Transcript Szerkezeti anyagok • Történelmi áttekintés: – Kőszerszámok: – Bronzkor

3
Szerkezeti anyagok
• Történelmi áttekintés:
– Kőszerszámok:
– Bronzkor rézöntvény krétáról
– Vaskor
pl.: szakóca
fegyverek Erdélyből
Építészet
•
•
•
•
•
•
•
Földkunyhó
Bábel tornya
Piramisok
Márvány
Üveg
Beton
Vasbeton
Bruegel festménye
Vaskor
•
•
•
•
•
Öntöttvas
Szénacélok
Kazánacélok
Saválló acélok
Speciális ötvözetek
Szerkezeti anyagok kiválasztása
• Kémiai technológiák – szerkezeti anyagok
kapcsolata
• Kemikáliák korróziós hatása
• Hőmérséklet hatása
• Kerámiák
• Kompozitok
• Nanokompozitok
Szerkezeti anyagok vizsgálata
•
•
•
•
Környezeti hatások
Épített környezet hatása
Kóboráram
Épületek korróziója
Tervezés
• Tervezési segédletek
• Kémiai intelligencia
• Intelligens anyagok
Betonkorrózió
• Fajtái:
– A szabad mésztartalom kioldása
– Könnyen oldódó vegyületek cserebomlása
– Gipsz és Ca-szulfoaluminát-hidrát képződés
• Kialakulás okai:
– Technológia
– Környezet
– Hőmérséklet stb.
Védelem
•
•
•
•
Technológiai fegyelem
Felületkezelés
Felületi bevonatok
Szigetelés, felület teljes lezárása
BETONKORRÓZIÓ, BETONVÉDELEM
BETONKORRÓZIÓ FOGALMA
„A” TÍPUSÚ KORRÓZIÓ
„B” TÍPUSÚ KORRÓZIÓ
„C” TÍPUSÚ KORRÓZIÓ
„D” TÍPUSÚ KORRÓZIÓ
BETON KORRÓZIÓ ELLENI VÉDELME
BETONKORRÓZIÓ FOGALMA, FAJTÁI I.
• Betonkorrózió: a beton károsodása külső vagy
belső kémiai-, fizikai- vagy biológiai hatásra.
• Belső betonkorrózió: független a környezeti
hatásoktól. Okozói:
– a cement és adalékanyag közti reakció (alkáli-adalék
reakció),
– az instabil cementkő átkristályosodása ( pl. bauxit-cement ),
– a cementkő és a kiegészítő anyagok egymásra hatása.
• Külső betonkorrózió: a betonra kívülről ható
anyagok, elektromos áram, vagy biológiai hatások
okozta károsodás.
BETONKORRÓZIÓ FOGALMA, FAJTÁI II.
• A betonra kívülről ható kémiai-korróziónak
hatásmechanizmusa szerint négy típusát
különböztetik meg, ezek:
– „A” típusú korrózió: a cementkő vegyületeinek lágyvíz vagy
sóoldatok hatására végbemenő oldódása vagy átalakulása
okozza.
– „B” típusú korrózió: savak, savanyúan hidralizáló sók, lúgok
és bázikusan hidralizáló sók hatására következik be.
– „C” típusú korrózió: azáltal megy végbe, hogy a
hatóanyagok térfogat növekedéssel járó vegyületeket
hoznak létre.
– „D” típusú korrózió: a szerves vegyületek hatására
keletkezik.
„A” TÍPUSÚ KORRÓZIÓ
• KILÚGOZÁS
– Oka a Ca(OH)2 kioldódása
• kationok: nátrium, kálium és ionmentes víz.
• teljesen tiszta, sómentes, desztillált víz: ipari kondenzált
víz, hólé, esővíz és egyéb lágyvizek.
– Nő a porozitás, porlik
• CSEREBOMLÁS
– A Ca2+ ionok lecserélése
• Agresszív vegyületek kationja a cementkő vegyületeinek
oldódását okozhatja
• A leggyakoribb kationok az ammónium és a magnézium.
– Nő a beton porozitása és csökken a szilárdsága.
„B” TÍPUSÚ KORRÓZIÓ .
• SAVKORRÓZIÓ
– A savak (H2CO3, HCl és H2SO4) a beton felületén levő
karbonátos réteget feloldják  mész kilúgozódik.
