آزمون چسب کاشی، توانایی اتصال کاشی به زیرآیند، پایداری اتصال در برابر آب و تغییرات دما، میزان لغزش و قابلیت تغییرشکل چسب را بررسی می‌کند. انتخاب آزمون به نوع چسب و کاربرد آن بستگی دارد. این مقاله روشهای آزمون و الزامات اصلی تجهیزات را بر اساس استاندارد ملی ایران شماره ۱۲۴۹۲ قسمت ۲، چاپ اول سال ۱۳۹۸، معرفی می‌کند. در فایل مبنا، استاندارد BS EN 12004-2:2017 به‌عنوان مرجع تدوین درج شده است.
قسمت دوم استاندارد به روش آزمون می‌پردازد. تعیین کلاس محصول و قضاوت درباره پذیرش آن باید با مراجعه به الزامات قسمت اول استاندارد انجام شود. مطالب حاضر راهنمای فنی خلاصه‌شده هستند؛ برای اجرای آزمایش، جزئیات نمونه‌سازی، تلرانس‌ها و نقشه فیکسچرها باید از متن استاندارد کنترل شوند.
انواع چسب کاشی و آزمون‌های مربوط
- چسب سیمانی با نماد C: آزمون اصلی اتصال، چسبندگی کششی است؛ تغییرشکل عرضی نیز برای بررسی قابلیت تغییرشکل اندازه‌گیری می‌شود.
- چسب دیسپرسی با نماد D: چسبندگی برشی در شرایط اولیه و پس از شرایط‌دهی مرتبط بررسی می‌شود.
- چسب رزینی واکنشگر با نماد R: چسبندگی برشی اولیه، پس از غوطه‌وری در آب و پس از شوک حرارتی ارزیابی می‌شود.
- زمان باز و لغزش نیز با روشهای مستقل استاندارد اندازه‌گیری می‌شوند.
شرایط عمومی آزمایش و آماده‌سازی چسب
- دمای محیط آزمایش: ۲۳ ± ۲ درجه سلسیوس.
- رطوبت نسبی: ۵۰ ± ۵ درصد.
- سرعت جریان هوای محیط: کمتر از ۰٫۲ متر بر ثانیه.
- تثبیت شرایط مواد آزمون: حداقل ۲۴ ساعت در شرایط استاندارد.
- مقدار نمونه‌برداری از چسب: حداقل ۲ کیلوگرم.
- کاشی‌ها باید تمیز، خشک و استفاده‌نشده باشند؛ نوع، جذب آب و ابعاد کاشی در هر روش متفاوت است.
برای چسب سیمانی، نسبت آب یا مایع به پودر طبق دستور سازنده تعیین می‌شود؛ اگر سازنده بازه‌ای ارائه کرده باشد، میانگین آن به کار می‌رود. مخلوط‌کن استاندارد باید سرعت چرخش ۱۴۰ ± ۵ دور بر دقیقه و حرکت مداری ۶۲ ± ۵ دور بر دقیقه را تأمین کند. ابتدا مایع و سپس پودر وارد ظرف می‌شود؛ اختلاط اولیه ۳۰ ثانیه، جمع‌کردن مواد از دیواره و تیغه ۱ دقیقه و اختلاط بعدی ۱ دقیقه است. پس از زمان عمل‌آوری اعلام‌شده سازنده، اختلاط مجدد ۱۵ ثانیه انجام می‌شود. چسب دیسپرسی و رزینی طبق دستور سازنده آماده می‌شوند.
صفحه بتنی آزمون باید حداقل ۳۵ میلی‌متر ضخامت، رطوبت کمتر از ۳ درصد جرمی و مقاومت چسبندگی کششی حداقل ۱٫۵ نیوتن بر میلی‌متر مربع داشته باشد. جذب آب سطحی پس از ۴ ساعت باید در محدوده ۰٫۵ تا ۱٫۵ سانتی‌متر مکعب، طبق روش اندازه‌گیری پیوست الف، قرار گیرد.
