Beton

(zwyk y) powstaje w wyniku wi zania i stwardnienia mieszanki betonowej.

Mieszanka betonowa to mieszanina spoiwa (cement), kruszywa, wody i ewentualnych

dodatków (powy ej 5% w stosunku do masy spoiwa) i domieszek (poni ej 5% w

stosunku do masy spoiwa).

Za odpowiedzialne za niszczenie betonu mo na uzna :

a) Przepuszczalno betonu, która powoduje przedostawanie si do betonu wody

wraz z obecnymi w niej zwi zkami chemicznymi

b) Rozpuszczanie sk adników betonu przez wod i elektrolity wraz z wynikaj cymi st d

reakcjami chemicznymi i wymian jonów

c) P cznienie produktów reakcji, ekspansja przy krystalizacji (ci nienie krystalizacji) – w

efekcie p kanie, rozsadzanie i destrukcja betonu

11:06

Oddzia ywania powoduj ce niszczenie betonu

Oddzia ywania powoduj ce niszczenie betonu

Procesy niszczenia betonu

Oddzia ywania

chemiczne i

fizykochemiczne

Oddzia ywanie

cieple

Oddzia ywania

biologiczne

Oddzia ywanie

mechaniczne

Erozja

Rozpuszczanie

sk adników

Napr enia

wewn trzne od

krystalizacji ró nic

rozszerzalno ci cieplnej

Napr enia wewn trzne

od obci

zewn trznych

cieranie, wymywanie

Wymywanie

sk adników,

powstawanie

porów

Odkszta cenia,

kanie,

rozsadzanie

Odkszta cenia,

kanie

Nierówno ci,

ubytki

korozja chemiczna

korozja

cieplna

po ary

korozja

biologiczna

korozja

mechaniczna

11:06

Schemat struktury porowato ci betonu

11:06

Struktura porowato ci betonu cementowego

11:06

Woda mi kka
Kwasy:

nieorganiczne: - bromowy, - w glowy, - chlorowodorowy, - chromowy, - siarkowy, - azotowy, -

fosforowy, - siarkowy, - solny, - siarkowodór

organiczne: - octowy, - mrówkowy, - humusowy, - mlekowy, - mas owy, - mocznikowy
Zasady:

- NaOH, - KOH, - mocznik, - aminy
Sole:

- chlorki (Ca, Na, NH

4

, Mg), - siarczany (Ca, K, Mg, Na, NH

4

), - azotany i azotyny (Na, NH

4

, K), -

siarczki (Fe), - octany (Na), - estry, myd a
Alkohole
Roztwory cukrów
Oleje ro linne i zwierz ce
Bakterie, mikroorganizmy
Gazy spalinowe, dymy przemys owe

Substancje agresywne wobec betonu cementowego

Substancje agresywne wobec betonu cementowego

11:06

Procesy niszczenia betonu cementowego w wyniku korozji chemicznej

Procesy niszczenia betonu cementowego w wyniku korozji chemicznej

Korozja chemiczna betonu cementowego

Fizyczne procesy

rozpuszczania i wymywania z

betonu rozpuszczalnych

sk adników przez wod

rodowiskow

Reakcje chemiczne mi dzy

sk adnikami betonu a agresywnym

rodowiskiem. Reakcje wymiany,

przemieszczania jonów wapnia do

innych produktów

Reakcje podwójnej

wymiany , powstawanie

zwi zków ekspansywnych,

trudno rozpuszczalnych

Produkty

rozpuszczalne

Produkty nierozpuszczalne

nieekspansywne

Wzrost porowato ci i przepuszczalno ci

Wzrost napr

wewn trznych

spadek

alkali-

czno ci

ubytek

masy

spadek

wytrzyma ci i

sztywno ci

Sp ka-

nia,

odprys

-ki

Pecznie

-nie,

odkszta

cenia

I typ

II 2

II 1

III typ

II typ korozji

11:06

Korozja betonu

Korozja betonu

Sk adnik betonu naj atwiej ulegaj cy korozji to wodorotlenek wapnia powstaj cy w wyniku

hydrolizy alitu – w wyniku d ugotrwa ego dzia ania wody mo e on by wy ugowany z
betonu (

korozja uguj ca

korozja uguj ca

). Powoduj j wody mi kkie, pozbawione jonów wapnia, np.

wody opadowe, ródlane, górskie, niektóre przemys owe (kondensacyjne), woda

destylowana.

