Degradace stavebních nekovových materiálů

Transkript

1 Degradace stavebních nekovových materiálů prof. Ing. Milena Pavlíková, Ph.D. K123, D ,

2 Degradace stavebních materiálů degradace rozrušování materiálu fyzikálně chemickým působením vnějšího prostředí znehodnocení materiálu vzniklé škody ztráty materiálu, náklady na opravu zkorodovaného zařízení, ztráty vzniklé přerušením provozu závodu atd. životnost konstrukcí - v přímé vazbě s trvanlivostí materiálů V praxi se snažíme průběh korozních dějů zpomalit, zastavit či omezit.

3 Degradační působení (činitelé) Vnitřní: Chemické a mineralogické složení materiálu, specifický povrch atd. Obsah pojiva. Vodní součinitel. Zpracování a hutnění směsi. Přísady.

4 Korozní působení (činitelé) Vnější: Fyzikální zatížení a vibrace, nárazy, eroze abrazí a kavitací, změny a rozdíly teplot, vlhkostní změny. Chemické korozívní vody, atmosféra, anorganické roztoky, organické sloučeniny. Biologické mechanické působení rostlin, chemické působení produktů životních pochodů živočichů, mikrobiologické působení.

5 Fyzikální degradace materiál vystaven působení sil a tlaků (vně i uvnitř porézní struktury materiálů) poškození struktury. Vlivem: gradient teploty působení vody a vodných roztoků solí vznik nových minerálů mechanické vibracemi abrazí povrchu

6 Chemická degradace Mění se chemické složení materiálů (nečistoty z atmosféry, ze vzlínající vody, metabolické produkty živých organismů, nevhodné konzervátorské zásahy apod.) Výsledkem: změna barvy změna objemu změna rozpustnosti napadené složky

7 Degradace mechanická mechanické porušování betonu souvisí s nárazy, třením a proudící vodou (abraze, eroze a kavitace) tyto děje porušují pojivový tmel - dochází tak k jeho postupnému odstraňování a obnažování kameniva, které se může uvolnit

8 Degradace vlivem změn teploty Reakce materiálu na změnu teploty: velké změny teploty (požár) Dochází k chemickému rozkladu materiálu provozní změny teploty vlivem cyklů den-noc, zima-léto a osluněním (-20 až40ºc) Teplotní roztažnost: reakce materiálu na změnu teploty vznik napětí na spojení tmel+kamenivo trhliny

9 Degradace působením vzduchu Vliv ovzduší Vzduch - základní složky + vodní pára, oxidy síry, dusíku, uhlovodíky a další plyny, částice. pevné částice a kapky kapalin unášené vzduchem jsou součástí aerosolu mlha, prach. důležitým faktorem - obsah CO 2 důsledek spalování fosilních i recentních paliv, výroba. Vymývání plynných exhalátů deštěm zředěné roztoky kyselin kyselé deště (ph<4). Korozní produkty rozpustnější rozpuštěny a odplaveny. Napadány i živce, sloučeniny Fe a Cu charakteristické zabarvení skvrny na omítkách. Abraze - na korozi stavebních materiálů se podílejí i pevné částice ze vzduchu (anorganické i organické.)

10 Degradace působením složek ovzduší Oxid uhličitý CO 2 přirozená složka atmosféry (0,03 %) kyselina uhličitá nejslabší kyselina, soli uhličitany H 2 O+ CO 2 CaCO 3 1. karbonatace vápenných malt (+) a betonu (-) Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O malty: + tvrdnutí betony: - koroze výztuže, narušení rovnováhy

11 Degradace působením složek ovzduší Oxid uhličitý CO 2 2. rozpouštení uhličitanů krasové jevy kalcit CaCO 3 : vápence, opuky, vápenné malty CO 2 a H 2 CO 3 ph < 4.5 HCO 3 - ph CO 3 2- ph > 8.3 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca HCO 3 - nerozpustný voda rozpustný (1,6 g/l) kalcit dešťová, spodní hydrogenuhličitan vápenatý vratná reakce rozpouštění kalcitu (hodně CO 2 ve vodě) srážení kalcitu (málo CO 2 ve vodě, odpařování vody)

