Строителна химия: Лепила

Съвременните строителни лепила се предлагат на пазара в течно, желеобразно, пастообразно или твърдо състояние - пръчици, ленти, прахове, или според основата, от която са направени. Качествата на строителните лепила - плътност, експлоатационен срок, водоустойчивост, цвят и якост на сцепление, зависят от техния състав. Те могат да бъдат неорганични-минерални, и синтетични-еластомери, термопласти, термореактивни полимери.
За да няма объркване при избора на лепилните състави, е необходимо да се познават характеристиките на отделните продукти и съответно тяхната възможност за приложение в различни работни ситуации.

Строителните лепила са много важна част от материалите за довършителни дейности в строителството. Качествата на строителните лепила-плътност, експлоатационен срок, водоустойчивост, цвят и якост на сцепление, зависят от техния състав. Те могат да бъдат неорганични-минерални, и синтетични-еластомери, термопласти, термореактивни полимери. Болшинството от предлаганите лепила с изключение на неорганичните и някои други, са полимери или мономери и олигомери, които се превръщат в полимери по време на лепенето. Химическата основа и структурата на лепилото се определя от експлоатационните свойства на адхезивните съединения. За подобряване на лепилния процес към полимера се добавят и други вещества-органични и неорганични или различни видове полимери. Използването на смес от полимери позволява да се съчетаят в лепилото положителните свойства на всеки от тях. При комбиниране на полимерите, е много важно да се осигури тяхното хомогенно разпределение в лепилото. Това е трудно осъществимо за еластомерите и полимерите с различна полярност и взаимна разтворимост. За да се осигури еднородност на смесването, в адхезивния състав могат да се въведат хомогенизиращи агенти.

Видове според приложението
В зависимост от приложението, строителните лепила се разделят на лепила за вътрешна облицовка, лепила за външна облицовка,, универсални лепила. Немският стандарт DIN 8593-0:2003-09 класифицира строителните лепила в следните 4 групи според натоварването от климатичните условия и приложението-от“D1“до „D4“.

„D1група“-в помещения, в които температурата само периодично за кратко време може да надвишава 50°C, а съдържанието на влага в дървесината не трябва дае повече от 15%. „D2 група“-в помещения с краткосрочно излагане на течаща-кондензирана вода, както и за кратко увеличаване на влажността на въздуха, което води до увеличаване на влажността на дървесината до 18%. „D3 група“-в помещения с често кратковременно въздействие на течаща-кондензирана вода, както и кратковременно повишаване на влажността на въздуха. Приложение извън помещенията, само ако е възможно лепилото да е защитено от продължителното въздействие на метеорологичните условия. „D4 група“-в помещения със силен ефект на течаща-кондензирана вода, и продължително въздействие на влажен въздух. Извън помещенията, ако лепилото е с подходяща защитна повърхност, то може да бъде изложено на всякакви метеорологични условия.

Всички лепилни съединения трябва да отговарят на определени стандарти.

Лепилата за вътрешна облицовка се използват за облицоване на помещенията с паркет, тапети, плочки, панели. Предпоставка, е облицованите площи да не се излагат на температурни промени и на продължително въздействие на влага и механични натоварвания.

Лепилата за външна облицовка се използват за облицоване на фасади на сгради с различни видове материали, като керамика, плочки, мозайки, топлоизолационни плоскости. Този вид лепило се характеризира с устойчивост на температурни промени и атмосферни влияния.

Универсалните лепила са предназначени за вътрешно и външно приложение, както и за залепване на няколко различни материала-хартия и картон, кожа, дърво и дървесни материали, твърд PVC, плексиглас и др. За лепене на стъкло, порцелан или метали, се препоръчва лепилото да се изпробва, преди да се пристъпи към същинското лепене. Съвременните универсални лепила имат добра водо- и мразоустойчивост. Подходящи са за лепене и на теракотени и фаянсови плочи, а също и за плочи от естествен камък.

Видове според консистенцията
В зависимост от консистенцията си строителните лепила се разделят на, разтворими, дисперсионни, монтажни, и стопилки.