آزمون زمان باز چسب کاشی
زمان باز، مدت مجاز بین پخش چسب روی زیرآیند و نصب کاشی است که پس از آن هنوز چسبندگی موردنیاز حاصل می‌شود. این کمیت با زمان مصرف مخلوط داخل ظرف متفاوت است.
- چسب آماده‌شده روی صفحه بتنی پخش و با کاردک دارای دندانه‌های ۶ × ۶ میلی‌متر و فاصله مرکز تا مرکز شیارها ۱۲ میلی‌متر شانه می‌شود. زاویه کاردک نسبت به زیرآیند تقریباً ۶۰ درجه است.
- در زمان‌های ۵، ۱۰، ۲۰ و ۳۰ دقیقه پس از پخش چسب، برای هر زمان حداقل ۱۰ کاشی با ابعاد ۵۰ ± ۱ در ۵۰ ± ۱ میلی‌متر نصب می‌شود. کاشی این آزمون از گروه BIII، با جذب آب ۱۵ ± ۳ درصد و ضخامت ۷ تا ۱۰ میلی‌متر است.
- روی هر کاشی نیروی ۲۰ ± ۰٫۰۵ نیوتن به مدت ۳۰ ثانیه اعمال می‌شود.
- پس از ۲۷ روز در شرایط استاندارد، صفحات فلزی کشنده با چسب مناسب به کاشی متصل می‌شوند. بعد از ۲۴ ساعت دیگر، آزمون کشش مستقیم انجام می‌شود.
- نرخ افزایش نیرو ۲۵۰ ± ۵۰ نیوتن بر ثانیه است. مقاومت هر نمونه از تقسیم نیروی شکست بر سطح اتصال محاسبه می‌شود.
زمان باز گزارش‌شده، بیشترین زمان نصب کاشی است که مقاومت چسبندگی آن الزامات قسمت اول استاندارد را برآورده کند. نتایج هر فاصله زمانی باید مستقل ارزیابی شوند.
آزمون لغزش کاشی
این آزمون میزان پایین‌آمدن کاشی تحت وزن خودش روی سطح عمودی را اندازه می‌گیرد و برای بررسی عملکرد چسب در نصب دیواری کاربرد دارد.
- نوار فولادی مرجع و نوار پوشاننده روی صفحه بتنی نصب می‌شوند؛ چسب با کاردک استاندارد پخش و شانه می‌شود.
- پس از برداشتن نوار پوشاننده و قراردادن فاصله‌اندازها، کاشی پس از ۲ دقیقه نصب می‌شود. ابعاد کاشی ۱۰۰ ± ۱ در ۱۰۰ ± ۱ میلی‌متر، جرم آن ۲۰۰ ± ۱۰ گرم، ضخامت ۸ تا ۱۰ میلی‌متر و جذب آب حداکثر ۰٫۵ درصد است.
- نیروی ۵۰ ± ۰٫۱ نیوتن اعمال و فاصله اولیه از مرجع در سه نقطه اندازه‌گیری می‌شود.
- پس از ۳۰ ± ۵ ثانیه، وزنه و فاصله‌اندازها برداشته و صفحه بلافاصله به حالت عمودی منتقل می‌شود.
- پس از ۲۰ ± ۲ دقیقه، فاصله در همان سه نقطه دوباره اندازه‌گیری می‌شود. اختلاف قرائت‌ها مقدار لغزش را مشخص می‌کند.
آزمون برای سه کاشی تکرار و مقادیر منفرد و میانگین، بر حسب میلی‌متر، گزارش می‌شوند. کولیس موردنیاز استاندارد دارای درستی ۰٫۰۱ میلی‌متر است.