Wymywany wodorotlenek wapnia reaguj c z CO

2

z powietrza mo e tworzy na

powierzchni betonu bia e naloty.

11:06

Karbonatyzacja betonu

Karbonatyzacja betonu

Pod wp ywem dwutlenku w gla z powietrza zachodzi w betonie zjawisko karbonatyzacji

Ca(OH)

2

+ CO

2

CaCO

3

+H

2

O

w wyniku czego zasadowo betonu pH = 11 12 maleje do pH = ok. 9, przy tej warto ci w

betonie mo e zachodzi ju depasywacja stali

szybko karbonatyzacji betonu

szybko karbonatyzacji betonu

w zale no ci od wilgotno ci rodowiska

w zale no ci od wilgotno ci rodowiska

zmiany karbonatyzacji betonu w czasie w funkcji

zmiany karbonatyzacji betonu w czasie w funkcji

zawarto ci cementu w betonie

zawarto ci cementu w betonie

11:06

- dzia anie wody

Korozja powodowana mrozem

Korozja powodowana mrozem

Powierzchniowe ubytki i wykruszania betonu.

Woda zamarzaj c w porach i szczelinach powi ksza

sw obj to i rozsadza beton.

11:06

-

Reakcja z kwasami nieorganicznymi

2 HCl + Ca(OH)

2

CaCl

2

+ 2H

2

O

H

2

SO

4

+ Ca(OH)

2

CaSO

4

· 2H

2

O

atwo rozpuszczalny

obj to wi ksza ni wodorotlenku wapnia

Agresywno kwasowa

Agresywno kwasowa

Kwasy atakuj nie tylko wapno, ale równie gliniany i krzemiany zawarte w uwodnionym

cemencie

Dzia anie

kwasów organicznych

jest bardziej zró nicowane. Polega g ównie na

reagowaniu z wodorotlenkiem wapniowym, a cz ciowo ze zwi zkami glinu. Szczególnie

agresywne s kwas octowy i mlekowy, tak e mrówkowy, gdy z wapnem tworz one

atwo rozpuszczalne octany i mleczany wapniowe.

11:06

Szczególne przypadki korozji kwasowej wyst puj w betonowych rurach kanalizacyjnych,

przy z ej wentylacji i ma ym przep ywie wody.

Bakterie redukuj ce zwi zki siarki, obecne w szlamie na dnie, wytwarzaj siarkowodór,

który zbiera si nad powierzchni wody w rurze.

Inne bakterie, utleniaj c zwi zki siarki, powoduj przej cie siarkowodoru w kwas

siarkowy, którego dzia anie wywo uje znaczn korozj cianek rur.

Agresywno

rodowisk kwa nych ocenia si z wykorzystaniem wspó czynnika st enia

jonów wodorowych pH. Wszystkie rodowiska o odczynie pH <4,5 s agresywne dla

betonu.

11:06

niszcz co dzia aj na beton wody zawieraj ce tzw. agresywny dwutlenek w gla, gdy

powstaj cy kwas w glowy reaguje z w glanem wapniowym

CaCO

3

+ H

2

CO

3

Ca(HCO

3

)

2

rozpuszczalny w wodzie

Agresywno w glanowa

Agresywno w glanowa

11:06

Agresywno magnezowa

Agresywno magnezowa

Najcz ciej s to chlorki i siarczany magnezu.

Chlorek magnezu reaguje z wodorotlenkiem wapniowym z betonu tworz c atwo

rozpuszczalny chlorek wapniowy i nierozpuszczalny wodorotlenek magnezu, który wytr ca

si w postaci osadu o silnie rozwini tej powierzchni – jest to reakcja podwójnej wymiany:

MgCl

2

+ Ca(OH)

2

CaCl

2

+ Mg(OH)

2

Przyjmuje si , e roztwory o st eniu jonów Mg

2+

do 2000 mg/l s s abo agresywne, za

powy ej 2000 mg/l stanowi rodowisko agresywne dla betonu z cementu

portlandziego

11:06

Agresywno amonowa

Agresywno amonowa

Destrukcj betonu powoduj sole amonowe reaguj ce z Ca(OH)

2

. zachodzi hydroliza soli

na amoniak i reszt kwasow .

