BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM (BME) OM FI 23344 ÉPÍTŐ MÉRNÖKI KAR ÉPÍTŐANYAGOK ÉS MAGASÉPÍTÉS TANSZÉK 1111 Budapest, XI., Műegyetem rkp. 3. BMEEOEMMAT4 Rekonstrukció anyagai Előadók: Dr. Borosnyói Adorján Dr. Józsa Zsuzsanna Dr. Seidl Ágoston Dr. Szemerey-Kiss Balázs Oktatási segédlet Szerzők: Dr. Borosnyói Adorján Csányi Erika Dr. Józsa Zsuzsanna Dr. Seidl Ágoston Dr. Szemerey-Kiss Balázs 2015
Tartalomjegyzék 1. Betonszerkezetek megerősítésének és javításának anyagai 2 (Dr. Seidl Ágoston) 2. Vékony és vastag bevonatok anyagai 9 (Dr. Seidl Ágoston) 3. A faanyagvédelem anyagai. Kezelő eljárások 24 (Csányi Erika, Dr. Józsa Zsuzsanna) 4. Falazatok utólagos vízszigetelése, víztelenítése 35 (Csányi Erika, Dr. Józsa Zsuzsanna) 5. Repedésinjektálás anyagai, repedéslezárás 46 (Dr. Seidl Ágoston) 6. Szálerősítésű polimerek (FRP) betonszerkezetekhez 58 (Dr. Borosnyói Adorján) 7. Utólagos hőszigetelés anyagai 140 (Dr. Józsa Zsuzsanna) 8. Kőrekonstrukció anyagai 154 (Dr. Szemerey-Kiss Balázs) 1/165
1. Betonszerkezetek megerősítésének és javításának anyagai (Dr. Seidl Ágoston) 1.1 Bevezetés Az 1800-as évek második felében terjedt igazán el a betonhasználat, a XX. században azután a beton és a vasbeton, mint szerkezeti anyag teljesen elfogadottá vált. Különösen a vasbeton szerkezetek fejlődtek nagyon sokat: teherbíró, elegáns szerkezeteket lehetővé tévő szerkezeti anyagként ismerték meg, a vasbetonban lévő acélbetéteket a beton lúgossága passzív állapotban tartja, így a vasbeton igen tartós építőanyagnak bizonyult. A XX. század második felében, az 1960-as években tudatosult azonban a vasbetonnal foglalkozókban, hogy a pontosabb számítások miatt a szerkezetek egyre filigránabb volta, a terhelés növekedése, a környezeti igénybevétel hatására a betonszerkezetek mégiscsak károsodnak, s fenntartásukkal, javításukkal, előzetes védelmükkel foglalkozni kell. Két fontos tényezőt kell a betonszerkezetek megerősítésének, javításának tervezésekor figyelembe venni: A beton porózus anyag. Kötőanyaga (a cement) saját tömegének kb. 15-20 tömeg%- nyi vizet igényel a kémiai kötéshez. Ez a vízmennyiség azonban nem elegendő ahhoz, hogy a betont annyira képlékennyé tegyük, hogy be lehessen dolgozni. Legalább még egyszer ennyi vizet kevernek tehát a betonba a bedolgozhatóság érdekében, melynek legnagyobb része megkötés után lassan elpárolog, a betonban pórusokat hagyva maga után. A betonhoz utólagosan hozzádolgozott erősítő és javító anyagoknak a lehető legjobban együtt kell dolgoznia a betonnal, azaz kellően tapadnia kell és fizikai tulajdonságainak (szilárdság, rugalmassági modulus, hőtágulási együttható stb.) a lehető legjobban hasonlítania kell a javítandó, erősítendő betonhoz. Ha ez nem így van, fennáll a veszélye, hogy az utólag hozzáépített rész elválik a javítandó felülettől, nem valósul meg az együttdolgozás. Ezeket a szempontokat részletesen a javítások tervezésekor, az anyagok kiválasztásakor, a technológia kialakításakor kell figyelembe venni, ami nem tárgya jelenlegi anyagunknak, de ezeket a szempontokat az erősítő és javító anyagok ismertetésekor is mindenkor figyelembe kell venni, s ezekre a kritériumokra alkalmanként hivatkozni fogunk. 1.2 A betonszerkezetek megerősítésére és javítására szolgáló anyagok Az erősítő és javító anyagokat is sokféle szempont szerint lehet csoportosítani, így pl. kötőanyaguk szerint (tisztán cementes, műgyantával javított cementes, különféle műgyanta kötőanyagú rendszerek), felhordási technológia szerint (kézzel, kőműves módszerekkel felhordható anyagok, gépi módszerrel, lövéssel-szórással felvihető anyagok, öntéssel bedolgozható anyagok) stb. Jelen anyagunkban elfogadjuk az MSZ EN 1504 szabványsorozat (Termékek és rendszerek a betonszerkezetek védelmére és javítására), különösen annak 3. részének (Szerkezeti és nem szerkezeti javítás) felosztását, csoportosítását. 2/165
E szerint két fő csoportot különböztetünk meg: Szerkezeti javításra alkalmas anyagok A szerkezeti javításra szolgáló anyagokkal a meggyengült, vagy időközben megnövekedett igénybevételt kapott szerkezetek utólagosan megerősíthetők. Nem szerkezeti javításra szolgáló anyagok A nem szerkezeti javításra szolgáló anyagok a beton esztétikai és korrózió elleni védelmi helyreállítását szolgálják (úgynevezett betonkozmetikai anyagok), ezektől az anyagoktól teherbírás növekedést nem várunk el. A hivatkozott szabvány szerint (MSZ EN 1504-9) ezek az erősítő és javító anyagok három javítási elvben használhatók, s a javítási elveken belül a szabályozás megnevezi a javítási módot is: Javítási elv 3. elv [CR = Concrete restoration] Beton javítása 4. elv [SS = Structural strengthening] Szerkezeti megerősítés 7. elv [PR = Preserving or restoring passivity] A passzivitás megőrzése vagy helyreállítása Javítási mód 3.1. Kézi betonpótlás 3.2. Keresztmetszet-kiegészítés betonozással 3.3. Beton/habarcs lövése 4.4. Keresztmetszet-kiegészítés betonnal/habarccsal 7.1. Betontakarás növelése habarccsal/betonnal 7.2. Szennyezett beton cseréje A betonjavító és megerősítő anyagokkal szemben általánosságban az alábbi követelményeket támasztják: legyen megfelelő szilárdságú kloridmentes legyen megfelelően tapadjon mérsékelt legyen a zsugorodása ellenálljon a karbonátosodásnak legyen megfelelően hőálló rugalmassági modulusa legyen a javítandó szerkezetéhez hasonló járható felületek esetében legyen megfelelő a csúszási ellenállása hőtágulása legyen a javítandó szerkezetéhez hasonló vízfelvétele, illetve vízzárósága legyen megfelelő A javító és megerősítő habarcsokat az MSZ EN 1504-3 szabvány négy osztályba sorolja: az R1 és R2 osztályok a nem szerkezeti javításra szolgáló anyagok az R3 és R4 osztályok a szerkezeti megerősítésre is alkalmas anyagok 3/165