12 Degradace působením vody voda ve stavebních materiálech 1. vodní pára: složka ovzduší, všudypřítomná vyšší teplota = vyšší možná absolutní vlhkost vzduchu teplý vzduch pojme více páry, než studený relativní vlhkost = stupeň nasycení vzduchu při dané teplotě 2. rovnovážná vlhkost: obsah vody v materiálu závisí na: vlhkosti vzduchu, teplotě, materiálu je následkem kondenzace vodní páry v materiálu

13 Degradace působením vody voda ve stavebních materiálech 2. rovnovážná vlhkost: obsah vody v materiálu a) vázaná vlhkost adsorbovaná na povrchu materiálu nepohyblivá, není nebezpečná, nemrzne b) volná vlhkost: kapalina pohybující se pórovým systémem materiálu původ: kondenzace vodní páry, spodní voda, déšť pohyb v pórech: nahoru kapilární elevace menší póry = vyšší vzlínavost dolu gravitace rovnováha: desítky cm až 2 metry nad povrchem

14 Degradace působením vody voda ve stavebních materiálech Poškození mrazem: led má cca o 10 % větší objem než kapalná voda led v pórovém prostoru působí na stěny póru krystalizačním tlakem (tlakem vzniklým jako následek krystalizace ledu)

15 Degradace působením vody voda je rozpouštědlo a transportní médium pro korozi způsobující látky: 1. anorganické i organické soli 2. složky atmosféry (CO 2, NO X, SO x ) 3. rozpustné složky materiálu: Ca(OH) 2, CaSO 4.2H 2 O chemická koroze voda je nepostradatelná pro život bakterií, plísní a řas biologická koroze

16

17 Zdroje solí soli primárně obsažené ve stavebních materiálech soli transportované vzlínající vlhkostí z podzákladí nebo jiné části konstrukce soli vzniklé chemickou degradací materiálů vlivem ovzduší (např. sírany reakcí karbonátů s oxidy síry hlavní složka kyselých dešťů) soli vzniklé z biologických zdrojů (např. přeměna močoviny v dusičnany) soli vzniklé v důsledku sanačních opatření (např. ze sodného vodního skla vzniká jako vedlejší produkt soda) soli z posypových materiálů při zimní údržbě komunikací soli obsažené v podzemních vodách

18 Mechanismus působení solí 1. sůl je rozpuštěná v přebytku vody nenasycený roztok (nenasycený = voda je schopna rozpustit ještě více soli) 2. tento roztok je transportován konstrukcí vzlínání pórovým systémem 3. vznik nasyceného roztoku (nasycený roztok roztok soli s nejvyšší možnou koncentrací např. NaCl 360 g/l) zahuštění odpařením vody (v létě) 4. další odpařování krystalizace soli z nasyceného roztoku (růst pevných krystalků z roztoku)

19 Mechanismus působení solí v pórech nasycený roztok vzniká v pórech materiálu (zpravidla blízko povrchu) krystaly se tvoří uvnitř konstrukce (subflorescence) při růstu krystalů vzniká krystalizační tlak tlak, jímž působí rostoucí krystal na stěny póru může být až 100 MPa tedy vyšší, než pevnost materiálu praskání konstrukce, opadávání omítky, rozpad zdiva

20 Krystalizace solí z hlediska pórovitosti jsou nejvíce ohroženy materiály, které mají velké množství malých pórů růst krystalů začíná vždy ve velkých pórech a koncentrace nasyceného roztoku, z kterého jsou formovány krystaly je udržována roztoky solí v menších pórech po snížení koncentrace roztoku se krystaly dále neformují limitujícím faktorem z hlediska porušení struktury není celková pórovitost, ale distribuce pórů

