OBSAH ÚVOD .................................................................................................................... 11 I.TEORETICKÁ ČÁST ......................................................................................... 13 I.1. VILA TUGENDHAT .................................................................................... 15 I.1.1 Historie vily Tugendhat ....................................................................... 15 I.1.1.1 Stavba a 30. léta XX. století ......................................................... 15 I.1.1.2 Období 2. světové války a poválečná léta .................................... 18 I.1.1.3 Období 60. a 70. let XX. století.................................................... 18 I.1.1.4 Období 80. let XX. století ............................................................ 19 I.1.1.5 Období 90. let XX. století a počátek XXI. století ........................ 19 I.1.2 Rekonstrukce vily (2010 – 2012) ......................................................... 20 I.2. TECHNICKÉ PAMÁTKY ........................................................................... 22 I.2.1 Obecně o technických památkách ...................................................... 22 I.2.2 Vila Tugendhat jako technická památka ........................................... 23 I.2.2.1 Systém klimatizace ve vile Tugendhat ......................................... 23 I.3. ZPRACOVÁNÍ ŢELEZA............................................................................. 28 I.4. KOROZE ŢELEZA ...................................................................................... 29 I.4.1 Princip elektrochemické koroze.......................................................... 29 I.4.1.1 Rovnováţný stav a termodynamika ............................................. 29 I.4.1.2 Kinetika procesů ........................................................................... 31 I.4.1.3 Průběh koroze ............................................................................... 31 I.4.2 Rozdělení koroze .................................................................................. 33 I.4.3 Štěrbinová koroze................................................................................. 33 I.4.4 Prostředí koroze – atmosféra ............................................................. 34 I.4.5 Koroze pod organickými povlaky ....................................................... 34 I.4.5.1 Tvorba puchýřků .......................................................................... 34 I.4.5.2 Blesková koroze ........................................................................... 35 I.4.5.3 Nitková koroze ............................................................................. 35 I.4.5.4 Anodické podkorodování ............................................................. 35 I.4.5.5 Katodické podkorodování ............................................................ 35 I.5. ORGANICKÉ POVLAKY (NÁTĚRY) ...................................................... 37 I.5.1 Mechanismy zasychání nátěrových hmot .......................................... 38 I.5.1.1 Fyzikální zasychání ...................................................................... 38 I.5.1.2 Chemické zasychání ..................................................................... 38 I.5.1.3 Fyzikální a chemické zasychání ................................................... 39 I.5.2 Rozdělení nátěrů podle pojiva............................................................. 39 I.5.2.1 Olejové nátěry .............................................................................. 39 I.5.2.2 Nitrocelulózové nátěry ................................................................. 40 I.5.2.3 Syntetické nátěry .......................................................................... 41 I.5.3 Pigmenty v nátěrových hmotách......................................................... 41 I.5.3.1 Barevné pigmenty a plniva ........................................................... 41 I.5.3.1.1 Bílé zinečnaté pigmenty ..................................................... 41 7
I.5.3.1.2 Titanová běloba (TiO2)....................................................... 42 I.5.3.1.3 Ţelezité pigmenty ............................................................... 42 I.5.3.1.4 Kaolinit ............................................................................... 42 I.5.3.2 Antikorozní pigmenty .................................................................. 43 I.5.4 Faktory ovlivňující vlastnosti nátěru ................................................. 45 I.5.4.1 Úprava povrchu kovu před nanesením povlaku ........................... 45 I.5.4.2 Přilnavost ...................................................................................... 46 I.5.4.3 Tloušťka nátěru ............................................................................ 47 I.5.4.4 Anorganické sloučeniny a ionty ................................................... 47 I.5.5 Nanášení nátěrových hmot .................................................................. 47 I.6. INHIBITORY KOROZE ............................................................................. 48 I.7. SEAL FE ........................................................................................................ 51 I.8. ZKOUŠKA PŘILNAVOSTI ........................................................................ 53 I.9. KOROZNÍ ZKOUŠKA................................................................................. 54 I.10. METODY PRŮZKUMU KOVOVÝCH A NÁTĚREM OPATŘENÝCH PŘEDMĚTŮ ................................................................................................. 57 I.10.1 Stratigrafie a metalografie ................................................................ 57 I.10.2 Tloušťka nátěru.................................................................................. 57 I.10.3 Rozpouštěcí zkoušky .......................................................................... 58 I.10.4 Důkazy iontů ....................................................................................... 58 I.10.5 Analytické instrumentální metody ................................................... 58 I.10.5.1 SEM (skenovací/rastrovací elektronový mikroskop) ................. 58 I.10.5.2 RTG difrakce .............................................................................. 58 I.10.5.3 IR spektrometrie ......................................................................... 59 II. PRAKTICKÁ ČÁST ......................................................................................... 61 II.1. PRŮZKUM PŘEDMĚTU ........................................................................... 63 II.1.1 Popis panelu ........................................................................................ 63 II.1.2 Vizuální průzkum stavu panelu ........................................................ 64 II.1.3 Průzkum panelu pod UV zářením .................................................... 66 II.1.4 Rozbor materiálového sloţení............................................................ 67 II.1.4.1 Pouţité metody a techniky průzkumu ......................................... 67 II.1.4.2 Místa odběru vzorků ................................................................... 71 II.1.4.3 Rozbor kovu ................................................................................ 72 II.1.4.3.1 SEM kovu ......................................................................... 72 II.1.4.3.2 Metalografie ...................................................................... 73 II.1.4.4 Rozbor světlého nátěru ............................................................... 74 II.1.4.4.1 Rozpouštěcí zkouška ......................................................... 74 II.1.4.4.2 Stratigrafie světlého nátěru ............................................... 74 II.1.4.4.3 SEM světlého nátěru ......................................................... 75 II.1.4.4.4 Průzkum světlého nátěru infračervenou spektroskopií ..... 76 II.1.4.5 Rozbor černého nátěru ................................................................ 82 II.1.4.5.1 Stratigrafie černého nátěru ................................................ 82 8
II.1.4.5.2 SEM černého nátěru .......................................................... 83 II.1.4.5.3 Průzkum černého nátěru infračervenou spektroskopií ...... 86 II.1.4.6 Rozbor okují................................................................................ 89 II.1.4.6.1 Stratigrafie okují ............................................................... 89 II.1.4.6.2 SEM okují ......................................................................... 89 II.1.4.7 Rozbor korozních produktů ........................................................ 91 II.1.4.7.1 SEM korozních produktů .................................................. 91 II.1.4.7.2 RTG difrakce korozních produktů .................................... 92 II.1.4.8 Rozbor nečistot ........................................................................... 93 II.1.5 Shrnutí materiálového sloţení ........................................................... 93 II.2. NAVRŢENÍ KONZERVAČNĚ-RESTAURÁTORSKÝCH POSTUPŮ 94 II.2.1 Varianta 1 ............................................................................................ 94 II.2.2 Varianta 2 ............................................................................................ 94 II.2.3 Varianta 3 ............................................................................................ 94 II.2.3.1 Vývoj varianty 3 ......................................................................... 94 II.2.3.2 Konečný návrh postupu varianty 3 ............................................. 95 II.2.4 Navrţení nátěrového systému ............................................................ 96 II.3. ZKOUMÁNÍ VLASTNOSTÍ NAVRŢENÝCH NÁTĚROVÝCH SYSTÉMŮ .......................................................................................................... 97 II.3.1 Korozní zkouška (Seal Fe) ................................................................. 97 II.3.2 Vlastnosti navrţených nátěrových systémů (koroze, přilnavost) . 103 II.3.2.1 Zkouška korozní odolnosti nátěrových systémů ....................... 103 II.3.2.2 Zkouška přilnavosti nátěrových systémů .................................. 107 II.4. PROVEDENÍ PRACÍ NA PŘEDMĚTU ................................................. 114 ZÁVĚR
........................................................................................................ 121
SEZNAM LITERATURY ................................................................................... 123
9
10
ÚVOD
V letech 2010 a 2011 probíhala rozsáhlá rekonstrukce vily Tugendhat. Rekonstrukci byla věnována velká pozornost ze strany médií i odborné veřejnosti. V jejím průběhu byly pořádány konference za účasti zahraničních odborníků. Restaurováním většiny kovových prvků nacházejících se ve vile byl pověřen soukromý restaurátor, s bohatými zkušenostmi v oboru restaurování technických památek, Ing. Tomáš Flimel, který se obrátil na obor konzervování-restaurování MU s prosbou o pomoc při restaurování ovládacího panelu z vily Tugendhat. Moje diplomová práce se právě zabírá restaurováním tohoto panelu. Největší pozornost této práce je věnována průzkumu předmětu (ovládacího panelu pro systém vytápění vily) a přípravě konzervátorsko-restaurátorského zákroku. Důleţitým momentem pro plánovaní a konečné provedení všech prací je fakt, ţe ovládací panel musí i nadále být funkční a bude slouţit k ovládání otopného systému vily Tugendhat. S tím úzce souvisí i provedení některých experimentů spojených s odzkoušením vybraného postupu na zkušebních vzorcích ţelezného materiálu, který svým sloţením odpovídá sloţení materiálu, ze kterého byl zhotoven ovládací panel. Průzkum předmětu se soustředil na identifikaci materiálů pouţitých na panelu. Materiálové sloţení bylo zjišťováno pomocí vhodných analytických instrumentálních metod. Byly pouţity metody, při nichţ je moţné nedestruktivně analyzovat povrch (ATR, SEM) a korozní produkty (RTG difrakce). Nejkomplikovanějším krokem prací bylo najít vhodný postup konzervovánírestaurování. Tento problém byl konzultován s mnoha odborníky. Po diskusích byly navrţeny různé postupy, jeţ byly, s popisem kladů a záporů jednotlivých postupů, podány ke schválení komisi THICOM. Tato komise pečlivě dohlíţela na veškeré restaurátorské práce a schvalovala různé pracovní postupy. S komisí THICOM se velmi úzce spolupracovalo po celou dobu restaurování panelu. V diplomové práci se řešilo i ověření vhodnosti vybraného postupu. Pomocí zkoušek se zjišťovaly vlastnosti vybraných nátěrů pro konečnou úpravu panelu před jeho dalším pouţíváním. 11
12
I. TEORETICKÁ ČÁST
13
V teoretické části jsou popsány problémy, které se týkají restaurovaného předmětu. Jelikoţ jde o plechový panel klimatizace z vily Tugendhat opatřený nátěrem, který je narušen korozí, je zde popsána historie a rekonstrukce vily Tugendhat, včetně obecného přístupu k technickým památkám, neboť klimatizace vily je v podstatě technickou památkou. Panel klimatizace je vyroben ze ţelezného plechu, proto bude jedna kapitola věnovaná výrobě plechů. Předmět byl napaden korozí, a tak se další kapitola zabývá korozí, jak a proč probíhá. Zvláštní pozornost bude kladena na korozi štěrbinovou a korozi pod povlakem. Panel byl původně ošetřen nátěrem, který v průběhu času oprýskal a podlehl degradaci. V kapitole o organických nátěrech jsou proto studována pojiva pouţívaná v tehdejší době (nitrocelulózové a olejové) a pigmenty (plniva) zjištěné při průzkumua moţné příčiny jejich degradace. Kapitola postihne i nátěrové hmoty, pigmenty, o kterých se předpokládá, ţe budou pouţity při restaurování. V teoretických kapitolách jsou uvedeny a blíţe popsány látky, které nakonec byly při konzervátorsko- restaurátorské práci pouţity nebo se o jejich pouţití uvaţovalo (inhibitory, Seal Fe), včetně zkoušek, kterými se ověřovala vhodnost pouţití výše zmíněných látek. K těmto metodám se řadí korozní a odtrhová zkouška, díky kterým lze hodnotit nejvhodnější nátěrový systém pro ochranu předmětu. V poslední kapitole jsou zmíněny metody, které byly pouţity při průzkumu materiálového sloţení předmětu.
14
I.1. VILA TUGENDHAT I.1.1 Historie vily Tugendhat I.1.1.1 Stavba a 30. léta XX. století Vila Tugendhat se nachází v brněnské městské části Brno-sever, Černá Pole v ulici Černopolní 45. V roce 1928 poţádali snoubenci Fritz a Greta Tugendhatovi jiţ uznávaného architekta Ludwiga Miese van der Rohe o návrh stavby vily. Kdyţ architekt přijel do Brna, byl stavebním místem nadšen a počal s plánováním. Ve své práci nebyl, tou dobou uţ manţely Tugendhatovými, nijak omezován. Limitujícím faktorem nebyly ani finance. Greta i Fritz pocházeli z velmi zámoţných rodin textilních průmyslníků a obchodníků. Dům byl navrţen jako plynoucí nepřerušovaný prostor. Mělo být dosaţeno dokonalého propojení obytného prostoru s přírodou zahrady. Dbalo se na pouţití kvalitních materiálů s velmi zajímavými detaily. Stavba se započala v polovině roku 1929 a od 1. prosince 1930 se v ní bydlelo. Stav vily z roku 1930 je na Obr. 1 a Obr. 2.
Obr. 1: Vila Tugendhat, pohled z Černopolní ulice z roku 1930. [1]
15
Obr. 2: Vila Tugendhat, pohled ze zahrady z roku 1930. [1]
Přestoţe se při pohledu z ulice zdá, ţe jde o nenápadný jednopodlaţní domek, tak vila je prostornou třípatrovou komfortní budovou. První patro patří technickému zázemí stavby, ţehlírně, molové komora na uloţení kabátů a temné komoře pro Fritzovu velkou zálibu ve fotografování. Ve druhém patře se nachází hlavní obytný prostor rozdělený onyxovou stěnou a stěnou z makasarského dřeva. V tomto velkém prostoru šla vytvořit intimní místa pomocí hedvábných a sametových závěsů. Třetí patro, které je jako jediné vidět z Černopolní ulice, slouţilo jako loţnice pro manţele, děti a jejich vychovatelku. Jsou zde dvě koupelny i byt pro domovníka. Při stavbě byly pouţity nejmodernější technologie. Horní terasa, která byla od ulice oddělaná pouze nízkou brankou, byla i tak bezpečná a nikdo za ni nemohl, protoţe byla chráněna fotobuňkou. Dalším unikátem jsou do země zatahovatelná okna v hlavním obytném prostoru. Stisknutím spínače jdou dvě okna spustit do technického zázemí, čímţ se propojí zahrada s největším pokojem. Naprosto novátorská je samotná konstrukce domu, jehoţ váha spočívá na dvaceti devíti nosných ocelových pilířích (Obr. 3). Dvanáct z nich je v obytném prostoru. Nosné pilíře jsou zapuštěny do tzv. studen. Tento typ konstrukce byl ve vile Tugendhat pouţit úplně poprvé na světě pro soukromou obytnou stavbu. Pilíře jsou v celé stavbě 16
přiznány a jsou z estetických důvodů chráněny mosaznými plášti, které jsou galvanicky pochromovány.
Obr. 3: Ocelová nosná konstrukce.
