Ko arhitekti zina par plāksnes un patina veidošanos uz vara, ēkām un to ietekmi uz lietus ūdens notekūdeņiem un vidi? Arhitekts Kriss Hodsons, vietnes www.copperconcept.org korespondents, prasa vadošajam ekspertam tiešas atbildes.
15 gadus profesore Ingre Odnywall Wallinder (IOW) ir iesaistījusies plaša mēroga starpdisciplināros lauka un laboratorijas pētījumos par koroziju un metāla izskalošanos no vara jumtiem un fasādēm, ko veica Stokholmas Karaliskā tehnoloģiskā institūta Virsmas un korozijas fakultāte.
Kriss Hodsons (Čehija): Kas notiek, kad, saskaroties ar atmosfēru, varš kļūst brūns un pēc tam zaļš?
Inegra Onewall Wallinder (IOW): Visi dārgmetāli, izņemot zeltu un platīnu, oksidējas un dažādā mērā korozē, atrodoties ārā. Mēs to varam redzēt rūsas veidā uz tērauda un baltām nogulsnēm uz cinkota tērauda. Tomēr metālu vai sakausējumu, piemēram, titāna un nerūsējošā tērauda, oksidēšanās ar neapbruņotu aci nav redzama. Saskaroties ar atmosfēras gaisu, varš veido vara oksīdu (cuprītu), kas pamazām iegūst tumšāku brūnganmelnu krāsu. Tad dažādi pamata vara sulfāti un hlorīdi virsmu nokrāso zaļu. Patina formula ir atkarīga no atmosfēras apstākļiem, jo īpaši noteicošā ir sēra dioksīda un nātrija hlorīda koncentrācija. Jūras vidē vara hlorīdu veidošanās dēļ virsmas kļūst zilākas. Neskatoties uz šīm zaļajām / zilajām virsmām, iekšējais slānis pārsvarā paliek melni brūns cuprite. Ja gaisā nav piesārņojuma un prom no krasta, plāksne var saglabāt savu brūno krāsu.
CH: Kā plāksne ietekmē vara virsmas koroziju?
IOW: Pārklājums cieši pieguļ virsmai un darbojas kā efektīvs šķērslis, ievērojami samazinot zem tā esošā vara slāņa koroziju. Ja plāksne ir izveidojusies 100 gadu laikā, tad zemāk esošais metāls joprojām neoksidēsies. Bet šis noteikums neattiecas uz viegli kodīgiem produktiem, piemēram, vara sāļiem, ja tādi ir.
CH: Kāpēc plāksne ātri neizšķīst un nenomazgā virsmu kā ūdenī šķīstošie sāļi?
IOW: Pirmkārt, vara nogulsnēm, kas veidojas vara nogulsnēs, ķīmiskais sastāvs ir ļoti atšķirīgs no ūdenī šķīstošajiem vara sāļiem. Otrkārt, bāzes savienojumi ir plāksnes daļa, galvenokārt sastāv no kuprīta. Treškārt, plānas plēves kārtas klātbūtne apvienojumā ar atkārtotiem sausiem un mitriem periodiem, kas ietekmē atmosfēras apstākļu faktorus, ļauj daļēji izšķīdušam varam, kas izdalījies no plāksnes sastāva, daļēji nosēsties žāvēšanas ciklu laikā. Šie apstākļi ievērojami atšķiras no laboratorijas apstākļiem, kas saistīti ar beramkrāsas iegremdēšanu, kad nav žāvēšanas periodu un izšķīdušajam varam ir ierobežota atkārtota nosēšanās spēja.
CH: Tātad, vai lietus ūdens mazgā kādu materiālu no vara virsmas?
IOW: Daži no materiāliem tiek nomazgāti no visu metālu virsmas. Bet tikai lietus ūdens reakcija ar virsmām var izšķīdināt noteiktu daudzumu izdalītā vara. Tas principā ir atkarīgs no lietus īpašībām (intensitāte, ūdens daudzums, ilgums, skābums) un valdošajiem vēja virzieniem, kā arī no tādiem faktoriem kā ēkas ģeometrija, tās orientācija, slīpums un ēnojums. Tādējādi ūdenī izdalīto materiālu daudzums ir ļoti maza plāksnes daļa, un lielākā daļa izolēto produktu ūdenī šķīst slikti.
CH: Kas notiek ar varu, kas izskalots no ēkas?
IOW: Ir apstiprināts, ka dažādi ēkas tuvumā esošie materiāli - tostarp augsne, betons un kaļķakmens - efektīvi absorbē izdalīto varu. Mijiedarbība ar šīm virsmām arī ievērojami samazina vara bioakumulāciju. Tādējādi atbrīvotais varš tiks notverts ar virsmu, kas jau atrodas drenāžas sistēmā: ir apstiprināta betona un čuguna cauruļu efektivitāte. Faktiski vairāk nekā 98% no visa vara, kas izdalās notekūdeņos uz betona virsmām, ir saistīti 20 m mijiedarbības laikā. Dažas valstis jau ir pieņēmušas ilgtspējīgas drenāžas tehnoloģijas, tostarp absorbējošas ceļa drēbes, notekas vai grāvjus, apgrieztas akas vai sedimentācijas tvertnes un drenāžas zemes, nevis cauruļu noteci straumēs un upēs. Šeit pētījumi ir parādījuši lielu vara aiztures procentu agrīnās stadijās, izmantojot šīs tehnoloģijas. Apkopojot, mēs varam teikt, ka organisko vielu saistīšanas procesā, absorbējot daļiņas un nogulsnes, atdalītais varš paliek minerālu stāvoklī kā daļa no dabiskā vara vara zemes, turpinot dabisko izdalīšanās / mineralizācijas ciklu.
CH: Vai ir situācijas, kad arhitektiem jāpievērš īpaša uzmanība kanalizācijai no vara ēkas?
IOW: Ja esat izveidojis lielu vara jumtu, kas ieplūst tieši ezerā ar jutīgiem ūdens organismiem, bez iepriekšējas reakcijas ar organiskām vielām vai dažādām virsmām, jums vajadzētu lūgt padomu. Lielu palīdzību un padomus var saņemt Eiropas Vara institūtā, ieskaitot projektu novērtēšanas rīkus.
CH: Kāpēc dažās valstīs joprojām ir bažas par varu notekūdeņos?
IOW: Lielākā daļa ekotoksikoloģisko pētījumu tiek veikti ar ūdenī viegli šķīstošiem sāļiem, lai novērtētu nelabvēlīgo ietekmi uz ūdens organismiem, ieskaitot metālus to jonu formā. Viņiem ir maz sakara ar faktisko situāciju ar vara pārklājumu, kas pakļauts laika apstākļiem, kā mēs to iepriekš apspriedām. Drenāžas sistēmas faktiskie apstākļi, nelīdzena ainavu arhitektūra un apbūves vide arī ļoti atšķiras no ekotoksikoloģisko testu ar vara sāļiem apstākļiem, kur viss varš ir ķīmiskā formā, kuru var bioloģiski asimilēt. Tādēļ kļūdainās normas un tiesību akti tagad ir jālabo, ņemot vērā reālo vides situāciju, it īpaši ņemot vērā ietekmi uz vara dabu.
Publicēts izdevumā "Copper Architectural Forum" # 31, 2011. un www.copperconcept.org
Autors Kriss Hodsons
