Что такое адгезия цемента

В строительных и ремонтных работах используется цемент и смеси на его основе. При оштукатуривании, шпаклевке стен или ведении кладки важно, чтобы состав после застывания прочно держался на основании. Характеристикой, определяющей надежность сцепления, является адгезия цемента.

Что такое адгезия цемента

Адгезия – это способность материалов слипаться и удерживаться в таком состоянии. Сцепляющиеся тела могут быть в твердой или жидкой форме. Качественная адгезия цемента с различными поверхностями напрямую влияет на надежность конструкции. Характеристика определяет:

1. Прочность бетона. Цементный камень должен плотно сцепляться с заполнителем. Прочное соединение позволяет распределить нагрузку между цементной матрицей и заполнителем.
2. Способность штукатурных и кладочных составов прилипать к различным основаниям (кирпич, блоки, бетон) и долго удерживать нанесенный слой.
3. Возможность клея на цементе надежно соединять отделочные материалы и теплоизоляцию с основанием.

Еще одна значимая сфера, где необходимо учитывать адгезию, создание монолитных конструкций. Возникающие перерывы в работе создают трудности взаимодействия старого и нового бетона.

Существует несколько типов адгезии, но в отношении цемента рассмотрим два:

• химическая – сцепление происходит на уровне молекул, находящихся на поверхности контактирующих тел;
• механическая – материалы слипаются благодаря проникновению нанесенного состава в поры, шероховатости и неровности основания.

Цемент и строительный раствор при сцеплении являются адгезивом или клеящим веществом. Величина адгезии – это сила, необходимая для разрыва соединенных поверхностей. Она измеряется в кг/см² или МПа. Чем выше параметр, тем прочнее сцепление. Цифровое значение показывает, какое усилие нужно приложить, чтобы оторвать адгезив от основания. Например, 1 МПа — потребуется 10 кг для отрывания тела площадью 1 см².

При рассмотрении адгезионных процессов нужно учитывать когезию. Это связь молекул внутри тела, обеспечивающая его прочность. Надежное склеивание происходит, когда сила адгезии равна или больше силы когезии.

Факторы, снижающие адгезию

Прочность и долговечность сцепления раствора с основанием зависит от нескольких факторов:

• тип поверхности;
• возраст бетона;
• чистота основания;
• усадочные процессы;
• влажность;
• температура.

Высокая плотность и гладкость основания из бетона приводит к низкому уровню адгезии. Показатели сцепления старого и нового бетона составляют 0,8-1.0 МПа. В результате на участке их контакта происходит отслоение, появляется холодный шов. Причиной ухудшения сцепления становится процесс карбонизации на поверхности. Активная известь под действием углекислого газа превращается в карбонат кальция. Это вещество вступает в реакцию только с кислотами, бетон же имеет щелочную среду. Для улучшения адгезии проводится химическая и механическая обработка основания.

Внимание. Повышенная усадка при высыхании состава приводит к образованию усадочных трещин, уменьшающих сцепление.

Также сцепление уменьшает запыление и жирные пятна. Нельзя наносить растворы на промерзшее или влажное основание.

Способы увеличить сцепление материалов

Выделив факторы, ухудшающие прилипание растворов, улучшается адгезия цемента к поверхности. Применяемый комплекс мероприятий:

1. Очищение основания. С поверхности удаляют остатки штукатурки, лакокрасочное покрытие, загрязнение, высолы. Очищение происходит механическим способом (сбивание, шлифовка) и с применением химических составов. Для обезжиривания используют растворители, для удаления соли и цементной пленки очистители с полифункциональными кислотами.
2. Изменение гладкости основания методом абразивной шлифовки, создания надсечек. Механические способы требуют много усилий.
3. Нанесение грунта. Выбор состава зависит от типа основания. Для гладкого бетона рекомендуется «Бетоноконтакт». Раствор с наполнителем из кварцевого песка после высыхания делает поверхность шероховатой. Производится несколькими компаниями: «Основит», «Старатели», «Олимп», Ceresit. Такой же эффект дает набрызгная штукатурка «Кнауф-Адгезив». Для пористых бетонов нужна акриловая грунтовка глубокого проникновения: «Битум продукт», Ceresit CT 17 Pro, UNIS.

Сухие строительные смеси, предназначенные для оштукатуривания, шпаклевки, кладки, изготавливаются с добавлением модификаторов, улучшающих адгезию. В их числе:

• полимерные составляющие – поливинилацетал, полиакрилаты;
• минеральные добавки – магнийсодержащих пород, микрокремнезем, глиноземистый цемент, жидкое стекло.

