Διαπερατότητες οργανικών επικαλύψεων

Abstract

Η έντονη οικοδομική δραστηριότητα, η οποία αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1950 - 1960 πραγματοποιήθηκε με, σχετικά, χαμηλές προδιαγραφές. Η δόμηση, τότε, γινόταν με προοπτική ότι τα κτίρια θα ζούσαν για τέσσερις δεκαετίες και θα τα αντικαθιστούσαμε αργότερα με άλλα πιο σύγχρονα, σήμερα, όμως, λόγω της γενικότερης οικονομικής συγκυρίας και του μεγάλου κόστους κατασκευής, δε συμφέρει να αντικαθίστανται γρήγορα, ενώ η φθορά των κατασκευών κάνει, ενίοτε, τη χρήση τους προβληματική. Οι περιβαλλοντικές συνθήκες, όπως, π.χ. ο άνεμος και η υγρασία, καθώς και η ατμοσφαιρική ρύπανση ή η εκτεταμένη χρήση χημικών ουσιών προκαλούν έντονες επιδράσεις, τόσο στο σκυρόδεμα, όσο και στο χάλυβα των κατασκευών. Έχουν αναπτυχθεί πολλές μέθοδοι προστασίας των κατασκευών, μια εκ των οποίων - ιδιαίτερα σημαντική λόγω του χαμηλού κόστους και της ευκολίας εφαρμογής της - είναι οι οργανικές επικαλύψεις (χρώματα). Η προστασία που παρέχει ένα χρώμα είναι ένα πολύπλοκο ζήτημα, το οποίο σχετίζεται με τις ιδιότητες που αυτό έχει αποκτήσει κατά την παρασκευή του. Ορισμένες από τις ιδιότητες αυτές μελετήθηκαν στην παρούσα εργασία. Συγκεκριμένα, μελετήθηκαν η υδατοπερατότητα (liquid water permeability), η υδρατμοπερατότητα (water vapour permeability) και η διαπερατότητα σε χλωριόντα (chlorides permeability). Ένα χρώμα χαρακτηρίζεται ως προστατευτικό, όταν έχει αυξημένη υδρατμοπερατότητα και όσο το δυνατόν μικρότερη υδατοπερατότητα και διαπερατότητα σε χλωριόντα. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετήθηκαν, συνολικά, τρία είδη χρωμάτων: 1 “EΠΟΞΕΙΔΙΚΟ ΧΡΩΜΑ 2 ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ”, 1 “ΧΡΩΜΑ ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΗΣ 2 ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ” (για τα οποία χρησιμοποιήθηκε το ίδιο “ΕΠΟΞΕΙΔΙΚΟ ΑΣΤΑΡΙ ΕΜΠΟΤΙΣΜΟΥ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ 2 ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ”) και 1 “ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΟ ΧΡΩΜΑ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ” (για το οποίο χρησιμοποιήθηκε “ΑΣΤΑΡΙ 1 ΣΥΣΤΑΤΙΚΟΥ”). Πρόκειται για χρώματα εξωτερικής χρήσης, τα οποία εφαρμόζονται σε διάφορα είδη επιφανειών, συμπεριλαμβανομένου και του τσιμεντοκονιάματος. Τα αποτελέσματα τα οποία εξήχθησαν αποκάλυψαν ότι η επιλογή χρώματος πρέπει να γίνεται, πάντα, ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες της περιοχής όπου το χρώμα θα εφαρμοστεί. Έτσι, σε περιοχές με υψηλή συγκέντρωση χλωριόντων, όπως παραθαλάσσιες περιοχές ή περιοχές όπου χρησιμοποιούνται άλατα αποπάγωσης, θα πρέπει να προτιμηθεί μια οργανική επικάλυψη με χαμηλό ρυθμό υδατοπερατότητας και διαπερατότητας σε χλωριόντα. Αντίθετα, σε περιοχές με υψηλά ποσοστά υγρασίας, θα πρέπει να προτιμηθεί ένα χρώμα με υψηλό ρυθμό υδρατμοπερατότητας. Τέλος, όταν απαιτείται συνδυασμός χαμηλού ρυθμού υδατοπερατότητας και υψηλού ρυθμού υδρατμοπερατότητας, οι μετρήσεις και τα αποτελέσματα της επεξεργασίας τους, όσον αφορά στις επικαλύψεις που μελετήθηκαν, κατέδειξαν ότι θα πρέπει να προτιμηθεί η επικάλυψη “Οικολογικό Χρώμα Νανοτεχνολογίας”.

The intense construction activity, which was developed in the decade of 1950 – 1960, was held in relatively low standards. The construction, then, was a prospect that the buildings would be living for four decades and would be later replaced with more modern ones, however, due to the economic situation and the high construction costs it is not profitable to replace them quickly, while their decay renders, sometimes, their use problematic. The environmental conditions, such as wind, humidity and air pollution or the substantial use of chemicals cause profound effects both to the concrete and steel of the constructions. Several methods have been developed to protect structures, one of which - particularly significant given the low cost and ease of implementation - is organic coatings (paints). The protection afforded by a coating is a very complicated issue, which relates to the properties it has acquired during its preparation. Some of these properties were studied in this thesis. Specifically, the properties studied were: the liquid water permeability, the water vapour permeability and the chlorides permeability. A coating is characterized as protective when it has high water vapour permeability and as low as possible liquid water permeability and chlorides permeability. In this thesis, three kinds of paints were totally tested: "TWO COMPONENT EPOXY PAINT", "TWO COMPONENT POLYURETHANE PAINT" (with the same "TWO COMPONENT EPOXY PRIMER") and "ECO-FRIENDLY NANOTECHNOLOGY PAINT" (with “ONE COMPONENT PRIMER"). These are exterior paints, applied in different kinds of surfaces, including cement. The results exported revealed that the paints should be always chosen depending on the environmental conditions of the area where the paint will be applied. Thus, in areas with high concentration of chlorides, such as coastal areas or areas where deicing salts are used, an organic coating with low liquid water permeability rates and permeability to chloride ions should be preferred. In contrast, in areas with high humidity, paints with high rate of water vapour permeability should be used. Finally, when a combination of low liquid water permeability rate and high water vapour permeability rate is required, measurements and results showed that preference should be given to the "Eco-friendly Nanotechnology Paint"