Kapitel 9: Beständighet

Question 1

Vad menar man med begreppet beständighet?

Answer 1

Ett materials förmåga att motstå olika nedbrytningsprocesser och behålla sina ursprungliga egenskaper.

Question 2

Ur vilka synvinklar kan man definiera livslängd?

Answer 2

Teknisk livslängd: Hur länge en byggnad med normalt underhåll kan utnyttjas för avsedd funkion

Ekonomisk livslängd: Hur länge en byggnad är ekonomiskt gynnsam

Question 3

Nedbrytningsmekanismerna kan indelas i fem olika huvudgrupper, vilka?

Answer 3

1. Kemiskt angrepp
2. Elektrokemiskt angrepp
3. Fysikaliskt angrepp
4. Biologisktangrepp
5. Strålningsangrepp

Question 4

Ge exempel på några kemiska angrepp

Answer 4

• Syror som angriper cementbunda material
• Luftens koldioxid angriper betong (karbonatisering)
• Stadsatmosfär (främst S02) angriper kalksten
• Lösningsmedel som angriper vissa plaster och målarfärger

Question 5

Nämn fyra olika faktorer som påverkar angreppshastigheten vid kemiska angrepp och förklara kortfattat dessa

Answer 5

1. Materialets sammansättning - avgör mängden beståndsdelar som är lösliga i viss miljö.
2. Materialets täthet - angrepp går snabbare om de angripande materialen kan tränga in i materialt och alltså få större yta för angrepp.
3. Omsättning av de aggressiva ämnena - i stillastående vätska neutraliseras oftast skadliga ämnen. Ytterligare angrepp sker först vid ny vätske tillförsel.
4. Temperaturen - den kemiska reaktionshastigheten ökar i allmänhet av stigande temperatur. Tumregel är att hastigheten fördubblas vid 10 graders ökning.

Question 6

Beskriv den principiella mekanismen hos en korrosionsprocess. Vilka förutsättningar måste vara uppfyllda för att ett elektrokemiskt angrepp skall fortgå?

Answer 6

Kemisk reduktion under tillförsel av energi gör att metaller går från naturligt tillstånd till förädling. Metallerna har därefter en tendens att genom oxidation återvända till sitt naturliga energifattiga tillstånd.

Förutsättningarna som krävs:

1. Elektrolyt - oftast rent vatten. Om detta innehåller salter ökar korrosionen. Krävs ca. 60-70% RF för korrosion.
2. Potentialskillnad - uppstår när två olika metaller har kontakt. Kan också uppstå om det finns variationer i elektrolytens syreinnehåll. Principen går ut på att en sida blir katod och en anod.
3. Elektronacceptor - utgörs oftast av syre. Om elektrolyt innehåller syra kan även vätejoner fungera som elektronacceptor. Elektronacceptorn förbrukas vid korrosion, korrosionen kan alltså inte fortgå om inte ny acceptor tillförs.

Question 7

Vilka metoder kan används för att skydda mot korrosion? Beskriv kort dessa.

Answer 7

1. Katodiskt skydd - pålägg av en elektrisk spänning så att metallen som skall skyddas blir katod. Behövs en offeranod, d.v.s. metall med motsvarande positiv spänning. Kan även använda oädlare metall som blir anod, ex. zinkbeläggning.
2. Passivering - användning av metallyta som genom reaktioner med miljö ger ett tunt passiverande skydd, ofta i form an en oxid. Rostfritt stål inhåller b.la. krom som har denna egenskap.
3. Konstrukiv utforming - utformningen som för bort vatten. Motverkar stående vatten.
4. Lämpligt materialval - undvika kontakt mellan olika metaller. Använda ädlare metaller trots dyrare.
5. Ytbehandling - t.ex. elektrolys
6. Metallbeläggning - t.ex. förzinkning
7. Rostskyddsmålning - Tillsätter skyddande färg

Question 8

Ge exempel på fysikaliska ingrepp. Förklara kortfattat dessa och hur de kan motverkas.