21 Hydratace solí vztahuje se na soli, které jsou schopny vázat ve své krystalové mřížce určitý definovaný počet molekul vody tvoří hydráty přechod z jedné hydratované formy do druhé je vždy spojen s vázáním nebo ztrátou určitého množství molekul vody, což je doprovázeno i značnými změnami objemu v důsledku toho dochází ke vzniku hydratačních tlaků přechod z jedné formy do druhé je daný stabilitou hydratované formy soli v určitých klimatických podmínkách závislost na teplotě a relativní vlhkosti pro stavební materiály jsou nejvíce nebezpečné soli, které mění své formy během běžných klimatických podmínek síran sodný, uhličitan sodný, dusičnan vápenatý

22 Hygroskopická nasákavost hygroskopické látky schopny přijímat vzdušnou vlhkost sorpční vlhkost jedná se o vodu fyzikálně vázanou (ne o vodu vázanou v krystalové mřížce nesouvisí se schopností solí tvořit hydratované formy schopnost pohlcovat a vázat za určitých klimatických podmínek vlhkost se u jednotlivých solí liší limitováno relativní vzdušnou vlhkostí a množstvím vody, které je schopna sůl přijmout rovnovážná relativní vlhkost odpovídá hodnotě relativní vzdušné vlhkosti, která se v uzavřeném systému ustálí nad nasyceným roztokem dané soli při dané teplotě (viz. měření sorpčních izoterem pomocí exsikátorové metody) při vyšší okolní relativní vlhkosti dochází k pohlcování vlhkosti (pokles koncentrace roztoku) obsah solí v materiálu tedy významně ovlivňuje jeho sorpční vlastnosti (nutno počítat se změnou průběhu sorpční izotermy a předpokládat nárůst sorpce vlhkosti s nárůstem obsahu solí)

23 Sorpční izotermy pálené cihly v závislosti na obsahu NaCl

24 Negativní důsledky působení solí z pohledu degradace stavebních materiálů je důležité, jestli ke krystalizaci dochází na povrchu materiálu či uvnitř jeho porézní struktury při pomalém vysychání solného roztoku dochází k transportu solí až na povrch materiálu, kde dochází ke tvorbě výkvětů spíše estetický problém či problém povrchových vrstev konstrukcí, mohou informovat o problému vnitřní krystalizace závažnější je krystalizace uvnitř pórů destrukce materiálů, snížení či ztráta statické funkce významným problémem je také hygroskopicita solí, která přispívá k celkovému zavlhčení materiálů (často ani při aplikaci radikálních opatření proti vzlínající vlhkosti nedojde k vyschnutí) v závislosti na změně podmínek okolního prostředí (hlavně změny relativní vlhkosti) dochází často k rekrystalizaci koroze výztuže destrukce ŽB konstrukcí (např. chloridy narušují pasivační vrstvu výztuže koroze výztuže zvýšení molárního objemu destrukce krycí vrstvy, snížení spolupůsobení betonu a oceli)

25 Mechanismus působení solí na povrchu - výkvěty a výluhy nasycený roztok vzniká na povrchu konstrukce krystaly tvoří viditelné výkvěty (eflorescence) vznikají na povrchu stavebních materiálů a konstrukcí soli v pevném skupenství transportované k povrchu působením vody bílé či lehce zbarvené povlaky, případně skupiny krystalů

26 Mechanismus působení solí na povrchu - výkvěty a výluhy Výluhy krystalické (případně amorfní) látky, které jsou ve vodě málo rozpustné vznikají chemickou reakcí ve vodě rozpuštěné látky s jinou látkou na povrchu stavebního materiálu např. kalcitový výluh Ca(OH) + CO CaCO HO kalcit (vápenec) vzniká až na povrchu materiálu (např. betonu) kalcitové výluhy lze pozorovat všude tam, kde voda protéká materiálem na bázi vápna či cementu výluhy pevně spojeny s podkladem výkvěty snadno odstranitelné

27 Biologická degradace Jevy vyvolané či podmíněné živými organismy jejich působení se ve své podstatě projevuje jako koroze: fyzikální - např. vrůstání kořenů nebo houbových vláken do substrátu chemická - rozpuštění substrátu kyselinami tzn. vznikem tlaků, působících na materiál nebo chemickou přeměnou některé ze složek