W wy szych temperaturach sole amonowe reaguj tak e z w glanem wapnia i daj bardzo

atwo rozpuszczalny w wodzie chlorek wapniowy oraz gazowy amoniak i CO

2

,

przy pieszaj ce dalszy proces korozji:

CaCO

3

+ 2NH

4

Cl

CaCl

2

+ 2NH

3

+ CO

2

+ H

2

O

Z soli amonowych szczególnie niebezpieczny jest siarczan amonowy (nawóz sztuczny). Przy

jego dzia aniu na beton powstaje najpierw siarczan wapniowy, a nast pnie sól Candlota.

11:06

Szczególnie niebezpieczne s wody zawieraj ce sole kwasu siarkowego, jak np. siarczan

(VI) wapnia, który reaguj c z glinianem wapniowym wytwarza sól Candlota, powoduj

cznienie betonu

3 CaSO

4

+ 3 CaO · Al

2

O

3

+ 31 H

2

O 3 CaO · Al

2

O

3

· 3 CaSO

4

· 31 H

2

O

Agresywno siarczanowa

Agresywno siarczanowa

11:06

Korozja betonu w skutek agresywno ci siarczanowej (dzia anie siarczanu sodowego)

Korozja betonu w skutek agresywno ci siarczanowej (dzia anie siarczanu sodowego)

Wymiana jonów Na

+

Ca

2+

Ca(OH)

2

+ Na

2

SO

4

CaSO

4

+ 2 NaOH

wytr canie CaSO

4

·2H

2

O

gips wtórny

rozpuszczanie 1,2 g/l

ekspansja

ekspansja

ekspansja

Reakcja wytr conego gipsu z glinianami wapniowymi z cementu

3CaSO

4

·2H

2

O + C

3

A·nH

2

O

C

3

A·3CaSO

4

·32H

2

O

wytr cenie etryngitu (soli Candlota)

W przypadku s abej agresji przyjmuje si dla wód graniczne st enie jonów SO

4

2-

wielko ci 500 mg/l,

dla redniej – 1000 mg/l i silnej – powy ej 1000 mg/l

11:06

Tlenek

Tlenek wapnia

wapnia

Je eli w betonie wyst puj tlenek wapniowy to dzia anie wody mo e powodowa jego

dogaszanie. Proces ten jest przyczyn

cznienia betonu, powoduj c odpryski i

uszkodzenia

Agresywno

Agresywno chlorkowa

chlorkowa

Mechanizm dzia ania chlorków jest zbli ony do wyst puj cego w korozji siarczanowej –

powstaj sole krystalizuj ce o obj to ci wi kszej ani eli materia y wyj ciowe i w efekcie

wyst puj napr enia, p kni cia i wykruszenia powierzchni betonu.

Zwi zkiem powstaj cym tu jest przede wszystkim sól Friedla

3 CaO Al

2

O

3

CaCl

2

10H

2

O

Dzia anie roztworów zasadowych

Dzia anie roztworów zasadowych

Agresywno zasadow wyst puj

przy dzia aniu ugów alkalicznych, jak NaOH, KOH, czy

te np. Na

2

CO

3

, spotyka si

ównie w zak adach przemys u chemicznego.

Maj one zdolno reagowania z krzemianami i glinianami wapniowymi w spoiwie oraz z

krzemionk

w kruszywie mineralnym. Powstaj

wówczas krzemiany i gliniany

rozpuszczalne, nast puje rozk ad spoiwa i niszczenie kruszywa

11:06

Dzia anie substancji gazowych

Dzia anie substancji gazowych

- wolny chlor – powstaje kwas solny

- dwutlenek siarki – powstaje kwas siarkowy

- siarkowodór – daje z wodorotlenkiem wapnia siarczek wapnia utleniaj cy si do siarczanu

- fluorowodór – atakuje bezpo rednio krzemiany zawarte w cemencie

Dzia anie olejów i t uszczów

Dzia anie olejów i t uszczów

Oleje i t uszcze pochodzenia ro linnego niszcz beton poniewa z wolnym wapnem

cementu myd a wapniowe.