Ostatní kovové prvky byly ošetřeny nátěry. Nátěrový systém se skládal z následujících vrstev: antikorozního ochranného nátěru na bázi suříku/minia nebo na bázi zinkového prachu, dále následoval bílý podkladový nátěr a horní, krycí nátěr. Na závěr byl ještě v některých případech nanesen lak. Kovové prvky nacházející se v exteriéru (lavice, plot, branka, zábradlí) byly pokryty šedým nátěrem, odstín čedičová šeď RAL 7012. Interiérové prvky byly ošetřeny nátěrem v tónu krémové bílé RAL 9001. V případě všech barevných pojednání byly pouţity průmyslové olejové nátěry, které obsahují pigmenty či plniva jako uhličitan vápenný, litopon, zinková běloba, titanová běloba, uhelná čerň, kostní čerň, permanentní bělobo okr. Závěrečná transparentní vrstva laku, která neobsahuje pigmenty, pak byla provedena syntetickou pryskyřicí, vysoce pravděpodobně na bázi esteru celulózy. [2, str. 180]
17
I.1.1.2 Období 2. světové války a poválečná léta Roku 1938 rodina Tugendhatova emigrovala do zahraničí kvůli začínající válce. Od roku 1942 byla vila zabrána gestapem. V té době tam bydlel jen domovník Josef Schurmacher. S domovníkem se spřátelil jeden německý student, který vilu často navštěvoval a dělal si o ní poznámky. Poznamenal si také, ţe jídelní stěna byla přesunuta do sídla gestapa, dnešní právnické fakulty. Tato poznámka pomohla pozdějšímu nalezení stěny. Vilu nebylo moţné pronajmout pro její vysoké provozní náklady. Od roku 1942 byla vila v majetku německé říše a byla „arizována“. Prvním nájemníkem byl od roku 1944 Walter Messerschmitt. Během Messerschmittova pobytu došlo ve vile ke značným stavebním úpravám. Jednolitý hlavní obytný prostor byl rozdělen příčkami. Byla zazděna i onyxová stěna, která byla tímto paradoxně uchráněná před devastací v dalších letech. Největší škody byly způsobeny ke konci války, kdy vilu obývala vojska Rudé armády. Vila slouţila zároveň jako ubytovna pro vojáky ale i jako stáj pro koně. Koně byli ustájeni v suterénu i v hlavím obytném prostoru. Všude se nacházela podestýlka a koňský trus. Vojáci pouţívali kusy dřevěného nábytku ze vzácného dřeva jako palivo. V letech 1945 – 1950 zde sídlila taneční škola rytmiky. Roku 1947 se vila stala státním majetkem a byla přidělena Státnímu ústavu zdravotního tělocviku. Dále ve vile sídlil léčebný tělocvik pro děti a rehabilitační středisko pro děti. I.1.1.3 Období 60. a 70. let XX. století Na začátku 60. let se u Františka Kalivody zrodila myšlenka o záchraně a vhodnějším vyuţití vily Tugendhat. Kalivoda navrhoval udělat z vily centrum pro setkávání zahraničních osobností, chtěl z vily vybudovat kulturní a umělecké centrum Brna. Při této příleţitosti zdůrazňoval nutnou potřebu stavebních úprav venkovních i interiérových, které by vilu přiblíţili její původní podobě a které by zabránily dalšímu chátrání objektu. V roce 1963 byla vila Tugendhat zapsána do Ústředního seznamu nemovitých kulturních památek. Tento fakt byl nadějí pro vyplnění Kalivodových představ. Roku 1967 přijela na pozvání Františka Kalivody na návštěvu Greta Tugendhat. Od té doby si spolu intenzivně dopisovali. V dopisech probírali nejen návrhy na renovaci ale i osudy vily. Na přelomu roku 1968 a 69 proběhla v Domě výstava o ţivotním díle architekta Ludwiga Miese van der Rohe. Velmi úspěšná výstava měla podněcovat zájem veřejnosti o ţalostný stav vily. 18
Ze zahraničí přicházely nabídky pomoci s rekonstrukcí. Na obnově měly i zájem ateliéry Ludwiga Miese van der Rohe v Chicagu. Následovaly konference a schůzky zainteresovaných stran. Jedné z konferencí se aktivně účastnila Greta Tugendhat a zástupce Mieseho ateliéru. V roce 1970 tragicky zemřela Greta Tugendhat. Rok na to i iniciátor záchrany vily František Kalivoda. Jednání o obnově pokračovala dál, ovšem uţ ne s takovým zapálením a tak rychle. Další zdlouhavé rokování vyústilo v rekonstrukci v 80. letech. I.1.1.4 Období 80. let XX. století V letech 1981-85 proběhla rekonstrukce vily bez jakéhokoliv předcházejícího průzkumu. Postupovalo se podle dochovaných původních plánů a fotografií. V zájmu investora nebylo ani tak uvést vilu do původního stavu jako to, aby vila dále nechátrala. Při zásahu nebyla snaha nahradit původní degradované materiály co nejvěrohodnějšími materiály, které se daly v zahraničí snadno sehnat. Sahalo se spíše po domácích výrobcích. Obnovou prošlo i technické zázemí vily jako kanalizace, kotelna na koks. Strojovna vzduchotechniky byla ponechána a zprovozněna téměř v původním stavu, byly doplněny jen prvky, které chyběly k funkčnosti systému. [4] I přesto, ţe Kamilu Fuchsovi a jeho týmu bylo v září 1987 uděleno zvláštní ocenění za projekt a realizaci rekonstrukce vily Tugendhat na Světovém bienále architektury v bulharské Sofii[4] byla tato rekonstrukce v pozdějších letech odbornou veřejností kritizována. Roku 2001 tým vedený Karlem Ksandrem provedl stavebně-historický průzkum vily. Tento průzkum prokázal, ţe rekonstrukce v 80. letech byla provedena na tehdejší poměry a moţnosti profesionálně. I.1.1.5 Období 90. let XX. století a počátek XXI. století V srpnu roku 1992 ve vile probíhala jednání tehdejších premiéru české (Klaus) a slovenské (Mečiar) strany o rozdělení Československa. Od roku 1994 byla vila přístupná pro veřejnost. 1. 1. 2005 vznikla ve vile instituce pro dokumentaci vily Tugendhat. Roku 2001 byla vila zapsána na seznam památek světového kulturního dědictví UNESCO.
19
I.1.2 Rekonstrukce vily (2010-2012) Na nynější renovaci se podíleli odborníci ze zahraničí pod vedením Ivo Hammera, manţela nejmladší dcery Tugendhatových. Vznikla speciální skupina s názvem THICOM. V únoru 2010 byla obnova zahájena předáním vily stavební firmě UNISTAV a.s. Vila byla vyklizena, stavební prvky jako ocelové nosné sloupy a onyxová stěna byly adekvátně zajištěny proti poškození. Proběhlo téţ odstranění nepůvodních prvků (podlahové PVC krytiny, obklady…). Během rekonstrukce se narazilo na fragmenty původních materiálů. Byly nalezeny kousky původního lina značky DWL, skleněný střep původních oken, Sorellův cement, který byl v 80. letech nahrazen betonovou mazaninou, keramické dlaţdičky značky RAKO CZECHOSLOVAKIA, tepelná izolace. Při stavebních pracích byl objeven zřejmě původní rozvod telefonu v domě. Průzkum kanalizace byl proveden pomocí kamerových zkoušek, které ukázaly místa, kde bude třeba jednotlivé kusy nahradit novými a kde bude stačit oprava původních kusů potrubí kanalizace. V prvním roce oprav také byla zrekonstruována střecha. Jednalo se o velmi náročnou práci a to jak z technologického hlediska, tak i z časových důvodů. Byla sejmuta nevyhovující krytina z 80. let aţ na původní betonovou mazaninu. Proběhlo odstranění interiérových a exteriérových omítek. V tomto období byly demontovány kusy dřevěného vestavěného nábytku (knihovna, skříně,…), které byly následně restaurovány. Na veškeré původní ocelové konstrukce oken, příček, stěn byl aplikován antikorozní nátěr. Byly vyhotoveny nové elektrorozvody a rozvody zabezpečovacího systému. V druhém roce oprav se pokračovalo v práci na omítkách, na ošetřování ocelových konstrukcí oken. Od března 2012 je vila přístupná pro veřejnost. Dále v ní sídlí instituce pro dokumentaci vily Tugendhat. [36,37,38] Její současný stav je vidět na Obr. 4 a Obr. 5.
20
Obr. 4: Současný stav vily (2012), pohled ze zahrady.
Obr. 5: Současný stav vily (2012), pohled do zimní zahrady.
21
I.2. TECHNICKÉ PAMÁTKY I.2.1 Obecně o technických památkách Dle výkladového slovníku je technickou atraktivitou stavba, technické zařízení nebo technické řešení jedinečné nebo zajímavé svým provedením, vztahem k okolním stavbám, velikostí, historickým nebo současným významem, designem apod. a stávající se tak cílem pro návštěvníky (např. mosty, tunely, vodní i větrné mlýny, těţní věţe, ţelezniční viadukty, kanály…). Obdobným pojmem je technická památka – stavba, technické zařízení nebo technické řešení jiţ nevyuţívané, zajímavé svým provedením, umístěním, zachovalostí, slohem. [39] K nejstarším, středověkým, památkám patří doly a jejich zařízení, stezky. Z pozdějšího období jsou dochované různé větrné a vodní mlýny, hamry, mosty. V 19.a 20. století zaţívají rozmach továrny na textil, papír, atd. V České republice je mnoho průmyslových historických objektů z dob, kdy byl u nás průmysl na vrcholu a řadil se k nejvýznamnějším v Evropě. Péče o technické památky má kořeny v Anglii. V 70. letech se rozšířila po celé západní Evropě. K nám přišel zájem o tento druh památek kolem 90. let. Památky byly do té doby posuzovány pouze podle uměleckých kvalit. Při hodnocení technických památek se přihlíţí k typologické významnosti, přítomnosti a úplnosti technického zařízení a stopám provozu jako dokladu skutečné činnosti. Technická památka má většinou hodnotu jako celek, kdy její určitá část můţe být jako samostatná jednotka bezcenná. [5] Při rekonstrukci technických památek by měla být pozornost soustřeďována nejenom na vnější vzhled, ale hlavně na technické zařízení a vybavení. Díky různorodosti technických památek nelze nikterak zobecnit konzervátorský nebo restaurátorský přístup. Při práci na technických památkách přicházejí odborníci do styku s nejrůznějšími materiály. Mezi klasickými materiály (např. kámen, dřevo, kov) se pracuje i s poněkud vývojově mladšími materiály (nátěrové hmoty, plast). Důleţité je mít na paměti, ţe hodnotu jakékoliv památky neurčuje jenom její stáří. I novodobá památka můţe naprosto jedinečná svým technickým pojetím.
22
I.2.2 Vila Tugendhat jako technická památka Kromě toho, ţe je vila evropskou architektonickou památkou, dala by se přiřadit i k technickým památkám. Nachází se v ní řada zajímavých, na tehdejší dobu i neobvyklých, technických řešení. Například zatahovací okna hlavního obytného prostoru, fotobuňkou chráněný vstup na terasu. Výjimečný je i systém, jakým funguje klimatizace, oběh a čištění vzduchu. Na Obr. 6 je původní nákres rozvodu vzduchotechniky. Tento konkrétní návrh se nerealizoval.
Obr. 64: Rozvod vzduchotechniky (nerealizovaný návrh). [3]
I.2.2.1 Systém klimatizace ve vile Tugendhat Technické zázemí vzduchotechniky se nachází ve čtyřech prostorách. Ve vstupní chodbě je ovládací panel klimatizace a větrák s motorem (Obr. 9) umístěným na betonovém soklu. Kdyţ je motor v chodu, tak dochází k přenosu vibrací z motoru na sokl. Aby se zabránilo přenosu vibrací do základu, tak je sokl odizolovaný korkovými pláty.
23
Z chodby pokračují tři komory. V jedné komoře, která má aerodynamické tvarování, se dá v různých poměrech mísit čerstvý vzduch s oběhovým vzduchem z vily (Obr. 10 a 11). Do této komory vede z Černopolní ulice přívod čerstvého vzduchu (Obr. 7). Vzduch z ulice můţe být znečištěný prachem a tak se čistí pomocí mokrých kamenů a olejového výměníku. Olejový výměník sousedí s touto komorou (Obr. 12). Vzduch je přes olej hnán díky podtlaku. Drobné částečky prachu jsou pomocí oleje zachytávány. Vzduch, který prošel přes olej, s sebou dále unáší mikročástečky oleje a je tímto olejem cítit, proto je hnán přes dřevěný filtr (Obr. 13). Ve třetí komoře se nachází průchod pro teplý vzduch. Z této komory je vzduch hnán do průduchů v hlavním obytném prostoru (Obr. 15 – 19). Motor vytváří v komorách podtlak. V první komoře se díky tomuto podtlaku nasává vzduch z ulice a z průduchu za klavírem (Obr. 8), kde se můţe mísit oběhový vzduch z vily a čerstvý vzduch z ulice. Tento vzduch prochází otvorem ve stěně k olejovému filtru a dřevitému filtru ve druhé komoře. Přes třetí komoru se můţe přidat teplý vzduch z kotelny, který je vehnán do větráku a rozvody distribuován po obytné místnosti. Vzduchotechnika byla původně určena pro udrţování vhodného klimatu v zimní zahradě. V dalším návrhu se ale uţ počítá s klimatizováním hlavního obytného prostoru. Průduchy jsou při vstupu do místnosti ze schodiště (odtud se vzduch nasával do mixovací komory), podél skla zimní zahrady a za půlkruhovou jídelní stěnou. Místnost je ještě podél oken vytápěna ústředním topením. Toto topení prvořadně slouţí k tomu, aby se v zimě nerosila okna.
Obr. 7: Přívod čerstvého vzduchu z ulice.
24
Obr. 8: Nasávání oběhového vzduchu.
Obr. 9: Motor, který vytváří podmínky pro pohyb vzduchu.
Obr. 10: Přívod oběhového vzduchu.
Obr. 11: Přívod čerstvého vzduchu.
25
Obr. 12: Průduch v mixáţní komoře.
Obr. 13: Komora s olejovým a dřevitým filtrem.
Obr. 14: Filtr vzduchu.
Obr. 15: Odvod vzduchu do rozvodu.
26
Obr. 16: Rozvod vzduchu.
Obr. 17: Rozvod vzduchu.
Obr. 18: Vývod vzduchu u jídelní stěny. zahrady.
27
Obr. 19:Vývod vzduchu u zimní
I.3. ZPRACOVÁNÍ ŢELEZA Při tváření kovu za horka se působí na materiál vnějšími silami, kdy se mění jeho tvar bez potušení celistvosti. Struktura mříţky kovu se plasticky (trvale) deformuje, neboť dochází k posuvu částic o více neţ jeden parametr. Posuv nastává v kluzných rovinách kluzem. Při deformaci polykrystalického materiálu se musí překonávat větší odpor, poněvadţ kluzné roviny nejsou rovnoběţné jako u monokrystalu. Pokud se kov tváří za horka, tak se sniţuje vnitřní pnutí, sniţuje se pevnost a zvyšuje se taţnost. Během tváření za tepla se kov rekrystalizuje a vznikají tak nová zrna. Vysoká teplota způsobuje vznik okují. [40] Válcování je proces, při kterém se tvářený materiál deformuje mezi otáčejícími se pracovními válci (Obr. 20). Sniţuje se výška, materiál se prodluţuje a současně rozšiřuje a mění se i rychlost, kterou válcovaný materiál z válcovací stolice vystupuje. Mezera mezi pracovními válci je menší, neţ vstupní rozměr materiálu. Ztuhlé ocelové ingoty o hmotnosti kolem 10 t se prohřívají v hlubinných pecích na teplotu tváření kolem 1100 oC a válcují se na předvalky. Z těch se pak vyrábějí válcováním konečné výrobky – vývalky (Obr. 21).
Obr. 20: Válcování.