Разтворимите лепила, са разтвор на всеки полимер във вода-водоразтворими, или в органичен разтворител. Разтворимите във вода лепила могат да бъдат, изкуствени-метилово лепило, карбоксиметилцелулозно лепило, синтетични-поливинилалкохол, меламиналдехидно лепило, неорганични-силикатно лепило. Водоразтворимите лепила са най-екологични. Контактните лепила с органичен разтворител, имат синтетична основа-разтвор на синтетичен каучук в цианоакрилат. Времето за втвърдяване им е по-малко от това на водоразтворимите лепила, но изпарението на разтворителя влошава техните екологични свойства. Тези лепила се използват най-често за лепене на изделия от каучук, твърд PVC, кожа, меки подови покрития.

Дисперсионните лепила-поливинилацетатните, представляват полимерна дисперсия във вода, в която могат да се добавят водоразтворими полимери с висока адхезия-поливинилов алкохол, производни на целулозата, за повишаване на якостта на лепенето. Водата позволява успешно да се използват такива лепила за свързване на порести хигроскопични повърхности. Техен недостатък е дългия период на втвърдяване и ниската микробиологична устойчивост на лепилния шев. Последната може да се увеличи с въвеждането на фунгициди.

Монтажните лепила са капсулирани, за да се предотврати преждевременното им втвърдяване. Това са т. нар. „Liquid Nails“-течни пирони-монтажни лепила, които намират широко приложение при най-различни строителни и ремонтни дейности. Лепилата от този вид извършиха тиха революция в строителната практика, като до голяма степен изместиха класическите технологии при монтиране на различни детайли с помощта на пирони, винтове и дюбели. Причината е, че тези модерни лепила могат да издържат на значително натоварване от 70kg/cm2. Процесът на нанасяне на лепилото и залепване на детайла трае много кратко-максимум около минута-две, а времето за окончателно свързване, т. е. за достигане на максималната здравина на слепване при монтажното лепило е 24-48 часа в зависимост от дебелината на лепилния шев. Съвременните монтажни лепила на базата на полиакрилатна водна дисперсия изискват основата или залепваният предмет да бъдат порьозни, т. е. да поглъщат влагата, защото лепилото е водна дисперсия. Другият вид монтажни лепила на базата на органичен разтворител, дава възможност да се лепят едни с други и материали с непопиващи повърхнини. Освен това тези лепила може да се използват за работа и при отрицателни температури-до -7°С. Лепилният им шев е водоустойчив, като запазва висока еластичност, което прави съединението устойчиво на температурни колебания. То достига крайната си якост на слепване след 24 часа, когато основата е попиваща-мазилка, бетон или дърво, и за 48 часа, когато е непопиваща-стъкло, метали. Лепилото може да запълва пукнатини и фуги с максимална широчина 6mm.

Лепилата-стопилки, са термопластични лепила, които стават течни при повишена температура и остават твърди при стайна температура. Горещо топимите лепила представляват твърди гранули от полимери, обикновено под формата на сферички или пръчици. Полимерната пръчица се зарежда в термопистолет, който е свързан към електрическата мрежа. Разтопеният полимер се нанася върху залепващата се повърхност, като се използва точков метод. Ако лепилото е направено под формата на сферички, те се поставят между залепващите се повърхности, като едната от тях се нагрява до разтопяването им.

Важен показател, който също влияе върху ергономичните параметри на свойствата, е степента на готовност. Според този показател лепилата се разделят на готови за употреба и изискващи предварителна подготовка преди употреба-въвеждане на разтворител, разредител или втвърдител.

При извършване на ремонтни работи се препоръчва използването на лепила, специално предназначени за лепене на конкретни материали-плочки, тапети, паркети и др. Не се препоръчва използването на лепила с универсална цел, тъй като универсалността на лепилото винаги влияе върху качеството му. Колкото повече са приложенията на лепилото, толкова по-ниска е неговата здравина.

Довършителните работи вътре в помещенията са свързани с отговора на въпроси от различно естество, в зависимост от това дали става въпрос за стени или под, дали помещенията са с нормална или с повишена влажност. Затова производителите се стремят максимално да улеснят строителните работи като предлагат продукти, отговарящи на изискванията за различни приложения.