آزمون چسبندگی کششی چسب سیمانی
در این روش، نیروی عمود بر سطح کاشی تا جداشدن اتصال افزایش می‌یابد. کاشی‌های بدون لعاب از گروه BIa، با جذب آب کمتر از ۰٫۵ درصد و سطح اتصال ۵۰ ± ۱ در ۵۰ ± ۱ میلی‌متر استفاده می‌شوند. پس از پخش و شانه‌کردن چسب، کاشی‌ها در زمان ۵ دقیقه نصب و با نیروی ۲۰ ± ۰٫۰۵ نیوتن به مدت ۳۰ ثانیه بارگذاری می‌شوند. برای هر شرایط آزمون ۱۰ نمونه آماده می‌شود.
| شرایط آزمون | برنامه اصلی شرایط‌دهی |
|---|---|
| چسبندگی اولیه | ۲۷ روز در شرایط استاندارد؛ اتصال صفحات کشنده؛ ۲۴ ساعت دیگر در شرایط استاندارد و سپس کشش. |
| پس از غوطه‌وری در آب | ۷ روز شرایط استاندارد و سپس ۲۰ روز غوطه‌وری؛ اتصال صفحات کشنده؛ پس از ۷ ساعت، بازگشت به آب؛ آزمون روز بعد، بلافاصله پس از خروج از آب. |
| پس از فرسودگی حرارتی | ۱۴ روز شرایط استاندارد و ۱۴ روز در آون ۷۰ ± ۳ درجه سلسیوس؛ اتصال صفحات کشنده و ۲۴ ساعت شرایط استاندارد پیش از کشش. |
| پس از یخ‌زدن و ذوب‌شدن | ۷ روز شرایط استاندارد، ۲۱ روز غوطه‌وری و ۲۵ چرخه یخ‌زدن و ذوب‌شدن طبق برنامه بند ۸-۳-۳-۵؛ سپس اتصال صفحات کشنده و ۲۴ ساعت شرایط استاندارد. |
| چسب زودگیر | اندازه‌گیری چسبندگی اولیه در ۶ ساعت پس از نصب کاشی در شرایط استاندارد. |
برای آزمون یخ‌زدن و ذوب‌شدن، پیش از نصب، پشت کاشی نیز با لایه چسب تقریباً ۱ میلی‌متر پوشانده می‌شود. برنامه سرمایش، نگهداری و گرم‌کردن هر چرخه باید عیناً از بند مربوط اجرا شود؛ صرفاً شمارش ۲۵ چرخه کافی نیست.
صفحات کشنده فلزی باید ابعاد ۵۰ ± ۱ در ۵۰ ± ۱ میلی‌متر و حداقل ضخامت ۱۰ میلی‌متر داشته باشند. اتصال دستگاه باید نیروی کشش مستقیم را با نرخ ۲۵۰ ± ۵۰ نیوتن بر ثانیه اعمال کند و از ایجاد خمش جلوگیری شود.
مقاومت چسبندگی کششی = نیروی شکست بر حسب نیوتن ÷ سطح اتصال بر حسب میلی‌متر مربع
سطح اسمی اتصال در این روش ۲۵۰۰ میلی‌متر مربع است. برای مثال، نیروی شکست ۲۵۰۰ نیوتن، مقاومت ۱ نیوتن بر میلی‌متر مربع، معادل ۱ مگاپاسکال، ایجاد می‌کند.
آزمون چسبندگی برشی چسب دیسپرسی
برای هر نمونه، دو کاشی متخلخل گروه BIII با ابعاد ۱۰۸ ± ۱ در ۱۰۸ ± ۱ میلی‌متر و جذب آب ۱۵ ± ۳ درصد استفاده می‌شود. چسب با قالب مخصوص بین کاشی‌ها قرار می‌گیرد. فاصله‌اندازهای قطر ۰٫۸ میلی‌متر ضخامت اتصال را تنظیم می‌کنند و کاشی‌ها با جابه‌جایی نسبی ۶ میلی‌متر مونتاژ می‌شوند. نیروی ۷۰ ± ۰٫۱۵ نیوتن به مدت ۳ دقیقه اعمال می‌شود. برای هر شرایط ۱۰ نمونه لازم است.
- چسبندگی اولیه: پس از ۱۴ روز در شرایط استاندارد.
- پس از آب: ۷ روز در شرایط استاندارد و ۷ روز غوطه‌وری در آب در دمای استاندارد؛ برای کاربرد داخلی در معرض رطوبت طبق استاندارد.
- پس از فرسودگی حرارتی: ۱۴ روز شرایط استاندارد، ۱۴ روز آون ۷۳ ± ۳ درجه سلسیوس و ۲۴ ساعت شرایط استاندارد.
