3 Szerkezeti anyagok Trtnelmi ttekints Kszerszmok Bronzkor rzntvny

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 Ca 2+ 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 (H 2 CO 3, HCl és H 2 SO 4) a beton felületén levő karbonátos réteget feloldják mész kilúgozódik. – Az Na. Cl-ból Cl- ion koncentráció növekedés elsavasodás (olvasztósózástól). – Elsavasodás vasbetétek korrózióvédelmének megszűnését vonja maga után • LÚGKORRÓZIÓ – csak az erős lúgoldat ártalmas, mint pl. a tömény Na. OH oldat, amely elsősorban a kalcium-alumínáthidrátot oldja ki a betonból oldható nátrium-aluminát formában

„C” TÍPUSÚ KORRÓZIÓ (TÉRFOGATNÖVEKEDÉS) • Az agresszív vegyületek (Ca. SO 4, Na 2 SO 4, K 2 SO 4, Mg. SO 4) 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, Ca 6 Al 2(SO 4)3(OH)12· 26 H 2 O ) taumazit (Ca. Si. O 3. Ca. CO 3. Ca. SO 4. 15 H 2 O)

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 (H 2 S) 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. 1 mm-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