Per ottenere prestazioni soddisfacenti, i rivestimenti devono aderire ai substrati su cui sono applicati. Per determinare il grado di adesione di un rivestimento al substrato si possono utilizzare diversi metodi riconosciuti. Le tecniche di misurazione comunemente utilizzate vengono eseguite con un coltello o con un misuratore di adesione per trazione. Dopo ogni prova è importante registrare se la rottura del legame è stata adesiva (rottura all’interfaccia rivestimento/substrato), coesiva (rottura all’interno del film di rivestimento o del substrato) oppure della colla (separazione visibile all’interno della colla stessa). Molte norme nazionali e internazionali richiedono di registrare la natura della rottura.
Questo semplice test richiede l’uso di un taglierino per sollevare il rivestimento. Stabilisce se l’adesione di un rivestimento a un substrato o a un altro rivestimento (nei sistemi multistrato) è a un livello generalmente adeguato. La valutazione si basa sia sul grado di difficoltà nel rimuovere il rivestimento dal substrato sia sulle dimensioni della porzione di rivestimento rimossa.
Utilizzando il coltello e la guida di taglio, si esegue un taglio a X attraverso il rivestimento fino al substrato. Nel vertice si usa la punta del coltello per tentare di sollevare il rivestimento dal substrato o dal rivestimento sottostante.
Si tratta di una prova molto soggettiva e il suo valore dipende dall’esperienza dell’ispettore. Un rivestimento con un’elevata resistenza coesiva può sembrare avere un’adesione peggiore di uno fragile, che quindi si frattura facilmente quando viene saggiato. Non esiste una correlazione nota con altri metodi di prova dell’adesione (prova di adesione per trazione, prova con nastro adesivo, ecc.).
Un metodo standard per l’applicazione e l’esecuzione di questa prova è disponibile nella norma ASTM D6677—Metodo di prova standard per la valutazione dell’adesione mediante coltello.
Sui substrati metallici, una versione più formale del test del coltello è il test del nastro. Il nastro adesivo sensibile alla pressione viene applicato e rimosso sui tagli effettuati nel rivestimento. Esistono due varianti di questo test: il test del nastro con taglio a X e la prova con nastro adesivo mediante quadrettatura.
Il test del nastro con taglio a X è destinato principalmente all'uso nei cantieri. Utilizzando una lama di rasoio affilata, un bisturi, un coltello o un altro dispositivo di taglio, si esegue un taglio a X attraverso il rivestimento fino al substrato. Per garantire la rettilineità dei tagli si utilizza un regolo in acciaio o in altro metallo duro. Il nastro adesivo viene posto al centro dell'intersezione dei tagli e poi rimosso rapidamente. L'area del taglio a X viene quindi ispezionata per verificare la rimozione del rivestimento dal substrato o dal rivestimento sottostante e valutata.
Il test del nastro mediante quadrettatura è destinato principalmente all'uso in laboratorio su rivestimenti di spessore inferiore a 5 mil (125 micron). Utilizza un reticolo a quadretti piuttosto che a X. Per assicurarsi che le incisioni siano correttamente distanziate e parallele, è necessario utilizzare una guida di taglio o uno speciale incisore per quadrettatura con più lame preimpostate. Dopo aver applicato e tolto il nastro, l'area tagliata viene ispezionata e valutata.
Un metodo standard per l’applicazione e l’esecuzione di queste prove è disponibile nella norma ASTM D3359—Metodi di prova standard per la valutazione dell’adesione mediante nastro adesivo.
Una prova più quantitativa per valutare l’adesione è la prova di trazione (pull-off), in cui un elemento di carico, comunemente chiamato dolly o stub, viene fissato con un adesivo a un rivestimento. Utilizzando un misuratore portatile di adesione per trazione, come il PosiTest AT, si applica un carico progressivamente crescente fino al distacco del dolly. La forza necessaria per staccare il dolly, o la forza a cui il dolly ha resistito, fornisce la resistenza a trazione in libbre per pollice quadrato (psi) o megapascal (MPa). La rottura avverrà lungo il piano più debole all’interno del sistema costituito da dolly, adesivo, sistema di rivestimento e substrato e sarà evidenziata dalla superficie di frattura.
Questo metodo di prova massimizza la sollecitazione di trazione rispetto alla sollecitazione di taglio applicata da altri metodi, come le prove di adesione mediante raschiamento o coltello, e i risultati potrebbero non essere confrontabili. Inoltre, le misurazioni della resistenza al distacco dipendono dallo strumento utilizzato nella prova. I risultati ottenuti con dispositivi diversi, oppure sugli stessi rivestimenti applicati a substrati con rigidità diversa, potrebbero non essere confrontabili.
