Krisztin Péter: Az építőanyagok kémiai és mechanikai vizsgálata
Az iparilag fejlett országokban a gazdaság megbízható működésében fontos szerepet játszanak az anyagvizsgálatok, melyek a minőségbiztosítás és az esetleges reklamációs ügyek kezelésének alapjául szolgálnak. Emellett az építőipari termékek forgalomba hozatalát, illetve beépítését szabályozó rendeletek, termékszabványok is számos vizsgálatot követelnek meg, ezeket részben vagy egészben az arra feljogosított laboratóriumok végezhetik. Mindezeken túl minél több információval, vizsgálati eredménnyel rendelkezünk a felhasználásra szánt épí- tőipari termékekről, annál több lehetőségünk van tulajdonságain javítani, fejleszteni és ezáltal piaci előnyre szert tenni.
Az építőipari termékek minősége kémiai (ezen belül a klasszikus, valamint a műszeres analitikai) és mechanikai vizsgálatokkal ellenőrizhető.
A klasszikus kémiai eljárások egy része tömegmérésen (gravimetria), a másik része térfogatmérésen (titrimetria) alapszik. Ezekkel a módszerekkel számos komponenst, paramétert lehet meghatározni, mint például kalcium, magnézium, vas, alumínium, szilícium, oldhatatlan maradék, szulfát, klorid, izzítási maradék.
Az UV-VIS spektroszkópia alapja, hogy ultraibolya, illetve látható fény elnyelésekor (abszorpciójakor) a molekulák elektroneloszlása megváltozik: elektronjaik kisebb energiájú pályákról nagyobb energiájúakra ugranak át, azaz gerjesztődnek. Az ilyen elektronátmenetek tanulmányozásával foglalkozó spektroszkópiai módszert elektrongerjesztési (vagy elektron-) spektroszkópiának is nevezik. Az UV-VIS spektroszkópia rutinszerűen használható pl. különböző fémek és nemfémes elemek, mint pl. vas, szilícium, titán, mangán, foszfor, króm (VI) mennyiségi meghatározására.
Induktív csatolású plazma optikai emissziós spektrofotométer (ICP-OES)
Ha az egyes elemek gázállapotú szabad atomjait az elemekre jellemző hullámhoszszúságú fénnyel megvilágítjuk, akkor azok a fény egy részét elnyelik. A fényelnyelés arányos az abszorbeáló szabad atomok számával. Ez a jelenség az alapja az atomabszorpciós spektroszkópia (AAS) nevű mérési módszernek. E technika segítségével a mintában lévő különböző fémek, mint pl. réz, króm, nátrium, kálium stb. mennyisége állapítható meg.
Az induktív csatolású plazma optikai emissziós spektroszkópia (ICP-OES) nyomelemek meghatározására szolgáló műszeres analitikai módszer. Ennél az emissziós spektroszkópiai módszernél induktív csatolású argonplazma segítségével állítják elő a gerjesztett atomokat és ionokat, melyek aztán az adott kémiai elemre jellemző hullámhosszúságú elektromágneses sugárzást bocsátanak ki. Az emittált sugárzás intenzitása kapcsolatban van a mintában előforduló elem koncentrációjával. E technika segítségével a mintában lévő különböző fémek (pl. réz, nikkel, króm) és néhány nemfémes elem (pl. foszfor, kén, szilícium) mennyiségét tudjuk megmérni. Ez a méréstechnika a legkorszerűbb módszer a mintákban lévő fémtartalom meghatározásához.
A termikus elemzési módszerek a vegyületekben, illetve többkomponensű rendszerek esetében a vegyületek között hő hatására lejátszódó kémiai reakciók és fizikai átalakulások vizsgálatára szolgálnak. A termikus folyamatok, akár kémiai reakcióról, akár állapot- vagy halmazállapot-változásról legyen szó, mindig a rendszer belső hőtartalmának kisebb-nagyobb mértékű megváltozásával járnak. Az átalakulást vagy hőelnyelés (endoterm folyamat) vagy hőfelszabadulás (exoterm folyamat) kíséri. Ezeket a hőhatásokat a differenciális termikus analízis (DTA) módszerével érzékenyen ki lehet mutatni. Sok esetben az átalakulás tömegváltozással párosul, amit a termogravimetria (TG) módszerével lehet nagy pontossággal meghatározni.