Az egyes anyagok minőségi jellemzőire vonatkozó követelményeket az alábbi tájékoztató táblázat tartalmazza (az MSZ EN 1504-3 szabvány 3. táblázata alapján, kivonat): 3. táblázat: Szerkezeti és nem szerkezeti javítóanyagok követelményei Nr Jellemző Vizsgálati mód Követelmény Szerkezeti Nem szerkezeti R4 osztály R3 osztály R2 osztály R1 osztály 1 Nyomószilárdság EN 12190 > 45 MPa > 25 MPa > 15 MPa > 10 MPa 2 Kloridion tartalom EN 1015-17 < 0,05 % < 0,05 % 3 Tapadás EN 1542 > 2,0 MPa > 1,5 MPa > 0,8 MPa [a] 4 Akadályoztatott zsugorodás / duzzadás, tapadás [b, c] EN 12617-4 > 2,0 MPa [d,e] > 1,5 MPa [d,e] > 0,8 MPa [d,e] nincs követelmény 5 Karbonátosodással EN 13295 d k < mint a nincs követelmény [g] szembeni ellenállás [f] referenciabeton 6 Rugalmassági modulus EN 13412 > 20 GPa > 15 GPa nincs követelmény 7 Fagyás-felengedés, 50 EN 13687-1 > 2,0 MPa > 1,5 MPa > 0,8 MPa ciklus után [f, h] [d,e] [d,e] [d,e] 8 Csapadékigénybevétel, 50 ciklus után [f,h] 9 Száraz-meleg váltakozó igénybevétel, 50 ciklus után [f,h] 10 Érdesség (csúszási ellenállás) 11 Hőtágulási együttható [c] EN 13687-2 > 2,0 MPa [d,e] EN 13687-4 > 2,0 MPa [d,e] > 1,5 MPa [d,e] > 1,5 MPa [d,e] EN 13036-4 I. osztály: > 40 nedvesen, II. osztály: > 40 szárazon, III. osztály > 55 nedvesen EN 1770 Nem szükséges, ha 7, 8 vagy 9 vizsgálatot elvégezték, egyébként a megadott érték > 0,8 MPa [a,d,e] > 0,8 MPa [a,d,e] nincs repedés vagy leválás [d,e] nincs repedés vagy leválás [d,e] nincs repedés vagy leválás [d,e] I. osztály: > 40 nedvesen, II. osztály: > 40 szárazon, III. osztály > 55 nedvesen Nem szükséges, ha 7, 8 vagy 9 vizsgálatot elvégezték, egyébként a megadott érték 12 Kapilláris vízfelvétel EN 13057 < 0,5 kg.m2.h 0,5 nincs követelmény a Ha anyagban történik a szakadás, a követelmény min. 0,5 MPa b A 3.3-as eljárásra nem szükséges c Nem szükséges, ha hőmérsékletváltozási vizsgálat történt d átlagérték, az egyedi nem lehet kisebb a követelmény 75 %-ánál e Megengedett max. átlagos repedéstágasság 0,05 mm, egyedi < 0,1 mm, leválás nélkül f A tartósság érdekében g Nem alkalmas karbonátosodás elleni védelemre, csak megfelelő bevonattal együtt h A módszert az igénybevétel szerint kell megválasztani. 4/165
A következőkben ismertetjük a legfontosabb szerkezeti és nem szerkezeti javítóanyagokat, de tervezésükre és technológiájukra nem térünk ki, azt más tantárgyban tárgyaljuk. 1.2.1 Szerkezeti megerősítésre szolgáló anyagok A szerkezeti megerősítésre szolgáló anyagokat, mely az MSZ EN 1504-3 szerinti R3 és R4 osztályba tartoznak, az alábbiak szerint ismertetjük. Ez a szempontrendszer már részben az alkalmazási területet, illetve a bedolgozási módot veszi figyelembe, de így tudjuk a leggyakrabban használt anyagfajtákat bemutatni. o hozzábetonozás Hozzábetonozás esetén biztosítani kell a régi és az új szerkezet együttdolgozását. Ezt részben az új betonréteg vasalásának rögzítésével lehet elérni. Ilyenkor gyakran alkalmaznak beragasztott tüskéket, melyhez az új vasalást rögzítik. Ugyancsak célszerű tapadóhidat használni, mely kötőanyagban dús, gyakran műanyaggal erősített viszonylag vékony (1-2 mm) réteg, melyet a régi betonra hordanak fel, hogy az új réteg kellően tapadjon a régihez. A régi szerkezet szabaddá vált betonacéljait meg kell tisztítani és korrózióvédelemmel kell ellátni. A korrózióvédelem és a tapadóhíd anyaga sokszor azonos, cementkötésű, műgyantával erősített, iszap állagú anyag. A hozzábetonozott erősítés betonja lehet hagyományos, lehet plasztifikáltfolyósított, lehet öntömörödő beton. Megfelelően kell megválasztani a beépítési módot és a megfelelő utókezelést, ezekkel később (más tárgyban), a technológiai részben foglalkozunk. o PCC habarcsok és betonok kézi felhordásra Ha nem nagy tömegű kiegészítésről van szó: a betonjavításra és megerősítésre legelterjedtebb rendszerek a műgyantával erősített, cementkötésű anyagok, a PCC rendszerek (PCC = Polimer Cement Concrete). A műgyanta ebben az esetben a cementtömegre számított néhány százalék (csak ritkán éri el a 10 %- ot), az alkalmazott műgyanta a leggyakrabban akrilát, ritkábban diszperziós epoxi (ez utóbbi jele ECC = Epoxi Cement Concret). A PCC habarcsok kezdetben két komponensből álltak: külön a porkeverék, mely tartalmazta a kötőanyagot (cementet), adalékanyagot, segédanyagokat és a folyékony műgyanta komponens. A két komponens összekeverésével és esetleg vízadagolással jól bedolgozható, kellően tapadó és jól elsimítható termék keletkezett. Ezekhez az anyagokhoz is célszerű tapadóhidat használni, sokszor saját anyagából lehet ezt a tapadóhidat előállítani kicsit magasabb műgyantatartalommal, hígabb keveréket előállítva. Itt is érvényes, hogy a régi szerkezet szabaddá vált betonacéljait meg kell tisztítani és korrózióvédelemmel kell ellátni. A korrózióvédelem és a tapadóhíd 5/165
anyaga sokszor azonos, cementkötésű, műgyantával erősített, iszap állagú anyag. A PCC habarcsok éppen a műgyantatartalom miatt kevésbé érzékenyek a megfelelő utókezelésre, de azt elhanyagolni nem lehet. Gyakori a kézi javítóanyagokban a száladagolás, általában műanyag szálakat (pl. polipropilén) használnak a repedésérzékenység csökkentésére, a hajlítóhúzó igénybevételek jobb felvétele érdekében. o PC habarcsok és betonok A megerősítés és javítás első anyagai a műgyanta kötőanyagú (PC = Polimer Concret) habarcsok és betonok voltak. A tisztán műgyanta kötőanyagú rendszerek (melyek kötőanyaga legtöbbször oldószermentes epoxigyanta, ritkábban metakrilát gyanta volt) kiválóan tapadtak ugyan, de eltérő rugalmassági, hőtágulási és zsugorodási tulajdonságaik miatt nem váltak be nagy tömegű javításokra. PC EP 1:7 = epoxigyanta kötőanyagú habarcs 1:7 arányban kvarchomokkal töltve A táblázat jól mutatja, hogy a hagyományos betonhoz (CC = Cement Concret) a PCC habarcsok-betonok jellemző tulajdonságaik alapján sokkal közelebb állnak, mint a tisztán műgyanta kötésű PC rendszerek. Ma a PC rendszereket csak indokolt esetben (vegyszerállósági követelmény, gyorsasági igény) használják javításra, erősítésre, s inkább csak kisebb (max. néhány cm-es) rétegvastagságban. Ezekkel a rendszerekkel igen vékony, mm alatti rétegek is készíthetők, az elsimíthatóságot üveggyöngy adagolással javítják, a gyantahabarcs folyósságát tixotropizáló szerekkel lehet korlátozni (megfelelő adagolással állékony habarcs is készíthető). A szabaddá vált betonacélokat megtisztítás után a rendszerhez tartozó oldószeres vagy oldószermentes, tiszta műgyanta kötőanyagú, korróziógátló pigmentet tartalmazó bevonattal kell ellátni, szükség esetén a bevonat felületét megkötés előtt száraz kvarchomokkal be kell hinteni, hogy a rákerülő habarcs kellően hozzá tudjon kötni. 6/165
