Problematika povrchových úprav dřevěných prvků je shrnuta z pohledu dlouholetých zkušeností při zkoušení výrobků, diagnostiky staveb a konstrukcí ze dřeva v akreditované materiálové a výrobkové zkušebně. Většina produktů má ochrannou nebo estetickou povrchovou úpravu. Předčasné porušení této úpravy může vést k nákladům na opravu nebo jiným problémům.
Proč se používají nátěrové hmoty na dřevo?
Nátěrové hmoty se na dřevo aplikují z několika klíčových důvodů:
- Zušlechtění a dokončení povrchu: Tuto funkci mají prostředky určené k povrchové ochraně dřeva v interiérech. Slouží k ochraně dřeva proti mechanickým i chemickým vlivům, k jeho dekorativnímu zkrášlení podle představ architekta nebo majitele, aniž by však měly ochrannou funkci proti biotickým škůdcům a/nebo abiotickým činitelům.
- Ochrana povrchu dřeva proti povětrnosti: Nátěr má chránit dřevo před nadměrným příjmem vlhkosti (vodními srážkami), dále před zšednutím způsobeným kombinací UV záření a vody. Nechrání ale proti biotickým škůdcům - houbám a/nebo hmyzu.
- Komplexní (kombinovaná) ochrana povrchu dřeva: Tato ochrana je jak proti biotickým škůdcům, tak i povětrnostním vlivům.
Aplikace a vlastnosti nátěrů
Při nanášení a zasychání nátěrových hmot musí být dodrženy základní podmínky, například teplota a vlhkost prostředí a doba zasychání. Když zasychají nátěrové hmoty při nižší teplotě než 15°C, je nutné počítat s prodloužením doby zasychání. V žádném případě se nesmí nátěry provádět při teplotě nižší než 5°C. Před nátěrem musí být dřevo suché a povrch natíraných výrobků dobře očištěný. Nanášení nátěrových hmot by mělo být aplikováno na výrobky podle druhu, účelu a vlivu prostředí, do kterého budou použity, podle technologických postupů výrobce.
Důležité vlastnosti nátěrových hmot:
- Tvrdost (u nátěrových hmot používaných na plochách vystavených oděru).
- Odolnost proti působení agresivních kapalin.
Každá nátěrová hmota musí mít vlastnosti, které výrobce deklaruje. Podle obsahu netěkavých podílů, neboli sušiny, se usuzuje na druh nátěrové hmoty (tenkovrstvá lazura, silnovrstvá lazura, krycí barva), na její složení a dodržení výrobního předpisu a kontrolují se její vlastnosti. Tloušťka nátěru má značný vliv na jeho vlastnosti, a proto je její měření základem většiny zkoušek. Tloušťka čerstvě nanesené vrstvy se běžně označuje jako „mokrá“. Při zasychání se tato tloušťka u nátěrové hmoty obsahující těkavé složky zmenšuje.
Vliv povětrnostních vlivů na životnost nátěrů
Přilnavost nátěru ovlivňuje jeho životnost. U zkušebních těles chráněných nátěrovými hmotami se sleduje odolnost nátěrových hmot proti povětrnostním vlivům. Tyto vlivy podstatně mění mechanickou odolnost, pevnost a tažnost filmu. Nejúčinnější složkou povětrnostních vlivů jsou sluneční paprsky, které podporují rozpad filmotvorných složek. Stárnutí nátěru je způsobováno hlavně světlem a teplem. Každé stárnutí, přirozené i urychlené, vyvolává v nátěrovém filmu řadu nevratných chemických i fyzikálních změn. Další složkou povětrnostních vlivů je déšť, který vyvolává bobtnání nátěru. Zbobtnalým nátěrem proniká k podkladovému materiálu vlhkost. Poměrně důležitým faktorem je také střídání denních a nočních teplot. Tepelná roztaživost podkladového materiálu a nátěru je nestejná, nátěr ztrácí přilnavost ke spodním vrstvám (zvlášť je to patrné u tmelových vrstev), a někdy i přímo k podkladu.