Answer 8

1. Frostsprängning - uppstår när vatten i materialets porer flyter till is vilket leder till 9% volymökning. För att motverka detta måste vatten kunna utvidgas utan nämnvärt motstånd, t.ex. genom att porsystemet innehåller luft.
2. Saltsprängning - när vatten med salt i avdunstar kristalliseras det lösta saltet. Om saltet kristalliseras i porerna en byt under materialytan kan det uppstå saltsprängning.
3. Temperatur- och fuktrörelser - kan ger stora spänningar i ytan av material som orsakar sprickor. Särskilt vid stora temperaturskiftningar.

Question 9

Hur kan man kvantifera hur stor del av porsystemet som är vattenfyllt?

Answer 9

Genom att räkna ut vattenmättnasgrad. Denna definieras av [volymen vatten i porsystemet/porsystemets volym].

Question 10

Vad menas med aktuell respektive kritisk vattenmättnadsgrad?

Answer 10

Den aktuella vattenmättnadsgraden är den grad som uppstår i materialet i en given miljö.
S=frysbart vatten/tillgängligt utrymme
Den kritiska graden är den praktiskt högsta som kan uppkomma.

Question 11

Frostbeständigheten hos betong kan förbättras med hjälp av luftporbildande tillsatsmedel. Beskriv mekanismen för detta.

Answer 11

Porerna sänker vattenmättnadsgraden i materialet. Med större porer kan frysning av vatten i materialet ske utan att porerna sprängs, och mindre vatten blir kapillärsuget med större porradie.

Question 12

Ge exempel på biologiska ingrepp

Answer 12

Röt- och mögelsvamp, alger, bakterier och olika former av insekter. Bakterier skapar i synnerhet förutsättningar för sulfat och svavelsyra angrepp i betong.

Question 13

Vilka strålningsprocesser är nedbrytande?

Answer 13

Energirikt UV-ljus som påverkar organiska material negativt. Kan skyddas genom vissa plast -och gummimaterial.
Solljusets långvågiga (infraröda) strålnig som påverkar nedbrytning hos organiska material samt höjer materialets temperatur som medför högre hastighet hos de andra nedbrytande processerna.

Question 14

Vad menas med begreppet vittring?

Answer 14

Detta är en kombinerad process där temperatur och fuktrörelser samverkar med kemiska angrepp och frostsprängning. Fukt tränger in i små sprickor från temperatur och fuktrörelser.

Question 15

Vilka är de största miljöfaktorerna som kan påverka beständighet?

Answer 15

1. Atmosfär - luftens innehåll av fasta partiklar och gaser. Fasta föroreningar såsom salt och svaveldioxid påverkar mest.
2. Klimat - Nederbörd, vind och temperatur. Framförallt slagregn = kombination av regn och vind.
3. Vatten - medverkar i de flesta materialangrepp.
   Vattnets aggressivitet påverkas framförallt av pH-värde, hårdhet, lösta salter/gaser, temperatur och omfattning.
4. Mark - organiska material, pH och halt vattenlösligt salt.

Question 16

Vad är avsikten med en provning?

Answer 16

Bilda sig en uppfattning om vad som händer i materialet vid praktisk använding.

Question 17

Vilka typer av provning brukar man skilja mellan?

Answer 17

Gilitighet: hur uppmätta storheter återspeglar önskade egenskaper
Tillförlitlighet: mätnoggrannhet och reproducerbarhet.

Question 18

Vad innebär det att extrapolera?

Answer 18

Pricka in mätresultat i ett diagram och ta ut en rät linje som är ett “medelvärde” av dessa.

Question 19

Vad innebär det att påfrestningar är stokastiska (slumpvissa)?

Answer 19

Att det enbart är det högsta värdet som är av intresse.

Question 20

Vad innebär accelererad provning?

Answer 20

Att öka ett angrepps insitet genom t.ex. förhöjd temperatur.

Question 21

Vad menas med synergism?

Answer 21

Två faktorer samverkar och förstärker varandas effekt.