o öntőhabarcsok Gyakori igény, hogy nehezen hozzáférhető helyekre, bonyolult formájú zsalukba kell javító-erősítő anyagot bedolgozni. Erre a célra az öntőhabarcsok, önthető betonok felelnek meg. Ezeknek az anyagoknak a szemszerkezete, finomrész mennyisége és adalékolása olyan, hogy az előzetesen megkevert anyagot a kellően zárt zsaluba be lehet önteni, az anyag kiszorítja a levegőt és a megfogandó szerkezetet légzárvány-mentesen körbeveszi. Ilyen habarcsokat használnak gépalap kiöntésekre, tüskerögzítésre, saruk és támaszok kiöntésére. Korábban PC, ma már gyakrabban PCC habarcsokat, betonokat használnak ilyen célra. Öntőhabarcsokat lehet használni formadarabok előállítására is, pl. műemlék épületek ornamentikájának helyreállításakor (párkányok, címerek, egyéb díszek utángyártására). o lövellt betonok A lövellt betonok, habarcsok szerkezet-megerősítésre ideális anyagok. Az alkalmazott technológia miatt a kezdeti fázisban a durva adalékanyag szemcsék visszapattannak a felületről, s a finomrész, mely kötőanyagban is dúsabb, nagy kinetikus energiával csapódik a felületre, s mélyen bedolgozza magát a pórusokba. Ezért ilyenkor legtöbbször el is lehet tekinteni a tapadóhíd alkalmazásától. A felhordandó rétegvastagságtól függően kell az anyagösszetételt megválasztani, minél vastagabb a tervezett réteg, annál durvább szemcséjű anyagot kell alkalmazni. Megerősítéses javításra leggyakrabban a 8 mm-es maximális szemnagyságú anyagokat használják. Ha a lövellt beton réteg nem biztosít elegendő betonfedést, akkor a szabaddá vált betonacélokat korrózióvédelemmel kell ellátni. Lövellt beton alá nem célszerű cementes korrózióvédelmet alkalmazni, mert nagy energiával érkező szemcsés beton a védőanyagot az acélfelüeltről lekoptatja. Ilyen esetben tiszta műgyantás korrózióvédelmet célszerű használni, homokhintéssel. Szükség esetén a lövellt betonokba szálas erősítő anyagot is lehet adalékolni (fémszál, műanyagszál). 1.2.2 Betonjavításra, betonkozmetikára alkalmas anyagok Ahol a betonjavító anyagokkal szemben statikai igény nem merül fel, ott lehet használni az MSZ EN 1504-3 szerinti R1 és R2 osztályú habarcsokat, betonokat. Ezeknek az anyagoknak a rövid jellemzését elsősorban az alkalmazási területük szerint célszerű megtenni. 7/165
o PCC habarcsok és betonok kézi felhordásra Feltételezhetjük, hogy ha nincs szükség statikai megerősítésre, akkor a pótlandó beton rétegvastagsága sem haladja általában a szokásos betontakarás mértékét. A szabaddá vált betonacélokat ebben az esetben is meg kell tisztítani és cementes-műgyantás korrózióvédelemmel kell ellátni a javítás tartóssága érdekében. A betonkozmetikai célú PCC habarcsok és betonok tulajdonságai hasonlítanak a szerkezeti megerősítésre is használható anyagokéhoz, de egyes műszaki jellemzőik gyengébbek, de ezáltal ezeknek a termékeknek az ára is kedvezőbb. o simítóhabarcsok A durva, több cm-es javításokat követően gyakran igény, hogy esztétikus felületet alakítsanak ki, melyen a javítások nyoma nem látszik. Ilyen esetekben alkalmazzák a simítóhabarcsokat, melyek maximális szemnagysága általában 1 mm alatt marad, a felületre felhordva és elsimítva egyenletes, sima felületet kapunk. Simítóhabarcsokat használnak akkor is, ha a javított felületen valamilyen struktúrát kívánnak létrehozni, például imitálni akarják javítás után a régi, deszkával zsaluzott felület megjelenését. o glettek A glettek igen finom töltőanyagú habarcsok, melyek maximális szemnagysága sokszor 0,1 mm alatti. A habarccsal, simítóhabarccsal javított felületek érdesek, s ha ezekre bevonatot tervezünk, akkor célszerű a felületet festés előtt átglettelni. A glettréteg kitölti a felület érdességét, az esetleges kisebb egyenetlenségeket eltünteti, a bevonatolandó felület teljesen simává válhat. Az esztétikai eredményen túl a festékfelhasználásban is jelentkezik előny: a sima felületen a festékekből kisebb anyagfelhasználással lehet jól fedő, egyenletes réteget kialakítani. Mivel a glett magas töltőanyagtartalma miatt olcsóbb, minta a festék, a gazdasági előny egyértelmű. Hivatkozások Balázs, Gy.: Beton és Vasbeton I. Schröder, M.: Schutz und Instandsetzung von Stahlbeton Kovács, L.: Műanyag zsebkönyv Weber, H.: Stahlbeton, Schutz und Instandsetzung Balázs Gy.: Beton- és vasbeton szerkezetek védelme, javítása és megerősítése I., II. MSZ EN 1504-3: Termékek és rendszerek a betonszerkezetek védelmére és javítására, 3.rész: Szerkezeti és nem szerkezeti javítás ÚT 2-2.202 [e-út 07.04.13] Közúti hidak korrózióvédelme 2. Kész betonszerkezetek 8/165
2. Vékony és vastag bevonatok anyagai (Dr. Seidl Ágoston) 2.1 Bevezetés Az emberiséggel szinte egyidejű a különféle felületek dekorálása, gondoljunk csak a barlangrajzokra, a gazdagabb emberek házainak, kastélyainak külső-belső festésére, a templomok freskóira stb. A mai világban a dekoráció mellett elsősorban a szerkezetek védelmére használják a különféle bevonatokat, festéseket. Erre a növekvő légszennyezés, a forgalomhoz közel lévő szerkezetek esetében a felcsapódó nedvesség, olvasztósó káros hatása, ipari szerkezetek esetében a vegyi terhelés miatt van szükség. Sok esetben festéssel oldják meg a jelzési feladatokat: magas építmények légügyi jelzése (pl. kémények vörös-fehér színezése), balesetveszélyes helyek figyelemfelhívó jelzése (pl. alacsony szerkezetek fekete-sárga sávozása), forgalomirányítás színekkel (pl. kerékpárutak piros felülete) stb. Összefoglalva: a bevonatok készítésének célja: esztétikai célú védelmi célú jelzés célú. 2.2 Az anyagokkal, rendszerekkel szemben támasztott általános követelmények A megfelelő bevonóanyag, bevonatrendszer megválasztásához ismerni kell az igényeket, követelményeket, amiket az elkészítendő bevonattal szemben támasztunk. Az anyagokkal, illetve bevonatrendszerekkel szemben támasztott követelményszempontok igen sokrétűek, s a tervezett alkalmazás határozza meg, melyek szerepelnek majd a követelményrendszerben. A bevonatok legfontosabb követelményszempontjai a következők (különleges alkalmazások esetén egyedi követelményeket is megfogalmaznak): tapadás vízfelvétel, kapilláris vízfelszívás, vízáteresztőképesség lineáris zsugorodás hőtágulásai együttható széndioxid-diffúziós ellenállás kloridok behatolásával szembeni ellenállóképesség száradás, átvonhatóság páraáteresztő képesség nyomószilárdság keménység, rugalmasság koptatással szembeni ellenálló-képesség fagyás-olvadással szembeni ellenálló-képesség időjárás-állóság (csapadék, napfény) hőhatással szembeni ellenálló-képesség vegyi hatással szembeni ellenálló-képesség repedésáthidaló képesség tűzállóság érdesség, csúszásgátló hatás behatolásai mélység 9/165