Fizikai és kémiai folyamatokat kísérő energiaváltozások többféleképpen nyilvánulhatnak meg. E folyamatok nyomon követése viszonylag egyszerű abban az esetben, ha az energiaváltozás legnagyobbrészt hő formájában jelentkezik. A rendszer energiájának változása ilyen esetben kétféle lehet: exoterm vagy endoterm. A folyamatok hőeffektuson alapuló követését kalorimetriának nevezzük, mely módszerrel a hidratációs hő határozható meg. A cement kémiai reakció során, vízzel reagálva (hidratáció) köt meg, hidratációs energia (hő) felszabadulása közben. Ennek során a homok, cement, kavics és a betonacél, azaz a kiindulási anyagok – melyek feladata a beton élettartamának és stabilitásának növelése – erős kötést alkotnak.
Az építőanyag megszilárdulásához, főleg télen, szükség van a hozzáadandó anyagok melegítésére. A télen jól hasznosítható hidratációs hő a meleg nyári napokon problémákat okozhat. A beton hőtágulása feszültséget idézhet elő a szerkezetben, akár mélyen, a betonmagig hatoló repedések jöhetnek létre. A repedéseken keresztül levegő és nedvesség juthat a betonba, amely a beton és a szerkezetet erősítő betonvas idő előtti károsodását okozhatja. Az építőanyagok minőségét nemcsak a kémiai, hanem mechanikai tulajdonságaik is meghatározzák. Ide sorolhatók többek között az építőipari alapanyagok és késztermékek minta-előkészítését (aprítás, őrlés, szárítás) követő vizsgálatok, mint pl. szemmegoszlás, kötési idő meghatározása, szilárdságvizsgálatok, térfogatállandóság, kopásállóság, fagy- és olvasztósó-állóság, valamint egyéb mechanikai vizsgálatok. A beton szilárdsága azonos körülmények között a beton korával, a cement szilárdulási folyamatának megfelelően növekszik. A szilárdság az első hetekben rohamosan, majd egyre lassabban emelkedik. Természetes szilárdulásnak nevezzük, ha a beton 15-25 fokon, a nedves utókezelésen kívül minden külső beavatkozás nélkül szilárdul. Ebben az esetben 28 nap alatt éri el azt a szilárdságot, amelyet szerkezeti szilárdságnak nevezünk. A 28 nap utáni szilárdulást utószilárdulásnak nevezzük. A betonoknál fontos, hogy mennyi idő alatt, milyen gyorsan szilárdulnak meg.
Vicat készülék
A betont érő környezeti hatások miatt szükséges lehet kopásállósági, fagy- és olvasztósó-állósági, valamint vízzárósági vizsgálatot végezni. A kopásállósági vizsgálat során meggyőződhetünk mechanikai ellenállásá- nak mértékéről. A fagyás és olvadás hatásának kitett betonszerkezeteknek tartósaknak és kellő ellenállásúaknak kell lenniük az ilyen hatásokkal szemben. Útszerkezetek eseté- ben is ellent kell állniuk a fagyás, valamint az olvadás hatásának, még jégolvasztó adalékok jelenlétében is. E körülmény modellezésére leginkább a fagy- és olvasztó-állóság roncsolásos mechanikai vizsgálata alkalmas. Az adalékanyagok szemmegoszlását szitavizsgálattal határozzuk meg. Szitavizsgálatokat szárazon és nedvesen is lehet végezni. Az adalékanyag ellenállóképességét ugyancsak fagyasztással, illetve kopás- és aprózódási vizsgálattal is meg lehet határozni. Ez utóbbi két vizsgálat a Los Angeles- és a Micro-Deval-vizsgálat.
Mindezen képességekkel rendelkezik a Cemkut Kft., amely az EU-ban bejelentett és az MKEH által kijelölt, a Nemzeti Akkreditáló Hatóság által az MSZ EN ISO/IEC 17025:2005 szabvány követelményei szerint akkreditált vizsgálólaboratórium. – Modern, korszerűen felszerelt laboratóriumunk és magasan képzett szakembereink, több évtizedes múltunk garanciát jelentenek szolgáltatásaink minőségére.