Obr. 21:Válcování za tepla. [41]
Plechy se válcují ve válcovacích stolicích s hladkými válci z plochých předvalků. Nejprve se válcuje napříč, aby se dosáhlo potřebné šířky plechu, potom se plech otočí o 90o a válcuje se podélně. Tím se dosáhne stejnoměrné tloušťky a rovnoměrnějších vlastností materiálu v podélném i příčném směru válcování. Vyrábějí se jak plechy tlusté, tak i tenké. Hranicí jsou 4 mm. Válcování za studena se pouţívá pro výrobu plechů s hladkým povrchem a velkou přesností, i kdyţ výchozím polotovarem jsou pásy válcované za tepla. [41] 28
I.4. KOROZE ŢELEZA I.4.1 Princip elektrochemické koroze I.4.1.1 Rovnováţný stav a termodynamika Koroze funguje jako klasické elektrochemické reakce. Procesu se zúčastňují dvě elektrody. Při samovolném průběhu reakcí je katoda kladná a anoda záporná (elektrony jsou samovolně uvolňovány). Toto uspořádání odpovídá galvanickému článku. Bez ohledu na polarizaci elektrod na anodě dochází vţdy k oxidaci, tedy rozpouštění kovu, a na katodě k redukci. Anodické (oxidace) a katodické (redukce) děje probíhají současně. Průběh koroze závisí na druhu kovu, respektive na jeho potenciálu a kinetice procesů. Elektrodová reakce můţe probíhat teprve tehdy, jestliţe potenciál povrchu elektrody E je odlišný od potenciálu rovnováţného Er, jestliţe tedy E – Er = η ≠ 0 , kde η je přepětí reakce, vyjádřené rozdílem obou potenciálů. Toto přepětí vyjadřuje zároveň hnací sílu reakce (afinitu), neboť je úměrné změně volné entalpie reakce, jeţ by proběhla při změně potenciálu systému z Er na E: - ΔG = nF(E – Er) = nFη [6] Pokud je elektroda v rovnováze se svými ionty v roztoku, tak její potenciál odpovídá rovnováţnému potenciálu Er. Tento potenciál lze vypočítat z Nernstovy rovnice:
, Kde Er je rovnováţný potenciál, E0r je standardní rovnováţný potenciál, R je molární plynová konstanta, T je absolutní teplota, z je počet vyměněných nábojů, F je Faradayův náboj (= 96 484 C) a [Mz+] je koncentrace (aktivita) iontu kovu v roztoku. [7] V rovnováze dochází k oxidaci kovu i jeho redukci na stejném místě stejnou rychlostí. Tato rychlost lze vyjádřit pomocí proudové hustoty j, kdy součet dílčí 29
anodické ja a katodické jk proudové hustoty se rovná nule (Obr. 22). Kovová elektroda je v termodynamické rovnováze se svými ionty obsaţenými v elektrolytu.
Obr. 22: Děje při rovnováţném potenciálu. [7]
Standardní potenciál, vyjadřující termodynamickou stabilitu kovu, se stanovuje proti vodíkové elektrodě, která má smluvenou hodnotu tohoto potenciálu rovnou nule. Kovy s kladným standardním potenciálem se řadí mezi elektrochemicky ušlechtilé kovy, to znamená, ţe nemají snahu přecházet do iontového stavu. Zato kovy se záporným standardním potenciálem tuto snahu mají. Ve většině případů se ale elektrochemická ušlechtilost neshoduje s korozní odolností. Seřazení kovů v řadě standardních potenciálů neuvaţuje kinetiku reakcí, vznik přepětí nebo přechod kovu do pasivního stavu. S přechodem kovu do pasivního stavu uţ počítají tzv. Pourbaixovy diagramy potenciál-pH (Obr. 23). Diagramy E-pH vymezují při dané konstantní teplotě oblasti oxidační schopnosti prostředí a hodnoty pH, v nichţ je termodynamicky stabilní buď kov M0 (imunita), jeho kationty Mn+, příp. oxoanionty MOxn- v roztoku (aktivitakoroze), nebo nerozpustné oxidy (MxOy) či hydroxidy M(OH)x (pasivita). V diagramech (Obr. 23) jsou také vyznačeny čáry vymezující oblast stability vody. Nad touto oblastí je termodynamicky stabilní kyslík (voda se rozkládá za vývoje kyslíku), pod touto oblastí plynný vodík (voda se rozkládá za vývoje vodíku). [8, str. 143]
30
Obr. 23: Pourbax diagram stability vody a ţeleza. [7]
Modrá barva E – pH diagramu vymezuje oblast imunity kovu, zelená barva značí oblast pasivity a červená barva patří aktivitě kovu. Ţelezo (Obr. 23) je pouţitelné díky pasivitě (zelená oblast) v oblasti stability vody, nelze je pouţívat ale v kyselém prostředí (červená oblast). K pasivaci vede jak změna pH, tak i změna oxidační schopnosti prostředí, resp. potenciálu. [39] Vznik tuhé nerozpustné vrstvy na povrchu kovu nemusí nutně znamenat účinnou ochranu pasivní vrstvy. Ale ani diagramy potenciál-pH neuvaţují kinetiku reakcí. Korozní ušlechtilost se nejlépe posuzuje podle průběhu a polohy polarizační křivky dílčího anodického děje v grafu proudová hustota-potenciál. I.4.1.2 Kinetika procesů Rychlost koroze v aktivním stavu závisí na velikosti výměnné proudové hustoty. Kov s kladnějším standardním potenciálem a vyšší výměnnou proudovou bude korozně méně ušlechtilý neţ kov se zápornějším E0 a niţší výměnnou proudovou hustotou. Tento jev se uplatňuje i u ţeleza, které má nízkou hodnotu výměnného proudu. Velikost výměnného proudu je nepřímo úměrná přepětí. I.4.1.3 Průběh koroze V reálném elektrolytu jsou přítomny různé látky, to znamená, ţe na elektrodě můţe probíhat více různých reakcí současně. Ovšem proudová hustota anodické reakce musí odpovídat
katodické
proudové
hustotě.
Na
elektrodě
se
ustaví
smíšený
potenciál - samovolný korozní potenciál, který je výsledkem současně probíhající anodické oxidaci kovu a katodické redukci některé sloţky. Schéma průběhu koroze je znázorněno na Obr. 24. 31
Obr. 24: Průběh koroze. [9]
Na povrchu kovu, v elektrické dvojvrstvě, dochází k anodické oxidaci a katodické redukci. V difúzní vrstvě probíhá transport látek, odsun korozních produktů od povrchu kovu a přísun reagujících látek, který zajišťuje neustálý průběh koroze. Anodická reakce (redukce) Anodická reakce odpovídá rozpouštění kovu- samotné korozi. Fe (s) → Fe2+(aq) + 2eFe2+(aq) → Fe3+ + eKatodická reakce (oxidace) Při katodické reakci dochází k depolarizaci kyslíku nebo vodíku, čímţ se spotřebovávají uvolněné elektrony anodickou reakcí. Kyslíková depolarizace:
O2 + 4H+ + 4e- ↔ 2 H2O (v kyselém prostředí) O2 + 2H2O + 4e- ↔ 4OH- (v alkalickém prostředí)
Vodíková depolarizace:
2H+ + 2e- ↔ H2 (v kyselém prostředí) 2H2O + 2e-↔ H2 + 2OH- (v alkalickém prostředí)
Následné reakce 2 Fe(OH)2 + ½ O2 + H2O → 2Fe(OH)3 Fe(OH)3 → FeOOH + H2O
32
I.4.2 Rozdělení koroze Podle mechanismu o Fyzikální (rozpouštění kovu v tavenině) o Chemická (např. vznik okují při zpracování ţeleza za horka) o Elektrochemická Podle prostředí o V atmosféře o Ve vodném prostředí Podle typu napadení o Koroze působením galvanických makročlánků o Bimetalická koroze o Koroze v důsledku koncentračních článků o Štěrbinová koroze o Bodová koroze o Mezikrystalová koroze o Selektivní koroze o Praskání vyvolané prostředím o Erozní koroze o Poškození vodíkem [10]
I.4.3 Štěrbinová koroze Dochází k ní v místech, kde je malé mnoţství elektrolytu částečně odděleno od velkého objemu vnějšího elektrolytu. Tento jev můţe nastat např. mezi dvěma plechy spojenými nýty. Anodická reakce, oxidace kovu, probíhá uvnitř štěrbiny. Jelikoţ je v těchto místech nedostatečný přístup kyslíku, elektrony vznikající oxidací jsou transportovány k ústí štěrbiny, kde dochází k jejich spotřebě katodickou reakcí- kyslíkovou depolarizací. Náboj kovových kationtů ve štěrbině je obvykle kompenzován migrací chloridových iontů z objemu roztoku do štěrbiny a hydrolýzou iontů kovu se roztok uvnitř štěrbiny dále okyseluje, čímţ vzrůstá agresivita tohoto roztoku. [str. 80, 10]
33
I.4.4 Prostředí koroze - atmosféra Koroze v suchém prostředí je zanedbatelná. Koroze v atmosféře je moţná kvůli vlhkosti ovzduší, kdy se vlhkost na povrchu kovu sráţí a vzniká tak elektrolyt. Koroze v atmosféře má tudíţ elektrochemický průběh. Agresivita atmosféry je nejvíce ovlivněna přítomností oxidu siřičitého a chloridů, coţ jsou významné stimulátory koroze. Oxid siřičitý je oxidován dalšími sloţkami atmosféry, ozonem, oxidy dusíku (NOx) a postupně vznikají sírany, které stimulují korozi. Kromě základní katodické reakce, redukci ţeleza, při atmosférické korozi ţeleza, je moţná i redukce rzi (FeOOH) na magnetit Fe3O4, který je následně oxidován zpět na rez. Na povrchu ţelezných předmětů vzniká rez, pórovitý precipitát hydratovaných oxidů ţeleza, který nemá ochranný účinek. [8, str. 172, 173]
I.4.5 Koroze pod organickými povlaky Mezi koroze pod povrchem se řadí tvorba puchýřků, blesková koroze, nitková koroze, anodické a katodické podkorodování. Na Obr. 25 je obecně znázorněn princip koroze pod nátěrem.
Obr. 25: Průběh koroze pod nátěrem. [12]
I.4.5.1 Tvorba puchýřků Jedním z projevů koroze pod povlakem je tvorba puchýřků. Puchýřek vzniká v místě, kde nátěr ztratil svou adhezi k podkladu. V puchýřku se hromadí, čímţ vznikají podmínky pro elektrochemickou korozi. Na vnitřní klenbě puchýřku probíhá katodická reakce a hromadí se zde produkty koroze (ţelezité ionty). Anodická reakce probíhá uprostřed puchýřku.
34
Puchýřky vznikají různými mechanismy: - botnáním pojiva - pohlcováním nebo tvorbou plynu - elektroosmózou - osmózou - nedostatečným odtěkáním rozpouštědla - díky vadám nátěrového filmu - kvůli blízkosti vrypů I.4.5.2 Blesková koroze Blesková koroze je významným problémem při aplikaci vodou ředitelných nátěrových hmot při vysoké relativní vlhkosti na velmi kvalitně otryskaný povrch. Vysokou vlhkostí okolí je zabráněno rychlému odpařování vody z nátěrové hmoty, pak dochází k vymývání rozpustných solí ţeleza do nátěrového filmu. Tomuto druhu koroze se dá zabránit vhodnými inhibitory, antikorozní vlastnosti pigmentů jsou v tomto případě neúčinné, chemickým čištěním povrchu nebo dvoustupňovým tryskáním. I.4.5.3 Nitková koroze Je typický druh koroze probíhající pod nátěrem. Nitky vznikají pouze na povrch kovu, do hloubky nepronikají. Délka nitek se můţe dosahovat i několika centimetrů, jejich šířka je nejčastěji v rozmezí 0,05 aţ 0,5 mm. Tato koroze vzniká, pokud je předmět trvale vystaven prostředí s relativní vlhkostí kolem 70-85 % a pokud je podkladový kov znečištěn rozpustnými solemi. I.4.5.4 Anodické podkorodování Tento typ koroze nastává pouze, pokud je kov anodou, na kterou je vloţen potenciál. Hnací sílou je anodická reakce probíhající pod filmem nátěru. Bez vloţeného potenciálu kov degraduje katodickým podkorodováním.
I.4.5.5 Katodické podkorodování K tomuto typu poškození dochází pouze v těch případech, je-li předmět trvale ponořen v elektrolytu (lodě, konstukce mostů). Tyto povrchy lze chránit vloţením 35
katodického potenciálu. Nevýhodou je, ţe pokud je organický povlak mechanicky poškozen, můţe se vlivem výše zmíněné ochrany odloučit od kovu - dochází k tzv. katodické delaminaci. Delaminace můţe nastat i bez vloţení potenciálu. Oddělením dílčí katodické a anodické reakce vznikají pod povlakem oblasti, které jsou vystaveny stejné hnací síle, jako kdyţ je katodický potenciál vloţen zevně. Probíhající katodická reakce zvyšuje pH prostředí pod povlakem. Silně alkalické prostředí při katodické delaminaci napadá oxidický film na fázovém rozhraní. Zároveň způsobuje i chemickou degradaci pojiva. [11, str. 65]
36
I.5. ORGANICKÉ POVLAKY (NÁTĚRY) Lak = nátěrová hmota bez pigmentů, tvoří průhledný nátěr. Email = nátěrová hmota s nízkým obsahem pigmentů, pouţívá se jako vrchní nátěr. Barva = nátěrová hmota s vysokým obsahem pigmentů. Základový nátěr = nátěr na kovovém povrchu, většinou s antikorozními pigmenty. Vrchní nátěr = obvykle email s nízkým obsahem pigmentů. Nátěrový systém= sled několika vrstev nátěrů. Nátěrová hmota (NH) je směs těkavých (ředidla, rozpouštědla) a netěkavých (pigmenty, plniva, filmotvorné látky, aditiva, organická barviva) látek. Skládá se ze sloţek pojiva, plnidel, aditiv a rozpouštědel. Pigmenty a plniva mají vyšší protikorozní odolnost neţ samotné organické pojivo. Je to vysvětleno tím, ţe anorganické sloţky odolnější proti UV záření, kyslíku, otěru, plynům, solím, méně vlhnou a jsou tvrdší neţ organické sloţky. Nátěrová hmota je obecným označením kapalného pojiva, v němţ jsou suspendovány pevné částice anorganických nebo organických produktů, známých jako pigmenty. [13, str. 12] To, ţe jsou pigmenty rozptýleny v suspenzi, má význam pro zachování specifických vlastností jednotlivých pigmentů. Na vlastnosti nátěru má vliv poměr objemu pojiva a pigmentů. NH se dají dělit podle různých hledisek. Podle toho jakým způsobem zasychají, podle pojiva, podle pigmentu, atd. Zhotovený nátěr můţe povrch chránit různými způsoby: Bariérovým efektem filmu Nátěr zamezuje fyzikálním způsobem kontakt povrchu kovu s okolním prostředím. Film brání pronikání vlhkosti, kyslíku a dalších chemikálií. Chemicky odolnými pojivy Tato pojiva odolávají degradaci v přítomnosti chemických látek a zabraňují jim v kontaktu s povrchem kovu. Bariérovými pigmenty K bariérovému působení přispívá také širší distribuce velikostí částic pigmentů a plniv, kdy dochází k vyplnění prostor mezi většími částicemi plniv menšími částicemi pigmentů. [11, str. 67]
37
Antikorozními pigmenty (viz níţe) Obětovanými pigmenty, kdy kovový pigment plni funkci anody a koroduje místo kovového podkladu. Organickými inhibitory koroze
I.5.1 Mechanismy zasychání nátěrových hmot I.5.1.1 Fyzikální zasychání Při fyzikálním zasychání dochází pouze k odpaření ředidel a rozpouštědel. Tímto způsobem mohou zasychat nízkomolekulární látky, které se zasycháním nepřeměňují v makromolekuly, nízkomolekulární látky, jejichţ polymerační stupeň dosahuje 10, a vysokomolekulární látky s vysokým stupněm polymerace (např. estery celulózy). Vypařování rozpouštědla probíhá ve třech fázích. V první fázi dochází k vypařování rozpouštědla z celého povrchu objemu nanesené vrstvy NH. Při povrchu natřené plochy se vytvoří vrstvička nasycených par rozpouštědla. V další fázi se začne na povrchu nanesené hmoty tvořit gel. Odpařující se rozpouštědlo tak musí překonat kromě difuzního odporu filmu i odpor nově vznikajícího gelu. V posledním a také nejdelším kroku se odpařují zbytky rozpouštědla, které jsou nejpevněji vázané s filmotvornou sloţkou. Při těchto pochodech dochází k přechodu kapalného skupenství na pevné a k fixaci vnitřní struktury. Čím delší řetězce makromolekul pojivo obsahuje, tím je pevnější, ale zato ztrácí přilnavost k podkladu. Pro zlepšení se k vysokomolekulárnímu pojivu přidávají nízkomolekulární látky. I.5.1.2 Chemické zasychání Před zaschnutím se molekulová hmotnost pohybuje kolem 2000, při zasychání prudce roste. Při chemickém zasychání dochází polymerací k trojrozměrné výstavbě nátěru. Trojrozměrná struktura zamezuje pohyblivosti molekul, tím se nátěr stává nerozpustným, tvrdším, nelze roztavit a ztrácí pruţnost. Výrazně se zlepšuje odolnost vůči povětrnostním podmínkám ale i chemická odolnost a přilnavost k podkladu. Lepší přilnavost k podkladu můţe být způsobena spojováním kovu s nátěrem pomocí karboxylových skupin, kyslíkem, sírou a jinými můstky. Reakce většinou probíhají za přítomnosti kyslíku.
