Адгезия: за и против…

Основой физико-химического взаимодействия твердых материалов являются когезионно-адгезионные процессы. Когезионные силы – это силы взаимодействия молекул одного сорта или одной химической природы, адгезия – взаимодействие молекул разного сорта или разной химической природы. Когезионное взаимодействие обеспечивает форму твердых тел, адгезионное – все процессы прилипания. Эффективное склеивание имеет место в случае преобладания адгезионных сил над когезионными или их равенства.

Рассмотрим вкратце принципиальные моменты учета и использования явлений адгезии в строительной практике.

Проблемы адгезионного взаимодействия строительных материалов в процессе формирования многослойных композиций имеют принципиальное значение. Недооценка этих вопросов приводит к возникновению дефектов: трещин, шелушению, отслаиванию и разрушению покрытий, появлению холодных швов, «бухтению» стяжек и т.д.

Для обеспечения требуемой адгезии предусматривается ряд обязательных мероприятий, куда входят:

1. Механическая подготовка поверхности (шлифование, обеспыливание и пр.);
2. Физико-химическая подготовка поверхности (шпаклевание, грунтование и пр.);
3. Использование композиций, имеющих друг к другу химическое сродство;
4. Использование композиций, обладающих высокой способностью к прилипанию (клеи)
5. Применение составов, не проявляющих антагонизма друг к другу

Ремонт бетонных и железобетонных конструкций, производство стяжек должны предусматривать вопросы сцепления старого бетона с новым. Основной причиной образования холодных швов (за исключением некачественной подготовки поверхности) является карбонизация бетона. Свободная известь (щелочь - гидроксид кальция), являясь основным источником функционального взаимодействия бетонных композиций, практически отсутствует на поверхности старого бетона. Под действием углекислого газа воздуха известь превращается в карбонат кальция – инертную соль, реагирующую только с кислотными агентами. Свежий щелочной цементный раствор плохо сцепляется с карбонизованной поверхностью, оставляя пустоты. Ремонтные растворы, заполняющие дефекты, «приклеиваясь» к старому основанию, не составляют с ним единого целого, и со временем отходят.

Процессы естественной усадки жестких цементных композиций приводят к образованию трещин, т.е. - к началу разрушения. Поэтому выбор ремонтной системы предусматривает комплекс материалов, включающий:

• Адгезионный состав, наносимый на обрабатываемую поверхность в качестве промежуточного (перед ремонтным) и обеспечивающий необходимый уровень сцепления со старым основанием (ASOCRET-KS/HB).
• Собственно ремонтный состав, пластичный, безусадочный с высокой скоростью схватывания и набора прочности (;ASOCRET-RN – до 20 мм глубины дефекта, ASOCRET-GM100 – до 100 мм дефекта).
• Шпаклевочный финишный раствор с мелкодисперсным наполнителем и аналогичным комплексом свойств (ASOCRET-BS2).

Ремонтные композиции ASOCRET производства SCHOMBURG (Германия) – это сухие смеси на основе высококачественного цемента, фракционированного песка и комплекса эффективных полимерных добавок профессионального назначения.

Цементно-песчаная основа таких систем должна быть модифицирована соответствующими добавками – присадками, которые сообщают ремонтным растворам требуемые свойства. В качестве таких присадок современные технологии широко используют так называемые сухие полимеры – высокомолекулярные соединения, получаемые в виде порошка из соответствующих жидкостей по принципу сухого молока. При затворении подобного порошка водой образуется и начинает работать полноценный жидкий полимер, обеспечивающий требуемые свойства: пластичность, безусадочность, водо- и морозостойкость, а также  высокую адгезионную способность строительных растворов.

Вопросы повышения адгезии принципиально важны при работе с отделочными композициями: штукатурными растворами, красками, защитными полимерными покрытиями. Особое место в этом ряду занимают цементные стяжки, имеющие тенденцию «бухтеть», т.е. отставать от основы. Во избежание этого следует использовать специальные адгезионные прослойки, например ASOCRET-KS/HB или ASO-Haftschlämme-flex – суспензии на цементной основе, наносимые тонким слоем кистью или щеткой на бетонное основание. Затем методом «свежее на свежее» заливается цементная стяжка.

