Прочность сцепления (адгезия)

Адгезия представляет собой прочную связь, возникающую между поверхностными слоями двух разнородных жидких или твердых тел, приведенных в соприкосновение. Прочность сцепления (величина адгезии) соответствует силе, достаточной для разделения соединенных поверхностей. адгезия измеряется в кгс/см2 или Мпа. В некоторых случаях наблюдается когезия, представляющая собой взаимодействие одинаковых тел, фактически, прочное сцепление внутри однородного материала. Если величина адгезии превышает силу когезии, наблюдается когезионный разрыв внутри менее прочного из двух соприкасающихся материалов.

Причины, приводящие к возникновению или ослаблению адгезии. Физическими и химическими факторами, приводящими к возникновению адгезии, являются:

  • Межмолекулярное воздействие;
  • Ионные и металлические связи;
  • Взаимная диффузия материалов, проявляющаяся в проникновении молекул соприкасающихся тел, сопровождающаяся постепенным размыванием границ раздела фаз и превращением адгезии в когезию.

Усадочные процессы, возникающие в отвердевающей растворной смеси, приводят к значительному уменьшению адгезии за счет появления многочисленных усадочных трещин. Прочность сцепления нового бетона со старой бетонной поверхностью составляет примерно 0,8-1,0 МПа. Промышленно производимые сухие строительные смеси на основе цемента обладают адгезией 1,8-2,0 Мпа по отношению к каменным, кирпичным, бетонным и железобетонным поверхностям за счет химической связи между взаимопроникающими ионами.

Измерение адгезии растворов (бетонов) с основанием

Определение адгезии выполняется в соответствии с методикой, утвержденной положениями ГОСТа, а в некоторых случаях применяются индивидуальные критерии, утвержденные производителями материалов. Совокупность методов, применяемых для изменения силы скалывания или отрыва, называетсяадгезиометрией.

Несколько методов позволяют определить прочность сцепления, измерение адгезии производится при различных видах воздействия на материалы:

  • Прямое (с нарушением адгезионного контакта);
  • Неразрушающее (с применением электромагнитных или ультразвуковых волн);
  • Косвенное (измеряющее адгезию в сопоставимых условиях).

Прочность сцепления растворов сухих строительных смесей на основе цемента с основанием определяется нормативами ГОСТ 31356-2007. В соответствии с параметрами ГОСТ 31356-2007, определение адгезии при арбитражных и сертификационных испытаниях базируется на силе отрыва образца затвердевшего раствора от бетонного основания, изготовленного в установленном режиме твердения из бетона определенного состава. По требованиям ГОСТ 13015 поверхность бетонной плиты должна соответствовать категории А3, а класс бетона, определяемый по ГОСТ 26633, не ниже В20.

Последовательность выполнения измерений

На поверхность бетонной плиты наносится слой смеси толщиной до 10 мм (возможно использование трафарета из нержавеющей стали). Твердение изучаемых образцов выполняется в специальной камере в установленном режиме на протяжении 28 суток.

Через 27 суток быстротвердеющим клеем к затвердевшим образцам приклеивают металлический штамп, после чего образцы сохраняют в течение 24 часов при относительной влажности 65% и температуре +20 градусов.

Определение прочности сцепления (адгезии) выполняют через 24 часа на специальном прессе, прикладывая к штампу нагрузку со скоростью нарастания 250 ± 50 Н/с. Характер отрыва образцов от основания отражает прочность адгезии. Возможные варианты:

  • АТ-1 – адгезионный отрыв точно по границе между образцом и основанием. Фактическая прочность сцепления равна значению, полученному при испытаниях.
  • АТ-2 – когезионный отрыв по телу испытуемого образца. В этом случае прочность сцепления превышает значение, полученное при испытании.
  • АТ-3 – отрыв по телу основания. Фактическая прочность сцепления превышает значение, полученное при испытании. При силе отрыва, превышающей 1,6Мпа, на большинстве разновидностей бетона наблюдается когезионный отрыв по основанию.