Применение сухих полимеров также повышает пластичность, морозостойкость, снижает усадку. Модифицирующие присадки в виде порошка после добавления воды превращаются в жидкий полимер. Вещество обеспечивает раствору необходимые характеристики.

Внимание. Эффективное действие модифицирующих присадок возможно только при соблюдении во время работы рекомендованного температурного режима. Его указывает производитель, показатели в пределах от + 5 до +10°C.

При ремонте железобетонных конструкций недостаточно заполнить дефекты. Свежий раствор со временем теряет сцепление с поверхностью и отстает от нее. Чтобы это предотвратить, необходимо нанесение грунтовочного слоя, использование пластичного, быстросхватывающегося состава. Адгезия цементной композиции и металла страдает из-за усадочных процессов. Чтобы прочность конструкции не снизалась, в состав бетона вводят жидкое стекло, латекс и каучук.

Одним из методов повышения сцепления стало добавление химических присадок вместе с водой затворения. К ним относятся:

Ceresit CC 81

Добавка рекомендуется при изготовлении цементных стяжек и штукатурки. Водная дисперсия акрилатов повышает прилипание к минеральному основанию. Используется для работ внутри и снаружи зданий. Состав разбавляется водой, которую затем добавляют в строительную смесь. Добавка повышает подвижность раствора, его устойчивость к трещинам и нагрузке.

SikaLatex

Водная эмульсия каучука используется для устройства адгезионных слоев, повышения пластичности и удобоукладываемости раствора. Перед приготовлением состава для напольной стяжки и штукатурки разводится водой 1:1.

ASOPLAST-MZ

Полимерная дисперсия модифицирует бетонные стяжки и штукатурные растворы. Добавка повышает адгезию, прочность на изгиб, стойкость к пылеобразованию и трещинам.

Адгезия цемента, измерение

Процесс определения степени адгезии сухих цементных смесей обозначен в ГОСТ Р 58277-2018. Их тестированием занимается производитель. Показатель сцепления указывается на упаковке при маркировке изделий. Во время испытаний его определяют прямым методом по силе отрыва затвердевшего раствора от бетонной плиты.

Вариант А обозначает фактическую прочность сцепления. Для вариантов П и Б итог испытаний засчитывается ниже значения адгезии образцов с основанием. Окончательным результатом является среднеарифметическое значение всех проведенных тестов.

Особенности поверхности и условия работы могут уменьшить заложенное значение прочности сцепления. Выполнить проверку адгезии состава можно самостоятельно. Для этого нужен измеритель прочности или адгезиметр. Один из вариантов – прибор ОНИКС 1. АП. Он используется для контроля прочности штукатурки, уложенной плитки, гидроизоляции. Измеритель состоит из гидравлического пресса и встроенного электронного блока с монитором.

Существует две модификации устройства, одна рассчитана нагрузку от 3 до 20 кН, вторая – от 1 до 5 кН. Погрешность измерений составляет 2%. Порядок работы:

1. Стальная пластина прибора приклеивается на участок покрытия, нуждающегося в контроле.
2. К пластине крепится тяговый винт гидравлического пресса.
3. Рукоять привода поршневого насоса вращают по часовой стрелке до момента отрыва образца.
4. После нажатия клавиши «М» на дисплее прибора появляется результат, например R=2.0 МПа.

Перед началом работы по размерам стальной пластины выполняются пропилы образца до основания. С помощью адгезиметров контролируют прочность сцепления в процессе строительства и обследуют здания, нуждающиеся в реконструкции.

Показатели сцепления цементных смесей для различных поверхностей

Сухие штукатурные смеси на основе цемента остаются наиболее популярным составом при выполнении строительных работ. Они используются для выравнивания стен, подготовки под финишную отделку, монтажа стяжки. Цементно-песчаные растворы популярны благодаря прочности, водостойкости, устойчивости к колебаниям температуры.

Таблица показателей адгезии нескольких штукатурных смесей

Цементные клеевые и штукатурные составы применяются в устройстве теплоизоляции и отделки фасадов. Их рабочие характеристики определяет ГОСТ Р 54359-2017. Среди основных показателей, регламентированных документом, и адгезия смесей.

Прочность сцепления с бетонным основанием отвердевших растворов составляет:

• клеевые – 0,5-0,8 МПа;
• штукатурные – 0,5-1,0 МПа;
• шпаклевочные – 0,35-0,65 МПа.

Вывод

Адгезия цемента в строительстве имеет такое же значение, как прочность. Современные строительные смеси на цементе избавлены от проблем со сцеплением, благодаря внесению минеральных и синтетических добавок. Долговечность отделки, стяжки и кладки обеспечит соблюдение технологии строительных работ. Нужно подготавливать основание, использовать грунт, смесь разводить по инструкции.