Видове лепила според тяхното предназначението
Според предназначението си строителните лепила се разделят на лепила за тапети, за керамични и каменни плочи. за подове и стени, за меки подови покрития-линолеум, мокет, корк, PVC-плочки и други, за паркет.

За залепването на различните видове тапети производителите препоръчват определен тип лепило. Според предназначението си готовите лепила за тапети се разделят на лепила, за прости хартиени и леки винилови тапети, за всички видове стъкло-, структурни- и текстилни тапети, за тежки тапети, за различни фолия и др. Най-използваните лепила за тапети са водоразтворимите карбоксиметилцелулозни-КМЦ, лепила. Готовите КМЦ-лепила, представляват бял прах, който преди употреба се разтваря във вода. КМЦ-лепилата, се различават не само по качество, но и по предназначение - за леки, средно тежки и тежки тапети. Колкото по-тежки са тапетите, толкова по-голяма трябва да е концентрацията на карбоксиметилцелулозата в разтвора, тъй като тя усилва адхезионната връзка с основата и не позволява на тапетите да се отлепят и свличат под действие на собствената си маса.

За винилови текстилни, релефни, стъклопластови или фототапети, се използват виниловите лепила в състава, на които се съдържа поливинилацетат. За работа с велурени и текстилни тапети може също да се използва дисперсионно лепило.

Съвременните лепила за дърво и паркетни настилки от ламинатни- или паркетни дъски от естествена дървесина, са произведени на базата на водна дисперсия на поливинилацетат-PVA, със съдъражание на вода не повече от 30%, и различни добавки на изкуствени смоли, които им придават специфични свойства. Лепилата са бели на цвят, а след втвърдяване образуват прозрачен шев.

Лепилата за залепване на меки подови настилки от PVC, със или без основа от юта или филц, плочки от PVC, мокети с основа от PVC или латексна пяна, настилки от иглонабит филц с основа от PVC или латексна пяна, а така също и на плочи от корк, са също водно-дисперсни. Те са готови за употреба без разреждане с вода. При сгъстяване се допуска разреждане със студена вода. Не са подходящи за използване на открито. Издържат на загряване до 60 °С, което ги прави подходящи за лепене върху подове с монтирана в тях отоплителна система. След нанасяне на лепилото се препоръчва изчакване до около 10min, докато повърхността му стане леплива.

Лепилата за керамични и каменни плочи, представляват готови синтетични лепила и китове или лепилни прахови смеси, които се разтварят с вода.

Синтетичните лепила за керамични плочки-фаянс, теракота, са лепилни пасти или замазки, които се продават в готова форма за полагане. Те са хомогенна маса, чиято консистенция прилича на плътна сметана. Общата характеристика на тези материали, е че всички те са вододисперсионни състави със съдържание на фино раздробен, но не разтворен във вода, полимер-изкуствени смоли и техните производни. Дисперсионните замазки и пасти имат добри адхезивни свойства. Равномерно се разпределят върху основата и след изсушаване образуват доста еластичен слой. Въпреки това, областта на тяхното приложение е ограничена-в по-голямата си част това са прости вътрешни довършителни работи, както и за ремонт и възстановяване на стари плочки.

