Mikä on epoksi ja miten sitä käytetään rakentamisessa?

Vaikka olet todennäköisesti kuullut epoksista tai epoksihartseista, et ehkä tiedä tarkalleen, mikä tämä yleinen liima on. Epoksi on eräänlainen polymeeri, ryhmä kemiallisia yhdisteitä, jotka koostuvat suurista molekyyleistä, joissa on toistuvia alayksiköitä. Polymeerien molekyylirakenne antaa niille sitkeyden ja elastisuuden, minkä vuoksi polymeerit (sekä luonnolliset että keinotekoiset) ovat jokapäiväisessä elämässä kaikkialla läsnä. Villa, kumi, styroksi ja epoksi ovat vain muutamia polymeerejä, jotka todennäköisesti jo tunnet.

Tällä nimenomaisella polymeerillä on tärkeä rooli rakentamisessa – liimana ja pinnoitteena. Epoksihartsit sisältävät epoksideja – erittäin reaktiivisia molekyyliryhmiä – jotka kovettuvat (tai kovettuvat) kemiallisissa reaktioissa, jotka saadaan aikaan joko yhdistämällä se muihin aineisiin tai kuumentamalla se korkeaan lämpötilaan. Tämän prosessin kautta epoksista tulee ”ristiinsidottua”, kun polymeerisäikeet muodostuvat kovettuneeksi rakenteeksi.

Epoksiliimat

Monikäyttöisiä, pitkäikäisiä ja huomattavan kuumankestäviä epoksiliimoja voidaan käyttää melkeinpä missä tahansa tilanteessa, jossa kaksi materiaalia on liimattava toisiinsa – ajatelkaapa: alakerran lattioiden sitomista, yksityiskohdan liimaamista suurempaan rakenteeseen tai kiinnittimen vahvistamista.

Epoksiliimoja voidaan käyttää monenlaisten materiaalien kanssa: puun, metallin, muovin, muurauksen ja muiden materiaalien kanssa.

Epoksihartsien hyvät ja huonot puolet

Epoksiliimat ovat yksi monista vaihtoehdoista, kun on kyse liimoista, vaikkakin sen vahvuudet tekevät siitä suositun valinnan rakennusprojekteissa.

Epoksihartsien edut:

• Lujuus: Epoksien polymeerirakenne luo huomattavan vahvan liiman, joka on vedenpitävä ja kestää korkeita lämpötiloja.
• Yhteensopivuus: Epoksilla voidaan sitoa laaja valikoima erilaisia materiaaleja, kun taas muiden yleisten liimojen käyttö on rajoitetumpaa. Esimerkiksi polyvinyyliasetaattiliimat vaativat huokoisia pintoja, kun taas epoksihartsit tarjoavat enemmän joustavuutta.
• Nopeus: Epoksien kovettumisaika vaihtelee, mutta joillakin nopeavaikutteisilla epoksiliimoilla se voi olla alle tunti toiminnalliseen kovettumiseen (kun se on noin 60 prosenttia lopullisesta, täysin kovettuneesta lujuudestaan).

Epoksihartsien haitat:

• Monimutkainen käyttö: Kaksikomponenttiset epoksit edellyttävät kahden eri aineen yhdistämistä joko käsin tai levitysjärjestelmän avulla. Monissa tilanteissa on helpompi tarttua pulloon puuliimaa tai superliimaa, ja tuloksena syntyvä sidos on riittävän vahva.
• Tuuletetut tilat: Epoksihöyryt ovat vaarallisia ja niiden käyttö kannattaa rajoittaa hyvin tuuletettuihin tiloihin. Myös monet epoksit toimivat parhaiten, kun ne levitetään ilmakuiville pinnoille.

Kahdenlaisia epoksiliimoja

Epoksiliimoja on kahta päätyyppiä, yksikomponenttisia (eli lämpökovetteisia) ja kaksikomponenttisia epoksia. Yksikomponenttiset epoksiliimat kovettuvat nopeammin, vaikka ne eivät useinkaan ole yhtä vahvoja kuin kaksikomponenttiset epoksiliimat.

Lämpökovettuvat epoksit

Lämpökovettuvilla epoksiliimoilla on monia teollisia käyttökohteita, mutta niitä ei usein käytetä rakentamisessa, koska niiden kovettuminen vaatii korkeaa lämpötilaa – jopa ne, jotka reagoivat pienimmälläkin lämmöllä, on altistettava vähintään 200 celsiusasteen lämpötiloille.

Epoksihartsia käytetään huomattavan kestävyytensä ansiosta tuotteissa, jotka vaihtelevat elektroniikkakomponenteista ja lääketieteellisistä laitteista infrapunateleskooppeihin ja ohjusvaroitusjärjestelmiin.