Čtěte také: Metody zkoušení cementu v tlaku
Nátěrové systémy aplikované na dřevěný podklad (borová běl) jsou vystaveny po dobu 12 měsíců působení volné povětrnosti, situované na jižní stranu ve sklonu 45 stupňů. Zároveň s nimi jsou vystaveny standardní vzorky, natřené nátěrovou hmotou v předepsaném složení (ICP), které po vyhodnocení určují drsnost podmínek expozice.
Ochrana před vlhkostí a absorpce/desorpce
Ochrana stavebního dílce před kapalnou vodou a vodou ve formě páry je jedním z nejdůležitějších úkolů povrchové úpravy. Musí zabránit tomu, aby dveře nebo okna nevykazovaly netěsnosti nebo se v rámu nevzpřičovaly. Při zkoušce se sleduje množství vody proniklé přes povrch nátěrové hmoty do dřeva - absorpce a schopnost nátěrové hmoty uvolnit vlhkost z podkladového materiálu formou páry opět do ovzduší - desorpce. Hodnota desorpce a absorpce je velmi důležitá. Dřevo by mělo být schopné svou výchozí vlhkost udržovat příjmem nebo výdejem vodní páry z okolního vzduchu. Právě příliš rychlé vysychání (riziko tvorby trhlinek) nebo bobtnání by měla znemožnit nebo zmírnit povrchová úprava nátěrovými hmotami. Pokud ovšem nátěrový systém vodu absorbuje, ale po desorpci pod nátěrovým systémem zůstává stále velké množství vody, může docházet u dřeva nedostatečně ošetřeného fungicidním napouštědlem k růstu plísní pod nátěrovým systémem, také k odlupování nátěru.
Technický předpis umožňuje stanovit relativní životnost nátěrových systémů na dřevě působením umělých klimatických vlivů (UV světlo, infračervené záření, sprcha, mráz -20°C, suché teplo 60°C). Zkouška se provádí ve zvláštním zkušebním zařízení konstrukce VVÚD, tzv. weterometru.
Odtrhová (pull-off) zkouška
Z diagnostických nebo kontrolních důvodů může být u mnoha materiálů požadováno zjištění povrchové tahové pevnosti. Odtrhová (pull-off) zkouška skýtá ideální řešení problému. Odtrhová zkouška vypovídá o skutečné přilnavosti - o dokonalosti spojení dvou nebo více vrstev. Zkouška přilnavosti po odtržení je způsob, který vám pomůže zjistit, jak odolné a trvanlivé budou vaše nátěry, jakmile se váš výrobek dostane do reálného světa. Proto je nezbytnou součástí spolehlivého procesu zajištění kvality, o kterém se vyplatí se něco dozvědět.
Co je testování adheze po odtržení?
Zkouška adheze při odtržení je metoda měření odolnosti povlaku proti oddělení od podkladu při působení kolmé tahové síly.
Čtěte také: Hydroizolace Fatra a její testování
Jak probíhá zkouška přilnavosti při odtržení?
Zkouška přilnavosti při odtržení funguje tak, že na nátěr a podklad působí kolmá tahová síla. Obvykle se zkouška provádí na digitálním nebo ručním stroji pro zkoušení adheze pull-off s vozíkem. Před zahájením zkoušky je třeba očistit vozík i povlak. Poté se připraví lepidlo a přidá se do panenky (tzv. "dolly"), která se následně přiloží k povlakovanému povrchu. Poté se na panenku umístí pohon stroje a vyvíjí se tlak až do okamžiku, kdy adheze selže. Síla potřebná k odtržení poskytuje hodnotu pevnosti v tahu v jednotkách psi nebo MPa.
Proč testovat adhezi?