11:06

Korozja elbetonu

Korozja elbetonu

Powstawanie

Powstawanie mikroogniw

mikroogniw korozyjnych i

korozyjnych i

korozja stali zbrojeniowej

korozja stali zbrojeniowej

Wzgl dna obj to produktów

Wzgl dna obj to produktów

utleniania elaza

utleniania elaza

11:06

Wykwity na murach ceglanych, cianach betonowych, elementach

kamiennych itp. powstaj gdy w materiale s substancje rozpuszczalne

11:06

Wykwity na murach ceglanych, cianach betonowych, elementach

kamiennych itp. powstaj gdy w materiale s substancje rozpuszczalne

11:06

Uk ady koloidalne

Uk ady koloidalne s uk adami dwufazowymi. Faza rozpraszaj ca to

jedna z faz wyst puje w przewadze ilo ciowej. Faza rozproszona to

druga faza rozdrobniona do niedu ych cz stek. Jej cz stki s rozrzucone

w masie fazy rozpraszaj cej. Do uk adów koloidalnych zaliczamy takie

uk ady, w których d ugo

cz stki rozproszonej wynosi 1 -500

nanometrów.

11:06

W uk adach koloidalnych zawarto fazy rozproszonej jest

niewielka i wynosi 0,01 do 7,5 % wag.

Budowa cz stki koloidalnej –

miceli krzemionki

11:06

Faza

rozproszona

rodek

rozpraszaj cy

Nazwa

Przyk ady

Sta a

Gaz

Aerozol

Dym

Ciek a

Gaz

Aerozol

Lakier w sprayu, mg a

Sta a

Ciecz

Zol lub el

Atrament, farba malarska

Ciek a

Ciecz

Emulsja

Mleko, majonez

sta a

Cia o sta e

Sta a dyspersja

Szk o rubinowe (Au w

szkle), niektóre stopy

Ciek a

Cia o sta e

Sta a emulsja

Bitumiczne nawierzchnie

dróg, lody

Gazowa

Cia o sta e

Sta a pianka

Pianka izolacyjna

Oparta na: R.J. Hunter, Foundations of Colloid Science, t. 1, Oxford University Press, Oxford 1987

Klasyfikacja koloidów

11:06

W zale no ci od budowy geometrycznej cz stek koloidalnych

mo na wyró ni :

-Koloidy sferyczne, cz stki izometryczne,

tzn. kr pe (kszta t kulisty, kostkowy lub podobny)

- koloidy blaszkowate; nieizometryczne cz stki („p ytki”)

- koloidy w ókniste, nieizometryczne cz stki („nitki”)

- makrocz steczki o budowie

cuchowej

11:06

Uk ady koloidalne mo na otrzyma metodami:

- dyspersyjnymi

, przez rozdrobnienie mechaniczne lub inne, np.

ultrad wi kami wi kszych cz stek do wymiarów koloidalnych

- kondensacyjnymi

, przez tworzenie agregatów cz stek w wyniku

odpowiednich reakcji chemicznych

Na

2

SiO

3

+ 2H

2

H

2

SiO

3

+ 2 NaOH

lub

Na

2

SiO

3

+ 2HCl

H

2

SiO

3

+ NaCl

koloid

koloid

11:06

Uk ady koloidalne dziel si na:

- liofilowe

z cz stkami solwatowanymi przez cz steczki fazy rozpraszaj cej, czyli

z du ym powinowactwem wzgl dem rozpuszczalnika – emulsoidy, np. bia ka,

elatyna

- liofobowe

z cz stkami niesolwatowanymi, sunspensoidy, np. zole metali,

wodorotlenków pewnych metali, sole metaliczne, np. As

2

S

3

, AgCl

Zjawisko czenia si cz stek fazy rozproszonej z o rodkiem dyspersyjnym

nazywamy ogólnie

solwatacj

a w przypadku o rodka wodnego -

hydratacj

.

