Существуют разные методы испытания адгезии. Один из них – метод отрыва. Используется он для многослойных, однослойных покрытий или целой системы покрытий, которые наносятся на разные поверхности. О нем мы и поговорим подробно в нашей статье. Но для начала разберемся с понятием адгезии и ее видами.
Что такое адгезия
Адгезия представляет собой связь между разнородными поверхностями, приведенным в контакт. Адгезионная связь возникает из-за действия межмолекулярных сил или химической реакции. Данный показатель определяет прочность склеивания субстратов (твердых тел) с помощью адгезива (клеящего состава), а также уровень сцепления защитных или декоративных лакокрасочных покрытий с поверхностью.
В процессе сухого трения адгезия играет немаловажную роль. Если речь идет о поверхностях одинаковой природы, определяется аутогезия, которая лежит в основе процессов переработки полимеров.
Адгезия на межфазной поверхности жидкости и твердого тела либо двух жидкостей способна достигать предельно высоких значений, так как между основаниями создается полный контакт. Если поверхности неровные, а соприкосновение создается только в нескольких точках, адгезионные показатели малы. Это не относится к пластическим и высокоэластичным поверхностям контактирующих тел, прижатых с высокой силой друг к другу.
Особенности метода отрыва
Контроль проводится как в лабораторных, так и в производственных условиях. При производственном контроле проверка происходит по ГОСТ 28574-2014. В соответствии с ГОСТ измеряют адгезию защитных лакокрасочных, мастичных и оклеечных покрытий на поверхности бетонных и железобетонных конструкций. В ходе испытания измеряют силу, которая требуется для отрыва покрытия от защищаемой поверхности в направлении, идущем перпендикулярно плоскости покрытия. Измерения проводятся с использованием металлического диска и адгезиметра. На защищаемой конструкции выбирают 5 участков на 80-100 метров поверхности с расстоянием между ними не меньше 300 мм. На участки наклеивают диски из металла. Когда клей затвердеет, покрытие надрезают по периметру дисков до несущего основания. Определяют адгезию на каждой конструкции по одному участку площадью минимум 0,5 метров. Определение адгезии проводится после того, как клей полностью затвердеет, методом отрыва дисков из металла. Величина силы отрыва определяется по шкале адгезиметра и рассчитывается по специальной формуле, указанной в ГОСТ 28574-2014.
Методом отрыва при лабораторных испытаниях в соответствии с ГОСТ 32299-2013 измеряют показатель адгезии одно-, многослойных лакокрасочных покрытий, а также систем покрытий, которые наносятся на разные окрашиваемые основания. Способы определения различаются и зависят от того, деформируется ли основание (тонкий металл, дерево, пластик) или нет (металлические пластины, бетон). При этом покрытие может наноситься на плоскость цилиндрической заготовки, предназначенной для проведения испытания.
Для определения адгезии берут пластинки с одинаковой толщиной и текстурой поверхности. На них наносят ЛКМ, к которым с помощью клея приклеивают цилиндрические заготовки. После того, как клей высохнет или затвердеет, методом отрыва измеряется усилие, которое требуется, чтобы отделить покрытие от окрашиваемого основания. Соответственно, результат испытания – это показатель отрыва, нарушающий адгезию.
Для лабораторных испытаний используют образцы-кубы из бетонной смеси, размерами 100х100х100 или 70х70х70 мм, с защитным покрытием и диском или грибком, приклеенным к нему. Состав бетонной смеси, а также условия твердения, назначаются с учетом целей, которых хотят достичь при эксперименте. Рекомендовано применять бетон марки В30 и формовать образцы по ГОСТ 10180. Твердение образцов осуществляется на протяжении 28 суток при температуре 20 градусов Цельсия и влажности воздуха 95%. Перед тем, как наносить защитное покрытие, поверхность образцов тщательно очищают, выравнивают, обеспыливают. То же самое делают с поверхностью металлических дисков, которые будут наклеиваться на бетон. Затем на бетонные образцы наносят покрытие, которое выдерживают на протяжении периода, указанного в технических условиях. После выдержки на него наклеивают металлический диск, удаляя лишний клей. Когда клей затвердеет, покрытие надрезают до основания по периметру диска. В ходе испытания исследуется 5 одинаковых образцов.
Используемое оборудование и материалы при производственном контроле
В ходе испытания используются следующее оборудование и материалы:
- Адгезиметр для определения силы сцепления лакокрасочных и защитных покрытий с бетонным основанием, который обеспечивает удельное усилие отрыва не менее 5 МПа.
- Приспособление для среза лакокрасочных покрытий около наклеенных металлических дисков (грибков).
- Органические растворители в соответствии с материалами для испытуемых покрытий.
- Металлический шпатель.
- Проволочная или волосяная щетка.
- Наждачная бумага для сухого шлифования.
После подготовки оборудования и заготовок начинается непосредственно проведение испытания.
Проведение испытания на отрыв
Для того, чтобы определить адгезию защитного покрытия к основанию, необходимо соединить адгезиметр с заранее приклеенными к испытуемому материалу металлическими пластинками. Далее начинают равномерное нагружение со скоростью не более 1 МПа/с. Силу отрыва диска определяют по шкале адгезиметра. Визуально фиксируют характер отрыва материала от бетонного основания. Возможные варианты отрыва покрытия приведены на рис. 1.
Если во время испытания присутствовало несколько видов разрушений, необходимо произвести визуальный осмотр и найти процент каждого вида разрушения, основываясь на площади поверхности, например:
А : П : Б = 30% : 45% : 25%.
Во время обработки результатов пяти образцов – близнецов необходимо исключить экстремальные значения и
определить среднеарифметическое значение не менее чем по трем образцам. Если результат испытания отличается от среднеарифметического более чем на 15%, то испытание не засчитывают и проводят еще одно.
Если дополнительное испытание имеет неудовлетворительный результат, то среднеарифметическое значение не считают, а в протоколе указывают фактические значения величины адгезии, полученные при испытании пяти образцов-близнецов.
Если отрыв произошел по системе лакокрасочного покрытия или по телу бетона, то принято считать, что адгезия покрытия к бетону больше, чем прочность материала покрытия или прочность бетона на растяжение.
Если отрыв произошел по клею, то необходимо повторить испытание с использованием другого клеящего состава с более высокими адгезионными свойствами.
Протокол испытаний
После завершения контроля методом отрыва составляют протокол испытаний, в который вносят:
- Характеристики испытуемого материала покрытия (название, вид, марка, основные свойства и дата изготовления).
- Метод испытания.
- Вид и размеры опытных образцов или участков (подготовка поверхности, условия и технология нанесения покрытия, условия и продолжительность твердения).
- Вид и характеристика клея.
- Условия испытания (тип отбора для испытания, температура и относительная влажность воздуха).
- Дату и место проведения испытаний.
- Результаты испытаний.
Испытание адгезии должно проводиться тщательно, иначе можно получить некорректные результаты. От определения качества адгезии зависит возможность эксплуатации покрытия и безопасность основания под это покрытие.
Для получения максимально точных результатов проводить испытания адгезии на отрыв должны аккредитованные строительные лаборатории. Обращаться в непроверенные организации не стоит. Заказывайте проведение испытаний в компаниях, которые имеют положительную репутацию и лицензии для такого вида деятельности.