38
Trojrozměrná struktura makromolekul vzniká těmito mechanismy: -
Polymerací nebo kopolymerací v oblasti nenasycených vazeb buďto přímo, nebo pomocí kyslíku (např. vysychavé oleje, syntetické kondenzační oleje,…).
-
Polykondenzací, probíhající za zvýšené teploty při sušení (vypalovací hmoty).
-
Polyadicí.
I.5.1.3 Fyzikální a chemické zasychání Nejprve nastává fyzikální zasychání (odpaření rozpouštědla), pak přichází na řadu chemické zasychaní.
I.5.2 Rozdělení nátěrů podle pojiva Pojivo je organickou sloţkou nátěru. Spolu s pigmenty určuje vlastnosti nátěru. V historii se můţeme setkat výhradně s přírodními pojivy. NH pro povrchovou úpravu se pouţívají přibliţně od 17. století, jedná se zejména o vysychavé oleje, fermeţe a šelak. Počátkem 18. Století se začínají vyuţívat i přírodní laky, jejich kombinace s lněným olejem a asfalty. Kolem roku 1910 byly vyráběny první syntetické fenolformaldehydové pryskyřice. Moderní typy nátěrových hmot byly uvedeny na trh aţ po první světové válce (nitrocelulózové v letech 1920 aţ 1925, alkydové v letech 1930 aţ 1935; některé, např. polyestery a epoxidy, teprve nedávno). [8, str. 120] Kdyţ se v roce 1920 rozběhla výroba celulózy, tak se i tento materiál začal pouţívat k přípravě NH. V 30. letech 20. století začaly vznikat chlorokaučukové nátěry a nátěry z alkydové pryskyřice. V dalších letech docházelo k rozmachu lakařského průmyslu. I.5.2.1 Olejové nátěry Olejové nátěry jsou u nás nejčastěji vyráběny z lněného, dřevného, ricinového nebo tungového oleje. Nátěr se tvoří reakcí se vzdušným kyslíkem - autooxidací. Proces vzniku olejového nátěrového filmu a jeho stárnutí je nepřetrţitým řetězem oxidačních reakcí. Oxidace tedy vede k vytvoření filmu, ale posléze i k destrukci nátěru. Dvojné vazby obsaţené v oleji, které nejsou vyuţity při přeměně olejové nátěrové hmoty v nátěrový film, mají značný vliv na vlastnosti nátěru, zejména na jeho odolnost. [14, str. 98] Utváření nátěru je pozvolný proces, který obvykle trvá kolem pěti dnů. Ke zrychlení vysychání NH se pouţívá sikativů (sušidel). Zrychlení přeměny NH na nátěr se dá 39
uskutečnit i zahříváním. Vypalované nátěry mají odlišné vlastnosti, obsahují méně kyslíku a jsou chemicky odolnější. Zaschlé olejové nátěry jsou nerozpustné v organických rozpouštědlech. Jsou částečně propustné pro vodu, kvůli přítomnosti polárních skupin (nezreagované karboxylové skupiny). K vylepšení vlastností se do olejových NH přidávají přírodní i umělé pryskyřice. Při degradaci olejových NH dochází ke tvorbě nízkomolekulárních organických kyselin (kyselina mravenčí), aldehydů (propionaldehyd), vody, oxidu uhličitého. Nízkomolekulární organické kyseliny mohou pod povlakem způsobovat korozi. I.5.2.2 Nitrocelulózové nátěry Název nitrocelulóza je zavádějící, protoţe v tomto případě se jedná o ester kyseliny dusičné, jde tedy o nitrát celulózy. Pro výrobu NH se nejčastěji pouţívá nitrocelulóza s 10,5 - 12,5 % obsahem dusíku, coţ je dinitrátcelulózy. Stupeň nitrace a velikost molekuly má vliv na vlastnosti i na rozpustnost. Jako rozpouštědla se do nitrocelulózových NH pouţívají estery (ethyl-acetát, butyl-acetát), alkoholy, toluen, extrakční benzín. Směs obsahuje 6 aţ 10 různých rozpouštědel. Dále se do NH přidávají vlhčidlo (ethanol, butanol) a změkčovadlo (dibutyl-ftalát, dioktyl-ftalát, ricinový olej). Změkčovadla mají za úkol zlepšení přilnavosti, taţnosti a nepropustnosti pro vodu a plyny. Pro zvýšení lesku a vydatnosti se přidávají ještě pryskyřice. Nátěry s nitrocelulózovými pojivy velmi rychle zasychají, proto se musí natírat rychle a ošetřují se malé plochy. Nátěr se na zaschlé plochy špatně napojuje. Vydatnost těchto nátěrů je malá a na kovech mají špatnou přilnavost. Nepříznivé vlastnosti se eliminují výše zmíněnými aditivy. Pohlcováním vody mohou nitrocelulózové emaily zbělet, ztratit lesk a intenzitu zbarvení. Molekuly vody obklopují polární skupiny obsaţené v nátěru a tím mění index lomu světla. Tento problém se vysušením uţ nevyřeší. [13, str. 275; 15 str. 17] K celulózovým NH se řadí i hmoty na bázi acetylcelulózy, acetobutyrát celulózy. Tyto hmoty se ovšem pouţívají pouze zřídka. Nitrokombinační NH obsahují vice neţ 50 % alkydových pryskyřic.
40
I.5.2.3 Syntetické nátěry Syntetické nátěrové hmoty v sobě zahrnují velký počet druhů NH. Jejich surovinou jsou uměle vyrobené pryskyřice. Do této široké skupiny NH patří NH na bázi alkydových,
chlorokaučukových,
rezolových,
polymerátových,
epoxidových
a silikonových pryskyřic. [15]
I.5.3 Pigmenty v nátěrových hmotách Pigmenty jsou do organických pojiv přidávány kvůli barvě, pro antikorozní vlastnosti, nebo jako plnivo. Dále budou v textu přiblíţeny ty pigmenty, které jsou přítomny v původním nebo nově navrţeném nátěrovém systému, a které mají speciální - antikorozní účinky. I.5.3.1 Barevné pigmenty a plniva Hlavním úkolem plniv je dosaţení určité objemové koncentrace tuhých látek v NH. Jejich druhotným významem je zlepšení určitých vlastností NH. Plniva ve většině případů neovlivňují výsledný barevný odstín. I.5.3.1.1 Bílé zinečnaté pigmenty Nejvýznamnějšími zinečnatými pigmenty jsou zinková běloba (čistý oxid zinečnatý) a litopon (směs sulfidu zinečnatého a síranu barnatého); menší význam má i technický oxid zinečnatý a také čistý sulfid zinečnatý (tzv. Sachtolit). [11, str. 195] Zinková běloba (ZnO) má docela obstojné vlastnosti. Na světle a za vyšších teplot je stálá, má vysokou bělost a velké krycí schopnosti. Její index lomu se pohybuje kolem 2,03. Je dobře mísitelná s ostatními pigmenty. Je odolná vůči vodě a povětrnostním podmínkám. Anorganické kyseliny a hydroxidy ji rozpouštějí. S CO2 a SO2 reaguje za vzniku síranu a uhličitanu. Zinková běloba je zásaditá a tak reaguje s kyselými sloţkami pojiva. Toto je její typická vlastnost, která zapříčiňuje houstnutí nátěrových hmot a urychluje jejich tvrdnutí. Pokud zasychají nátěrové hmoty oxidačně působením vzdušného kyslíku, zinková běloba tento proces urychluje. [11, str. 195] Kvůli této vlastnosti se ale také vyuţívá a přidává se do nátěrových hmot. Oxid zinečnatý se pouţíval i jako antikorozní pigment díky jeho schopnosti reagovat s kyselými látkami, které prostupují nátěrem. Tuto schopnost ve vodou ředitelných NH ztrácí, proto dnes se k tomuto účelu nepouţívá. 41
I.5.3.1.2 Titanová běloba (TiO2) Můţe mít strukturu anatasu nebo rutilu. Má nejvyšší index lomu (2,5 – 2,7) ze všech bělob. Další její přednosti jsou ve vysoké kryvosti, chemické inertnosti, netoxičnosti, tepelné stabilitě a odolnosti vůči UV záření.
Pouţívá se do základových barev
i do emailů pro venkovní i vnitřní pouţití. [11] I.5.3.1.3 Ţelezité pigmenty Ţelezité pigmenty zahrnují širokou barevnou škálu, od ţluté ( -FeO(OH): goethit) barvy přes červenou ( -Fe2O3: hematit), hnědou aţ po černou (FeO.Fe2O3, Fe3O4: magnetit). Výsledná barva nezáleţí jen na chemickém sloţení ale i na velikosti částic a způsobu přípravy. V současnosti se pouţívají spíš syntetické pigmenty, které jsou kvalitnější neţ přírodní. Ţelezitá čerň je podvojný oxid Fe3O4 se strukturou spinelu FeO.Fe2O3. Poměr Fe2+ a Fe3+ se pohybuje kolem 1:2 nebo 1:3. Ţelezitá čerň je odolná vůči atmosférickým podmínkám a alkalickým sloučeninám. Má vysokou barvivost a krycí schopnost. Termicky stabilní jsou do teploty 110 °C, kdy se ţeleznatá sloţka oxiduje a přechází na oxid ţelezitý nejprve γ-modifikaci, při dalším zvýšení teploty pak na -modifikaci: [11, str. 189] 2Fe3O4 + O2 → 3 γ-Fe2O3 → 3
Fe2O3
I.5.3.1.4. Kaolinit Kaolinit (Al4(OH)8(Si4O10)) je hlavní součástí kaolinu a má bílou barvu. V různých průmyslových odvětvích se pouţívá jako plnivo. K jeho vlastnostem se řadí bělost, ţáruvzdornost, plasticita, chemická inertnost, nízká abrazivita, nízká tepelná a elektrická vodivost. V určitých případech můţe kaolinit částečně nahrazovat titanovou bělobu v NH. Pouţívá se pro zvýšení kryvosti, opacity, bělosti, pevnosti NH, dochází ovšem ke sníţení otěruvzdornosti. Nejčastěji se přidává do NH na bázi alkydových pryskyřic a do vodou ředitelných NH. [11]
42
I.5.3.2 Antikorozní pigmenty Jako antikorozní pigmenty se označují práškové látky, nejčastěji anorganického původu, které po aplikaci do pojiv základních nátěrových hmot vykazují korozně-inhibiční účinky a omezují tak rychlost koroze kovového povrchu chráněného nátěrovým filmem. [11, str. 57] Vlastnosti antikorozních pigmentů závisí nejen na jejich chemickém sloţení, ale také na jejich rozpustnosti a reaktivitě. Například u pigmentů, které působí bariérovým efektem, je potřeba, aby byly nerozpustné a chemicky inertní k látkám, pronikajícím nátěrem. Pigmenty podle účinnosti ochrany vůči korozi se dělí do tří skupin: -
Antikorozní: korozi zpomalují např. suřík, fosforečnan zinečnatý.
-
Neutrální: na průběh koroze nemají vliv, např. oxid hlinití.
-
Stimulující: korozi urychlují, např. saze.
Antikorozní pigmenty je dále moţné dělit na: -
nerozpustné – ovlivňují činnost katodických a anodických míst korozních článků (např. suřík),
- rozpustné – uvolňují pasivující ionty a ovlivňují činnost katodických a anodických míst korozních článků (chromany), -
komplexotvorné – váţou ionty ţeleza do formy nerozpustných sloučenin (fosforečnany a molybdenany),
-
zásadité – zvyšují pH vody difundující nátěrem (např. olovičitan divápenatý),
-
kovové – poskytují chráněnému kovu katodickou ochranu (práškový zinek). [16, str. 56]
Antikorozní pigmenty poskytují ochranu před korozí různými způsoby. Fyzikální mechanismus ochrany Působení bariérových pigmentů spočívá v tom, ţe značně sniţují propustnost nátěru pro vodu a kyslík k povrchu kovu. Pigmenty jsou orientovány rovnoběţně s podkladem, čímţ prodluţují dráhu difundujícím látkám. Jejich výhodou je i to, ţe odráţejí UV záření. Míra účinnosti ochrany závisí na tloušťce a struktuře filmu nátěru, na druhu a objemové koncentraci pigmentů. Pro bariérové pigmenty je důleţitý jejich tvar, 43
nejvhodnější je vločkovitý nebo lamelární. Do této skupiny pigmentů lze zařadit slídu, ţelezitou slídu, šupinky skla. Existují i kovové bariérové pigmenty (hliník, zinkové šupinky, měď). Elektrochemický mechanismus ochrany o Katodická ochrana Nejvýznamnějším pigmentem s elektrochemickým katodickým působením je zinkový prášek. Účinný obsah zinkového prášku v nátěrové hmotě je roven kritické objemové koncentraci pigmentu. Jen tak můţe být zajištěna dostatečná elektrická vodivost mezi jednotlivými částicemi pigmentu, ale i mezi pigmentem a chráněným kovem. Nátěr se zinkovým prachem je porézní a proniká jím voda. Dochází ke vzniku hydroxidu a oxidu zinečnatého, které se vysráţí v pórech a působí bariérovým efektem. Při mechanickém poškození vrstvy dochází opět ke katodické ochraně a později i k utěsnění pórů. Katodická ochrana spočívá ve zpomalení redukčních reakcí probíhajících na katodě, kde vznikne ochranný film, kterým nebude pronikat kyslík. o Anodická ochrana Ochrana anodickými inhibičními pigmenty spočívá v tom, ţe tyto pigmenty zvyšují hodnotu potenciálu nad potenciál, při němţ probíhá koroze. Podobně jako je tomu u katodické ochrany. I zde dochází k vytvoření ochranné vrstvičky, povrch kovu je pasivován. Fosforečnany a molybdenany patří mezi neoxidující pigmenty, poněvadţ k vytvoření pasivační vrstvy potřebují kyslík. Naopak chromáty, které kyslík pro vznik pasivační vrstvy nepotřebují, se řadí do skupiny oxidujících pigmentů. Anodické inhibitory bývají označovány jako nebezpečné, protoţe pokud nedojde k inhibici všech anodických částí povrchu kovu, můţe na nechráněných místech docházet k lokální korozi. Objemová koncentrace pigmentu závisí i na koncentraci Cla SO42- iontů. Chemický mechanismus ochrany Tyto pigmenty jsou velmi málo rozpustné. Mohou udrţovat vhodné pH na rozhraní kovu a filmu, reagovat za vzniku nových sloučenin s inhibičními účinky. Pigmenty působí většinou více účinky zároveň. Pouţívají se kombinace pigmentů, přičemţ se vyuţívá jejich synergických účinků. Jiné pigmenty mohou zase do roztoku uvolňovat 44
pasivující ionty (chromáty), nebo váţou ionty ţeleza, vznikající při korozi na anodických místech, do koordinačních sloučenin, jeţ reakcí s kyslíkem tvoří film blokující anodický proces. [11]
I.5.4 Faktory ovlivňující vlastnosti nátěru I.5.4.1 Úprava povrchu kovu před nanesením povlaku Úprava povrchu předmětu před aplikací nátěru je velmi důleţitá. Aby povlak plnil svou ochrannou funkci, musí být kovový povrch zbaven případné koroze, starých nátěrů, anorganických solí a mastnoty. Úpravou povrchu by se měly odstranit všechny látky, které by mohly stimulovat korozi, a mělo by se dosáhnout i lepší adheze nátěru k povrchu. Pro odmašťování se pouţívá alkalických lázní nebo organických rozpouštědel. Zbytky alkálií se po odmaštění musí důkladným opláchnutím vodou odstranit, jinak by být mohly pod nátěrem příčinou vzniku koroze. Pouţitím organických rozpouštědel jako odmašťovacích prostředků se nedocílí odstranění rozpustných anorganických solí, kterými bývají povrchy kovů často znečištěny. Neporušená tenká a celistvá vrstva okují poskytuje oceli poměrně dobrou ochranu proti vlivům povětrnosti. Okuje se však při válcování rozrušují, rozpraskávají a částečně zaválcovávají do základního materiálu. Nátěry zhotovené na porušených okujích mají vţdy krátkou ţivotnost. Okuje se zvedají a odlupují, čímţ poškozují zhotovený nátěr. Zvedání a odlupování okují je vyvoláno jednak podrezavěním, které je podmíněno činností korozních článků mezi jednotlivými částmi a povrchem oceli, jednak vlivem rozdílného koeficientu tepelné roztaţnosti oceli a okují. [14, str. 155] Ve struktuře rzi se snadno zachycuje voda, jejíţ mnoţství je závislé na relativní vlhkosti ovzduší, a soli, podle toho v jakém prostředí se nachází. Pokud se nátěr zhotoví na zkorodovaném povrchu, průběhu další koroze se nezabrání, protoţe pod tímto nátěrem budou dále příznivé podmínky pro další korozní pochody. Rychlost koroze je potom úměrná obsahu solí (síranů, chloridů). Rozloţení síranů a chloridů není ve rzi rovnoměrné. Spodní vrstva korozních produktů, obtíţněji odstranitelná, obsahuje větší mnoţství těchto solí, které jdou částečně odstranit vyluhováním v destilované vodě. Odstranění koroze kartáčováním nemusí být vţdy dostatečné. Nejdelší ţivotnost mají nátěry na, vhodným způsobem, otryskaném povrchu. Pokud by povrch byl příliš drsný, budou vrcholky nerovností chráněné slabší vrstvou nátěru. V těchto místech potom 45
můţe dojít k prorezavění. K odstranění koroze se pouţívají i odrezovače. Ty nesmí být aplikovány na předměty se spárami a netěsnými spoji, poněvadţ by se z těchto míst velmi špatně odstraňovaly. Při nedostatečném opláchnutí budou zbytky odrezovačů poškozovat nátěr. I.5.4.2 Přilnavost Přilnavost nátěru je důleţitým faktorem pro ochranu povrchu. Přilnavost záleţí na druhu nátěru, pigmentech, podkladovém kovu. Stejný nátěr bude tedy mít jinou přilnavost např. na zinkovém podkladu a jinou zase na ocelovém nebo litinovém povrchu. Nátěry mohou být svou povahou velmi přilnavé (epoxidové, alkydové, olejové) nebo málo přilnavé (nitrocelulosové, polymerázové, chlorokaučukové). V ideálním případě by mělo docházet k uplatnění mezimolekulárních sil mezi molekulami podkladu a nátěru. Vzdálenost mezi molekulami by se měla pohybovat kolem 0,3 nm. Pokud by se tyto síly uplatnily, přilnavost by byla kolem několika set MPa. V reálném případě je ovšem mezimolekulární vzdálenost větší neţ 0,5 nm a působení mezimolekulárních sil je naprosto minimální. Obsah pigmentů v nátěru na přilnavost se můţe projevit pozitivně, ale i negativně. Při dosaţení kritické hodnoty pigmentů (jejich maximální mnoţství), přilnavost klesá. Na přilnavost má vliv i relativní vlhkost prostředí. Kaţdé hodnotě relativní vlhkosti odpovídá určitá přilnavost. Při vyšších hodnotách vlhkosti je přilnavost horší. Ovšem optimální přilnavost při nulové relativní vlhkosti nikdy nenastane. Přilnavost nátěrů závisí na jejich tloušťce. Se zvětšením tloušťky dochází vlivem vnitřního pnutí k poklesu adheze. Proto také normy často předepisují nejen minimální, ale i maximální tloušťku nátěru. [14, str. 172] Rozdílné vnitřní pnutí mezi podkladovým a vrchním nátěrem můţe způsobit degradaci nátěrového systému. Pokud nátěrová hmota reaguje s povrchem předmětu, je její přilnavost větší, neţ u nátěrových hmot, které k povrchu poutají van der Waalsovy síly. Častějším případem je ale reakce nátěru s oxidovým filmem, který vzniká chemisorpcí kyslíku k povrchu kovu, neţ s kovem. Přilnavost závisí i na počtu polárních (nitrocelulóza) nebo karboxylových (alkydové nátěry) skupin. Čím více polárních skupin nátěr obsahuje, tím se dosahuje lepší přilnavosti, ale taky to znamená, ţe nátěr je propustnější pro vodu.