28 Biodegradace: bakterie Jednobuněčné mikroorganismy Auto i heterotrofní velmi variabilní vůči životním podmínkám sirné a nitrifikační bakterie: všudypřítomné (voda, půda,hospodářské budovy) běžná teplota, dostatek potravy, neutrální ph... získávají energii oxidací sloučenin síry a dusíku vyrábějí sírany SO 2-4 a dusičnany NO - 3 zdroj solí prevence: čisto, sucho, světlo

29 Biodegradace: houby a plísně Heterotrofní organismy získávají energii konzumací organických látek: dřevo, prach, textil, papír Životní podmínky: potrava (substrát), vlhko, pokojová teplota škody: dřevokazné houby likvidují dřevěné konstrukční prvky vlákna podhoubí prorůstají i zdmi mechanické poškození produkce organických kyselin jako metabolitů rozpouštejí kalcit prevence: ochrana dřeva fungicidy, sucho, čistota - bezprašnost

30 Biodegradace: řasy Autotrofní organismy produkují CO 2 podporují rozpouštění uhličitanů (vápenec, malty) Produkují organické kyseliny rozpouštění uhličitanů Vytvářejí barevné slizké povlaky vodní stavby při růstu v omezených prostorech (pórech) rozpínání a mechanické poškození

31 Biodegradace: lišejníky lišejník = houba (nosič) + řasa (zdroj potravy pro houbu) degradace lišejníkem: kombinace působení houby a řasy mechanické poškození podhoubím produkce organických kyselin produkce CO 2 rozpouštění uhličitanů

32 Biodegradace: vyšší rostliny a živočichové Mechanické poškození: kyselé kořeny rostlin (tlak 25 MPa), činnost živočichů trus: obývají ho bakterie produkce kyselin solná koroze rozpouštění uhličitanů

33 Biodegradace prevence všech typů biodegradace: sucho a větrání čistota vhodné konstrukční řešení izolace, odtok vody údržba budovy omezení podmáčení, zatékání, průniku živočichů, čištění okapů

34 Fyzikální, chemická i biologická koroze probíhají současně a podporují se (synergismus) nutná komplexní ochrana.

35 Degradace nekovových stavebních materiálů Nekovy dle složení soli křemičitých a polykřemičitých kyselin, hlinitokřemičitany, křemičitany vápenaté, oxid křemičitý s přísadou oxidů kovů Děje: Typy degradací: Chemické reakce prostředí s materiálem Fyzikálně chemické bobtnání, rozpouštění 1. Vyluhování některé složky anorganického materiálu 2. Procesy vedoucí ke krystalizaci málo rozpustných solí, dochází ke zvětšování objemu pnutí rozpad materiálu 3. Chemické reakce Korozní děje probíhají v různých kombinacích.

36 Degradace hliněného zdiva Hlavní příčina koroze voda: déšť rozmývá a odplavuje materiál vzlínající voda způsobuje botnání jílových částic ucpání pórů Nadměrné vysušení sprašování a vydrolování materiálu Cicváry uhličitan vápenatý rozložený výpalem na oxid Krystalizující soli destrukce zdiva Mechanismus koroze: Krystalizace solí Mrazové škody Hydrolýza sklovité matrice pomalá, ale nelze jí zabránit

37 Degradace střešní krytiny Krystalizace solí Mrazové škody Hydrolýza matrice malá tašky provlhají krátce

38 Degradace kameniva Vyvřelé křehké, praská chemicky velmi odolné Usazené snadno hydratuje méně odolné zvětrávání Opuka nadměrné sušení způsobuje mechanické poškození Pískovec odolnější proti působení vody a kyselých exhalátů Vápenec koroduje kyselými látkami, málo mechanicky odolný

39

40 Pojiva, malty, betony Dělíme dle způsobu výroby (teploty výpalu): Bez výpalu hlínová Odvodněním sádra Rozkladem vápno Slinutím křemičitanové cementy