A különleges követelmények is nagyon sokfélék lehetnek, ilyenek pl. a színtartóság, sugárállóság, dekontaminálhatóság, antigraffiti tulajdonság, antisztatikus-vezetőképes tulajdonság stb. Az egyes anyagok betervezése, alkalmazása előtt feltétlenül célszerű tanulmányozni az anyagra, illetve rendszerre vonatkozó műszaki ismertetőt, az anyag műszaki jellemzőit az anyag, illetve rendszer vizsgálati jegyzőkönyveit az egyes anyagokra vonatkozó biztonságtechnikai adatlapokat a gyártó javaslatait és/vagy utasításait. 2.3 A főbb bevonat-típusok A bevonatok, bevonóanyagok, bevonatrendszerek sok szempont alapján csoportosíthatóak. Ebben az anyagban a csoportosítás fő szempontjaként elfogadjuk a betonszerkezetek védelmére és javítására vonatkozó szabvány (MSZ EN 1504-2 Termékek és rendszerek a betonszerkezetek védelmére és javítására, Felületvédő anyagok) felosztását, mely szerint a főbb bevonóanyag-típusok az alábbiak: Hidrofóbizáló anyagok Impregnáló anyagok Bevonatok anyagai 2.3.1 Hidrofóbizáló anyagok Olyan anyagok, melyekkel az általában szívóképes építőanyag (beton, természetes kő, vakolat, tégla stb.) felületét kezelve azt víztaszítóvá, vízlepergetővé lehet tenni. A hidrofóbizáló anyagok az építőanyagba beszívódva a pórusok felületét vonják be, de a pórusokat nem tömítik el, ezek az anyagok a felületen nem képeznek filmet. A hidrofóbizált építőanyag felülete nem, vagy csak csekély mértékben változik meg (pl. színe kissé elmélyülhet, érettebb megjelenésű lehet). A hidrofóbizáló anyagok felfröccsenő víz vagy csapóeső ellen hatásosak, tartósan víz alatt lévő, víznyomásnak kitett szerkezetek védelmére nem. A hidrofóbizáló anyagok mivel nem képeznek réteget a felületen páraáteresztőek és gázáteresztőek. Hidrofóbizáló impergnálás magyarázó ábra. A hidrofóbizáló anyag nem képez filmréteget, a pórusokat nyitva hagyja, csak a pórusok felületén képez igen vékony, molekuláris vastagságú réteget 10/165
A hidrofóbiált felület vízlepergető, a hidrofóbizálás a kapilláris vízfelvételt akadályozza. 2.3.2 Impregnáló anyagok Az impregnáló anyagok a porózus építőanyagra felhordva annak pórusaiba beszívódnak, a pórusokat részben vagy egészében telítik, s az építőanyag felületén egyenetlen megjelenésű és rétegvastagságú, nem feltétlenül folytonos filmet képeznek. Impregnálás magyarázó ábra. Az impregnálás a pórusok egy részét vagy egészét eltömíti, az impregnáló anyag a pórusokba beszívódik, de a felületen filmszerű réteget nem képez. Példa egy pórustelítő műgyantás impregnálásra: az oldószermentes műgyanta impregnáló anyagot hengerrel hordják fel a felületre, majd gumilehúzóval nullára lehúzzák, hogy ne keletkezzen filmréteg. 11/165
2.3.2.1 Az ásványi alapú impregnáló anyagok Az anyagok jellemzése: vízben oldódó és/vagy szuszpendálható szervetlen, ásványi anyagok, melyeket a hordozó víz bejuttat a pórusokba, s ott az anyagok kikristályosodnak (ideális esetben irreverzibilis módon), ezáltal a pórusokat eltömítik, s a felületközeli rétegeket tömöttebbé, a nedvességgel szemben jobban záróvá teszik. Páraáteresztő és gázáteresztő képességük a pórusok telítése miatt csökken, ennek mértékét a tervezéskor figyelembe kell venni. Az eljárás: porózus vagy nem megfelelő szilárdságú felület felszín felőli átitatása ásványi alapanyagú impregnálószerrel. Alkalmazási terület: Porózus betonszerkezetek esetében, ahol a pórusok eltömítése szervetlen anyaggal kívánatos (pl. a vízzáróság növelésére). Ezeket az impregnáló szerkezet megnyugodott szerkezetek esetében célszerű használni (nincs már zsugorodás, nincs dinamikai igénybevétel stb.). Húzásnak kitett vagy dinamikusan igénybe vett szerkezetek esetében, ahol repedésmegnyílással kell számolni, a rideg kristályszerkezetek tömítő hatása nem érvényesül, alkalmazása nem javasolt. 2.3.2.2 A műgyanta alapú impregnáló anyagok Az anyagok jellemzése: a műgyanta alapú impregnáló anyagok lehetnek: o vizes diszperziós vagy emulziós műgyanták, pl. egykomponenses vizes diszperziós akrilátgyanták kétkomponenses vizes emulziós epoxigyanták o oldószermentes vagy oldószeres (gyakrabban oldószerszegény) kétkomponenses reaktív polimerek, leggyakrabban pl. epoxigyanták poliuretán gyanták ritkábban speciális műgyanták, mint pl. metakrilát, vinilészter, poliurea stb. gyanták (ezeket fokozott vegyszerállóság vagy más különleges követelmények esetében használják) Páraáteresztő és gázáteresztő képességük a pórusok telítése miatt csökken, ennek mértékét a tervezéskor figyelembe kell venni. Az eljárás: porózus vagy nem megfelelő szilárdságú felület felszín felőli átitatása diszperziós, oldószeres vagy oldószermentes polimerrel, vagy helyben térhálósodó monomerrel. Alkalmazási terület: Régi betonszerkezetek esetében, ahol a károsodott felső rétegek visszabontása után a beton nem kellő szilárdságú, de további bontásnak nincsen értelme (statikai vagy gazdaságossági okokból), a porózus betonszerkezetbe pótlólagos kötőanyagot lehet ezzel a módszerrel juttatni. Így a beton szilárdságát bizonyos mélységig fel lehet javítani pl. hogy az impregnált réteg egy hozzábetonozandó új réteg számára átmenetet, tapadási biztonságot jelentsen. Általában a monomeres, a vizes emulziós/diszperziós és oldószeres rendszerek nagyobb behatolási mélységet érnek el, mint a tiszta, oldószermentes polimerek. 12/165
2.3.2.3 Az inhibitor hatású impregnáló anyagok Az anyagok jellemzése: az inhibitor kifejezés jelentése: olyan anyag, mely egy korróziónak kitett szerkezeti anyaggal érintkezésbe hozva, azon a korróziósebességet jelentősen, akár a nulla közeli állapotra csökkenti. Az eljárás: porózus, korróziós veszélynek kitett vasbeton szerkezet felületének felszín felőli átitatása inhibitor hatású oldattal, mely az acélbetétekig hatolva a betonacélokon zajló korróziós folyamatokat jelentősen lelassítja Alkalmazási terület: Betonszerkezetekben, melyek korábbi átázás, nagyobb korróziós igénybevétel vagy speciális szerkezeti kialakítás miatt korróziós szempontból veszélyeztetettebbek vagy korábban igazoltan nagyobb korróziós igénybevételnek voltak kitéve, a betonacélokat utólagos inhibitoros kezeléssel lehet védeni. Az inhibitor oldat a beton pórusain keresztül jut el az acélbetétekig, ezért lényeges, hogy megfelelő hatóidővel, behatolásai mélységgel és eluálódás (kimosódás) elleni védelemmel rendelkezzen. Ez a védelem lehet például az inhibitoros kezelést követő bevonóanyag felhordása. 2.3.2.4 Az impregnáló anyagok kombinálhatósága Az impregnáló anyagokat gyakran kombinálják, azaz az anyaggyártók egy termékben egyesítenek többféle impregnáló anyagot. Ilyenek például az inhibeáló, de ugyanakkor hidrofóbizáló hatású anyagok. 2.4 Bevonatok anyagai A bevonóanyagok az építőanyag felületén kellően megtapadva réteget képeznek. Ennek a rétegnek folytonosnak és zártnak kell lennie, lyukak, pórusok, hólyagok nem lehetnek rajta. Az alkalmazási területtől és a megfogalmazott követelményektől függően a kialakult réteg (film) vastagsága leggyakrabban 0,1 mm és 5 mm közötti. Vastagabb réteg is kialakítható, azonban ez már inkább a burkolatok tárgykörébe tartozik (de éles határvonal a bevonat és a burkolat között nincsen). Bevonat magyarázó ábra. Az alapozóréteg kitölti a pórusokat, a bevonat pedig a felületen filmréteget képez. A bevonatok kötőanyaga a korábban elterjedten használt oldószeres rendszerek felől az oldószerszegény, oldószermentes, illetve egyre inkább a vizes diszperziós-emulziós rendszerek felé mozdul el. 13/165