W wyniku solwatacji koloidów liofilowych cz steczki fazy rozproszonej

ulegaj stabilizacji. Natomiast koloidy liofobowe nie ulegaj solwatacji albo

te ulegaj tylko nieznacznie a czynnikiem stabilizuj cym je jest g ównie

adunek elektryczny.

11:06

Ruchy Browna

to chaotyczne ruchy cz steczek p ynu i gazu ,

powoduj ce jego lokalne, chwilowe zmiany g sto ci.

Ruchy Browna s najcz ciej spowodowane nierównomiernym

rozk adem temperatury w p ynie, dowiedziono jednak, e wyst puj one

nawet w p ynach, w których rozk ad temperatury jest ca kowicie

równomierny, a ich przyczyn jest kwantowa struktura materii.

W 1827 roku brytyjski biolog Robert Brown obserwuj c przez mikroskop

py ki kwiatowe w zawiesinie wodnej dostrzeg , i znajduj si one w

nieustannym, chaotycznym ruchu, a nie - jak s dzi - stoj w miejscu.

Opis ruchów Browna

Autorami teorii ruchów Browna byli niezale nie Albert Einstein (w 1905

roku) i Marian Smoluchowski (w 1906). Obaj naukowcy zauwa yli, e

przypadkowe b dzenie py ków jest wywo ane bombardowaniem ich przez

cz steczki wody. Cz steczki wody s du o mniejsze, jest ich wiele oraz

poruszaj si bardzo szybko. Ró nice w pr dko ci ruchu oraz ilo ci

uderzaj cych cz steczek z poszczególnych stron s przyczyn ruchów

drobin py ku w cieczy.

11:06

Efekt Tyndalla

to zjawisko

fizyczne polegaj ce na rozpraszaniu

wiat a przez koloid z wytwo-

rzeniem charakterystycznego sto -

ka wietlnego nazwanego efektem

Tyndalla.

Je eli przez roztwór koloidalny

przepu ci si wi zk

wiat a, to

wskutek uginania si promieni na

cz stkach

fazy

rozproszonej,

wiat o staje si

widoczne w

postaci

tzw.

sto ka

Tyndalla.

Intensywno

tego zjawiska jest

tym wi ksza, im wi ksza jest

ró nica mi dzy wspó czynnikiem

za amania fazy rozproszonej i

rodka dyspersyjnego.

11:06

ciwo ci charakterystyczne koloidów liofobowych i liofilowych

ciwo ci

Koloidy liofobowe

Koloidy liofilowe

Otrzymywanie

Metod dyspersji lub

kondensacji

Przez zwyk e rozpuszczanie

Struktura cz stek

Zespo y cz steczek

Bardzo du e cz steczki

St enie fazy rozproszonej

Na ogó nieznaczne

Mo e by du e

Ruchy Browna

Wyst puj wyra nie

Cz sto bardzo niewyra nie

Efekt Tyndalla

wyra ny

Niewyra ny

Barwa uk adu

Cz sto zabarwione

Cz sto bezbarwne

adunek elektryczny

Cz stki s zawsze

na adowane

adunek nieznaczny lub

brak

Lepko

nieznaczna

Znaczna

Tworzenie piany

Nie tworz piany

atwo tworz pian

Tworzenie galaret

Nie tworz

Tworz atwo

Wra liwo na elektrolit

Du a, zachodzi

koagulacja

Ma a

Charakter koagulacji

nieodwracalna

odwracalna

11:06

Cechy cz stek koloidalnych:

- pozostaj w ci ym nieuporz dkowanym ruchu – ruchy Browna

- nie przenikaj przez b ony pó przepuszczalne, przez które przechodzi

rozpuszczalnik - dializa

- s obdarzone adunkiem elektrycznym

- przemieszczaj si pod wp ywem zewn trznego pola elektrycznego; jest to

zjawisko elektroforezy wykorzystywane w technice na przyk ad do

oczyszczania wody lub oczyszczania gliny ceramicznej od domieszek

koloidalnych tlenku elaza

- w przypadku unieruchomienia fazy rozproszonej, pod wp ywem

zewn trznego pola elektrycznego przemieszcza si ciecz – elektro-osmoza

11:06

11:06

Koloidy wykorzystuje si

w niektórych dodatkach i produktach budowlanych w

celu polepszenia urabialno ci, plastyczno ci, nieprzepuszczalno ci czy nadania
tiksotropii (np. w materia ach malarskich)
Do bardziej znanych stosowanych w praktyce koloidów nale