46
I.5.4.3 Tloušťka nátěru Jak bylo zmíněno výše, tak tloušťka nátěru má vliv na i na přilnavost. Vytvořený nátěr na povrchu kovu je pórovitý. Při nanesení více vrstev nátěru se tyto póry překrývají a nátěr se stává méně propustným. Předměty vystavené agresivnímu prostředí je tím pádem lepší ošetřit silnější vrstvou nátěru. Póry v nátěru můţe difundovat voda k rozhraní kov - nátěr. Ale jsou propustné i pro těkavé látky např. CH3COOH. Kyselina octová potom můţe mít u určitých druhů nátěrů (polybutadienové, epoxidové, alkydové) negativní vliv na přilnavost. I.5.4.4 Anorganické sloučeniny a ionty Propustnost různých nátěrových filmů zejména pro nízkomolekulární látky (chloridy a sírany) byla experimentálně zkoumána a jejich propustnost byla prokázána. Při pouţití pigmentů se propustnost pojivového filmu sniţuje. Pronikání iontů do nátěru závisí na jejich permitivitě. Se vzrůstající permitivitou se zvyšuje i průnik iontů. Průnik iontů je řízen činností aktivních ionizovatelných skupin fixovaných na makromolekule filmotvorné látky, které účinkují jako přechodové stupně, jimiţ procházejí nátěrovým filmem opačně nabité ionty. [14, str. 198]
I.5.5 Nanášení nátěrových hmot Nátěrové hmoty lze aplikovat více způsoby. Pro malovýrobu se nejvíce hodí nanášení štětcem. Při tomto způsobu dochází k minimálním ztrátám nátěrové hmoty. Natírání je nejvhodnější způsob aplikace antikorozní základní nátěrové hmoty. Výsledný vzhled natřeného předmětu závisí na tvrdosti, šířce štětce i na typu štětin. Štětec se nechá dostatečně nasytit nátěrovou hmotou. Přebytečná barva se otře o okraj plechovky. Několika tahy se nanese hmota na natíraný povrch a příčnými tahy se rozetře. Pak se vrstva uhlazuje lehkými opět příčnými tahy k předešlému směru. [16, str. 25, 14, 15] Rovnocennou alternativou natírání štětcem je válečkování. Váleček se namáčí v nátěrové hmotě, jejíţ přebytek se odstraňuje mříţkou. Dalším způsobem je aplikace nástřikem. Nejvhodnější způsob aplikace nátěrové hmoty bývá uveden v technickém listu hmoty. [16]
47
I.6. INHIBITORY KOROZE Koroze na kovovém povrchu můţe být sníţena nebo řízena pomocí chemických sloučenin. Tento druh korozního řízení se nazývá inhibice a přidané látky se označují jako inhibitory. Ochranná funkce inhibitorů spočívá v brzdění anodické oxidace nebo katodické redukce, či ve zpomalení obou procesů. Inhibiční vlastnosti můţou mít přidané látky, ale i produkty elektrodových reakcí. Inhibitory vytváří ochranný film na povrchu kovu. Předpokládá se, ţe inhibitory jsou adsorbovány na povrchu kovu buď fyzikálně pomocí elektrostatických sil, nebo jsou k povrchu vázány chemisorpcí. Fyzikální adsorpce je výsledkem elektrostatických přitaţlivých sil mezi organickými ionty a elektricky nabitými částicemi kovových povrchů. Chemisorpce je přenos nebo sdílení molekulového náboje inhibitoru s povrchem kovu za vzniku interakce, která je svým charakterem blízká vazbě chemické. Inhibitory je moţné dělit podle různých hledisek. Například podle toho zda se jedná o organické nebo anorganické látky, jestli jsou to látky oxidující či neoxidující, podle jejich tenze par na kontaktní či vypařovací, podle jejich technického vyuţití (v chladicích směsích, v kyselých čisticích prostředcích atd.). [17] Inhibitory s oxidačními vlastnostmi chrání kov i v nepřítomnosti vzdušného kyslíku. Do této skupiny patří například chromany a dusitany. Inhibitory bez oxidačních vlastností chrání kov pouze v přítomnosti dostatečného mnoţství vzdušného kyslíku nebo látek s oxidačními vlastnostmi. Kontaktní inhibitory své vlastnosti uplatňují při přímém styku s kovovým povrchem. Ke kontaktním inhibitorům se řadí například uhličitan sodný, křemičitan sodný, chroman sodný, dusitan sodný. Kaţdý ze jmenovaných inhibitorů působí při jiné koncentraci (Obr. 26).
Obr. 26: Vliv koncentrace inhibitoru na jeho účinnost. 48
Vypařovací inhibitory jsou při atmosférickém tlaku těkavé. Musí se vypařovat v rozmezí teplot od 0 °C přibliţně do 60 °C. Rychlost koroze po aplikaci inhibitoru lze vyjádřit vztahem: νi = Θi . ν0 ; kde νi je střední sníţená rychlost elektrochemické reakce ν0 je střední nesníţená rychlost elektrochemické reakce a Θi je inhibiční koeficient, který získáme z poměru obou rychlostí: Θi = νi/ν0 Hodnoty Θi kolísají tudíţ mezi 0 a 1. Velikost inhibičního působení lze charakterizovat inhibiční účinností J, kterou obvykle vyjadřujeme v procentech podle následující rovnice: Ψ = (ν0-νi)/ν0. 100 (%) = (1 - Θi) . 100 (%) Korozní rychlost je moţno vyjádřit i pomocí proudové hustoty. Pokles proudové hustoty se projevuje změnou polarizační křivky v korozním diagramu (Obr. 27). V případě větší rychlosti korozního procesu je strmost polarizační křivky vyšší (křivka A), při zvýšení inhibičního účinku se strmost naopak sníţí. Při vysoké inhibiční účinnosti hodnota korozní proudové hustoty limituje k nule (křivky B, C). Přitom inhibiční účinek se projevuje v širokém rozmezí potenciálů E. [16, str. 128]
Obr. 27: Vliv inhibitorů na proudovou hustotu. [16, str. 128]
Jako ochrana proti korozi se často nepouţívá jenom jeden inhibitor, ale jejich směs. Jednotlivé inhibitory mohou svůj efekt vzájemně zlepšovat, tato vlastnost se označuje jako synergický účinek. 49
Podle mechanismu působení lze inhibitory zařadit do skupin: - Inhibice na povrchu kovu: částice inhibitoru pokrývají fázové rozhraní, čímţ oddalují korozně působící láky. - Inhibice v difuzní vrstvě: inhibice je způsobená tvorbou sraţeniny. - Membránové inhibitory: tvoří spojitou, porézní polymerní vrstvu, která má inhibiční účinek. - Inhibitory způsobující pasivitu kovu [16, 17] Nejvýznamnějším korozním inhibitorem je chroman sodný. Chromanový anion se snadno váţe na kovový povrch. Tvorbou této vazby dochází k omezování přístupu chloridových iontů a jiných korozních aktivátorů k povrchu kovu. Příznivý je z tohoto pohledu i vliv přebytku hydroxylových iontů, které zesilují účinek chromanových iontů při omezování přístupu přítomných korozních stimulátorů k povrchu. Anion chromanový je nepatrně redukován a redukovaná forma chromu vstupuje do vrstvy oxidů ţeleza (především FeO vzniklého reakcí ţeleza s hydroxidovými ionty OH-). Vstup oxidu chromitého do pasivační vrstvy oxidů ţeleza podstatně zvyšuje odolnost kovu. [16]
50
I.7. SEAL Fe Seal Fe je přípravek určený k povrchové úpravě kovových materiálů, zejména ţelezných, a k ochraně nanesených vrstev na oceli. Pouţitím tohoto vodou ředitelného laku lze oddálit korozní napadení, a zabránit otěru vytvořených konverzních vrstev. Navíc dochází ke sjednocení povrchu předmětů, který poté je slabě lesklý. Seal Fe je svou podstatou organosilan. Hlavními sloţkami lázně jsou amoniakem aktivované nanočástice křemičitanu, adsorpční činidlo γ-A
(3-aminopropylsilan),
inhibitory a pojivová látka na bázi polyethylenu.(…). Organosilan (OS) jako jediný nereaguje s korozními produkty, ale tvoří uspořádanou adsorbovanou vrstvu. [18, str. 37] Seal Fe se můţe aplikovat buď ponorem, nebo nástřikem. Před aplikací je důleţité, aby byl povrch zbaven anorganických solí a odmaštěný. Povrch musí být smáčivý, jinak hrozí nerovnoměrné pokrytí povrchu předmětu. Nanesení přípravku ještě předchází oplach destilovanou vodou. Dodávaný koncentrát se musí nejdříve naředit. Výrobcem doporučené ředění je na 1l roztoku pouţít 250 cm-3 koncentrátu. Optimální teplota je 20 °C a pH lázně by se mělo pohybovat v rozmezí 8-10. Během aplikace se kontroluje pH roztoku a případně se upravuje hydroxidem sodným. Pracovní lázeň se doplňuje koncentrátem Pragokoru Seal a destilovanou vodou podle stanovení obsahu sušiny. Intervaly doplňování závisí na intenzitě vyuţívání lázně a pouţité koncentraci Pragokoru Seal.[19] Ochranná polymerní vrstva se na předmětu vytvoří sušením za tepla. Minimální teplota pro utvoření vrstvy je 60 °C po dobu 30 minut. Se zvyšující se teplotou, se krátí doba sušení. Těsně po vysušení je vrstva ještě měkká a náchylná k mechanickému poškození. Další manipulace je doporučená aţ po zchladnutí předmětu. Proces vytváření konečné struktury polymeru pokračuje i po usušení a tak se korozní odolnost povlaku zvyšuje stárnutím. Změny povlaku jsou dokončeny asi po týdnu od provedení povrchové úpravy. Proto testy korozní odolnosti by měly být prováděny aţ po uplynutí jednoho týdne od zhotovení povrchové ochrany.
51
Na tloušťku výsledné vrstvy má vliv naředění koncentrátu, pH roztoku, počet aplikací. Doporučená tloušťka vrstvy je 1 – 2 µm. Tato tloušťka by měla zajistit dostatečnou ochranu. Likvidace nespotřebované lázně se provádí okyselením, kdy se organická sloţka lázně vysráţí. Sraţenina se sedimentací oddělí od roztoku, který můţeme vylít do kanalizace. Vrstva Sealu jde odstranit v horké alkalické lázni přípravků od Pragochemy nebo v silném horkém hydroxidu. [19]
52
I.8. ZKOUŠKA PŘILNAVOSTI Přilnavost lze zjistit pomocí různých zkoušek. Nejběţnější jsou zkoušky odtrhové, mřížkové a křížovým řezem. Pro tuto práci byla zvolena zkouška odtrhová (pull-over), která se provádí podle normy ČSN-EN-ISO-4624. [20] Na zkoušený vzorek se vhodným lepidlem přilepí zkušební ocelové nebo hliníkové tělísko o nominálním průměru 20 mm. Kaţdé tělísko má pevnou, rovnou základnu pro spojení lepidlo/nátěr na jedné straně a zařízení pro uchycení v trhacím zkušebním zařízení na straně druhé.
Lepidlo musí být takové, aby nevyvolalo ţádnou
nebo jen nepatrně viditelnou změnu na zkušebním nátěru. Aby při zkoušce došlo k poškození nátěru, je nutné, aby kohezní vlastnosti a přilnavost lepidla byly větší neţ tyto vlastnosti zkoušeného nátěru. Po zaschnutí lepidla se přistupuje ke zkoušce, která se provádí na odtrhovém zařízení (Obr. 28). Zkušební sestava se upevní do odtrhovacího zařízení. Pouţitá tahová síla musí být kolmá k rovině natřeného podkladu a musí se zvyšovat rovnoměrně a musí být přenášena rovnoměrně po celé zkušební ploše bez ohybového momentu. Po vykonání zkoušky se vyhodnocuje poškození povrchu a stanoví se typ lomu. Můţe docházet k adheznímu nebo koheznímu lomu. Adhezní lom nastává tehdy, kdyţ je nátěr odtrţen spolu s tělískem. Kohezní lom je lom, charakterizující soudrţnost nátěru. Po odtrhu zůstává na svém místě, není odtrţen s tělískem. Pro kaţdý charakter se porušení se odhadne jeho plocha s přesností na 10 %. Výsledkem je tedy odhad procentuálního
podílu
plochy
a
charakteru
porušení.