az oldószeres rendszerekben az oldószertartalom (VOC = Volatile Organic Compound = illékony szerves tartalom) gyakran az 50 %-ot is meghaladja, ezzel terhelve a környezetet. az oldószerszegény rendszerekben (LE = Low Emission = alacsony kibocsátású, vagy UHS = Ultra High Solid = különösen magas szárazanyagtartalmú) jelentősen kevesebb az oldószer, gyakran csak 10-20 % oldószermentes rendszereknek nevezzük azokat a legtöbbször kétkomponenses, reaktív műgyanta kötőanyagú anyagokból felépülő rendszereket, melyekben gyakorlatilag nincs oldószer (vagy legfeljebb 1%-os nagyságrendben). a vizes diszperziós vagy emulziós rendszerekben a festékanyag szerves kötőanyaga megfelelő segédanyagok segítségével apró cseppekben vízben eloszlatva található meg, a felületre felhordva a víz elpárolog, a cseppek összefolynak és filmet képeznek. Ilyen módon egy- és kétkomponenses rendszerek is kialakíthatók. a vizes rendszerek egy különleges fajtája a cementtartalmú bevonatok, ebben az esetben a vizes műanyag diszperzióhoz cementtartalmú porkomponenst kell keverni felhordás előtt, így műgyanta erősítésű, cementkötésű réteg jön létre. 2.4.1 Vékony bevonatok anyagai Vékony bevonatnak általában a kb. 300 μm-ig terjedő rétegvastagságú bevonatokat nevezzük. Triviális nevükön ezek a festékek. De ide sorolhatók a korrózióvédelmi céllal felhordott fémbevonatok is. 2.4.1.1 A festékanyagok ismertetése A festékanyagok összetevői, jellemzői A festékanyagok legfontosabb alkotóeleme a kötőanyag, más néven filmképző anyag. Ennek feladata a festékben lévő többi anyag beágyazása és a felületen tartása. Ugyancsak fontos alkotórésze a festéknek a pigment vagy színezőanyag. A pigmentek finom eloszlású, általában színes anyagok, ezek biztosítják a festékek színező- és fedőképességét. A pigmentek között vannak olyanok, melyeknek korrózióvédő hatása van. Ezt vagy a pigment lemezes alakjával érik el, így a korrozív anyagok nehezebben jutnak a felületre, vagy a pigment anyaga maga is elektrokémiai korrózióvédő hatású. A leggyakoribb kötőanyagok Régebben elterjedtek voltak a levegőn száradó olaj alapú kötőanyagok (pl. lenolaj), ezeket azonban mára felváltották a szintetikus műanyag kötőanyagok. Ilyenek az o alkidgyanták, melyek viszonylag gyorsan száradó, nem különösebben vegyszerálló kötőanyagok. o nitrocellulóz, mely oldószerben (pl. alkoholban) oldott cellulóznitrát kötőanyag. Igen gyorsan szárad, jól színezhető, benzinnek, olajnak jól ellenáll, gyakran használják a gépjárműiparban o klórkaucsuk, mely igen jó időjárásállósággal és vegyszerállósággal tűnik ki. A nagy molekulákból álló klórkaucsukot sok oldószerrel kell keverni felhasználhatósága érdekében, ez korlátozza alkalmazását. 14/165
o vinilpolimerek, melyek kezdetben polivinilacetát alapú kötőanyagokat jelentettek, de ma már ezeket felváltotta a sokkal jobb vegyi tulajdonságokkal rendelkező akrilát kötőanyag. Az akrilátok rugalmasak, időjárásállóak és viszonylag könnyen előállíthatók vizes diszperziós formában, ami felhasználási és környezetvédelmi előnyt jelent. o epoxigyanták, melyek kétkomponenses rendszerek, jó vegyszerállósággal, jó kopásállósággal rendelkeznek. Ultraibolya fény (napfény) hatására kissé sárgulnak, ezért inkább alapozó és közbenső rétegek kötőanyagaként használják. o poliuretánok, melyeknek jó a vegyszerállósága és kültérben is használhatók. Jól színezhetők, kellően rugalmasak, ezért gyakran fedőrétegként használják. Bevonatrendszerek anyagai fémfelületre (acél, nemvasfém) A fémfelületek bevonóanyagait mindig rendszerben használják. Leggyakrabban acélfelületek védelme a feladat. A fémek védelmére használatos bevonatrendszerek jellemző rétegfelépítése: o alapozó, mely a lehető legjobban megtisztított fémfelületre kerül. Az alapozófesték anyagában általában korróziógátló pigment található. o Ez a pigment lehet úgynevezett aktív pigment, amely a bevonat sérülése esetén elektronegativitása miatt előbb oldódik (korrodál), mint az alapfém (mely legtöbbször acél). Ilyen aktív pigmentek a cink (Zn) (magyarul horgany) és az alumínium (Al). o Standard elektródpotenciálok a vasra, a cinkre és az alumíniumra: o Fe = - 0,44 V Zn = - 0,76 V Al = - 1,66 V o Ha ezek a fémek érintkeznek egymással és elektromosan vezető közeg is van jelen (korrozív közeg), akkor az elektronegatívabb (amelynek standard potenciálja negatívabb) fog oldódni. Ezen alapul a cinkporos vagy alumínium pigmentált alapozók védő hatása. o Az alapozóban lévő pigment lehet lemezes (pl. csillám), ekkor fizikai gátja van a korrozív hatásnak. Ezek az alapozók az úgynevezett barrier-elven működnek: megnehezítik a káros anyagok felületre jutását. o Más korrózió ellen hatásos pigmenteket is lehet alkalmazni az alapozókban, régebben ólmot (ólommínium), kromátokat (cinkkromát) használtak (de a nehézfém tartalom miatt ezeket kivonták a forgalomból), ma leginkább foszfátokat (pl. cink-foszfát) használnak eredményesen az alapozókban. o közbenső réteg, mely a bevonatrendszer vastagságának növelését szolgálja elsősorban. Szükség esetén több rétegben is felhordható, hogy a tervezett rétegvastagságot el lehessen érni. o fedőbevonat, melynek anyaga ellen kell álljon a környezeti hatásoknak (pl. vegyi igénybevétel, napfény, csapadék stb.). 15/165
Nemvasfémek esetén (alumínium, réz stb.) megfelelő alapozót kell használni, pl. alumínium felületekre úgynevezett könnyűfém alapozót. A fémfelületekre felépített bevonatrendszerek közepes igénybevétel és élettartam esetén 3-4 rétegben kb. 240 μm száraz rétegvastagságúak, nagyobb igénybevétel és hosszabb élettartam esetén 4-5 rétegben kb. 320 μm száraz rétegvastagságot terveznek. Bevonatrendszerek anyagai vakolt vagy beton felületre A porózus építőanyagok bevonóanyagainak kiválasztásánál, az alkalmazandó rendszer összeállításakor figyelembe kell venni, hogy a beton, a vakolat, a tégla és hasonló anyagok pórusai erősen szívóképesek. Ezért bevonatok készítése előtt a pórusok telítése vagy szívóképességük csökkentése szükséges. Alapozás A porózus alapfelületek alapozását vagy külön alapozóval végzik, mely általában töltetlen, pigmentálatlan híg kötőanyag oldat. Ez a kis viszkozitású oldat mélyen behatol a pórusokba (mélyalapozónak is nevezik), a felületi réteget kissé meg is erősíti. Alapozni lehet még magával a bevonóanyaggal is, ekkor azt erősebben hígítják (általában 10-20 % oldószerrel). Az alapozók ma már szinte minden esetben vizes rendszerek, tehát