Potřebujete vědět, jak dobře přilne nátěr k podkladu, platí pro obrovskou škálu aplikací a průmyslových odvětví. Není to jen kosmetický problém, ale může mít i významné bezpečnostní důsledky. Například ve stavebnictví a při údržbě vyžadují epoxidové nátěry používané k ochraně oceli pevné spoje, aby se zabránilo opotřebení a korozi. Přilnavost povlaku k podkladu je klíčovým kvalitativním parametrem pro nátěrové systémy. Správná přilnavost zajišťuje, že povlak zůstane trvale spojen s povrchem, na který je aplikován. To je zásadní pro dosažení optimálního výkonu nátěrového systému. Pokud přilnavost není dostatečná, mohou se snáze projevit odškrábnutí nebo odlupování povlaku. Testování přilnavosti nabízí měřitelný způsob určení, zda je malířský nebo nátěrový systém vhodný pro daný účel a zda splní kvalitativní požadavky.
Průmyslové normy pro testování přilnavosti při odtržení
Na rozdíl od mnoha jiných zkoušek existuje jen velmi málo průmyslových nebo aplikačních norem pro posouzení, zda určitý nátěr a podklad vyhoví nebo nevyhoví zkoušce přilnavosti při odtržení. Nicméně, stroje PosiTest jsou vybaveny hydraulickými čerpadly a splňují řadu mezinárodních norem, včetně ASTM D4541/D7234, ISO 4624/16276-1, AS/NZS 1580.408.5 a dalších.
Odtrhová zkouška, také nazývaná adhezní zkouška, je metoda pro hodnocení přilnavosti povlaku k podkladu. Tato zkouška se provádí podle standardů, jako jsou ASTM D4541/D7234 nebo ISO 4624, a slouží k určení nejvyšší tahové síly, kterou povlak dokáže vydržet před oddělením od podkladu. Cílem zkoušení přilnavosti je získat selhání povlaku. Je důležité zaznamenat, zda k selhání došlo v adhezní vrstvě (mezi nátěrem a podkladem), v kohezní vrstvě (uvnitř nátěru) nebo v lepidle.
Odchylky a faktory ovlivňující přilnavost
Pokud jde o přilnavost, existují určité odchylky, které mohou mít velký vliv na vazbu mezi nátěrem a podkladem - a to i v případě, že se zabýváte velmi dobře zavedenými procesy nanášení nátěru. Aby se snížily rozdíly mezi výsledky, je důležité používat testery přilnavosti, které minimalizují smykové síly (síly působící rovnoběžně na rozdíl od sil působících kolmo na nátěr), jako jsou například testery řady The PosiTest AT.
Čtěte také: Pevnost betonu v tlaku
Je důležité, aby ochranný nátěr správně přilnul k podkladu. Faktory jako nestabilní podklad, nedostatečná příprava povrchu, kontaminace povrchu a nesprávná aplikace nátěru mohou vést k špatné výkonnosti nátěrového systému.
Typy zkoušek přilnavosti
Existuje několik zkušebních metod pro hodnocení přilnavosti povlaků:
- Zkouška nožem: Tato jednoduchá metoda využívá nůž k narušení nátěru a zjištění, jak obtížné je jej odstranit z podkladu. Pomocí nože a vodítka se do nátěru prořízne "X" až na podklad. V místě křížení se špičkou nože pokusíme nadzvednout nátěr. Tato metoda je subjektivní a její hodnota závisí na zkušenostech inspektora.
- Zkouška lepicí páskou (s řezem do "X"): Formálnější variantou zkoušky nožem je zkouška lepicí páskou, která se provádí na kovových podkladech. Pomocí ostrého nástroje se do nátěru prořízne "X" až na podklad. Na střed křížení se přiloží lepicí páska, která se poté rychle strhne.
- Mřížková zkouška: Mřížková zkouška se častěji používá v laboratoři a na nátěry o tloušťce menší než 125 mikronů používá mřížkový vzor. Speciální nástroj s více břity vytvoří paralelní řezy. Po aplikaci a odstranění pásky se oblast řezu prohlédne a ohodnotí.