- در دمای افزایش‌یافته: همان برنامه حرارتی، با انجام آزمون ۱ دقیقه پس از خروج از آون.
فیکسچر مخصوص، نیروی دستگاه کشش یا فشار را به نیروی برشی روی اتصال تبدیل می‌کند. سرعت حرکت فک ۵ ± ۰٫۵ میلی‌متر بر دقیقه است. مقاومت برشی از تقسیم نیروی شکست بر سطح تماس اسمی ۵۵۰۸ میلی‌متر مربع محاسبه می‌شود. این سطح مربوط به قالب استاندارد است و با مساحت کل کاشی برابر نیست.
آزمون چسبندگی برشی چسب رزینی واکنشگر
در این روش دو کاشی بدون لعاب گروه BIa با ابعاد ۱۰۰ ± ۱ در ۱۰۰ ± ۱ میلی‌متر و جذب آب کمتر از ۰٫۵ درصد با قالب مخصوص مونتاژ می‌شوند. نیروی آماده‌سازی ۷۰ ± ۰٫۱۵ نیوتن به مدت ۳ دقیقه است. برای هر شرایط ۱۰ نمونه تهیه و ابتدا ۷ روز در شرایط استاندارد نگهداری می‌شوند.
- چسبندگی اولیه: پس از دوره ۷ روزه شرایط‌دهی.
- پس از آب: پس از دوره اولیه، ۲۱ روز غوطه‌وری در آب ۲۳ ± ۲ درجه سلسیوس.
- پس از شوک حرارتی: پس از دوره اولیه، جابه‌جایی میان حمام آب ۲۳ ± ۲ و ۱۰۰ ± ۲ درجه سلسیوس، هر مرحله ۳۰ دقیقه، با چهار بار تکرار چرخه؛ سپس ۳۰ دقیقه خنک‌شدن در حمام ۲۳ ± ۲ درجه سلسیوس.
آزمون با فیکسچر برشی و سرعت فک ۵ ± ۰٫۵ میلی‌متر بر دقیقه انجام می‌شود. سطح اسمی اتصال برای محاسبه مقاومت ۱۶۶۰ میلی‌متر مربع است؛ قالب این روش با قالب چسب دیسپرسی متفاوت است.
آزمون تغییرشکل عرضی چسب سیمانی
تغییرشکل عرضی با خمش سه‌نقطه‌ای نوار چسب اندازه‌گیری می‌شود. نتیجه، جابه‌جایی نمونه از لحظه تماس سنبه تا شکست است و برای ارزیابی قابلیت تغییرشکل چسب کاربرد دارد.
- قالب روی پوشش پلی‌اتیلن با ضخامت حداقل ۰٫۱۵ میلی‌متر قرار می‌گیرد. نمونه اولیه در قالب با ابعاد داخلی ۲۸۰ ± ۱ در ۴۵ ± ۱ میلی‌متر و ضخامت ۵ ± ۰٫۱ میلی‌متر، با ۷۰ ضربه میز جریان متراکم می‌شود.
- قالب دوم امکان تهیه نوار نهایی با ابعاد ۳۰۰ ± ۱ در ۴۵ ± ۱ میلی‌متر و ضخامت هدف ۳ ± ۰٫۰۵ میلی‌متر را فراهم می‌کند. نیروی ۱۰۰ ± ۰٫۱ نیوتن اعمال و پس از ۱ ساعت برداشته می‌شود. قالب دوم پس از ۴۸ ساعت جدا می‌شود.
- شش نمونه تهیه می‌شود. بلافاصله پس از قالب‌برداری، نمونه‌ها ۱۲ روز در ظرف پلاستیکی دربسته در دمای ۲۳ ± ۲ درجه سلسیوس و سپس ۱۴ روز در هوا و شرایط استاندارد نگهداری می‌شوند.
- پیش از آزمون، ضخامت در سه نقطه کنترل می‌شود. نمونه آزمون باید شرط ضخامت ۳ ± ۰٫۱ میلی‌متر را برآورده کند.
