Адгезия или прочность сцепления

Определение

Адгезия, или прочность сцепления, - возникновение связи между поверхностными слоями двух разнородных твёрдых или жидких тел (фаз), приведённых в соприкосновение.

Физический смысл: адгезия характеризуется силой, необходимой для разделения поверхностей, или удельной работой адгезионного отрыва. Единицы измерения адгезии кгс/см² или МПа.

Частный случай адгезии – когезия - взаимодействие соприкасающихся одинаковых тел, т.е. сцепление внутри однородного материала. В некоторых случаях адгезия может оказаться сильнее, чем когезия, в таких случаях при приложении разрывающего усилия происходит когезионный разрыв, то есть разрыв в объёме менее прочного из соприкасающихся материалов.

Причины возникновения и ослабления адгезии

Причинами возникновения адгезии служат:

1. Силы межмолекулярного взаимодействия;
2. Силы химической (ионной, металлической) связи;
3. Взаимная диффузия, т.е взаимное проникновение молекул контактирующих тел, сопровождающееся размыванием границы раздела фаз и переходом адгезии в когезию.

Отрицательно на адгезию влияет усадка. Чем больше величина усадки растворной смеси, тем вероятнее появление в зоне контакта усадочных трещин, ослабляющих сцепление.

Прочность сцепления старой бетонной поверхности с новым бетоном примерно составляет 0,8-1,0 МПа.

Сухие строительные смеси на цементном вяжущем «КТ трон» обладают адгезией 1,8-2,0 МПа к бетонным (железобетонным), кирпичным и каменным поверхностях за счет взаимопроникновения ионов и образования химической связи между ними.

Измерение адгезии растворов (бетонов) с основанием

Определение прочности сцепления (адгезии) различных видов бетонов проводят по ГОСТам, а в иных случаях и стандартам производителей. Совокупность методов измерения силы отрыва или скалывания при адгезии называется адгезиометрией. Адгезия может быть измерена при помощи прямых (с нарушением адгезионного контакта), неразрушающих (с измерением ультразвуковых или электоромагнитных волн) и косвенных (характеризующих адгезию лишь в сопоставимых условиях) методов.

Прочность сцепления с основанием растворов сухих строительных смесей на цементном вяжущем регламентируется ГОСТ 31356-2007. Согласно этому ГОСТу для сертификационных и арбитражных испытаний прочность сцепления определяется по силе отрыва образца затвердевшего раствора от основания - бетонной плиты, изготовленная по установленному режиму твердения из бетона определенного состава. Поверхность плиты должна быть категории A3 по ГОСТ 13015, класс бетона не ниже В20 по ГОСТ 26633.

На бетонную плиту наносится смесь толщиной не более 10 мм с использованием трафарета из нержавеющей стали или без него.Твердение образцов происходит в камере по установленному режиму с общей продолжительностью течение 28 суток.

Через 27 суток к затвердевшим образцам эпоксидным или другим быстротвердеющим клеем высокой прочности приклеивают металлический штамп и продолжают хранение образцов при температуре 20°С и относительной влажности 65% в течение 24 ч.

Силу отрыва образцов от основания определяют через 24 ч на прессе или другом средстве измерения, прикладывая к штампу нагрузку со скоростью ее нарастания (250 ± 50) Н/с.

При испытании отмечают характер отрыва образцов от основания – рисунок 1. Возможные варианты отрыва:

• АТ-1 – адгезионный отрыв по границе образец-основание. Значение, полученное при испытаниях, равно фактической прочности сцепленияю.
• АТ-2 – когезионный отрыв по телу образца. Прочность сцепления больше значения, полученного при испытаниях.
• АТ-3 – отрыв по телу основания. Прочность сцепления больше значения, полученного при испытаниях. На практике на большинстве бетонов при силе отрыва свыше 1,6МПа происходит когезионный отрыв по основанию.

 Рис.1. Варианты отрыва образца от основания

1 - металлический штамп; 2 - клей;

3 - образец; 4 - бетонная плита (основание)