- Odtrhová (pull-off) zkouška: Kvantitativnější metodou je zkouška odtrhem, při níž se pomocí lepidla připevní zátěžové tělísko (tzv. "dolly" nebo "panenka") k nátěru. Pomocí přenosného odtrhového testeru, jako je PosiTest AT, se postupně zvyšuje zatížení, dokud nedojde k odtržení tělíska. Síla potřebná k odtržení poskytuje hodnotu pevnosti v tahu v jednotkách psi nebo MPa.
Tabulka: Typy zkušebních těles pro odtrhovou zkoušku
| Typ tělíska/sady | Popis a použití | Poznámky |
|---|---|---|
| Tělísko 20 mm | Pro zkoušení přilnavosti. | Nerovnoměrná tažná síla při zkoušce způsobená nerovnoměrnými liniemi lepidla a povrchem nátěru může vést k náhodným, nevysvětlitelným hodnotám. Tělíska DeFelsko kompenzují nerovnoměrnost. |
| Tělísko 50 mm | Pro zkoušení přilnavosti. | Nerovnoměrná tažná síla při zkoušce způsobená nerovnoměrnými liniemi lepidla a povrchem nátěru může vést k náhodným, nevysvětlitelným hodnotám. |
| Sada lepení | Obsahuje dvousložkový epoxid ResinLab EP11HT, míchací tyčinky, míchací palety a vatové tampony. | Základní vybavení pro přípravu zkoušky. |
| Vrtací šablona | Pro 50 mm panenky a vrtáky (10 ks vrtáků 4 mm) pro oddělení testované plochy. | Zajišťuje přesné ohraničení testované plochy. |
| 20 mm konverzní sada pro PosiTest ATM50 a ATA50 | Vyměnitelný stojan umožňuje použití PosiTest ATM50 nebo ATA50 k tažení 10, 14 a 20 mm tělísek. | Rozšiřuje možnosti použití stávajících testerů. |
| Konverzní sada pro 50 mm tělíska | Umožňuje měřit pevnost v tahu u betonových povrchů a betonových vrstev. | Určeno pro testování betonu. |
| Odtrhové tělísko 50 mm pro betonové podklady a vrstvy | Tělíska DeFelsko navržené pro testování přilnavosti na betonových podkladech kompenzují nerovnoměrnosti. | Speciálně upravené pro beton. |
| Tělísko 50 x 50 mm | Pro zkoušení přilnavosti obkladů lepených cementovými lepidly. | Určeno pro specifické testování obkladů. |
Přenosné adhezní testery
Tahové testování přilnavosti se stalo průmyslovým standardem pro většinu aplikací díky své opakovatelnosti, snadnému použití a smysluplným výsledkům. Přenosný adhezní tester kvantifikuje kolmou sílu potřebnou k odtržení specifické plochy nátěru od jeho podkladu. Obvykle se přilepí tělísko se známou plochou, známé také jako "dolly" nebo "panenka". Připojí se k testeru, aplikuje se síla a odstraní se nátěr od podkladu. Řada PosiTest AT je jednoduché, odolné a přesné řešení od společnosti DeFelsko pro tahové testování přilnavosti. Jsou k dispozici dvě verze: PosiTest AT-M (manuální) a PosiTest AT-A (automatická). Oba modely jsou přenosné a nevyžadují externí zdroj energie, což je ideální pro použití v terénu nebo laboratoři. Každý PosiTest AT obsahuje vše potřebné pro testování, včetně testeru, zátěžových příprav, brusných podložek, řezného nástroje, lepidla a míchacích tyčinek, vše zabalené v odolném kufříku. Software PosiSoft pro správu měřicích dat a vytváření profesionálních inspekčních zpráv je také součástí balení.
Tester přilnavosti Pull Off Model Pat GM01 GM04 je robustní hydraulický odtrhoměr splňující požadavky normy ISO 4624. Dodává se s ručním čerpadlem vybaveným přesným manometrem a vlastní zkušební hlavicí pro zkoušení adheze.
tags: #odtrhova #zkouska #dyna #obklad