Kaksikomponenttiset epoksit

Kaksikomponenttisissa epokseissa kemiallisen reaktion aikaansaamiseksi tarvittavat kaksi komponenttia on pakattu erikseen. Kun hartsi (jota usein kutsutaan ”teräkseksi”) sekoitetaan kovettimeen, tulos muuttuu jopa 24 tunnin kuluessa paksusta nesteestä kitiksi ja lopulta täysin kovettuneeksi ja kovettuneeksi materiaaliksi. (Epoksin poistamiseksi sen kovettumisen jälkeen se on raaputettava pois, pehmentämällä sitä ensin tarvittaessa alkoholilla tai maalin ohenteella.)

Kaksikomponenttisilla epoksilla on lämpökovettuneiden vastineidensa tavoin monia teollisia käyttökohteita autoteollisuudessa, ilmailualalla ja muilla tuotantoaloilla, ja ne ovat erityisen yleisiä myös veneenrakennuksessa. Niitä käytetään myös rakennushankkeissa, mm. työtasojen kiinnittämisessä alustoihin, betonielementtien kiinnittämisessä muihin elementteihin, jotka ovat joko myös betonia, kiveä tai metallia, ja koristeellisten listojen kiinnittämisessä paikoilleen.

”J-B Weld hallitsee ehdottomasti kahden osapuolen epoksien markkinoita isoissa myymälöissä”, ammattirakentaja Jordan Smith toteaa. J-B Weld ja kilpailijat myyvät kaksikomponenttisia epoksijärjestelmiä monissa eri järjestelmissä yksinkertaisista putkista, jotka vaativat komponenttien manuaalista sekoittamista, erikoispistooleihin tarkoitettuihin patruunoihin.

Miksi rakenteet eivät kaadu tai hajoa? Opi kaikki rakennusmateriaaleja koossa pitävistä aineista MT Copelandin Fasteners and Adhesives -verkkokurssilla. Ammattirakentaja Jordan Smithin opettamalla kurssilla käsitellään aiheita nauloista ja ruuveista liimoihin ja epoksiin.

Miten valita epoksi

Lujuuden mittaaminen

Epoksipakkauksissa kuvataan tyypillisesti sen sisällön puristus-, taivutus- ja vetolujuutta kiloina neliötuumaa kohti (psi), jotka se kestää. Lujuuden lisääminen yhdellä alueella tapahtuu usein toisen mittarin kustannuksella.

Harkitse prioriteettejasi, kun valitset epoksia:

• Jos olet eniten huolissasi suorasta puristuskestävyydestä – eli siitä, kuinka paljon painetta epoksi kestää, kun sitä puristetaan molemmista päistä – kiinnitä huomiota puristuslujuuteen. (Tätä varten tehdään testi, jossa epoksia puristetaan sekä ylhäältä että alhaalta ja katsotaan, kuinka monta puntaa painetta neliötuumaa kohti se kestää ennen kuin se pettää.)
• Jos olet eniten huolissasi siitä, että liimatut materiaalit pystyvät taipumaan murtumatta, kiinnitä enemmän huomiota taivutuslujuuteen.
• Jos olet eniten huolissasi siitä, että liimattuja materiaaleja ei voi vetää erilleen, keskity vetolujuuteen.

Kovettumisajat

Kaksikomponenttisten epoksien kovettumisajat vaihtelevat. Tämä tunnetaan myös nimellä ”pot life” tai ”työaika”, ja sillä tarkoitetaan sitä, kuinka kauan kestää, että liima kovettuu. Pienissä projekteissa lyhyt pata-aika on yleensä hyvä. Tarkempaa tarkkuutta vaativissa projekteissa, joissa saatat joutua tekemään säätöjä, kannattaa käyttää pidempää työaikaa, jolloin sinulla on myös enemmän aikaa korjata mahdolliset virheet. Vahvempien epoksien kovettuminen kestää yleensä kauemmin.

Viskositeetti

Materiaalin viskositeetti on Jordan Smithin sanoin mittari sille, kuinka ”juoksevaa” se on. Vedellä on korkea viskositeetti; melassilla on alhainen viskositeetti. Jos olet huolissasi siitä, että liima saattaa tippua sen kovettuessa, haluat sellaisen, jonka viskositeetti on korkea – eli ei liian juoksevaa.

Vedenkestävyys

Useimmat epoksit ovat kovetuttuaan vedenpitäviä, mutta jotkin epoksit on erityisesti suunniteltu niin, että ne kovettuvat myös veden vaikutuksen alaisena. Jos olet korjaamassa reikää säiliöön tai vuotavaa liitosta putkien välissä, valitse tehtävään suunniteltu liima, kuten J-B Weldin WaterWeld.