Hodnocení
ve kterém roztrţení nastalo a charakter porušení je subjektivní.
Obr. 28: Přístroj a jeho části pro odtrhovou zkoušku. 53
místa,
I.9. KOROZNÍ ZKOUŠKA Korozní
zkoušky
v umělých
atmosférách:
laboratorní
zkoušky
prováděné
ve vzdušném prostředí za přítomnosti činitelů zesilujících korozi kovových materiálů a slitin s trvalou nebo dočasnou protikorozní ochranou i bez ochrany.[21, str. 3] Zkouškou lze zjistit dlouhodobé korozní chování kovů tak, ţe jsou vzorky uměle vystaveny
prostředí,
které
bude
přesně
reprodukovat
korozní
mechanismy,
jeţ by probíhaly v reálném prostředí. Tato zkouška má za cíl probíhající pochody zrychlit. Nebo zkouška můţe prověřit protikorozní odolnost tím, ţe vzorky jsou vystaveny agresivnímu prostředí. Zkouška se provádí vţdy minimálně na třech vzorcích, které jsou stejně upravené, mají stejnou velikost a tvar. Alespoň jeden další vzorek slouţí jako kontrolní. Tloušťka vzorku musí být taková, aby během zkoušky nedocházelo k deformaci vzorku. Minimální plocha vzorku je 25 cm2, pokud jiné ustanovení nedovoluje menší. Jako vzorky se dají pouţít i výrobky. Vzorky nesmí být poškozeny např. škrábanci, trhlinami, póry. Pokud je součástí vzorku svarový spoj, tak musí být rovnoběţný s nejdelší stranou vzorku. Zkoušky se provádí ve speciálních komorách, ve kterých je moţné dosáhnout homogenního prostředí. Toto prostředí se dále monitoruje, podle potřeb se musí dát změnit. Voda, sráţející se na stěnách komory nesmí kapat na vzorky. Nedoporučuje se pouţívat tutéţ komoru pro zkoušení různých korozních činidel. [21] Vzorky musí být označeny tak, aby značení bylo čitelné i po vykonání zkoušky. Vzorky si v komoře nesmí nijak stínit proti působení prostředí. Musí byt zavěšeny na inertním závěsu. Doba zkoušky se volí podle účelu. Měří se od okamţiku, kdy prostředí v komoře dosáhlo předepsaných hodnot. Pokud se předměty během zkoušky kontrolují, tak se tato prodleva nezapočítává do celkového času. Při kontrole během zkoušky nesmí dojít k poškození vzorku. Po ukončení expozice se vzorky umístí do exsikátoru, aby dále nedocházelo ke korozi. Pro vyhodnocení zkoušky existují různá kritéria. Sleduje se změna vzhledu, rozměrů, hmotnosti, mechanických nebo elektrických vlastností. Pokud se sledují váhové rozdíly, tak se musí z předmětu odstranit korozní produkty. Toto odstraňování je téţ normováno. Musí se provádět tak, aby byly odstraněny všechny korozní produkty, ale aby nedošlo k odstranění podkladového kovu. 54
Takto se určují váhové úbytky, které vznikly. K odstranění korozních produktů je vhodný jeden z těchto tří postupů: chemické, elektrolytické nebo důraznější mechanické čištění. K chemickému a elektrolytickému čištění se pouţívají vţdy čerstvě připravené roztoky. Pomocí kartáčku odstraníme vetší kusy korozních produktů. Pouţijeme zvolenou čistící metodou. Dokonale očištěný vzorek opláchneme destilovanou vodou a necháme po dobu dvou hodin sušit v sušárně. Usušený vzorek dáme vychladnout do exsikátoru. Po vychladnutí se vzorky váţí. Chemické čištění spočívá v tom, ţe se zkorodovaný vzorek ponoří do roztoku. Během máčení se můţe vzorek vytáhnout a očistit kartáčkem. Pro chemické odstranění koroze ze ţelezného nebo ocelového předmětu se můţou pouţívat tyto roztoky: a) 1000 cm-3 kyseliny chlorovodíkové, 20 g oxidu antimonitého, 50 g chloridu cíničitého, teplota roztoku 20-25 °C, délka ponoru 1-25 minut. b) 50 g hydroxidu sodného, 200 g zinku, doplnit destilovanou vodou na 1000 cm-3, teplota roztoku 80-90 °C, doba ponoru 30-40 minut. c) 200 g hydroxidu sodného, 20 g zinku, doplnit destilovanou vodou na 1000 cm-3, teplota lázně a doba ponoru jako v předchozím případě. d) 200 g citranu amonného, doplnit destilovanou vodou na 1000 cm-3, teplota lázně 75-90 °C, doba ponoru 20 minut. e) 500 cm-3
kyseliny chlorovodíkové, 3,5 g hexamethylentetraminu, doplnit
destilovanou vodou na 1000 cm-3, teplota 20-25 °C, délka ponoru 10 minut. Elektrolyty pro elektrolytické čištění předmětů ze ţeleza, litiny nebo oceli: a) 75 g hydroxidu sodného, 25 g síranu sodného, 75 g uhličitanu sodného, doplnit destilovanou vodou na 1000 cm-3, teplota lázně 20-25 °C, doba čištění 20-30 minut, předmět je zapojen jako katoda, anoda je z uhlíku, platiny nebo korozivzdorné oceli, proudová hustota 100-200 A/m2 b) 28 cm-3 kyseliny sírové, 0,5 g inhibitoru, doplnit destilovanou vodou na 1000 cm-3, délka čištění 3 minuty, teplota 75 °C, předmět je katodou, anoda je uhlíková, platinová nebo olověná, proudová hustota 2000 A/m2.
55
c) 100 g citranu amonného, doplnit destilovanou vodou na 1000 cm-3, doba čištění 5 minut, teplota 20-25 minut. Předmět je zapojen jako katoda, anoda je z uhlíku nebo platiny. Proudová hustota 100 A/m2.[22]
56
I.10. METODY PRŮZKUMU KOVOVÝCH A NÁTĚREM OPATŘENÝCH PŘEDMĚTŮ I.10.1 Stratigrafie a metalografie Odebrané vzorky nátěrů se zalijí do pryskyřice nebo se zalisují do tablety. Takto připravený vzorek se brousí na univerzální brusce chlazené vodou a leštičce. Při broušení se pouţívají smirkové papíry o různé hrubosti. Vţdy se začíná od nejhrubšího povrchu papíru (např. 220) po ten nejjemnější (400, 600, 1000, 2500). Brousí se vţdy do kříţe. Během broušení se vzorky kontrolují pod mikroskopem. Poslední fází úpravy vzorku je jeho leštění. Při metalografii se k leštění pouţívá lešticí pasta. Metalografický vzorek se nechá před pozorováním struktury kovu naleptat v leptacím roztoku. Pro ocel se pouţívá 2% roztok kyseliny dusičné v ethanolu (Nital). Stratigrafické vzorky se neleptají. Vzorky se pozorují pod různým zvětšením. [43]
I.10.2 Tloušťka nátěru Měřidlo tloušťky (Obr. 29) je určeno pro nedestruktivní měření tloušťky povlaků na veškerých kovech. Pouţitý snímač při měření byl typu F, to znamená, ţe vyuţívá magnetický princip měření tloušťky nemagnetických povlaků na feromagnetických kovech. Sondou se nejprve změří čistý kov, čímţ se určí počátek stupnice- 0 µm. Tloušťka povlaku se tedy vztahuje k této hodnotě. [23] Sonda je uprostřed vybavena rubínovým krystalem (Obr. 30). [44]
Obr. 29: Přístroj pro měření tloušťky nátěru.
57
Obr. 30: Detail sondy.
I.10.3 Rozpouštěcí zkoušky Rozpouštěcí zkouškou se dokazuje nebo vyvrací rozpustnost v různých činidlech.
I.10.4 Důkazy iontů Ke vzorku se přidávají různá činidla. Při působení činidla dochází ke specifické reakci, která potvrdí přítomnost konkrétního iontu. [24]
I.10.5 Analytické instrumentální metody I.10.5.1 SEM (skenovací/rastrovací elektronový mikroskop) Princip elektronové mikrosondy je zaloţen na spojení elektronového mikroskopu (Obr. 31 a 32) a lokální rentgenové analýzy. Jako zdroj elektronů slouţí elektronová tryska. Elektrony jsou urychlovány vysokým napětím (aţ 50 kV) a jsou fokusovány systémem elektrostatických a elektromagnetických čoček na definovanou plochu. Tato plocha můţe být velmi malá, takţe se analyzuje mikromnoţství vzorku. Paprsek můţe být vychylován, coţ umoţňuje rastrování povrchu. SEM mikroskopy pouţívají k zobrazení vzorku sekundárních a zpětně odraţených elektronů ve spojení s rastrováním povrchu. [25, str. 182] Mikrosonda nejčastěji pouţívá EDX (energiově-disperzní) analyzátor. Tento systém umoţňuje detekovat prvky s vyšším protonovým číslem neţ 11. Vzorek tvořený těţšími prvky (např. kovy) bude produkovat více odraţených elektronů neţ preparát tvořený lehkými prvky. Světlá místa na obrázku znázorňují těţké prvky. Lehké prvky se jeví jako tmavá místa. Hloubka průniku paprsků elektronů závisí na protonovém čísle prvků. [25]
I.10.5.2 RTG difrakce Práškový (polykrystalický) vzorek nasypaný ve skleněné kapiláře je ozařován rtg. zářením, vycházejícím z rentgenové lampy. Vzorek je umístěn ve středu goniometru a otáčí se konstantní úhlovou rychlostí. Rentgenové záření o definované vlnové délce λ dopadá pod určitým úhlem
na vzorek. Pokud se najde se ve struktuře rovina
s takovou mezirovinnou vzdáleností d, jeţ splní Braggovu rovnici, tak dojde ke konstruktivní interferenci difraktovaného záření a toto záření je zaznamenáno detektorem. Detektor se pohybuje kolem vzorku dvojnásobnou úhlovou rychlostí a zaznamenává úhel
difraktovaného záření. Poloha detektoru a detekovaná intenzita 58
difraktovaného záření se zaznamenává, vyneseme-li tuto závislost graficky, dostaneme tzv. difraktogram. n =2dhkl sin (Braggova rovnice) Difrakční záznam (difraktogram) znázorňuje závislost intenzit difraktovaného záření na orientaci vzorku, resp. poloze detektoru. Na ose x je obvykle vynesena poloha detektoru ve stupních 2 (úhel vzorku je tedy poloviční - ) a na ose y je intenzita difraktovaného svazku, jak ji zaznamenal detektor. Intenzita se obvykle vyjadřuje v počtu pulsů za sekundu nebo absolutním počtem pulsů. Jednotlivá difrakční maxima na záznamu odpovídají difrakci na určitých strukturních rovinách. Jelikoţ známe úhel
a vlnovou délku pouţitého rentgenového záření
,
můţeme pro dané difrakční maximum spočítat hodnotu mezirovinné vzdálenosti d, která odpovídá difraktujícímu systému strukturních rovin při daném úhlu. Soubor difrakčních maxim v celém záznamu představuje soubor d hodnot a jim odpovídajících intenzit (odečteme na ose y). Tato data jsou pro kaţdou fázi jedinečná, a proto na jejich základě můţeme fáze identifikovat porovnáním s kartami standardů. [26, 45, 46, 47, 48] I.10.5.3 IČ spektrometrie Při infračervené spektrometrií dochází interakcí vzorku s infračerveným zářením k změnám vibračních a rotačních stavů molekul. V infračervených spektrech sledujeme závislost transmitance nebo absorbance na vlnočtu absorbovaného záření. Spektrum je pásové. Absorbovat se můţe jen záření, jehoţ energie odpovídá příslušným vibračním a rotačním přechodům. Tyto jsou u různých skupin atomů různé. Změna vibračněrotačního stavu molekuly absorpcí infračerveného záření můţe nastat jen tehdy, kdyţ tím dojde ke změně dipólového momentu molekuly. [26, str. 84, 85] ATR (Attenuated Total Reflectance) Technika je zaloţena na principu násobného úplného odrazu záření na fázovém rozhraní měřeného vzorku a měřicího krystalu z materiálu o vysokém indexu lomu. Měřený vzorek je v dokonalém kontaktu s ATR krystalem a záření proniká částečně do analyzovaného materiálu. Pokud měřený vzorek absorbuje záření o určité frekvenci, pak tato sloţka bude v totálně odraţeném světle zeslabena. [27]
59
Metoda není náročná na úpravu tuhého vzorku. Slouţí k zjištění povrchového sloţení. KBr Tuhý vzorek je rozemletý na prášek a v poměru 1: 100 smíchán s KBr. Prášková směs se slisuje do tablety. Vzorek je ozařován svazkem IR paprsků v rozmezí vlnových délek 4000 – 400 cm-1. Vzorek některé vlnové dálky absorbuje a některé propouští. Záření, které vzorkem projde je detektorem zaznamenáno jako transmisní spektrum. [28]
60
II. PRAKTICKÁ ČÁST
61
Praktická část seznamuje s předmětem, řídicím panelem klimatizace, a jeho popisem. Dále zde bude jeho detailní průzkum panelu v podobě vizuálního zhodnocení, při kterém se také stanoví poškození předmětu a rozsah poškození, a materiálového rozboru všech původních sloţek panelu (kov, nátěry, okuje, koroze, nečistoty). Po průzkumu předmětu se stanoví moţné způsoby restaurování, z nichţ bude jeden vybrán. U vybraného způsobu byla ověřena jeho vhodnost pomocí zkoušek. Tyto zkoušky byly
zaměřeny
na
průzkum
vlastností
navrţených
materiálů,
které
budou
pravděpodobně pouţity na povrchovou úpravu kovového povrchu předmětu. V poslední kapitole je věnována popisu postup, jakým se ve skutečnosti předmět restauroval.
62
II.1 PRŮZKUM PŘEDMĚTU II.1.1 Popis panelu Panel o rozměrech 1800 x 600 mm slouţil ve vile Tugendhat jako řídicí jednotka klimatizace. Pomocí vyjímatelné kliky a tří pák se ovládaly klimatizační kanály. Řídící jednotka byla umístěna v suterénu, v technickém zázemí budovy. Panel byl přimontován ke stěně tak, ţe za ním bylo místo pro ovládací lanka, svým spodním okrajem se nedotýkal země (Obr. 31 a 32).
Obr. 31 a obr. 32: Ovládací panel od klimatizace přední a zadní strana před zásahem.
63
Přední strana panelu, který je z plechu o přibliţné tloušťce 3 mm, je rozdělena na dvě pole. Na světlé v horní části panelu, ve kterém jsou tři podlouhlé otvory pro páky, a tmavé pole ve spodní části, v němţ jsou tři kruhové otvory pro vyjímatelnou kliku a tři půlkruhové otvory pro tři západky ozubených kol. V horní části světlého pole jsou upevněny
pomocí
šroubků
tři
bílé
tabulky
s názvy
jednotlivých
kanálů
vzduchotechniky: ČERSTVÝ VZDUCH, OBĚH a CHLAZENÍ. Výřezy pro pohyb pák mají vyznačeny polohy ryskou a nápisem. Pro otevřenou polohu „Otevř.“, pro zpola otevřenou polohu ½ a pro uzavřený kanál značku „Zavř“. Přední strana panelu je po obvodě zpevněna a přibliţně v 1/3 přepaţena profilovaným rámem. Rám je k desce přinýtován. Zadní strana panelu je ošetřena černým nátěrem.