– Az NaCl-ból Cl- ion koncentráció növekedés  elsavasodás
(olvasztósózástól).
– Elsavasodás  vasbetétek korrózióvédelmének megszűnését
vonja maga után
• LÚGKORRÓZIÓ
– csak az erős lúgoldat ártalmas, mint pl. a tömény NaOH oldat,
amely elsősorban a kalcium-alumínáthidrátot oldja ki a
betonból oldható nátrium-aluminát formában
„C” TÍPUSÚ KORRÓZIÓ (TÉRFOGATNÖVEKEDÉS)
• Az agresszív vegyületek (CaSO4, Na2SO4, K2SO4,
MgSO4) a cementkő alkotóival reakcióba lépnek és
azáltal nagyobb térfogatú vegyület keletkezik.
– A kéntartalmú vegyületekből víz hatására legtöbbször kénsav
keletkezik.
– A szulfátos korrózió általában térfogat növekedést okoz ami
duzzadása révén fejti ki roncsoló hatását.
• A ható vegyület, oldat formájában felszívódik a
pórusokba, majd a betonban kikristályosodik.
– A kristálynövekedés a beton szerkezetét roncsolja.
(cementbacilus: ettringit, Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2O )
taumazit (CaSiO3.CaCO3.CaSO4.15H2O)
Ettringites beton
•
„D” TÍPUSÚ KORRÓZIÓ
• Szerves vegyületek
– Az olajok (lenolaj, ricinusolaj, vaj, állati zsírok) a
beton Ca(OH)2-jával elszappanosodnak.
Hosszabb ideig tartó behatásra a beton
meglágyul.
– Az ásványi olajok és zsírok (kenőzsírok, -olajok,
petróleum stb.). savas vegyületeket
tartalmaznak, amelyek a kalcium-ionokkal sókat
képeznek, ami a beton elroncsolódásához vezet.
– A savmentes ásványi olajok sem egészen
hatástalanok. A betonba hatolva a kötőanyag
tapadását kedvezőtlenül befolyásolják.
A BETON KORRÓZIÓVÉDELME
• AKTÍV VÉDEKEZÉS
– Az agresszív víz, olaj stb. elvezetése.
– Az agresszív víz közömbösítése, ill. a víz agresszivitásának
csökkentésére,
• a savas hatást darabos mészkővel, dolomittal, égetett mésszel,
mészhidráttal, mésztejjel és egyéb lúgoldatokkal.
• szénsavhatás ellen a nagyobb cementadagolás is jó, mert több
cementből a hidrolízis folyamán több Ca(OH)2 szabadul fel, amely
több szénsavat köt meg.
– Biológiai védelem:
• Ismeretesek olyan baktériumok, amelyek levegőmentes (anaerob)
körülmények között a talajvízben levő szulfát-iont kénhidrogénné
(H2S) redukálják.
A BETON KORRÓZIÓVÉDELME
• PASSZÍV VÉDEKEZÉS
– A megfelelő cementfajta megválasztása
az agresszivitás mértékétől függően.
• Számításba jöhetnek a kohósalak-portlandcementek és az S
54 jelű szulfátálló portlandcementek.
– Vízzáró beton készítése.
• Tömörítés, bedolgozás
– Vízzáró felületi réteg kialakítása
Üvegkorrózió
• 100 éves viszonylatokban működik
• az üvegkorrózió jelentkezik a kerámiák mázain
is.
• több formája van:
– Az enyhe üvegkorrózió irizál, vékony hártya válik le
(kationcsere H+)
– Kráteres: kb. 1mm-es kis kráterek jelennek meg az
üveg felületén egyes sorokban egy-egy karcolás
helyén.
– Elüvegtelenedés: Az üveg amorf szerkezete
visszaalakul kristályossá,
– A tűszúrásosság nevű mázhiba összekeverhető a
kráteressel bár itt a kráterek éle lekerekített és
egyenletesen oszlik el a felületen
Az üvegkorróziót csökkenti:
– Az üvegekben, vagy mázakban levő
alumínium- és vastartalom csökkenti az
üvegkorróziót. A barna mázak viszonylag
ellenállóbbak.
Műanyagok
• A degradálódás sem korrózió, nincs
elektrolit