- نمونه روی دو تکیه‌گاه استوانه‌ای با قطر ۱۰ ± ۰٫۱ میلی‌متر و فاصله مرکز تا مرکز ۲۰۰ ± ۱ میلی‌متر قرار می‌گیرد. طول هر تکیه‌گاه حداقل ۶۰ میلی‌متر است.
- سنبه مطابق شکل ۸ استاندارد در مرکز نمونه با سرعت ۲ میلی‌متر بر دقیقه حرکت می‌کند. تغییرشکل از نقطه تماس تا شکست ثبت می‌شود؛ در نبود ترک یا شکست، بیشترین نیرو و تغییرشکل گزارش می‌شوند.
نتیجه تغییرشکل عرضی با دقت گزارش ۰٫۱ میلی‌متر بیان می‌شود. پس از کنارگذاشتن داده‌های با انحراف بیش از ±۲۰ درصد از میانگین، حداقل سه نتیجه باید باقی بماند. کلاس تغییرشکل محصول باید از قسمت اول استاندارد تعیین شود.
ارزیابی نتایج و نوع شکست
در آزمون‌های چسبندگی کششی و برشی، ابتدا میانگین ۱۰ نتیجه محاسبه می‌شود. نتایج خارج از محدوده ±۲۰ درصد میانگین کنار گذاشته می‌شوند. اگر حداقل پنج نتیجه باقی بماند، میانگین جدید محاسبه می‌شود؛ در غیر این صورت آزمون باید تکرار شود. مقاومت با دقت گزارش ۰٫۱ نیوتن بر میلی‌متر مربع بیان می‌شود.
نوع شکست اتصال نیز ثبت می‌شود: جدایش در مرز چسب و زیرآیند یا کاشی با نمادهای AF-S و AF-T، شکست درون چسب با نماد CF-A و شکست درون زیرآیند یا کاشی با نمادهای CF-S و CF-T. در شکست ترکیبی، سهم نواحی شکست طبق پیوست ب گزارش می‌شود.
مشخصات فنی لازم دستگاه آزمون چسب کاشی
مشخصات زیر، الزامات عملکردی استخراج‌شده برای انتخاب یا طراحی دستگاه هستند. دستگاه اصلی می‌تواند یک ماشین آزمون یونیورسال مجهز به فیکسچرهای مناسب باشد؛ آزمون لغزش و شرایط‌دهی نمونه‌ها به تجهیزات مستقل نیاز دارند.
- قابلیت کشش مستقیم: اعمال نیروی عمود بر سطح اتصال با جلوگیری از خمش و بار خارج از محور.
- کنترل نرخ افزایش نیرو: تأمین ۲۵۰ ± ۵۰ نیوتن بر ثانیه در آزمون چسبندگی کششی و زمان باز.
- کنترل سرعت جابه‌جایی: تأمین ۵ ± ۰٫۵ میلی‌متر بر دقیقه برای آزمون برشی و ۲ میلی‌متر بر دقیقه برای تغییرشکل عرضی.
- سنجش نیرو: اندازه‌گیری نیروی شکست با ظرفیت و درستی مناسب محدوده آزمون.
- صفحات کشنده: ابعاد ۵۰ ± ۱ در ۵۰ ± ۱ میلی‌متر، ضخامت حداقل ۱۰ میلی‌متر و اتصال مکانیکی مناسب.
- فیکسچر برشی: سازگار با هندسه نمونه دیسپرسی و رزینی و قابل نصب روی دستگاه کشش یا فشار مطابق روش استاندارد.
- فیکسچر خمش سه‌نقطه‌ای: فاصله تکیه‌گاه ۲۰۰ ± ۱ میلی‌متر، قطر تکیه‌گاه ۱۰ ± ۰٫۱ میلی‌متر، طول حداقل ۶۰ میلی‌متر و سنبه مطابق نقشه استاندارد.
- اندازه‌گیری تغییرشکل: ثبت جابه‌جایی از لحظه تماس سنبه و امکان گزارش نتیجه با دقت ۰٫۱ میلی‌متر.