oldószerük víz. Csak nagyon indokolt esetben használnak szerves oldószert. Bevonat A porózus építőanyagok bevonóanyagai ma már túlnyomó részt vizes diszperziós akrilátfestékek. Ezeknek az anyagoknak jó az időjárásállósága, lélegzőképesek (kicsi a páradiffúzióval szembeni ellenállásuk), széndioxiddal szemben záróképesek (ez főleg a betonszerkezetek karbonátosodás elleni védelme miatt fontos). Ritkábban használják (főleg műemléki vagy kiemelt fontosságú épületeken) a szilikongyanta kötőanyagú bevonóanyagokat, melyek az akrilát rendszerek jó tulajdonságain túl vízlepergető, öntisztuló hatásúak (de jelentősen drágábbak). Fafelületekre alkalmas bevonatrendszerek anyagai A fa szerves anyag, rostokból épül fel, száraz állapotában fajtájától függően erősebben vagy gyengébben szívóképes. Éppen szerves anyag volta miatt táplálékul szolgál rovaroknak, gombáknak. A már nem élő faanyagot az időjárási hatások (csapadék, napfény) károsítják. A faanyagokra használt bevonóanyagoknak tehát az alábbi céloknak kell megfelelniük: a faanyag védelme az időjárási hatásoktól a faanyag védelme a rovaroktól és gombáktól esztétikai hatás 16/165
A faanyagok bevonatait két csoportra oszthatjuk: réteget nem képező, vagy igen vékony rétegű bevonatok (lazúrok) A lazúrok kötőanyagot, oldószert (mely lehet szerves oldószer vagy víz), pigmenteket (színezőanyagokat), gomba- és rovarölő adalékokat és más segédanyagokat tartalmazó anyagok. A kellően megtisztított fára felhordva az oldószerben oldott gomba- és rovarölő adalékok beszívódnak a fába, a pigmentek pedig a fa rostjai közé ékelődnek be. Gyakran használnak külön pigmentálatlan, gomba- és rovarölő adalékokkal ellátott alapozót, mely hígabb, jobb behatoló képességű, s külön pigmentált fedőbevonó anyagot. Az oldószer elpárolgása után a kötőanyag a lazúrok alkotóit a felületen rögzíti. A napfénnyel szemben a sötét pigmentek a hatásosak. A színtelen lazúrozás ugyan megtartja (sőt gyakran kiemeli) a fa jellegzetes textúráját, a pigment nélküli kötőanyagok az UV sugárzással szemben csak korlátozottabban védenek. réteget képező bevonóanyagok (festékek) A réteget képező bevonóanyagok egyik fajtája a lakk, mely színtelen, transzpares, fényes vagy selyemfényű-matt felületet alkot. A pigmentek hiánya miatt elsősorban beltéren célszerű a használatuk. A kötőanyag elöregedését követően nehézkes a felújításuk, a repedezett, töredezett lakkréteg csak jelentős munkával távolítható el. A színezett, fa felületre is felhordható festékek általában külön alapozóréteget és külön fedőréteget kívánnak meg. Az alapozó hígabb (kisebb viszkozitású), kisebb mértékben pigmentált anyag, mely a fa rostjai közé jobban beszívódik és a fedőbevonat jobb tapadását biztosítja. A fedőbevonat a megkívánt esztétikai hatásnak megfelelően fényes-selyemfényű-matt megjelenésű, pigmentekkel és töltőanyagokkal dúsított festékanyag. Korábban szinte kizárólag oldószeres festékek voltak alkalmasak fafelületek bevonatolására, a kötőanyagok fejlődése a vizes festékek megjelenését is lehetővé tette. Antigraffiti bevonatok anyagai A világon eluralkodó szabadosság hozta magával az építmények összefirkálásának divatját. Ezek a firkálmányok, graffitik, ragasztmányok csak nagyon elenyésző esetben művésziek, leggyakrabban egy furcsán értelmezett önkifejezés, önmegjelenítés nyomai. Épületeinket azonban nemcsak csúfítja, hanem sokszor károsítja is, eltávolításuk tetemes költséggel jár. A graffitik könnyebb eltávolíthatósága érdekében dolgozták ki az antigraffiti bevonóanyagokat. Az antigraffiti anyagok három csoportba sorolhatók: időleges védelmet adó anyagok Időleges védelmet az úgynevezett áldozati rétegek adnak, melyek viasz vagy paraffin alapú anyagok, melyeket oldószeres oldatban, vagy vizes diszperzióban hordanak fel a felületre. A kialakuló viaszos réteg elszennyeződése esetén a réteg forró vízzel vagy gőzzel a szennyeződéssel együtt eltávolítható. A védőréteget azonnal pótolni kell. 17/165
félállandó védelmet adó anyagok A félállandó védőanyagok két fő fajtája ismeretes. Az egyrétegű rendszer olyan anyagból áll, mely a felületre felhordva réteget képez, s ezt elszennyezése esetén megfelelő oldószerrel néhány alkalommal (5-10 alkalommal) le lehet tisztítani. Ezt követően azonban a réteget fel kell újítani, mert az oldószeres tisztítás minden alkalommal fogyasztja a védőréteget is. A kétrétegű rendszer egy tartósabb alaprétegből és egy rá felépített vékony áldozati rétegből áll. Elszennyezése esetén csak a vékony áldozati réteget kell eltávolítani és felújítani. állandó védelmet adó anyagok Az állandó védelmet adó antigraffiti rendszerek anyaga tartósan vegyszerálló műgyanta réteg, melyről a ráhordott szennyezés több cikluson keresztül megfelelő tisztítószerekkel (általában szerves oldószerekkel) eltávolítható. Az állandóságnak is van azonban határa, kb. 20 ciklus után ezek a rendszerek is felújítandók. Az antigraffiti rendszereket sokféle alapfelületre használják. Az anyagokkal szemben támasztott követelmények általában az alábbiak: a szennyezés könnyű eltávolíthatósága a tisztítás károsító hatása legyen csekély (oldószerterhelés) a védőréteg színváltoztató hatása ne legyen jelentős a védőréteg fényességváltoztató hatása ne legyen jelentős a védőréteg elszennyeződési hajlama ne fokozódjon 2.4.1.2 A fémbevonatok anyagai A fémbevonatok a védőbevonatok különleges területe, ezek alkalmazását elektrokémiai viselkedésük indokolja: a védőbevonat sérülése esetén a fémtartalmú bevonat kezd oldódni, nem az acél alapfém korrodálni. Itt csak az acélfelületre felhordott fém anyagú védőbevonatokat tárgyaljuk, azon belül is az építőiparban leggyakrabban használt fajtákat (nem tárgya jelen jegyzetnek pl. a galvanizálás). nagy fémtartalmú festékek A nagy fémtartalmú festékekről az előző fejezetben, a festékanyagoknál tettünk említést. A nagy fémtartalom legalább 80 % feletti cink pigmenttartalmat jelent. horganyzás Horganyzáskor a kellően megtisztított acél szerkezeti elemeket olvadt horgany (cink) fürdőbe mártják. Az így kialakuló horganybevonat folytonos, vastagsága (az acélszerkezet vastagságától függően) 50 100 μm közötti. Horganyzással leggyakrabban szerelt acélszerkezeteket védenek, pl. korlátelemeket, védőhálókat, szalagkorlátot, rögzítőelemeket stb. Szükség esetén (ha nagy a korróziós igénybevétel), akkor a horganyzott felületű acélszerkezeteket is el lehet látni további bevonóanyag rétegekkel, az ilyen bevonatrendszereket duplex bevonatoknak nevezik. Természetesen ügyelni kell arra, hogy a bevonatok alkalmasak legyenek nemvasfém felület bevonására. 18/165