41 Degradace sádry Zatvrdlá sádra neodolá působení vody V jemných kapilárách dochází ke kondenzaci a následnému rozpouštění sádrového pojiva, to je transportováno a tvoří krusty. Citlivé na vyšší teploty: >40 C dehydratace >110 C rozklad

42 Degradace sádry zatvrdlá sádra je do jisté míry rozpustná ve vodě rozpouštění bude intenzivnější, bude-li voda u povrchu sádry obměňována v přítomnosti vápenatých iontů nebo síranů se rozpustnost sádry snižuje naopak roztoky obsahující odlišné ionty nebo kyseliny rozpustnost sádry zvyšují (např. 100 g NaCl v 1 litru vody zvýší rozpustnost hydratované sádry třikrát) sádra působí korozně na kovy je-li vlhká (při RH > 60%) obsahuje roztok Ca 2 (SO 4 ) (ph 5), při této vlhkosti dochází ke korozi železa a hliníku, které jsou v kontaktu se sádrou (rezavé skvrny na povrchu sádry)

43 Ochrana sádry proti korozi pro zvýšení odolnosti sádry proti vlhkosti je nezbytné použít hydrofobizátory hydrofobizace vnitřní - vmíchání do sádrové kaše vnější - nátěrem na povrchu vlastnosti sádry lze ovlivnit vodním součinitelem s použitím plastifikátorů odolnost sádry lze zvýšit přidáním polymerů

44 Degradace vápenné omítky CaCO 3 sůl slabé kyseliny uhličité snadný rozklad silnějšími kyselinami (vznikají reakcí kyselinotvorných oxidů s vodou) 1. působení agresivního oxidu uhličitého obsaženého v atmosférické vodě (dešťová voda) CaCO CO H O Ca 2HCO

45 Degradace vápenné omítky 2. působení oxidu siřičitého s vodou vytváří kyselinu siřičitou, popř. až kyselinu sírovou obě kyseliny reagují s uhličitanem vápenatým CaCO3 H 2SO3 CaSO3 CO2 H 2O CaSO 1/ 2H O CaSO 1/ 2H O CaCO3 H 2SO4 CaSO4 CO2 H 2O CaSO 2H O CaSO 2H O Sádrovec - velký molární objem, krystalizací může docházet k rozpadu materiálu

46 Degradace vápenné omítky 3. působení oxidů dusíku No x - vzniká směs kyseliny dusité a dusičné 2NO O 2NO 2 2 2NO2 H 2O HNO2 HNO3 CaCO 2 HNO Ca( NO ) CO H O vzniklý dusičnan vápenatý je dobře rozpustný (127 g ve 100g vody při 20 C) a nemá pojivé vlastnosti může být vyplaven dešťovou vodou, často také může hydratovat za nárůstu molárního objemu

47 Degradace betonu Složky: cement ve formě produktů hydratace - Ca(OH) 2, hydratované křemičitany, hlinitany a železitany vápenaté kamenivo reaktivní formy, amorfní SiO 2, dolomit atd. voda - nesmí obsahovat látky ovlivňující hydratační reakce cementu a korozi výztuže Komplikované vzájemně se překrývající procesy doprovázené fyzikálními účinky.

48 Degradace betonu Porušení betonu vlivem nízkých a vysokých teplot: působení nízkých teplot krystalizační tlaky ledu při teplotách nad 150 C se začínají rozkládat produkty hydratace cementu (postupně se uvolňuje vázaná voda) a dochází k poklesu pevnosti betonu (min. pevnost při teplotě 800 C v závislosti na typu cementu

49 Degradace betonu Chemická degradace: způsobena agresivními látkami plynného nebo kapalného prostředí. rychlost koroze určována průběhem chemické reakce agresivních látek se složkami cementového tmelu v závislosti na jejich koncentraci, teplotě (s rostoucí teplotou roste rychlost reakcí), porózitě cementového tmelu, rychlosti výměny kapalného prostředí u povrchu betonu a difúzí agresivních látek povrchovou vrstvou. málo rozpustné produkty koroze vytvářejí na povrchu betonu vrstvu, která brání vnikání dalších agresivních látek. Všechny procesy koroze betonu související se snížením obsahu hydroxidu vápenatého v cementovém tmelu mají vliv na korozi ocelové výztuže.