:

- albuminy (bia ka): bia ka kurze by y stosowane m.in. przez Rzymian przy
wykonywaniu „betonów” z wapna i pucolany. Dzia aj

napowietrzaj co i

plastyfikuj co.

- bentonit: glinka montmorylonitowa, bardzo drobna (ziarna poni ej 0,1

m)

odznacza si znaczn adsorpcj wody. Jest znanym dodatkiem uszczelniaj cym
do zaczynów cementowych i betonów, zwi kszaj cym te kohezj mieszanki.

- krochmal,

mo e

by

wykorzystywany

jako

produkt

plastyfikuj cy

i

uszczelniaj cy, ale jednocze nie mog cy powodowa wyd

enie czasu wi zania

- kazeina: otrzymywana z mleka, stabilizowana, w postaci proszku, wykazuje

ciwo ci p czniej ce, klej ce.

11:06

Roztwory koloidalne nie s uk adami w pe ni trwa ymi, zole zawsze wykazuj tendencj
przej cia w el. Proces przej cia zelu w el nazywamy koagulacj . W procesie koagulacji
nast puje czenie si pojedynczych cz stek koloidalnych w wi ksze zespo y (agregaty)
tworz ce el. Procesem odwrotnym do koagulacji jest peptyzacja.

Istota procesu koagulacji polega na eliminowaniu czynników trwa

ci koloidów

hydrofobowych (liofobowych) i hydrofilowych (liofilowych). W przypadku koloidów
hydrofobowych chodzi o zoboj tnienie adunku powierzchniowego, a koloidów hydrofilowych
o usuni cie otoczki hydratacyjnej obecnej na powierzchni cz stek koloidalnych.
Znanych jest wiele sposobów destabilizacji koloidów umo liwiaj cych ich koagulacj :
• wprowadzenie elektrolitu do uk adu koloidalnego
• wprowadzenie koloidu o adunku cz stek przeciwnym do adunku cz stek koloidu
obecnego w uk adzie
• dzia anie na uk ad koloidalny promieniami i
• odparowanie lub wymro enie uk adu koloidalnego
• dzia anie mechaniczne na uk ad koloidalny (mieszanie, wytrz sanie)

Farba

– uk ad pow okotwórczy – zawiera spoiwo polimerowe

oraz nape niacze, pigmenty i inne rodki modyfikuj ce

Farba do gruntowania

(farba gruntowa, grunt) jest to farba nak adana

bezpo rednio na pod e

Farb

nawierzchniow

nanosi si

jako warstw

zewn trzn . Farba

nawierzchniowa o wysokich walorach dekoracyjnych nosi nazw emalii

Szpachlówka

jest wyrobem pow okotwórczym o du ej zawarto ci

nape niaczy i pigmentów przeznaczonym do wyrównywania powierzchni

przed malowaniem

Sk adniki farb:

- woda

- wspó rozpuszczalniki

- sykatywy

rodki zag szczaj ce

- pigmenty nieorganiczne

- nape niacze

rodki przeciwkorozyjne

rodki powierzchniowo czynne

rodki biocydowe

rodki przeciwpienne

rodki zag szczaj ce

– dyspersje farb wodorozcie czalnych cz sto

wymagaj zag szczania tj. zwi kszenia lepko ci odpowiednio dobranymi

rodkami zag szczaj cymi. rodek zag szczaj cy stabilizuje farb podczas

sk adowania oraz wp ywa korzystnie na w ciwo ci reologiczne farby w

trakcie nak adania na pod e.

Sykatywy

solami metali kwasów t uszczowych lub kwasów

naftenowych. Ich rola polega na przyspieszeniu reakcji utleniania i

polimeryzacji nienasyconych wi za

obecnych w

cuchach kwasów

uszczowych

pochodzenia

ro linnego

lub

wi za

nienasyconych

wprowadzonych do ywic alkidowych w wyniku syntezy.