II.1.2 Vizuální průzkum stavu panelu Na přední straně ve vrchní části je panel ošetřen světlým nátěrem v odstínu slonové kosti. Tento nátěr je v horní části předmětu nejvíce zachovalý. Místy je nátěr sice odloupnutý, ale není tak rozpraskaný a náchylný ke snadnému odpadnutí jako ve spodní části desky. Jsou zde pozorovatelné mikrotrhlinky. Ve střední části světlého pole jsou pozorovatelné velmi jemné trhlinky. Okraje těchto trhlinek
jsou
hnědo
oranţově
zabarveny
produkty
koroze,
která
s velkou
pravděpodobností probíhá pod těmito trhlinkami. Na spodní části předmětu je nátěr silně rozpraskaný a odloučený (Obr. 33) od svého podkladu, na kterém by měl drţet. Šupiny nátěru jdou odstranit velmi nepatným pohybem, jakoukoliv vibrací. Nacházejí se zde i nátěr znehodnocený puchýřky. Pod bílým nátěrem je na celé ploše velmi tenká černá vrstvička (Obr. 34). Ta jistě vznikla pouţitou technologii při výrobě desky válcováním za horka. Vrstva okují je nehomogenní, je narušená korozí. Na černé vrstvě pod bílým nátěrem jsou bílá práškovitá místa. Dá se odhadovat, ţe tento produkt vznikl druhotně z nátěru. Koroze na bíle natřené části desky není nijak silná (ovšem je přítomna). Korozní napadení je nitkového charakteru (Obr. 35). Odlupování laku nezpůsobuje jen koroze ale hlavně špatná adheze nátěru k povrchu kovu. Dolní černá část desky je opatřena černým nátěrem, který se neodlupuje v šupinkách jako bílý nátěr. Tato část je silně zkorodovaná. 64
Rám na některých místech nepřiléhá k desce (Obr. 36), vzniká tak štěrbina mezi deskou a rámem. V tomto místě dochází ke štěrbinové korozi. V místě s chybějícím nýtem jsou ve štěrbině vidět korozní produkty. Rub desky je na spodním okraji silně zkorodovaný. Celá plocha je znečištěná kapičkami bílé anorganické hmoty, která jde velmi snadno odstranit. Okolí průřezů pro páky je znečištěno ztvrdlým mazáním.
Obr. 33: Odlupující se nátěr.
Obr. 34: Materiálové vrstvy.
Obr. 35: Detail nápisu a nitková koroze.
Obr. 36: Vzniklá štěrbina na místě chybějícího nýtu. 65
II.1.3 Průzkum panelu pod UV zářením Po
demontáţi
nepůvodních
tabulek
s označením
jednotlivých
kanálu
vzduchotechniky byl panel osvícen UV lampou. Na místě demontovaných tabulek se objevila zřejmě původní označení příslušných kanálů. Kanál vzduchotechniky, novodobě označované jako čerstvý vzduch, slouţil i dříve pro rozvod čerstvého vzduchu (Obr. 37). Původní nápis „Čerstvý“ byl hůře identifikovatelný a pořízení jeho fotografie nebylo moţné. Pod tabulkou s nápisem oběh se povedlo identifikovat nápis „Teplý vzduch“ (Obr. 38). Kanál určený pro chlazení byl dříve i v současnosti označován jako „Chlazení“ (Obr. 39 a 40). U písmene „Ch“ se náznakem objevuje ještě jiné písmeno podobné „K“ nebo „J“. Na ostatních částech panelu nebylo pod UV zářením nic nalezeno. Lak pod UV světlem nijak výrazně nezářil. Z toho vyplývá, ţe nátěr neobsahuje opticky zjasňující prostředky.
O
O
Obr. 37 a obr. 38: Původní nápisy vzduchotechnických kanálů.
Obr. 39 a obr. 40: Původní nápisy vzduchotechnických kanálů. 66
II.1.4 Rozbor materiálového sloţení panelu II.1.4.1 Pouţité metody a techniky průzkumu Stratigrafické nábrusy Odebrané vzorky nátěru se zalily (Obr. 4) do Dentakrylu (dvousloţkového epoxidu). Po zaschnutí byly broušeny na metalografické brusce chlazené vodou. Vzorky se brousily na smirkovém papíře o různé drsnosti (440, 600, 1000, 2500).
Obr. 41: Vzorky nátěrů zalité v Dentakrylu. Metalografické nábrusy Vzorky kovu z panelu byly zality v Dentakrylu a broušeny univerzální bruskou.
Brousilo
se
na
různě
drsných
smirkových
papírech
(200,
440,600,1000,2500). Nakonec byl vzorek vyleštěn lešticím kotoučem. Aby byla struktura kovu pod mikroskopem dobře viditelná, vzorek se leptá v 2% roztoku kyseliny dusičné a ethanolu (Nital). Vzorek se pozoroval pod inverzním metalografickým mikroskopem Elves. SEM Pomoci SEM byly pořizovány fotografie. Jednalo se o skenovací elektronový mikroskop JEOL-JSM-649 OLV (Obr. 42 a 43). K mikroskopu byl připojen EDX analyzátor. Elektronový paprsek byl urychlen 15 keV.
67
Obr. 42: Elektronový mikroskop.
Obr. 43: Komora elektronového mikroskopu.
IČ spektrometrie Pro infračervenou spektrometrii bylo pouţito více přístrojů. Nejprve byl vzorek světlého nátěru zkoumán na Polymer Institutu Brno za následujících podmínek: Instrument: FTIR spektrometr Nicolet Nexus, FTIR mikroskop Continuum, 1. odrazová spektra na nástavci DuraSampler, počet scanů 64, rozlišení 4 cm-1 2. reflexní spektra na mikroskopu, ATR-Si, počet scanů 128, rozlišení 4 cm-1 3. reflexní spektra na mikroskopu, počet scanů 128, rozlišení 4 cm-1. Další měření bylo provedeno na Ústavu fyziky MU přístrojem Vertex 80v s nástavcem pro měření ATR spekter a spekter pomocí Kbr tablety. ATR spektra se měřila na diamantovém krystalu za vakua. Infračervená
(MIR)
spektra
byla
měřena
na
jednopaprskovém
FT spektrometru Bruker Tensor 27. Spektra na Obr. 63 byla zpracována a vyhodnocena pomocí programu OPUS 6.5. RTG difrakce K měření práškových difrakčních záznamů byl pouţit automatický difraktometr Stadi P (výrobce STOE) v transmisním uspořádání. Primární rentgenové záření (parametry nastavení generátoru 40 kV, 25 mA) bylo filtrováno primárním Ge (111) monochromátorem na svazek CoKalfa1 (1,788965 10-10 m). Detekce byla provedena proporcionálním lineárním pozičně citlivým detektorem s rozlišením0,05° 2theta, posun detektoru o 1° 2theta 68
v jednom načítacím kroku 600 s, rozsah záznamu 5 - 75° 2theta. Pro získávání potřebných integrálních intenzit analytických difrakčních maxim byl pouţit software VisualXpow. Korozní zkoušky Sealu Fe Korozní zkouška byla provedena podle normy ČSN ISO 7384 Korozní zkoušky v umělé atmosféře. Ke zkoušce bylo pouţito celkem 18 ocelových plíšků o rozměrech 5 x 5 cm. Na 9 z nich byla zachována magnetitová vrstva, u zbývajících 9 byla vrstvička okují odstraněna otryskáním v otryskávacím zařízení Sandmastrer. K tryskání byla pouţita směs balotiny a křemičitého písku. Tlak, který byl při tryskání pouţit se pohyboval kolem 2 barů. Tímto postupem znikly dvě série otryskaných a neotryskaných plíšků. Z těchto sérií byly vţdy tři plíšky ponechány bez ochrany Sealem Fe, další tři byly ošetřeny jednou vrstvou Sealu a na poslední tři byly naneseny dvě vrstvy. Před nanesením Sealu Fe se plíšky řádně odmastily ethanolem a smočily v destilované vodě. Seal Fe byl aplikován ponorem plíšků do lázně. Kaţdý vzorek byl ponořen do lázně na dobu 3 sekund. Po aplikaci laku se vzorky sušily v sušárně po dobu 15 minut při 80-90 °C. Na vzorky číslo 10-12 a 16-18 byla aplikována ještě jedna vrstva Sealu Fe ponorem do lázně po dobu 3 sekund. Druhá vrstva se opět nechala 15 minut při 80-90 °C zpolymerovat v sušárně. Aby došlo k úplnému vytvrzení Sealu Fe, vzorky se ponechaly působení vzdušné vlhkosti při laboratorní teplotě. Po týdnu od aplikace přípravku byly vzorky umístěny do mlţné komory na dobu třicet dnů. Jednalo se o mlţnou klimatizovaný box MTH – 2200 od firmy Sanyo. Během dne se dvakrát vystřídaly dva cykly. Jeden cyklus trval 10 hodin a vlhkost během něj byl 85% při teplotě 60 °C. Druhý cyklus trval 2 hodiny, vlhkost dosahovala 20% RV při 60 °C. Korozní zkouška nátěrových systémů Na korozní zkoušku bylo pouţito 54 zkušebních normovaných ocelových plíšků o rozměrech 5 x 5 cm. Polovina plíšků byla ponechána s magnetitovým povrchem, u druhé poloviny byl povrch vzorků otryskán, zbaven okují. Část 69
vzorků byla ošetřena nátěrovým systémem Colorlak (dvě vrstvy základového nátěru a dvě vrstvy vrchního emailu), na další část byl nanesen Seal Fe a dvě vrstvy emailu Colorlak. Po týdenním zaschnutí posledního nátěru byly vzorky zavěšeny na stojan, který byl umístěn na střeše Technického muzea v Brně. Odtrhové zkoušky U vzorků podrobených korozní zkoušce byla následně provedena zkouška přilnavosti, která byla provedena na VŠCHT v Praze na ústavu kovových materiálů a korozního inţenýrství. Zkouška se prováděla dle normy ČSN EN 4624 [20], bylo pouţito lepidlo Loctite Hysol 3425. Jako odtrhávací zařízení poslouţil přístroj Comtest OP ½. Na všechny vzorky se z obou stran nalepilo jedno odtrhové tělísko o poloměru 10 mm. Lepidlo se nechalo do druhého dne zaschnout, po té se přistoupilo k odtrhové zkoušce. Při zkoušce se narazilo na problém v podobě nedostatečně přilepených tělísek. Tato tělíska šla velmi snadno odtrhnout, protoţe pouţité lepidlo reagovalo s vrchním nátěrem za vzniku nepřilnavé adhezní vrstvy. Tah, který byl zapotřebí k odlepení tělíska, se pohyboval kolem 0,5 – 1 MPa, coţ byly velmi nízké hodnoty, typické pro kohezní lom v lepidle. Tělíska byla tedy odstraněna, obroušena a přichystána k dalšímu nalepení. Před dalším lepením tělísek byl hladký povrch vzorku jemně zdrsněn smirkovým papírem (P120). Lepidlo se tentokrát nechalo schnout déle, neţ doporučuje výrobce. Po pěti dnech tvrdnutí lepidla se provedla odtrhová zkouška. Otryskání panelu Otryskání provedla odborná firma KROMA z Brna za následujících podmínek.
Tryskání
bylo
provedeno
v tryskacím
boxu
o
rozměrech
cca 3000x5000x 10000 mm. Jako tryskací prostředek bylo pouţito ocelové sekané abrazivo od dodavatelů AMSTEEL (Velká Británie) nebo KRAMPE (Německo).
Jedná
se
o
sekanou
ocel
s metalografickou
strukturou
temperovaného magnezitu o zrnitosti přibliţně 0,5 aţ 1 mm a tvrdosti 60 HRC.
70
II.1.4.2 Místa odběru vzorků Vzorky nátěrů byly odebrány skalpelem nebo pomocí lepicí pásky. Okuje a koroze se seškrábaly rašplí. Vzorek kovu byl odebrán pomocí vrtačky. Na Obr. 44 jsou znázorněna místa na panelu, na kterých se vzorky odebíraly. Na dalších obrázcích jsou detailní místa (Obr. 45 - 48 )
Obr. 44: Místa odběru vzorků.
Obr. 45 a Obr. 46: Místa odběru vzorků č. 1 a č. 2 (světlý nátěr).
71
Obr. 47 a Obr. 48: Místa pro odběr vzorků- okuje č. 3 a černého nátěru č. 5.
II.1.4.3 Rozbor kovu Jako vzorek kovu, ze kterého byl panel vyroben, poslouţily drobné špony vytvořené vrtačkou. Vrtalo se na rubové straně panelu. Nevrtalo se do hloubky, pouze po povrchu aby bylo moţné odebrat pouze malé mnoţství vzorku kovu. Šupinky kovu byly nejprve podrobeny analýze skenovacím elektronovým mikroskopem s analyzátorem RTG záření. Poté byly šupinky kovu zality do Dentakrylu a byl zhotoven metalografický nábrus. Díky oběma metodám se po diskusi určil kov, který má perlitickou strukturu s feritem.
II.1.4.3.1 SEM Na obrázku 49 je fotografie odebraného vzorku kovu pořízená elektronovým mikroskopem. Na fotografii jsou viditelné stopy (rýhy) odběru vzorku. Spektrum prvkového sloţení kovu je na Obr. 50.
Obr. 49: Odebraný kovový vzorek, foto elektronový mikroskop.
72
Obr. 50: Elektronové spektrum kovového vzorku.
II.1.4.3.2 Metalografie Pomocí metalografie bylo moţno určit strukturu kovu. Na Obr. 51 a 52 jsou fotografie struktury kovu pod různým zvětšením.
Obr. 51 a Obr. 52: Vzorek kovu zvětšeno 100x a 500x.
Interpretace vzorků byla ztíţena způsobem odběru vzorku (částečně znehodnocená struktura kovu), ale i samotným výrobním procesem předmětu. Vyhodnocením výsledků z mikrosondy a výsledků metalografie se dospělo k závěru, ţe se jedná o běţnou ocel, hojně pouţívanou v tehdejší době. Ocel nebyla nijak zušlechťována.
73
Na Obr. 51 a 52 je pozorovatelná struktura kovu. Jedná se o perlitickou strukturu s feritem. Viditelné kulaté „ostrůvky“ jsou z feritu, ostatní část tvoří perlit. Perlit by měl mít laminární strukturu, která byla porušena uţ při výrobě.
II.1.4.4 Rozbor světlého nátěru II.1.4.4.1 Rozpouštěcí zkouška Vzorky bílého nátěru byly na kapkovací destičce podrobeny účinkům organických rozpouštědel. Byly pouţity toluen, xylen a benzenu. Ani v jednom případě se nátěr nerozpouštěl. Pozorováním pod mikroskopem nenastala ţádná změna nátěru, který byl v rozpouštědlech, v porovnání s nátěrem, který působení rozpouštědel vystaven nebyl. Z toho vyplývá, ţe u nátěru bude pravděpodobně pojivem olej. Olejové nátěry se totiţ v organických rozpouštědlech nerozpouštějí, zatímco nitrocelulózové by se rozpouštět měly. Rozpouštěcí zkoušku však můţe komplikovat ještě stáří vzorku. Je pravidlem, ţe čerstvý nátěr se rozpouští, ale starý vzorek laku se uţ rozpouštět nemusí. II.1.4.4.2 Stratigrafie světlého nátěru Při pozorování stratigrafických nábrusů vzorků pod mikroskopem bylo odhaleno, ţe vzorky jsou dvouvrstvé. To je nejlépe vidět na Obr. 54. Navíc bylo pozorováním zjištěno, ţe vzorek číslo 1 (Obr. 53) má na své rubové straně zbytek okují. Vzorek č. 2 (Obr. 54) má na své vnější straně zbytek nátěru černého nápisu.
Obr. 53: Vzorek č. 1.
Obr. 54: Vzorek č. 2. 74
II.1.4.4.3 SEM světlého nátěru Analýza bílého nátěru pomocí skenovacího elektronového mikroskopu měla prokázat prvkové sloţení a přítomnost pigmentu, případně plniv. Jako reprezentativní vzorek světlého nátěru pro analýzu mikrosondou byl vybrán vzorek číslo 2. Na Obr. 55 je jeho fotografie pořízená elektronovým mikroskopem. Z obrázku jsou vidět dvě vrstvy světlého nátěru, část nápisu a lepicí páska, kterou byl vzorek odebrán.