50 Chemická degradace I. druhu rozpouštění a vyluhování Těžce rozpustné sloučeniny přechází na lehce rozpustné vyplavovány. vyluhování a rozpouštění Ca(OH) 2 vzniklého hydratací cementu snižuje se koncentrace hydroxidových iontů OH -. Stupeň napadení závisí na druhu, koncentraci a síle kyseliny. HCl - rozkládá hydratační produkty cementového slínku na rozpustné chloridy CaCl 2, AlCl 3, FeCl 3 a gel SiO 2 H 2 O. HF - neutralizuje hydroxid vápenatý za vzniku nerozpustného CaF 2. Ca(OH) HF + H 2 O CaF H 2 O!!! vyšší koncentrace HF mohou napadat CSH a CAH gely za vzniku fluorokomplexů, které nemají vazebné vlastnosti.

51 Působení SO 2 na cementový tmel sulfatace - působení SO 2 působení pouze místně SO 2 neutralizuje Ca(OH) 2 : Ca(OH) 2 + SO 2 + H 2 O CaSO 3 1/2 H 2 O + 11/2H 2 O CaSO 3 1/2 H 2 O + O H 2 O 2CaSO 4 2H 2 O konečným produktem působení SO 2 je tedy sádrovec, případně může vznikat ettringit 3CaO Al 2 O 3 3 CaSO 4 31 H 2 O nebo monosulfát 3CaO Al 2 O 3 3 CaSO 4 12 H 2 O

52 NO x - komplex oxidů, z nichž především NO 2 vytváří s vodou kyselinu dusitou (HNO 2 ) a dušičnou (HNO 3 ) - korozní působení poté spočívá v reakci H + iontů, které neutralizují Ca(OH) 2 Ca(OH) HNO 3 Ca(NO 3 ) H 2 O a dále dochází k rozkladu hydratačních produktů cementu za vzniku gelu SiO 2 nh 2 O NH 3 - NH 4 OH není škodlivý pro beton, ale pokud se z něho vytvoří působením kyselin amonné soli, dojde k uvolnění plynného amoniaku za vzniku vápenatých solí bez vazebných vlastností -např. u vodních staveb CaCO3 2NH4OH Ca( OH ) 2 ( NH4) 2CO3 CaCO 3 2NH 4 Cl CaCl ( NH 4 ) 2 CO 3

53 Chemická degradace II. druhu tvorba výkvětů způsobena výměnnými reakcemi mezi složkami cementového tmelu. zahrnuje reakce agresivního CO 2, hydroxidů, kyselin, hořečnatých a amonných solí. výsledkem jsou sloučeniny (rozpustné, nerozpustné), které nemají vazebné vlastnosti. Po odpaření vody na povrchu nebo reakcí s CO 2 bílé až špinavě žluté krystalické nebo amorfní výkvěty. Lze odstranit mechanicky (okartáčování, omytí), chemicky (zředěnou HCl). Ochrana nátěrem, impregancí. Obecně lze reakci portlanditu s kyselinou zapsat: Ca(OH) 2 + 2H + Ca H 2 O

54 Chemická degradace III. druhu rozpínání betonu porušování betonu vlivem tvorby objemných sloučenin. rozpínání síranové (sádrovcové, sulfátové), vápenaté, hořečnaté a alkáliové. hlavní podíl vzniku této koroze představují sírany sádrovcová koroze -sírany se běžně vyskytují v podzemních vodách a jsou také obsaženy v některých odpadních vodách, v exhalacích - nejagresivnější jsou rozpustné sírany Ca(OH) 2 + SO 4 2- CaSO 4 2H 2 O + 2 OH - vznik sádrovce je spojen s nárůstem objemu o 17% dochází k zaplnění pórů cementového gelu a za vhodných vlhkostních a teplotních podmínek může dojít k rekrystalizaci (tlaky Mpa)