I misuratori portatili di adesione per trazione funzionano con pressione meccanica (rotazione manuale), idraulica (olio) o pneumatica (aria). Sono classificati come allineati fissi o autoallineanti a seconda della loro capacità di garantire una forza di distacco verticale. La migliore ripetibilità si ottiene quando la forza di trazione agisce perpendicolarmente alla superficie da testare.
La disponibilità di una gamma completa di modelli di misuratori di adesione per trazione facilita la misurazione dell’adesione del rivestimento su quasi tutti i substrati rigidi. Ad esempio, i dolly da 20 mm possono essere ideali per le tipiche resistenze del legame dei rivestimenti su metallo, plastica e legno, mentre i dolly da 50 mm sono più indicati per rivestimenti con resistenza del legame inferiore su substrati in muratura come il calcestruzzo. Per soddisfare esigenze di misura particolari si possono utilizzare dolly di dimensioni diverse. Ad esempio, riducendo le dimensioni del dolly da 20 mm a 10 mm, si aumenta di 4 volte il campo di misura a trazione dello strumento, consentendo ad alcuni produttori di misurare accuratamente resistenze del legame superiori a 12.000 psi (82 MPa). I dolly economici eliminano la necessità di riutilizzarli, semplificando notevolmente il processo di preparazione, con l’ulteriore vantaggio di consentire la conservazione di campioni fisici per riferimenti futuri o come prova dei risultati delle prove di trazione.
Il misuratore di adesione PosiTest AT è la soluzione di DeFelsko per eseguire accuratamente una prova di adesione dei rivestimenti. Disponibile sia nel modello manuale (PosiTest AT-M) sia in quello automatico (PosiTest AT-A), il misuratore di adesione per trazione misura l’adesione dei rivestimenti a metallo, legno, calcestruzzo e altri substrati rigidi. Fare clic qui per ulteriori informazioni sul PosiTest AT.
Un metodo standard per l’applicazione e l’esecuzione della prova di adesione per trazione è disponibile nelle norme ASTM D4541—Metodo di prova standard per la resistenza al distacco dei rivestimenti mediante misuratori di adesione portatili e ISO 4624—Pitture e vernici — Prova di adesione per trazione.
La prova di raschiamento viene generalmente eseguita in laboratorio ed è limitata a superfici lisce e piane di pannelli. L’adesione viene determinata facendo scorrere i pannelli rivestiti sotto uno stilo arrotondato o un’ansa sottoposti a un carico progressivamente crescente, finché il rivestimento non viene rimosso dalla superficie del substrato. Si utilizza un misuratore di adesione per raschiamento a braccio bilanciato.
Un metodo standard per l’applicazione e l’esecuzione di questa prova è disponibile nella norma ASTM D2197—Metodo di prova standard per l’adesione dei rivestimenti organici mediante raschiamento.
Esistono molte altre prove di adesione. Alcune prevedono l’uso di macchine per prove di trazione con la vernice applicata al substrato e una striscia di tessuto incorporata nella vernice (la macchina tira il substrato e il tessuto), oppure con la vernice applicata tra due fogli di substrato (la macchina tira entrambi i pezzi di substrato). La norma ASTM D2370 descrive una di queste prove di allungamento, resistenza alla trazione e rigidità dei film organici, eseguita su film liberi. La norma ASTM D5179 tratta l’adesione dei rivestimenti organici a substrati plastici mediante il fissaggio di un tassello di alluminio e la sua rimozione con una macchina per prove di trazione.
La norma ASTM D4145 descrive una prova di piegatura per determinare la flessibilità e l’adesione dei rivestimenti su substrati metallici preverniciati. Questi rivestimenti organici sono soggetti a sollecitazioni durante la fabbricazione dei prodotti mediante profilatura a rulli, piegatura su pressa o altri processi di deformazione. Tali sollecitazioni possono superare la flessibilità o la resistenza adesiva del rivestimento, provocandone la frattura con esposizione del substrato, oppure la perdita di adesione al substrato. Questa prova consente di valutare la capacità di un sistema di rivestimento di resistere alle sollecitazioni della lavorazione.
Le prove di formabilità e adesione dei rivestimenti complessi di primer/cromato ricchi di zinco applicati in fabbrica sull'acciaio sono descritte nella norma ASTM 4146. In questo test, un campione rivestito viene stirato biassialmente per una determinata distanza in una macchina appropriata, viene applicato del nastro adesivo all'area deformata (cupola) e poi tirato via, e la quantità di rivestimento rimosso viene confrontata con un'immagine fotografica standard per determinare il grado di adesione del rivestimento.
L’adesione è anche un risultato misurabile di alcune prove di durezza eseguite con matita, gravelometro, urto (caduta di un dardo, ecc.) o piegatura su mandrino. Durante queste prove occorre registrare la scheggiatura del rivestimento. Infine, la perdita di adesione può essere rilevata in alcune prove di resistenza chimica, quando il rivestimento presenta vesciche, si solleva formando bolle o addirittura si stacca.
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