Vaihtoehtoja epoksiliimoille

Epoksiliimoja voidaan käyttää monien erilaisten materiaalien yhdistämiseen toisiinsa ja reikien täyttämiseen puun luonnollisista vioista pieniin naarmuihin tai lastuihin. On kuitenkin joitakin vaihtoehtoja, joita kannattaa harkita joko siksi, että muut liimat toimivat paremmin tiettyjen materiaalien kanssa tai jos haluat jotain, joka on helpompi työstää kuin epoksijärjestelmä.

Contact Cement

Tämä on neopreenikumiliima, jota voidaan käyttää yleisenä liimana, mutta joka on erityisen tehokas kiinnitettäessä kahta huokosetonta materiaalia toisiinsa. Epoksiliimat vaativat tyypillisesti ilmakuivumista, joten ne eivät useinkaan ole paras valinta, jos liimaat esimerkiksi laminaattia työtasoon. Kun laminaatti on paikoillaan, ilma ei pääse liimaan käsiksi.

Epoksikitti

Kahden eri nesteen sijasta epoksikitti upottaa komponentit kahteen eri väriseen kittiin. Leikkaa osa pois, vaivaa kittiä, kunnes se on yhtä yhtenäistä väriä, ja käytä sitä sitten pieniin korjauksiin, kuten halkeamiin putkissa, reikiin vaurioituneissa puutöissä tai lohkeamiin betonissa. Vaikka epoksikitti on uskomattoman vahvaa (ja kallista), sitä ei ole tarkoitettu rakenteelliseen käyttöön, sillä sen vetolujuus, noin 900 psi, on vain murto-osa epoksihartsin vetolujuudesta, joka on yleensä 5 000-8 000 psi.

Super Glue

Tämä on syanoakrylaatin (jota markkinoidaan myös nimellä Krazy Glue) tuotenimi. Vaikka se on erittäin vahva liima, se ei vedä vertoja epoksihartsille ja sopii parhaiten pieniin korjauksiin, joissa kaksi kappaletta sopii tarkasti yhteen. Sen etuna on sen helppokäyttöisyys, mutta vakavan rakenteellisen lujuuden omaavan liitoksen luomiseksi raskas liima on parempi vaihtoehto.

Epoksipinnoitteet ja -tiivisteet

Epoksin erityiset liimaominaisuudet – sen kestävyys, lujuus ja kemiallinen kestävyys – tekevät siitä myös sitkeän suojapinnoitteen tai tiivisteen. Kun komponentit sekoitetaan keskenään ja ruiskutetaan materiaalien, kuten betonin tai puun, päälle, se kestää hankausta sekä öljyä ja muita nesteitä. Tehokkaat epoksihartsit kuivuvat kirkkaana (sameana).

Huomautus: Jos asennat epoksipinnoitteen, kannattaa pitää silmät auki ilmakuplien varalta, joita voi muodostua, kun betonista poistuu kaasuja – piikkisikarirulla on tehokas väline niiden poistamiseen.

Muut käyttötarkoitukset

Epoksilattiat

Epoksilattiapinnoitteet ja epoksilattiat ovat kaksi erilaista käsittelyä, joilla on hämmentävän samanlaiset nimet. Siinä missä epoksilattiapinnoite on suhteellisen ohut epoksikerros, epoksilattia koostuu paksummasta (vähintään kaksi millimetriä) epoksikerroksesta, joka luo katkeamattoman, kiiltävän pinnan, joka voidaan asentaa useissa eri väreissä. Ne ovat yleensä yleisempiä liikerakentamisessa kuin asuinrakentamisessa, sillä niiden kestävyys vilkkaasti liikennöidyissä olosuhteissa oikeuttaa lisäkustannukset.

Epoksimaali tai akryylitiivisteet

Epoksimaalilla on myös nimi, joka voi olla harhaanjohtava. Toisin kuin epoksipinnoite, epoksimaali (tai akryylitiiviste) on akryylimaali, jossa on pieni määrä epoksia. Se on kestävämpi kuin tavallinen akryylimaali, mutta sillä ei ole samaa lujuutta kuin aidolla epoksipinnoitteella. Se on kuitenkin edullisempi ja kuivuu nopeammin.

MT Copeland tarjoaa videopohjaisia verkkokursseja, jotka antavat sinulle perustan rakentamisen perusteisiin käytännön sovelluksilla. Kurssit sisältävät ammattimaisesti tuotettuja videoita, joita ammattitaitoiset käsityöläiset opettavat, sekä lisälatauksia, kuten tietokilpailuja, piirustuksia ja muita materiaaleja, jotka auttavat sinua hallitsemaan taidot.