55 Síranové, alkáliové rozpínání a alkalicko křemičitá reakce v kamenivu

56 Chemická degradace III. druhu sádrovec reaguje s hydratovanými i nehydratovanými alumináty a způsobuje sulfoaluminátovou korozi, např.: 3CaO Al 2 O 3 6H 2 O + 3 (CaSO 4 2H 2 O) + 19 H 2 O 3CaO Al 2 O 3 CaSO 4 32 H 2 O vzniká málo rozpustný ettringit, který tvoří jehlicovité krystaly molární objem je 2.65 x větší než molární objem původních látek!!! ettringit vzniká až v zatvrdlém betonu, na rozdíl od ettringitu, který je příčinou zpomalení hydratace cementu a vzniká v plastické směsi čerstvého betonu - ettringit v pevné fázi vzniká jen při vysoké koncentraci Ca(OH) 2 v pórovém roztoku - při nízké koncetraci Ca(OH) 2 vznikají produkty v roztoku, které nevedou k nežádoucím tlaků

57 Chemická degradace III. druhu Rozpínání: Vápenaté Hořečnaté Alkáliové Vznikají kruhové, bílé výkvěty, odprýskání betonu, síťové trhliny.

58 Koroze výztuže v betonu Pórový roztok ph = 12 Pokles ph na 9,5 rezivění 2Fe+1,5 H 2 O 2FeO(OH) odprýskání betonu od výztuže Koroze ocelové výztuže: Chemická působení kyselin Elektrochemická Bludnými proudy Ochrana: Pozinkování již se nepoužívá Katodická ochrana

59 Koroze výztuže v betonu Skleněná výztuž: Reaguje s hydroxidy rozpouští se Alkalivzdorná vlákna s obsahem ZrO 2 na povrchu lubrikované Organická syntetická výztuž: Alkalivzdorná Špatná adheze k cementové metrici Organická přírodní výztuž: Různá odolnost vůči hydroxidům Celulóza a hemicelulóza resistentní Sisal, juta, agave degradují

60 Ochrana betonu před degradací Vnitřní: zvýšení odolnosti použitím vhodného cementu přídavkem hydrofóbních látek Vnější (povrchová): Impregnace silikony, vodní sklo, epoxidy Povrchová úprava izolační fólie, asfaltové lepenky, PVC fólie, fluátování Nátěry a obklady odolné omítky, keramické obklady, torkretování (cement+písek+voda) na povrch betonu

61 Keramika Výborná odolnost vůči chemikáliím, kromě HF, hydroxidy pomalu rozpouští povrch. Při vysokých teplotách reaguje s oxidy, sírany a uhličitany. Al 2 O 3 odolný, při vysokých teplotách reaguje s kyselými a zásaditými oxidy. Ochranná glazura nepropustná pro kapaliny. Žárovzdorné výrobky velice odolné, korodují roztavenou struskou, popílkem, tekutými plyny.

62 Chemická odolnost skla

63 Stavební sklo Chemicky odolné, kromě HF. Kyseliny - výměna iontů v povrchové vrstvě. Skla odolná proti HF na bázi fosforečnanů a hlinitanů. Rozpouští se v alkalických roztocích hydroxidy napadají siloxanové vazby. Ze skla lze vyluhovat např. Pb.

64 Plasty Obecně velice odolné. Degradace závisí na: Složení plastu Korozním prostředí záření, teplota, vlhkost, působení kyslíku

65 Plasty Skupiny: Fyzikální vlivy teplota, dlouhodobé mechanické namáhání, světlo, radiace změna barvy, lesku, vznik trhlin, zhoršení mechanických a elektrických vlastností. Biologické vlivy napadení mikroorganismy (plísně), používají plast jako živnou půdu. Chemické a fyzikálně-chemické vlivy uvnitř hmoty, rozrušení vazeb, porušení ochranné funkce plastu. látka proniká do struktury a váže se botnání. látka proniká do struktury a reaguje změna chemického složení.