Pigmenty

– substancje stosowane do barwienia ró nych materia ów

nosz nazw pigmentów lub barwników. Pigment nie rozpuszcza si w

adnym ze sk adników farby, natomiast barwnik rozpuszcza si w

rozpuszczalniku lub ywicy pow okotwórczej. Zdolno do rozpuszczania

si barwnika w kompozycji wodorozpuszczalnej jest warunkiem uzyskania

przezroczystych kolorowych pow ok. Dodane do farby rozpuszczalne

pigmenty powoduj

e pow oka staje si nieprzezroczysta.

Pasmo

ugo [nm]

Irradiancja [W/m

2

]

[%]

Ultrafiolet

<350

62

4,5

bliski ultrafiolet

350-400

57

4,2

widzialne

400-700

522

38,2

bliska podczerwie

700-1000

309

22,6

podczerwie

>1000

417

30,5

Pigmenty

Pigmenty dodane

dodane do

do farb

farb pe ni

pe ni jedn

jedn lub

lub wi cej

wi cej zz nast puj cych

nast puj cych

funkcji

funkcji::

Funkcja optyczna

– najbardziej charakterystyczna; zale nie od d ugo ci fali

wietlnej, w ciwo ci optycznej pigmentu i polimeru pow okotwórczego

decyduj o barwie, przezroczysto ci i po ysku pow oki

Funkcja ochronna

– ma wp yw na twardo

pow oki, jej elastyczno ,

odporno na czynniki atmosferyczne, odporno korozyjn oraz adhezj do

pod a

Funkcja wzmacniaj ca spoiwo pow okotwórcze

– odpowiedni rodzaj

i zawarto

pigmentu w farbie poprawia kohezj

materia u, zwi ksza

elastyczno , twardo

i odporno

na cieranie pow oki bez pogorszenia

odporno ci udarowej

Rodzaj pigmentu

Wspó czynnik

za amania wiat a

Si a barwienia

*

Dwutlenek tytanu (rutyl)
Tlenki elaza
Siarczek cynku
Litopon
Tlenek cynku

2,71
2,55
2,37
1,84
2,08

1850
1350

900
300
200

*

Skala wzgl dna

20

D

n

Warto ci wspó czynników za amania wiat a i si y barwienia dla wa niejszych pigmentów

nieorganicznych

Nape niacze

Nape niaczami nazywa si dodawane do farb sproszkowane bia e minera y lub

bia e syntetyczne substancje nieorganiczne. Zast puje si nimi cz

drogich

pigmentów w ciwych, co umo liwia obni enie ceny farby lub lakieru.

Czasami nazywa si

je nape niaczami pigmentuj cymi lub pigmentami

inertnymi, gdy w pow oce s bezbarwne i przezroczyste.

Nape niacze

Nape niacze::

-

kalcyt

kalcyt

(kreda)

glan wapnia – naturalny i syntetyczny – pow oki zawieraj ce

kred

odporne na czynniki atmosferyczne z wyj tkiem rodowisk o du ej

kwasowo ci. Kreda pochodzenia naturalnego ma ma warto liczby olejowej,

co oznacza, e do jej zwil enia jest potrzebna niedu a ilo

kompozycji

zwil aj ce.

-

mika

mika

uwodniony

glinokrzemian

potasu

dzi ki

askiej, p atkowej strukturze cz stki miki zachodz

na siebie, co utrudnia penetracj wody i wilgoci przez
pow ok . Poza tym nape niacz jest nieprzepuszczalny
dla

promieniowania

nadfioletowego,

zwi kszaj c

odporno

pow ok na warunki atmosferyczne

Nape niacze

Nape niacze::

--baryt

baryt

siarczan baru naturalny (i syntetyczny) – jest

niereaktywny i nierozpuszczalny w wodzie, a wi c
jest szczególnie przydatny jako nape niacz pow ok
odpornych na dzia anie czynników chemicznych.
Baryt ma najwi ksz

sto

i najwi ksz

warto

wspó czynnika za amania

wiat a spo ród inertnych

nape niaczy pigmentuj cych

-- talk

talk

uwodniony krzemian magnezu, wyst puje w

kilku postaciach ró ni cych si

kszta tem cz stek

(talk w óknisty, p atkowy, igie kowy i kulisty)

-- krzemionka

krzemionka

dwutlenek

krzemu

SiO

2

(diatomitowa,

krystaliczna,

amorficzna,

syntetyczna).