Увеличение адгезии – весьма актуальная проблема при использовании как ремонтных, так и штукатурных составов на цементно-песчаной основе. Решению этой проблемы, в частности, способствует применение эластификатора ASOPLAST-MZ.

ASOPLAST-MZ – это водная дисперсия низкомолекулярного синтетического каучука, которая не омыляется в щелочной среде строительного раствора.

Длинноцепные молекулы каучука в составе воды затворения, равномерно распределяясь в цементной композиции, сообщают ей необходимую пластичность и повышают клеящую способность покрытия.

В итоге имеется возможность:

• Существенно увеличить адгезию покрытий, осуществив предварительно набрызг или полунабрызг цементно-песчаным раствором с добавкой ASOPLAST-MZ в воду затворения.
• Штукатурить без сетки, добавляя ASOPLAST-MZ в воду затворения.
• Повысить адгезионные свойства и атмосферостойкость красок при их разведении с добавлением в воду ASOPLAST-MZ.
• Получать тонкие слои выравнивающих и ремонтных растворов, а также галтелей с гарантированным отсутствием трещин после отверждения.

В ряде случаев строителям приходится сталкиваться с проблемами снижения адгезии. Получение качественной бездефектной бетонной поверхности при распалубливании весьма существенно для элементов лицевого бетона. Данная проблема может решаться при использовании смазочных средств ASIKON, BLANKOL для опалубок разного типа (металлических, деревянных и пластиковых), как впитывающих, так и не впитывающих. Основу смазок составляют минеральные масла с высокой покрывающей способностью и возможностью минимального расхода (15 – 30 г/кв.м поверхности). Смазки образуют на поверхности форм тонкие твердые гидрофобные пленки, способствующие формированию качественной поверхности изделия.

Второй возможностью получения гладкой лицевой поверхности бетона является использование специальных добавок в раствор. Такой добавкой является пластификатор BETOMIX-BV10, вводимый в готовую смесь в количестве 2,5 мл на 1 кг цемента. Действие добавки исключает адгезию бетонной массы к стенкам опалубки и обеспечивает отсутствие дефектов на  поверхности бетонного изделия.

Необходимость сведения к минимуму адгезионных свойств поверхности привела к широкому использованию пластиковых труб в системах водоснабжения и водоотведения. Такие трубы не зарастают изнутри, поскольку механические примеси и соли в воде не задерживаются на стенках поливинилхлорида, полиэтилена или полипропилена. Современные технологии предусматривают также применение пластиковых резервуаров, водосборников-хранилищ, гальванических ванн, химических реакторов из полиэтилена и полипропилена высокой плотности, поскольку данные материалы обладают универсальной химической стойкостью и легко очищаемой поверхностью. Механическую прочность и долговечность таким сооружениям обеспечивает «одежда» - внешняя бетонная оболочка, с которой пластмассовый «вкладыш» соединен специальными выступами - анкерами, вплавленными в материал. Монтаж анкерированной пластиковой конструкции со свежим бетоном в опалубке приводит к получению монолитных систем, получивших название бетон-термопласт-облицовок. Производимые в Германии термопласт-облицовки монтируются в бетонные сооружения разного назначения, обеспечивая высокую эффективность и долговечность эксплуатации данных сооружений.

Идея использования термопласт-облицовок весьма плодотворна в вопросах ремонта старых железобетонных конструкций, работающих в условиях воздействия агрессивных сред. Сохранив старую конструкцию в качестве несъемной опалубки, вносят пластиковый вкладыш с наружными анкерами и заливают свежим бетоном пространство между вкладышем и старым бетоном. Образующийся после твердения бетона монолит в составе старой конструкции позволяет существенно повысить сопротивление агрессии и на многие годы продлить рабочее состояние резервуаров, труб, электролизеров, ванн и других сооружений.