Kräfte in der Klebefuge

wesentliche Anforderungen an KlebebänderDie wesentlichen Anforderungen an Klebebänder sind

  • Dauerhafte Klebkraft
  • Aufnahme von unvorhersehbar auftretenden Belastungen
  • Wasserfestigkeit
  • Temperaturfestigkeit.
Der Raum zwischen zwei Werkstoffen der mit Klebstoff auszufüllen ist, wird als Klebefuge bezeichnet, in dieser wirken verschiedene Kräfte. Zu den wichtigsten gehören die Adhäsions-, Kohäsions- sowie Scherkraft:
die Adhäsions-, Kohäsions- sowie Scherkraft

ScherfestigkeitScherfestigkeit

Scherfestigkeit bedeutet das Klebevermögen / Klebkraft bei Belastungen durch unterschiedliche Zuggewichte und meist erhöhte Temperaturen. Scherfestigkeit wird in Gewichts- oder Zeiteinheiten gemessen und definiert. Man misst also die Verweildauer eines Klebebandes unter Belastung auf einer definierten Oberfläche.

Adhäsion

Adhäsion (lat. adhaerere „anhaften“) auch Adhäsions- oder Anhangskraft genannt, ist der Zustand einer Grenzflächenschicht, die sich zwischen zwei in Kontakt tretenden Teilen ausbildet. Sie zählt neben der Kohäsionskraft zu den Bindungskräften. Adhäsion umfasst die Haftkräfte an den Kontaktflächen zweier unterschiedlicher oder gleicher Stoffe durch Molekularkräfte. Auf molekularer Ebene wird durch Wechselwirkungen ein mechanischer Zusammenhalt, also eine Haftung an den Kontaktflächen zweier gleicher oder unterschiedlicher Stoffe, hervorgerufen.
Adhäsion bei Klebebändern beschreibt die Verbindungskraft eines Klebebandes auf einem Haftuntergrund (Klebkraft).
Geht die Adhäsionskraft zwischen zwei Teilen verloren, tritt der so genannte Adhäsionsbruch ein.

Versagensfall: AdhäsionsbruchVersagensfall: Adhäsionsbruch

Ursachen:

Zu geringe Temperatur bei Verklebung: Kleber zu zäh
Zu geringe Oberflächenspannung eines der Fügepartner z. B. durch Behandlung mit Ölen, Wachsen o.ä.

Kohäsion

Kohäsion (lat. cohaerere „zusammenhängen“) bezeichnet die Zusammenhangskräfte zwischen den Atomen beziehungsweise Molekülen eines Stoffes und innerhalb der Moleküle.
Bei Klebstoffen bezeichnet Kohäsion die Kräfte, die den Zusammenhalt des Klebstoffs bewirken (innere Festigkeit der Klebemasse). Diese Kohäsionskräfte sind zum einen für die Zähigkeit und das Fließverhalten (Rheologie) des unausgehärteten Klebstoffs bei der Verarbeitung und zum anderen für die Festigkeit des ausgehärteten Klebstoffs bei seiner Beanspruchung verantwortlich. Die Kohäsionskräfte in einem Klebstoff werden durch Kennwerte wie E-Modul, Reißdehnung, Temperaturfestigkeit oder Shore-Härte beschrieben. Molekulare Bindungskräfte wirken hierbei in der Klebschicht. Als allgemeine Regel gilt: Die Adhäsion sollte stets größer sein als die Kohäsion, da es sonst zum Kohäsionsbruch kommt.

Versagensfall: KohäsionsbruchVersagensfall: Kohäsionsbruch

In der Anwendung bestimmt die Kohäsion die Haltekraft (Scherfestigkeit) und ist für Anwendungen relevant, sobald “trägerparallele” Belastungen auftreten.
Der Kleber des Klebebandes versagt.
Bei Zugversuchen mit qualitativ hochwertigen Untergründen (standfest und hohe Oberflächenspannung ~40 N/mm) ist der Kohäsionsbruch die Regel.

Zug-Scherfestigkeit

Werden Flächen überlappend aufeinander geklebt und dann belastet, spricht man von der Prüfung der Zug-Scherfestigkeit.
Beanspruchung des Klebeband auf Abscheren
Bild: Beanspruchung des Klebeband auf Abscheren.

Wasserfestigkeit

Kleber sollten eine ausreichende Wasserfestigkeit besitzen um bei Feuchtigkeitsereignissen (z. B. Putz, Estrich) die luftdichte Verklebung zu gewährleisten.

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Der was­ser­fes­te SO­LID-Kle­ber von pro clima ist frei von Weich­ma­chern, Löse­mit­teln, Emul­ga­to­ren und Kon­ser­vie­rungs­mit­teln. Der hoch feuchtebeständige Solid-Kleber bietet den Verklebungen auch bei hohen relativen Luftfeuchten während der Bauphase einen ausreichend hohen Schutz. Der Kleber verfügt über einen starken Anfangstack, kombiniert mit einer hervorragenden inneren Festigkeit.
  • Ermöglicht eine Verklebung auf feuchten bzw. nassen Untergründen.


FAZIT - Was zeichnet ein gutes Klebeband aus?

Weich eingestellte Kleber auf Klebebändern täuschen eine hohe Klebkraft vor. Ideal sind Kleber, die eine gute Anfangshaftung mit einer hohen Endfestigkeit kombinieren.
Ausführungssicherheit soll im Vordergrund stehen. Trotzdem soll die Anwendung praxistauglich, durch eine rasche Verarbeitungsgeschwindigkeit, bei möglichst geringem Materialeinsatz, unterstützt werden.