szórt fém bevonatok Viszonylag ritkán, szinte kizárólag műhelykörülmények között készítenek szórt fém bevonatot. Ebben az eljárásban a fémet (cink vagy alumínium huzalt) acetilén-oxigén lángban megolvasztják és a kellően megtisztított felületre szórják. Az olvadt fémcseppek a hideg fémfelületen megdermednek és folytonos réteget képeznek. A szórt fém bevonatokat azok viszonylag nagy porozitása miatt gyakran átvonják további bevonóanyag rétegekkel. 2.4.2 Vastag bevonatok anyagai Éles határ nincs a vékony és a vastag bevonat között, vastagbevonatnak a legalább 500 μm, de inkább 1 mm feletti rétegvastagságú rendszereket nevezzük. A vastagbevonatok is sok szempont szerint csoportosíthatók (kötőanyag, keménység, repedésáthidaló képesség stb.), jelen anyagban az alkalmazási terület szerinti felosztás tűnt a legcélravezetőbbnek. Így tárgyaljuk a falbevonatok, a padlóbevonatok és a különleges vastagbevonatok csoportját. 2.4.2.1 Falbevonatok vagy más szerkezeti elemek vastagbevonatának anyagai Építményeink falszerkezeteire vagy más szerkezeti elemeire akkor készülnek vastagbevonatok, amikor a várható igénybevétel a szokásostól jelentősen eltér. rendszeresen nedvességnek és/vagy vegyi hatásnak kitett szerkezetek bevonata Ha egy szerkezetei elemet rendszeresen nedvesség, csapadék, üzemi víz ér, s ez a hatás kombinálódik vegyi terheléssel is, akkor célszerű megfelelő ellenállóképességű vastagbevonatot alkalmazni. Ilyenek lehetnek a reaktív műgyanta kötőanyagú bevonatok (pl. epoxi, poliuretán kötőanyaggal). A szokásos rétegrend: alapozó, szükség esetén repedésáthidaló közbenső, fedőréteg. Ilyen bevonatok készülnek hídszerkezeteken, élelmiszeripari létesítmények falain. Külön követelményként jelenik meg kültérben az UV állóság, élelmiszeripari üzemekben a könnyű tisztíthatóság, penészállóság, élelmiszeripari alkalmasság. Az ilyen bevonatok szokásos vastagsága 500 2500 μm, víz, pára és gázzáróak, gyakran kemények vagy szívósan rugalmasak. Mélyépítési szerkezetek esetében gyakran használják a műanyaggal (általában akrilátdiszperzióval) erősített cementkötésű vastagbevonatokat. Ezek kb. 2 mm vastagságú, képlékenyen rugalmas (plasztoelasztikus) rétegek, jelentős repedésáthidaló képességgel. Előszeretettel alkalmazzák betonszerkezetek védelmére, mert vízzáróak, páraáteresztők és széndioxiddal szemben is záróképesek. egészségügyi létesítmények falbevonata Az egészségügyi létesítmények bevonóanyagai azért érdemelnek külön említést, mert különleges követelményrendszernek kell megfelelniük. A bevonat legyen lélegzőképes, mosható, fungicid és baktericid (gomba és baktérimellenes), mechanikai igénybevételnek ellenálló, esztétikus. A 19/165
különleges követelményeket erre a célra kifejlesztett kórházi bevonatokkal oldják meg: megfelelő alapozásra a követelményeknek megfelelő bevonóanyag réteg kerül, ebbe üvegszövet erősítő hálót ágyaznak, majd további festékrétegekkel a felületet folytonossá teszik. Az így kialakuló felület enyhén strukturált, az üvegszövet erősítés miatt mechanikailag ellenálló, mosható (közepes erősségű mechanikai tisztítást is elvisel. dekontaminálható falbevonatok A nukleáris létesítmények (atomerőmű, izotóplaborok stb.) falbevonatainak olyan teljesen zárt felületű műgyanta bevonatoknak kell lenniük, melyekről az oda esetlegesen felrakódott radioaktív szennyeződés maradéktalanul eltávolítható legyen. Értelemszerűen magának a bevonóanyagnak is megfelelően ellenállóképesnek kell lennie a radioaktív sugárzással szemben. Ezek az anyagok általában igen sűrű térhálójú epoxigyanták. Szokásos rétegrendjük: alapozás, majd 1-2 réteg dekontaminálható bevonat, 500 1500 μm rétegvastsgágban. 2.4.2.2 Padlóbevonatok anyagai A padlóbevonatokkal szemben az elsődleges igények a megfelelő szilárdság és kopásállóság. De számos más igénypont is felmerülhet a széles alkalmazási területen: belső térben a dekorativitás, bizonyos rugalmasság a járási komfort érdekében, extrém hidegállóság pl. hűtőházakban stb. A padlóbevonatok anyagait jellemző alkalmazási területek szerinti csoportosításban tárgyaljuk. o simított és önterülő padlók Vannak esetek, amikor a padló simasága, egyenletessége, vízszintessége alapvető követelmény, pl. automata kiszolgálású magasraktárak esetében, de ugyancsak szép sima felületet követelnek meg egy irodában, egy irodaház vagy gyár előcsarnokában. A kellően sima felületet vastagbevonatokkal is el lehet érni, ezek az anyagok ilyenkor könnyen elsimíthatók (kézzel vagy tárcsás simítóval), vagy önterülő tulajdonságúak: a megfelelő vastagságban (általában legalább 2 mm-ben) felhordott töltött műgyanta elterül, a húzási nyomok megszűnnek s tükörsima felületet eredményez. Jellemző kötőanyagrendszerek az epoxi, a poliuretán, a metakrilát. o kopásálló ipari padlók Gyárakban, műhelyekben gyakori a fokozott kopásállósági igény. Ahol koptató hatású hulladék kerülhet a földre, ahol targonca vagy kézikocsi forgalom van, ott a padló igénybevétele fokozott. Az ilyen célra készülő vastagbevonatokat még a kvarchomoknál is keményebb töltőanyagszemcsékkel (pl. korund, krómérc-salak) teszik még ellenállóképesebbé. Ilyen esetekben különösen fontos a terhelés és az anyag megválasztásának az összehangolása: milyen terheket, milyen eszközökkel mozgatnak (pl. nem javasolt a fémkerekű békák, kézikocsik használata, mert azok szinte pontszerű terhelése különösen nagy igénybevételt jelent). o élelmiszeripari padlók Élelmiszeripari üzemekben (pl. konzervgyár, italfeldolgozók, húsüzemek, tejüzemek stb.) létesítendő padlók esetében a várható vegyi hatásokat komolyan 20/165
figyelembe kell venni. A szerves savak (gyülmölcssavak, tejsav) igen agresszív hatást jelentenek. Ehhez járul a rendszeres vizes igénybevétel részint üzem közben, részint a rendszeres takarítás miatt. A takarítószerek (felületaktív anyagok, mosószerek, detergensek) és fertőtlenítőszerek is komoly vegyi igénybeételt jelentenek. Szinte minden esetben igény a csúszásmentes felület kialakítása. Az élelmiszeripari vastagbevonatok kötőanyagát tehát a fenti szempontok szerint kell megválasztani. Rétegfelépítésükre egy jellemző példa: alapozás oldószermentes műgyantával megtisztított, előkészített betonfelületen teherhordó, kopásálló réteg felépítése 2-5 mm-ben a még nedves rétegbe kvarchomok vagy korund hintés a felületbe belekötött, a csúszásmentességet biztosító szemcsék átvonása még egy vékony műgyantaréteggel (fejbevonat). o dekoratív padlók közösségi terekbe A műgyanták színezhetősége esztétikus, érdekes, sokszor extrém felületi megjelenést tesz lehetővé, ha a közösségi terek üzemeltetője ezt megkívánja. A