66 Degradace dřeva Atmosférické vlivy: Kolísání teplot Vlhkost UV záření Biologičtí činitelé: Hmyz Houby Bakterie Chemická koroze: Silné alkálie a kyseliny Obecně dobře odolné

67 Vztah dřeva k vodě Živé dřevo velký obsah vody (dřevní hmota, transport živin) Hygroskopické vlhkost kolísá podle vlhkosti okolí Vlhkost ovlivňuje vlastnosti Sesychání a bobtnání dřeva

68 Vlhkost dřeva Vlhkost (absolutní): hmotnostní zlomek H 2 O v materiálu (poražený strom %) w abs = (m vlhke -m suche )/m suche Relativní vlhkost: poměr vody a mokrého dřeva w rel = (m vlhke -m suche )/m vlhke (0-90 %) Rovnovážná vlhkost: aktuální hodnota závisí na vlhklosti a teplotě vzduchu ( <20 % abs.) 20 C, 65 % rel. Vlh. Vzd. = 12 % abs vlhkost dřeva Vázaná vlhkost voda v chemických sloučeninách, nedá se vysušit, uvolňuje se při spalování

69 Biologická degradace dřeva Biologická degradace dřeva se projevuje změnou barvy, tvarovými deformacemi, výletovými otvory a rozvlákněným povrchem materiálu. Takto poškozené dřevo ztrácí mechanické vlastnosti, vyznačuje se zvýšenou vlhkostí a zvláštní vůní. Příčinnou biologické degradace je napadení dřevokaznými houbami a hmyzem.

70 Biologická degradace dřeva Dřevokazný hmyz tesařík krovový červotoč proužkovaný hrbohlav parketový pilořitka mravenci Dřevokazné houby venkovních prostor trámovka plotní, jedlová čechratka sklepní outkovka řádová Dřevokazné houby v budovách koniofora sklepní pornatka oparová dřevomorka domácí

71 Tesařík krovový Vývojový cyklus trvá 3 až 5 let. Dřevu škodí ve stádiu larvy. Napadá většinou dřevo větších rozměrů. Ve dřevu malé tloušťky nemá jeho poměrně velká larva vhodné životní podmínky. Velikost: sameček: 7 až 17 mm samička: 11 až 22 mm

72 Mravenci Používají dřevo většinou jen k budování hnízd nebo k dočasnému úkrytu. Žijí často v symbióze s červotoči a tesaříky. Přenášejí do dřeva houby a plísně. Velikost: sameček 12 mm dělnice 14 mm královna 18 mm

73 Dřevomorka domácí Serpola lacrymans

74 Požadavky dřevomorky na prostředí Teplota : 3-26 C Vlhkost dřeva : % Substrát: vedle dřeva může prorůstat i zdivem (betonem) na velkou vzdálenost Rychlost šíření: až 10 mm za den

75 Nejnebezpečnější celulózová houba. Rozkládá celulózu a hemicelulózu ve dřevě, papíru a textilu. Vyskytuje se ve vlhkých sklepích, suterénních bytech, chatách a chalupách

76 Napadené dřevo se nejprve zbarví do světle okrové barvy, lom zůstává vláknitý a objevují se bělavá vlákna. Druhá fáze rozkladu je zbarvení dřeva do hnědě žluté barvy.

77 Začínají se objevovat podélné a příčné trhliny. Dále pak plodnice, které tvarem a barvou připomínají choroše. Plodnice mají sytě oranžovou barvu a bílé okraje.

78 Boj s tímto škůdcem Je velmi obtížný vyhřátí živného prostředí na 100 C po dobu 6 hodin, což je prakticky nemožné mikrovlnné prozáření postižené části objektu a jeho okolí chemické ošetření dřeva pomocí prostředků k tomu určených (Lignofix, Dřevosan,. )

79 Ochrana dřeva Způsob zabudování Povrchové úpravy Chemická ochrana Ochrana proti ohni Impregnace

80 Ochrana proti degradaci Vhodný výběr materiálu Úprava struktury a složení materiálu Vhodná konstrukce výrobku a správná kombinace materiálů Úprava degradačního prostředí Mechanická úprava povrchu Ochranné povlaky