Друга най-широка група от лепила за плочки-фаянс, теракота и мрамор, за газобетонни елементи, за топлоизолационни системи, са заводските сухи лепилни строителни смеси, които се разтварят с вода. Съставът на тези смеси включва минерално свързващо вещество-различни търговски марки цимент и пълнители-най-често кварцов пясък. В състава на сухите цименто-пясъчни лепила за плочки, свързващото вещество и пълнителите са 95-99%, а останалото са органични свързващи вещества и модифициращи добавки. Органичните и синтетични свързващи вещества в сухо състояние са прахообразни и сухи водни дисперсии на полимери. Разтваряйки се във вода, прахът възвръща дисперсионните си свойства и поради това се нарича редиспергируем. Целта на модифициращите полимерни добавки, е да се даде на лепилото определени желани свойства, в зависимост от приложението му. За тази цел в рецептурата на различни материали са включени хидрозадържатели, пластификатори, пеногасители, пигменти, регулатори на втвърдяване-ускорители и забавители, както и емулгатори и хидрофобизатори, т. е. водоотблъскващи средства. В резултат на това, едно лепило има висока адхезия и може да задържа тежка плочка с голям формат, друго-има подобрена еластичност, а трето-повишена водо- и мразоустойчивост и др. В някои лепила се влагат армиращи влакна, които придават допълнителна якост на сцепление. Колкото по-голямо е теглото на плочката, толкова по-висока трябва да е якостта на сцепление с основата. Високоякостните еластични строителни лепила специално предназначени за тежки материали-мрамор и гранит, могат да издържат тегло на плочи до 150kg/m2. Специфични изисквания поставят плочите от мрамор, защото лепилото би могло да прозира през тях и да причини нежелано оцветяване. Затова се препоръчва тези плочи да се лепят с бяло циментно лепило. Плочите от гранитогрес-предпочитани при силно натоварени помещения, поставят своите повишени изисквания към адхезивната способност на лепилото. Причината, е че повърхността им е неабсорбираща - няма капиляри, които да улесняват свързването с лепилото. Стъклокерамичните плочки са още по-капризни по отношение на лепилото в сравнение с гранитогреса. За залепването на посочените неабсорбиращи плочки се изпoлзват услилени лепила с клас С2 по БДС EN 12004 за работа с неабсорбиращи повърхности. С тях могат могат да се залепват плочи с големи размери-до 80х80cm, по т. нар. технология без натиск, която значително улеснява работата и позволява по-лесно получаване на качествена настилка. Но повишената адхезия-не по-малко от 1MPa, на такива лепила, може да бъде полезна и при обикновените основи. На европейския пазар лепилата от клас C2 заемат до 80% от целия асортимент. При избора на тези лепила е важно да се вземат под внимание две основни характеристики-съвместимост на използваните материали и допустими температурно-влажностни диапазони на работа. Най-подходящи лепила за полагане на материали от камък във вътрешни помещения и на открито са тези с дебелина на слоя от 3 до 20mm, с добра пластичност, якост на сцепление и без вертикално приплъзване върху основи, като циментови мазилки, гипсокартон, тухлени стени и газобетонни блокчета, бетон. Когато основата е с висока поглъщаемост се препоръчва тя предварително да се грундира. Лепилата предназначени за облицоване на фасади с тежки и големи плочи от естествен камък, имат отлична еластичност и доста високи адхезивни свойства-до1,5MPa. Дебелината на лепилния слой ще зависи от размера на облицовъчния материал.

Практическо приложение за залепване на плочки-включително гранитогрес и стъклокерамика, върху гипсофазер, гипсокартон, блокчетата „YTONG“, подовите настилки над отоплителни системи са получили лепилата с название „Flex“. Тази наставка в името означава, че лепилата притежават остатъчна еластичност след пълното им изсъхване. Те са подходящи за залепване на плочки върху съществуваща стара облицовка

Лепилните циментови състави, използвани във фасадните топлоизолационни системи, също изискват висока еластичност. Такива лепила често се използват за лепене на изолационни панели, изработени от експандиран полистирол, минерална вата, пенополиуретан и др. Лепилaта за пенобетон и газобетонни блокове може да се използват като алтернатива на строителните смеси за изграждане на сгради, както и за шпакловки и изравняване на стените. Основните им предимства са високото ниво на мразоустойчивост и влагоустойчивост, добра адхезия към повърхностите. Тези състави не се свиват при изсъхване и имат отлична пластичност.

Гипсовите строителни лепила се използват за залепване на гипсокартон, гипсофазер, гипсови корнизи и декоративни орнаменти. Посочените лепила намират приложение при шпакловане и ремонт на по-стари или нестабилни основи, заради по-добрите си качества- устойчивост и свързване, в сравнение с тези на стандартните гипсови шпакловки. С гипсово лепило могат да се залепят гипсофазерни или гипсокартонени плоскости към бетонови, тухлени или други основи, което е особено подходящо при изравняване, изолиране и облицоване на вътрешни стени. Предимствата на гипсовите лепила, са високата адхезия към различни повърхности-гипс, бетон, газобетон, тухла. Те бързо изсъхват и имат добра пластичност.