Krzemionki

krystaliczne s bardzo twarde i trudno dyspergowalne, ze
wzgl du

na

odporno

na

cieranie

i

w

ciwo ci

przeciwpo lizgowe dodaje si

je do farb pod ogowych.

Krystaliczn

krzemionk

otrzymywan

z

piasku

kwarcowego dodaje si

do farb drogowych i do pow ok

odpornych na chemikalia.

-- kaolin

kaolin

wydobywa si

z osadowych glinek kaolinowych.

Glinki kaolinowe znakomicie dysperguj

w wodzie, a

wprowadzone do farby u atwiaj nanoszenie pow oki oraz
poprawiaj krycie.

rodki powierzchniowo czynne

Wykorzystywane s do emulgownia ywic, dyspergowania nape niaczy i

pigmentów oraz jako substancje zwil aj ce. Zwi kszaj zdolno krycia oraz

poprawiaj

tak wa ny parametr technologiczny jak rozlewno

oraz

przeciwdzia aj

sedymentacji pigmentu. Zazwyczaj do dyspergowania

pigmentów stosuje si

sole sodowe, potasowe i amonowe kwasu

fosforowego, kwasów sulfonowych i karboksylowych

rodki przeciwpienne

Jednym z niekorzystnych efektów ubocznych zwi zanych ze stosowaniem

rodków powierzchniowo czynnych w uk adach polimerów wodoro-

zcie czalnych jest powstawanie piany

Dzia anie rodka przeciwpiennego polega na zast powaniu powierzchni b onki

pianotwórczej, pochodz cej od typowego rodka powierzchniowo czynnego

(tj. obni aj cego napi cie powierzchniowe do warto ci ok. 30 mN/m), przez

inny rodzaj b onki.

rodki biocydowe

Farby wodorozcie czalne s nara one na atak bakterii, dro

y i grzybów

(ple ni) zarówno w czasie przygotowania farby jak i podczas eksploatacji

suchej pow oki.

Atak organizmów mikrobiologicznych na wodorozcie czaln farb lub pow ok

mo e spowodowa zmian

lepko ci i barwy, wydzielania si

gazów i

nieprzyjemny zapach, zmian

pH, str canie, flokulacj

lub koagulacj

poszczególnych sk adników farby i eloeanie kompozycji.

Dzia anie substancji biocydowych polega na zmianie metabolizmu komórek

organizmów mikrobiologicznych. W wi kszo ci przypadków s to inhibitory

dzia ania enzymów.

Farby olejne:

Spoiwo – olej lniany

Olej lniany bez dodatku pigmentów nosi nazw pokostu

Olej lniany pod wp ywem tlenu atmosferycznego twardnieje, tworz c

wielkocz steczkowe kwasy organiczne, wykazuj ce w asno ci inhibicyjne w

stosunku do pod a stalowego. Kwasy te reaguj z niektórymi tlenkami metali

(np. z PbO), tworz c bardzo dobrze przyczepne do pod a tzw. myd a

metaliczne.

Lakiery schn w skutek odparowania rozpuszczalnika

Farby lateksowe

– wodorozcie czalne, nie wymagaj stosowania

rozpuszczalników organicznych, s zawiesinami pigmentu w wodnej emulsji

spoiwa. Do tej grupy farb ekologicznych zaliczamy m.in. farby alkidowe i akrylowe

Pow oki proszkowe

– detal jest napylany proszkiem, cz stki którego s

elektrostatycznie przyci gane przez materia pod a, po czym napylony detal

jest ogrzewany (100-200 C), co powoduje stopienie proszku i równomierne

powierzchni metalicznej, dzi ki znakomitej adhezji cz stek stopionego proszku

do pod a.