különféle színű padlók megfelelő alakzatban egymás mellé sorolhatók, vagy egy alapszínre csepegtetett másik színnel érdekes megjelenésű felületek állíthatók elő. Ugyancsak szép felületek állíthatók elő, ha a még meg nem kötött gyantarétegbe vékony, színes, akár többféle színű, 1-2 mm-es műgyanta lemezkéket (úgynevezett csipszet) hintenek. Kialakíthatók emblémák, céglogók és más minták is. Példa egy csipsszel behintett padlófelülre o vezetőképes, antisztatikus padlók Műtőkben, intenzív osztályokon, elektronikai üzemekben, éghető vagy robbanásveszélyes gázokkal dolgozó terekben, lőszergyárakban stb. gyakran igény, hogy az ott dolgozók ne töltődhessenek fel elektrosztatikusan. Ezt részint a megfelelő ruházattal érik el, részint a tárgyak és a padló földelésével. Ehhez azonban a padlószerkezetnek vezetőképesnek, illetve antisztatikusnak kell lennie. Általában az a követelmény, hogy a padlók levezetési ellenállása kisebb legyen, mint 1 x 10 9 Ohm, a járás-keléskor az adott személy feltöltődése pedig kisebb legyen, mint 100 V. 21/165
Egy jellemző rétegfelépítés vezetőképes, antisztatikus padlóra: 1. fedőbevonat vagy padlóápoló réteg 2. vezetőképes vastagbevonat (általában epoxigyanta kötőanyagú, grafittal vagy alumínium szemcsékkel töltött padlóanyag) 3. levezető réteg (általában szénszállal, grafittal töltött epoxigyanta réteg) és rézszag háló a vezetőképes rétegre, a rézszalagok bekötése a földelési rendszerbe 4. felületkiegyenlítés 5. alapozás kellően előkészített betonfelületen általában epoxigyanta alapozóval 6. beton alapréteg 2.4.2.3 Kompozit jellegű vastagbevonatok anyagai Adott esetekben nagyon fontos, hogy az elkészült bevonat tartósan folytonos maradjon, akkor is, ha az alatta lévő szerkezet megmozdul, megreped. Ilyen jellemző helyek a kármentő medencék (pl. transzformátorok, üzemanyagtartályok, veszélyes anyagok körül talajvízvédelmi céllal). Ilyen igény merül fel a kent szigetelések egy részénél is, például tartályok, csővezetékek utólagos bélelésekor. De ilyen rendszereket használnak szerkezetek utólagos megerősítésére is, ekkor azonban előtérbe kerül a szálanyag (szénszál, kevlar stb.) erősítő szerepe. Ilyenkor a vastag műgyanta rétegbe erősítő fátylat vagy szövetet építenek be, melyet a műgyanta teljes mértékben beágyaz. Az így előálló szálerősítéses műanyag (a kompozit) igen erős, biztonságos bevonatot eredményez. o műgyanta kötésű fátyol- vagy hálóerősítéses önhordó bevonatok A várható vegyi igénybevételnek megfelelő műgyanta kiválasztásával és szénszálból, üvegszálból vagy műanyagszálból szőtt fátylak, szövetek felhasználásával készülnek kompozit rendszerek. Jellemző kötőanyagok: epoxi, vinilészter, poliurea, 3P gyanta stb. o műgyantával erősített cementkötésű rendszerek A szigetelőhabarcsoknak is nevezett, általában vizes diszperziós akrilárgyantával erősített, cementkötésű vastagbevonatokat elsősorban mélyépítési vagy üzemi víz 22/165
elleni szigetelésként használják. Előnye, hogy ugyanazzal az anyaggal végezhető az alapozástól a fedőrétegig a munka, s vizes rendszerként ember- és környezetbarát. Jellemző rétegvastagságuk 3-4 mm. Egy szokásos rétegfelépítés: a tiszta, portalanított alapfelületre (vakolat, beton stb.) erőteljesen besimított, nullára lehúzott hígabb alapozó réteg készítése az első rétegfelhordása a még nedves rétegbe a fátyol vagy szövet beágyazása a második réteg felhordása az erősítő szövet teljes fedéséig Kompozit vastagbevonat készítése. Bal oldalon az üveghálónak az első rétegbe való beragasztása látható, jobb oldalon a még nedves rétegre készül a fedőréteg. Hivatkozások Dévay J.: Fémek korróziója és korrózióvédelme MSZ EN 12944: Festékek és lakkok. Acélszerkezetek korrózióvédelme festékbevonatrendszerekkel MSZ EN 1504: Termékek és rendszerek a betonszerkezetek védelmére és javítására MSZ EN 61340: Elektronikus eszközök elektrosztatikus jelenségek elleni védelme. MSZ EN ISO 1461: Tűzihorganyzással kialakított bevonatok kész vas-és acéltermékeken Seidl Á. Korrózióvédelmi betanító tanfolyam. Jegyzet. 23/165
3. A faanyagvédelem anyagai. Kezelő eljárások (Csányi Erika, Dr. Józsa Zsuzsanna) 3.1. A fáról, mint építőanyagról általában A fa az egyik legrégebbi építőanyag, amely napjainkban szerkezeti, kiegészítő és díszítő anyagként kerül felhasználásra az építőiparban. A fa felépítéséből adódóan (3.1.és 3.2. ábra) inhomogén és anizotróp anyag. 3.1. ábra A fa jellemző metszetei [Palotás] 3.2. ábra A fatörzs keresztmetszete [Frössel] A bütü metszetben általában jól felismerhetők az évgyűrűk, amelyek kormeghatározásra is alkalmasak. A kéreg vagy külső héj védi a fát a kiszáradás és a külső mechanikus behatások ellen. A háncs vagy belső héj a tápanyagszállításról (szőlőcukor, keményítő) gondoskodik felülről lefelé. Osztódó szövetnek (kambium) nevezik azt a növekvő sejtréteget, amely belső oldalán fasejteket, külső oldalán kéregsejteket növeszt. Fiatal fák esetében csak szijácsfákról beszélhetünk, mert a gesztesedés folyamata csak később indul meg. A szijács feladata a nedvkeringés biztosítása és a tápanyagok tárolása, a geszt a szilárdságot biztosítja. A fa növekedése tengelyirányban és arra merőlegesen megy végbe. A mérsékelt égövben egyéves periódus alatt két pászma alakul ki: a tavaszi és az őszi pászma. Előbbi világosabb, nagyobb üregek alakulnak ki benne, utóbbi sötétebb, a sejtek fala vastagabb, kisebbek az üregek. Tropikus éghajlaton a száraz és esős évszakok változásával függ össze a növekedés. A fa különböző szerves vegyületekből épül fel és lényegében három fő alkotórészből áll: - cellulóz, 60-70 m%, - hemicellulóz (hidrolizálható fa-szénhidrát), 15-35 m%, - lignin, 20-30 m%. Előbbiek mellett még tartalmaz ásványi sókat, vizet, gyantákat (különösen a tűlevelűek), cserzőanyagot (különösen a tölgyfa) és más anyagokat, mint fehérjét, zsírt, stb. A cellulóz a sejtfal vázában képződik, hosszú láncú molekulái a húzószilárdságot biztosítják. A hemicellulóz a cellulózvázat rögzíti. A lignin egyfajta ragasztó, amely az előbbieket körülvéve keményíti a sejtfalat (a növényi szövetet fává alakítja) és így lényegesen befolyásolja a nyomószilárdságot. A fa sok olyan sejtből és sejtfalból áll, amelyek az egyes sejtek között ún. intermicelláris hézagokkal rendelkeznek. A faképződés során a víz ezekben a hézagokban raktározódik el. Ha az összes intermicelláris hézag megtelik vízzel, a sejtfalak finom felépítésük miatt már nem tudnak tovább tágulni; az ehhez tartozó (kötött) vízmennyiséget nevezik rosttelítettségi határnak. A további vízfelvétel a sejtfalakon kívül megy végbe és ez a szabad víz már nem 24/165