- محاسبه مقاومت: تقسیم نیروی شکست بر سطح اتصال مناسب هر روش؛ ۲۵۰۰، ۵۵۰۸ یا ۱۶۶۰ میلی‌متر مربع.
انتخاب ظرفیت: قسمت دوم استاندارد یک ظرفیت ثابت عمومی برای دستگاه تعیین نمی‌کند. ظرفیت باید با بیشترین مقاومت مورد انتظار و سطح اتصال انتخاب شود. برای نمونه، در مقاومت فرضی ۲ مگاپاسکال، نیروی اتصال کششی با سطح ۲۵۰۰ میلی‌متر مربع برابر ۵ کیلونیوتن و نیروی اتصال برشی دیسپرسی با سطح ۵۵۰۸ میلی‌متر مربع حدود ۱۱ کیلونیوتن است. بنابراین ظرفیت ۵ کیلونیوتن را نمی‌توان برای همه روش‌ها کافی دانست. برای تغییرشکل عرضی نیز انتخاب حسگر نیروی متناسب با نیروهای پایین اهمیت دارد.
امکانات پیشنهادی دستگاه و نرم‌افزار
ثبت نمودار نیرو نسبت به زمان و جابه‌جایی، حسگرهای نیروی قابل تعویض، محاسبه خودکار مقاومت و میانگین معتبر، ورود نوع شکست، ثبت برنامه شرایط‌دهی و تهیه گزارش فارسی، امکانات پیشنهادی برای سهولت کار هستند. این موارد در این مقاله به‌عنوان ویژگی تأییدشده یک مدل تجاری معرفی نمی‌شوند. ظرفیت، درستی اندازه‌گیری، کورس، ارتباط رایانه، نوع خروجی گزارش، برق ورودی و اقلام تحویلی باید در مشخصات نهایی همان دستگاه اعلام شوند.
تجهیزات جانبی آزمایشگاه
- مخلوط‌کن استاندارد ملات، ترازو و ابزار توزین مایع و پودر.
- کاردک دندانه‌دار ۶ × ۶ میلی‌متر با فاصله مرکز شیارها ۱۲ میلی‌متر.
- وزنه‌های آماده‌سازی با نیروهای ۲۰، ۵۰، ۷۰ و ۱۰۰ نیوتن و تلرانس‌های مخصوص هر روش.
- صفحات بتنی واجد شرایط، کاشی‌های استاندارد هر آزمون و چسب مناسب اتصال صفحات کشنده.
- قالب‌های جداگانه دیسپرسی، رزینی و تغییرشکل عرضی؛ فاصله‌اندازها و پوشش پلی‌اتیلن.
- آون تهویه‌دار با کنترل دما در محدوده ±۳ درجه سلسیوس برای برنامه‌های ۷۰ و ۷۳ درجه سلسیوس.
- مخزن آب و حمام‌های کنترل دما برای غوطه‌وری و شوک حرارتی.
- سامانه سرمایش و ذوب برای اجرای برنامه ۲۵ چرخه آزمون چسب سیمانی.
- میز جریان مطابق مرجع استاندارد برای آماده‌سازی نمونه تغییرشکل عرضی.
- کولیس با درستی ۰٫۰۱ میلی‌متر، دماسنج، رطوبت‌سنج و زمان‌سنج.
- فیکسچر مستقل لغزش شامل مرجع فولادی، گیره‌ها، فاصله‌اندازها و نگهدارنده صفحه بتنی.
اطلاعات گزارش آزمون
گزارش باید شماره و سال استاندارد، مشخصات و نوع چسب، نام سازنده، کد نمونه، زمان و محل نمونه‌برداری، شرایط نگهداری، نسبت آب یا مایع مصرفی، شرایط محیط، تاریخ آزمون و برنامه شرایط‌دهی را ثبت کند. نتایج منفرد، میانگین، داده‌های کنارگذاشته‌شده، نوع شکست و عوامل مؤثر بر نتیجه نیز درج می‌شوند. زمان باز بر حسب دقیقه، لغزش و تغییرشکل بر حسب میلی‌متر و مقاومت چسبندگی بر حسب نیوتن بر میلی‌متر مربع گزارش می‌شود.
بدون دیدگاه