أو التشطيب أو الحماية.الملوثات المختلفة ، على وجه الخصوص ، الغبار الذي يغطي سطح القاعدة ، تقلل أيضًا من تفاعلات المادة اللاصقة. أثناء العملية ، يمكن أن تؤثر الأشعة فوق البنفسجية على قوة اتصال الدهانات والورنيشات.
تتمثل العوامل الكيميائية التي تقلل الالتصاق في مواد مختلفة تلوث السطح: البنزين والزيوت والدهون والمحاليل الحمضية والقلوية ، إلخ.
أيضًا ، يمكن تقليل التصاق مواد التشطيب من خلال العمليات المختلفة التي تحدث في هياكل المباني:
- انكماش؛
- ضغوط الشد والضغط.
معلومات! المادة التي يتم وضعها على السطح لزيادة قوة الالتصاق بين الركيزة ومواد التشطيب تسمى مادة لاصقة. الركيزة التي يتم تطبيق المادة اللاصقة عليها تسمى الركيزة.
طرق زيادة الالتصاق
في البناء ، هناك عدة طرق عالمية لزيادة التصاق مواد التشطيب الزخرفية بسطح القاعدة:
- ميكانيكي - سطح القاعدة خشن لزيادة مساحة التلامس. للقيام بذلك ، يتم معالجته بمواد كاشطة مختلفة ، يتم تطبيق الشقوق ، إلخ.
- المواد الكيميائية - تضاف مواد مختلفة إلى تركيبة مواد الحماية والتشطيب المطبقة. هذه هي ، كقاعدة عامة ، بوليمرات تشكل روابط أقوى وتعطي المادة مرونة إضافية.
- فيزيائي كيميائي - تتم معالجة سطح القاعدة باستخدام مادة أولية تغير المعايير الكيميائية الأساسية للمادة وتؤثر على بعض الخصائص الفيزيائية. على سبيل المثال ، انخفاض في امتصاص الرطوبة في المواد المسامية ، وتثبيت طبقة خارجية فضفاضة ، إلخ.
طرق زيادة الالتصاق بالمواد المختلفة
دعونا نلقي نظرة فاحصة على طرق زيادة التصاق المواد المختلفة المستخدمة في البناء.
الخرسانة
مواد وهياكل البناء الخرسانية تستخدم على نطاق واسع في البناء. نظرًا للكثافة العالية والنعومة للسطح ، فإن خصائصها اللاصقة المحتملة منخفضة جدًا. لزيادة قوة اتصال مركبات التشطيب ، يجب مراعاة المعلمات التالية:
- سطح جاف أو رطب. بشكل عام ، يكون الالتصاق بسطح جاف أعلى. ومع ذلك ، فقد تم تطوير العديد من الخلائط اللاصقة التي تتطلب ترطيبًا مسبقًا لسطح الركيزة. في هذه الحالة ، من الضروري الانتباه إلى متطلبات الشركة المصنعة ؛
- درجة الحرارة المحيطة والقاعدة. يتم تطبيق معظم مواد التشطيب على الأسطح الخرسانية عند درجة حرارة هواء لا تقل عن +5 درجة مئوية ... + 7 درجات مئوية. في هذه الحالة ، لا ينبغي تجميد الخرسانة ؛
- التمهيدي. يتم استخدامه دون فشل. بالنسبة للخرسانة الكثيفة ، فهذه تركيبات ذات حشو من رمل الكوارتز (ملامس خرساني) ، للخرسانة المسامية (الرغوة ، الخرسانة الخلوية) ، هذه عبارة عن بادئات اختراق عميقة تعتمد على مشتتات الأكريليك ؛
- إضافة المعدلات. تحتوي خلطات الجبس الجاف الجاهزة على العديد من الإضافات اللاصقة. إذا تم خلط الجص بمفرده ، فمن المستحسن إضافته: PVA ، برايم أكريليك ، بدلاً من نفس الكمية من الماء ، غراء السيليكات ، مما يعطي مادة التشطيب خصائص إضافية مضادة للرطوبة.
معدن
تلعب طريقة تحضير السطح وجودته دورًا رئيسيًا في قوة اتصال الدهانات والورنيشات بسطح معدني. في المنزل ، يوصى بما يلي:
- إزالة الشحوم - معالجة المعادن بمذيبات مختلفة: 650 ، 646 ، P-4 ، روح بيضاء ، أسيتون ، كيروسين. في الحالات القصوى ، يتم مسح السطح بالبنزين ؛
- حصيرة - معالجة القاعدة بمواد كاشطة ؛
- حشوة - استخدام الدهانات الأولية الخاصة. تباع كاملة مع الدهانات الزخرفية من نوع معين.
مهم! التصاق الرصاص والألمنيوم والزنك أقل بكثير من التصاق الحديد الزهر والفولاذ. والسبب هو أن هذه المعادن تشكل أغشية أكسيد على سطحها. لذلك ، يحدث تقشير الطلاء والورنيش على طول طبقة الأكسيد. يوصى بتلوين هذه المواد فور إزالة الفيلم بوسائل ميكانيكية أو كيميائية.
مركبات الخشب والخشب
الخشب عبارة عن سطح مسامي به الكثير من المخالفات ولا يواجه أي مشاكل خاصة مع قوة اتصال مواد التشطيب. ولكن لا يوجد حد للكمال ، لذلك تم تطوير تقنيات مختلفة لتحسين الالتصاق مع الحفاظ على الخصائص الوقائية والزخرفية للطلاء نفسه. إن استخدامها ، على سبيل المثال ، بالاقتران مع دهانات الأكريليك ، يحسن بشكل كبير مقاومة الطقس ، ومقاومة التلاشي فوق البنفسجي ، ويوفر الحماية البيولوجية للمادة. تتم معالجة سطح الخشب بمجموعة متنوعة من البادئات ، في أغلب الأحيان ، على أساس مركبات البورون والنيتروسليلوز.
التصاق اللحام
اللحام هو أحد أكثر الطرق المتانة لربط الهياكل المعدنية. هذا هو التصاق جزيئات العنصرين دون استخدام المواد الوسيطة أو المساعدة - الغراء أو اللحام. تتم هذه العملية تحت تأثير التنشيط الحراري. يتم تسخين الطبقة الخارجية للعناصر المتصلة فوق نقطة الانصهار ، وبعد ذلك يحدث النهج بين الجزيئات وتوصيل المواد.
يمكن أن تكون العوامل التالية عقبة أمام الالتصاق عالي الجودة أثناء اللحام:
- وجود أفلام أكسيد. يتم إزالتها ميكانيكيًا أو كيميائيًا أثناء تحضير السطح أو تختفي مباشرةً أثناء عملية اللحام تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة أو التدفقات ؛
- عدم الاتساق في التركيب الكيميائي للمواد والأقطاب. يجب إيلاء اهتمام خاص لوجود وكمية السيليكون والكربون في الأجزاء المراد ربطها. للانضمام إلى فولاذ من درجات مختلفة ، يوصى باستخدام أقطاب كهربائية ذات محتوى هيدروجين منخفض قابل للانتشار ؛
- عمق الاختراق غير الكافي ، والذي يعتمد بشكل مباشر على قوة التيار وسرعة حركة القطب.
تلخيص لما سبق
يعد الالتصاق أحد أهم خصائص العديد من عمليات البناء الحديث ، لذلك يتم تطوير المزيد والمزيد من الطرق الجديدة لزيادة ذلك. سيضمن استخدامها قدرًا أكبر من المتانة لهياكل البناء ومواد التشطيب ، مما سيوفر في النهاية مدخرات كبيرة.