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La Adherencia

En general, el fenómeno de la adherencia tiene lugar cuando estamos frente a un sistema formado por uno o dos materiales que pretendemos unir y que llamamos adherentes o adherendos y un segundo o tercer material que establece la unión y que llamamos junta o unión adhesiva. La adherencia se puede definir como la capacidad de transferir una fuerza procedente del adherente a través de la unión adhesiva. De hecho, la adherencia será tanto mayor cuanta mayor sea la energía mecánica que puede absorber la unión adhesiva.


La adherencia como capacidad de transferencia de una fuerza

 
En consecuencia, cuantificamos la adherencia por la fuerza que podemos aplicar a la unión adhesiva hasta el instante en que se manifiesta la disminución de esa adherencia. Para medir la adherencia se somete a esfuerzo mecánico la unión adhesiva, disponiendo de dos métodos normalizados:
  • De cizallamiento o cizalladura, cuando se aplica una fuerza paralela al plano de la unión adhesiva.
  • De tracción, cuando la fuerza aplicada es perpendicular al plano de la unión adhesiva

Representación esquemática de los esfuerzos a cizalladura y tracción
A - Cizallamiento
Esfuerzo paralelo al plano de adhesión
Representación esquemática de los esfuerzos a cizalladura y tracción
B - Tracción
Esfuerzo perpendicular al plano de adhesión


Como en la práctica estamos aplicando esa fuerza en una unidad de superficie de la unión adhesiva, estaremos midiendo unidades de presión, siendo habitual la expresión en megapascals (MPa), Kilogramos fuerza por centímetro cuadrado (Kp/cm2) o Newtons por milímetro cuadrado (N/mm2)[1].

No existe una teoría unificada que contemple la conexión entre adherencia, propiedades físicas del adhesivo y del adherente, y la medida práctica de esa adherencia a través de la resistencia mecánica a la tracción o a la cizalladura. Varias son las teorías que justifican la adherencia desde diferentes perspectivas:
  • Adherencia por acoplamiento mecánico entre los materiales y la cinética de penetración en los poros del adherente por parte del adhesivo.
  • Adherencia por la capacidad humectante del adhesivo.
  • Teoría de la difusión, cuando el fenómeno de la adherencia viene acompañado de una disolución del adherente en el adhesivo, en la interfaz de ambos materiales.
  • Adherencia por interacciones ácido-base en la interfaz de ambos materiales
  • Adherencia por formación de enlaces covalentes en esa interfaz.

Ilustración de los factores que definen la adherencia mecánica


Cuando en un recubrimiento rígido modular hablamos de adherencia mecánica nos estamos refiriendo a un tipo de adherencia basado fundamentalmente en las dos primeras teorías y en la cohesión del adhesivo alcanzada en el proceso de hidratación de un mortero.

La adherencia mecánica se caracteriza por:
  • El acoplamiento mecánico entre adhesivo y adherente
    • Textura o microrrugosidad superficial del adherente
    • Porosidad y capilaridad del adherente y cinética de penetración del adhesivo en poros y capilares.
  • La capacidad humectante o mojante del adhesivo.

En resumen, se tienen dos posibilidades de selección para los materiales de agarre con los que colocará las baldosas: morteros y adhesivos. El denominador común de ambos es que la adherencia se produce en el proceso de endurecimiento; la diversidad está en el tipo de adhesión que se produce en el seno del material y con las superficies con que entra en contacto, también en el tipo de endurecimiento.

Tipo de adhesión
  • Mecánica: propia de los morteros sin aditivar
  • Mecánica y química: propia de los morteros aditivados con resinas y de los adhesivos cementosos
  • Química: propia de los adhesivos de resinas en dispersión y de resinas de reacción
Tipo de endurecimiento
  • Por hidratación del conglomerante
  • Por evaporación del agua y/o disolvente
  • Por reacción química de componentes separados

La colocación de baldosas en capa gruesa con morteros de cemento o cemento/cal se caracteriza porque el tipo de adhesión es únicamente mecánica y el tipo de endurecimiento es exclusivamente por hidratación del conglomerante.

La colocación de baldosas en capa delgada con adhesivos cementosos se caracteriza por el tipo de adhesión que es mecánica y química, siendo el endurecimiento básicamente también por hidratación, aunque en esa hidratación interviene el proceso de acoplamiento cohesivo de los polímeros.

La colocación de baldosas en capa delgada con adhesivos no cementosos se caracteriza por una adherencia exclusivamente química, siendo el proceso de endurecimiento bien por evaporación del agua o del disolvente o por reacción química de los componentes.

La adherencia se considera un requisito esencial ya en los morteros de albañilería [EN 998-1:2003, Especificaciones de los morteros para albañilería. Parte 1: Morteros para revoco y enlucido], debiéndose especificar el valor de la adhesión obtenido según el método de ensayo de EN 1015-12, y el tipo de rotura. En algunos casos, también la adhesión tras ciclos climáticos de acondicionamiento [EN 1015-21].

Sin embargo, no es exigida en los morteros de albañilería destinados a otros usos distintos, incluida la colocación de baldosas, para las que sólo se exige la resistencia a la compresión del mortero endurecido, según EN 1015-11. La norma de estos morteros de albañilería EN 998-2:2003 [Especificaciones de los morteros para albañilería. Parte 2: Morteros para albañilería] sí establece la posibilidad de declarar la resistencia de unión (adhesión) en aplicaciones de requisitos estructurales, como resistencia inicial al cizallamiento, según el método de ensayo descrito en EN 1052-3.

En el proyecto de norma prEN 998-3:2006 (E) [Especificaciones de los morteros para albañilería. Parte 3: Productos para el revoco y el enlucido basados en conglomerantes orgánicos], la adhesión vuelve a estar considerada como característica fundamental, medida según EN 1542.

Es en los adhesivos donde la adherencia es considerada requisito fundamental. En la norma EN 12004 se evalúa a través de la resistencia a la tracción o a la cizalladura según el tipo de adhesivo. En el documento la medida de la adherencia se amplía esta información.

Por último se ofrece otro documento sobre la adherencia química que subraya el papel de los polímeros en los adhesivos cementosos, un ejemplo de acción combinada de adherencia de tipo mecánico y químico.


[1]  1 Mpa = 106 N/m2 = 1 N/mm2 ≈ 10 Kp/cm2
 
 

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