Obr. 55: Světlý nátěr- vzorek č.2 pod elektronovým mikroskopem.
U tohoto vzorku byla změřena elektronová spektra obou světlých vrstev (Obr. 56 a 57).
Obr. 56: Elektronové spektrum bílého nátěru- vzorku č. 2 (vnější strana). 75
Obr. 57: Elektronové spektrum světlého nátěru- vzorku č. 2 (vnitřní strana).
Elektronový mikroskop prokázal přítomnost zinku v obou vrstvách. Ze srovnání naměřených údajů s literaturou [11,14] lze předpokládat pouţití zinkové běloby ve vzorku. II.1.4.4.4 Průzkum světlého nátěru infračervenou spektroskopií Světlý nátěr byl infračervenou spektrometrií nejprve analyzován v polymerním ústavu Brno. Výsledná spektra jsou na obrázcích 59 a 60. Na snímku (Obr. 58) lomové hrany laku jsou patrné dvě vrstvy: tmavší 80 µm a světlejší 150 µm.
Obr. 58: Světlý nátěr, IR mikroskop. 76
Reflexní spektra na lomové straně se nepodařilo naměřit, vzorek záření spíše rozptyluje.Měřena byla tedy ještě spektra odrazová z obou stran úlomku laku, ale ani takto získaná spektra nejsou příliš kvalitní pro interpretaci. V IČ spektru světlejší strany jsou (mimo jiné) pásy typické pro celulózu (Obr. 57), jak vyplývá z pozorování spekter vzorku nátěru ze „světlejší“ strany se spektry celulózy, pocházející z několika zdrojů. Pásy ve spektru tmavší strany se nepodařilo přiřadit, ačkoliv některé pásy se shodují s pásy ve spektru světlejší strany (Obr. 58).
0.020 0.015
**světlejší strana, DS Paper (Cellulose), Licenced to Polymer Institute Brno Paper (Cellulose), Licenced to Polymer Institute Brno Paper (Cellulose), Licenced to Polymer Institute Brno
0.010 0.005 -0.000
Abs or bance
-0.005 -0.010 -0.015 -0.020 -0.025 -0.030 -0.035 -0.040 -0.045 1800
1600
1400
1200
1000
800
Wavenumbers (cm-1)
Obr. 59: Srovnání vzorku se standardy (Polymer Institute).
77
0.090 *světlejš í strana, DS *tmavš í strana, DS 0.085 0.080 0.075 0.070 0.065 0.060
Abs or bance
0.055 0.050 0.045 0.040 0.035 0.030 0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 0.000 1800
1600
1400
1200
1000
Wavenumbers (c m-1)
Obr. 60: Srovnání líce a rubu (Polymer Institute). Světlý nátěr byl podroben analýze ještě jednou. Vzorek byl analyzován metodou ATR. Tentokrát byl srovnán se vzorkem nitrocelulózového laku (Obr. 61). Tento srovnávací vzorek byl vytvořen z nitrocelulózového laku (Obr. 62), vyrobeného v roce
1643.23
1274.85
1989, ovšem lakový film byl zhotoven 3 dny před provedením analýzy.
0.7
0.6
831.26 744.47
0.2
1122.49
0.3
1066.56 1024.13 999.05
1716.52
0.4
2958.59 2929.66
Arbitrary
0.5
0.1
0.0 4000
3000
2000 Wavenumber (cm-1)
Obr. 61: IR spektrum nitrocelulózového nátěru. 78
1000
Obr. 62: Srovnání nitrocelulózového laku - standardu a vzorku světlého nátěru.
Z Obr. 62, na kterém je spektrum vzorku srovnané s referenčním vzorkem nitrocelulózového laku, jasně vyplývá, ţe původní nátěr nebude nitrocelulózový. Nitrocelulóza absorbuje při vlnočtech 1500 - 1700 cm-1. Pásy 1660 cm-1 patří vibracím nitrátové skupiny. Symetrické valenční vibrace nitrátových skupin nastávají při 1281 cm-1 [29]. Tyto pásy u vzorku původního nátěru chybí. Odebrané vzorky bílého nátěru měly lícovou stranu stejnou, ale rubová strana byla buď světlá, nebo hnědě zabarvená. U hnědě zbarvené stany se dá předpokládat, ţe rub šupinky nátěru bude znečištěn korozí. Pokud pod nátěrem probíhá koroze, tak se korozní zplodiny hromadí na nátěru. Tato analýza se soustřeďovala na srovnání rubové strana světlé a hnědě zabarvené strany.
79
Obr. 63: Srovnání IR spekter lícové strany vzorku a světlé a tmavé rubové strany vzorku.
Ze spektra je vidět, ţe líc i světlý a tmavě zbarvený rub jsou zhotoveny ze stejného druhu nátěru (Obr. 63). Pásy v oblasti 2955 – 2870 cm-1 patří valenčním vibracím nearomatických C-H skupin uhlíkových řetězců. Pokud se jedná o vzorek čistě anorganický, tak tyto pásy chybí, jsou totiţ typické pro organické sloučeniny. Pík leţící při vlnočtu 1710 cm-1 je charakteristický pro valenční vibrace C=O skupin karboxylových skupin. Ve vzorku je přítomna pryskyřice, protoţe jí náleţí tento pás. Ve změřeném spektru je tento pás na 1707,44 cm-1, posun můţe být způsoben zvolenou ATR technikou, v literatuře byly vzorky měřeny pomocí KBr tablet. Pásy v oblasti 1460 cm-1, 1413 cm-1 a 1384 cm-1 přísluší valenčním vibracím C=C skupin na aromatickém uhlíku pryskyřic. Naše změřená spektra jsou i v tomto případě nepatrně posunuta na hodnoty vlnočtů 1454 cm-1, 1411 cm-1 a 1382 cm-1. Z těchto spekter je zřejmé, je pryskyřice ve vzorku určitě přítomna. Pás leţící při vlnočtu 1745 cm-1 je typický pro C=O esterové vazby patří oleji. Tento pás není u vzorku tmavý rub příliš výrazný, ale je přítomný. U vzorků líc a světlý rub je uţ zřetelně viditelný. Ten těsně sousedí s typickým píkem pryskyřice 1710 cm-1. Ve spektrech vzorku laku proto tvoří „dvojpík“, který se vyskytuje u všech změřených spekter vzorků. Dalším charakteristickým pásem pro olej (lněný) je pás 1164 cm -1.
80
Jeho přítomnost je nejlépe pozorovatelná na obr. 65. Těmito pásy se prokázala přítomnost oleje, proto je nátěr olejový. Oblast 3696 cm-1 – 3620 cm-1 patří valenčním vibracím O-H vazeb obsaţených v kaolinitu. V čistém kaolinitu se tyto pásy jeví jako „čtyřpík“. Ve spektrech na Obr. 64 je tento „čtyřpík“ nejlépe vidět u vzorku tmavý rub leţí na hodnotách vlnočtu 3695 - 3620 cm-1. Ale i u dalších dvou spekter je toto uskupení píků přítomno, pouze je nejvíce zřetelný první pík při 3695 cm-1. Z toho plyne, ţe vzorek obsahuje kaolinit, který se pouţívá jako plnivo. Pásy leţící při 1200 - 1000 cm-1 jsou typické pro Si-O vazby křemičitanů obsaţených v kaolinitu. Ve spektrech tmavého a světlého rubu jsou jasně obsaţena. Na Obr. 64 je srovnání spekter světlého rubu, líce (světlá strana), oleje, pryskyřice a kaolinitu. [30, 31]
Obr. 64: Srovnání spekter vzorku a spekter přítomných látek (světlá strana = líc). [32]
Při analýze nátěru skenovacím elektronovým mikroskopem byla zjištěna přítomnost zinku. Z toho se dalo usuzovat, ţe jako pigment byla pouţita zinkové běloby v obou vrstvách. Charakteristický pás pro zinkovou bělobu leţí přibliţně na 500 cm-1. Na spektrech pořízených ATR metodou nejsou naměřeny, protoţe tato metoda oblast
81
500 cm-1 jiţ nedokáţe změřit. Proto byl nátěr rozemlet a smíchán s KBr, ze směsi byla udělána tableta. Přítomnost zinkové běloby byla prokázána (Obr. 65).
Obr. 65: Přítomnost pásů zinkové běloby ve světlém nátěru.
II.1.4.5 Rozbor černého nátěru II.1.4.5.1 Stratigrafie černého nátěru Nejprve byla provedena stratigrafie černého nátěru. Výsledky ukazuje Obr. 64 a 65. Pozorováním pod mikroskopem nebylo moţné určit, zda vzorek obsahuje více vrstev nátěru nebo pouze jednu vrstvu. Výsledky stratigrafie ukazuje Obr. 66 a 67.
Obr. 66: Vzorek č. 5 - černý nátěr.
82
Obr. 67: Vzorek č. 6 - černý nátěr. II.1.4.5.2 SEM černého nátěru Analýza černého nátěru pomocí elektronového mikroskopu se prováděla ze stejného důvodu, jako tomu bylo u světlého nátěru. Měla se prokázat přítomnost určitých prvků, pigmentů a plniv. Obr. 68 představuje fotografii černého nátěru pořízenou elektronovým mikroskopem. Tento vzorek černého nátěru byl odebrán z přední strany panelu. Vzorek tvořily téměř práškové části černého nátěru. Na Obr. 69 je elektronové spektrum tohoto vzorku.
Obr. 68: Černý nátěr, foto elektronový mikroskop.
83
Obr. 69: Elektronové spektrum černého nátěru z přední strany panelu.
Na Obr. 70 je fotografie vzorku černé laku odebraného ze zadní části panelu. Vzorek byl také téměř práškový. Obr. 71 zachycuje elektronové spektrum tohoto vzorku.
Obr. 70: Vzorek černého nátěru, zadní strana panelu.
84
Obr. 71: Elektronové spektrum černého nátěru.
Z fotografie vzorku č. 6 černého nátěru na Obr. 72 jsou vidět vrstvy černého nátěru. Na Obr. 73 je elektronové spektrum vzorku č. 6.
Obr. 72: Černý nátěr- vzorku č. 6.
85
Obr. 73: Elektronové spektrum vz. 6.
Podle srovnání elektronových spekter, lze předpokládat, ţe nátěr přední strany (Obr. 71) je shodný s nátěrem zadní strany (Obr. 73) panelu. Výrazné dva píky ţeleza byly naměřeny u všech třech vzorků. Ve spektrech práškových vzorků (Obr. 69 a 71) byly přítomny další prvky. To je pravděpodobně zapříčiněno způsobem odběru vzorku, kdy vzorky nátěru byly seškrábány noţem. Do vzorku se tedy mohla dostat koroze. Prvkové sloţení odpovídá i prachu a nečistotám, které byly na povrchu nátěru panelu. Vzorek č. 6 byl odebrán jiným způsobem, byl sejmut pomocí lepicí pásky a zalit do Dentakrylu. Svazkem elektronů se nepálilo na jeho povrch, jako tomu bylo u předešlých vzorků, ale do jeho profilu. U tohoto vzorku je patrné, ţe se nátěr skládá ze dvou vrstev (obr. 74). Naměřené výsledky byly porovnány s literaturou.[11,14] Černý pigment s obsahem ţeleza odpovídá černému ţelezitému pigmentu. Z toho lze předpokládat, ţe černý nátěr obsahuje tento pigment. II.1.4.5.3 Průzkum černého nátěru infračervenou spektroskopií Měřila se i infračervená spektra pro zjištění chemického původu pojiva a plniv. Při měření spekter černého nátěru nebylo moţno pouţít metodu ATR, protoţe vzorek neobsahoval ţádný větší kousek nátěru, který by se dal přiloţit na krystal přístroje. Z tohoto důvodu byl vzorek měřen v KBr tabletě. Na Obr. 74 je spektrum černého nátěru. 86
2923.87
0.40
2854.44
0.35
609.46 538.1 478.31 468.67 418.52
0.15
1244 1174.56 1124.42 1083.92 1033.77 983.62
0.20
1458.08 1379
0.25
1703.02 1608.52
3429.19
Absorbance
0.30
0.10
0.05
0.00 4000
3000
2000 Wavenumber (cm-1)
1000
Obr. 74: IR spektrum černého nátěru. Na Obr. 75 je porovnání změřeného spektra se spektrem přírodní pryskyřice z programu OMNICA. Dle shody pásů v oblasti 1707 cm-1 lze říct, ţe černý nátěr v pojivové sloţce obsahuje přírodní pryskyřice. Pás 1707 cm-1 je charakteristický pás C=O esterové vazby vyskytující se v pryskyřici. Pojivem černého nátěru tudíţ bude směs přírodních pryskyřic.
Obr. 75: Srovnání spekter vzorku černého nátěru s celulózou a pryskyřicí. [32] 87
Při měření jsme se pokusili i o srovnání spekter černého nápisu na panelu (otevřeno/zavřeno) se spektrem černého nátěru (Obr. 76). Spektra černého nátěru a nápisu se v tomto případě neshodují. To ovšem nemusí nutně znamenat, ţe nemají obdobné materiálové sloţení. Při měření metodou ATR se měří pouze určité jedno místo. V tomto místě mohlo být větší zrno kaolinitu, které stíní ostatní pásy.
Obr. 76: Srovnání IR spektra nápisu a černého nátěru. Nátěr nápisu by měl dle spekter na Obr. 77 obsahovat kaolinit a pryskyřice. Kaolinit se pouţíval jako plnivo a pojivová sloţka bude sloţená ze směsi přírodních pryskyřic.
Obr. 77: Srovnání nápisu s pryskyřicí a kaolinitem. [32]
88
II.1.4.6 Rozbor okují II.1.4.6.1 Stratigrafie okují Na obrázku je vidět výsledek stratigrafického nábrusu vzorku okují.
Obr. 78: Vzorek č. 3- okuje.
II.1.4.6.2 SEM okují Analýza mikrosondou se prováděla proto, aby se zjistilo prvkové sloţení okují. Analyzovaly se dva typy vzorků okují. Jeden vzorek byl celistvý, zalitý v Dentakrylu (Obr. 79) a druhý byl práškový (Obr. 81). Elektronové spektrum na Obr. 80 odpovídá vzorku okují, který byl zalitý v Dentakrylu a spektrum na Obr. 82 patří práškovému vzorku. U prvního vzorku na Obr. 79 byl zjištěn hmotnostní podíl kyslíku 22,3 % a ţeleza 77,3% z celkové hmotnosti (100%). U druhého vzorku Obr. 81 byl hmotnostní podíl kyslíku roven 51,3 % a ţelezu 30,9 %. 17,8 % hmotnostního podílu patří nečistotám a prachu obsaţených ve vzorku. Vysoký procentuální podíl kyslíku je způsoben tím, ţe kyslík neobsahuje jen magnetit, ale i ostatní doprovodné nečistoty.
Obr. 79: Okuje vzorek č.3, foto elektronový mikroskop.
89
Obr. 80: Elektronové spektrum okují- vzorku č. 3.
Obr. 81: Okuje- práškový vzorek, foto elektronový mikroskop.
Obr. 82: Elektronové spektrum okují. 90
Po srovnání naměřených procentuálního hmotnostního zastoupení prvků ţeleza a kyslíku ve vzorcích a po diskusi s odborným pracovníkem, bylo určeno, ţe se jedná o okuje s krystalovou mříţkou odpovídající magnetitu.
II.1.4.7 Rozbor korozních produktů II.1.4.7.1 SEM korozních produktů Analýza elektronovou mikrosondou se prováděla za účelem zjistit přítomnost solí ve vzorku koroze. Pokud bude v elektronovém spektru prvků přítomen chlor, bude to znamenat, ţe korozní produkty obsahují chloridy. Stejně tak i přítomnost prvku síry by poukazovala na přítomnost solí obsahujících síru.
Fotografie koroze pořízená
elektronovým mikroskopem je na Obr. 83. Elektronová spektra na obrázcích 84 a 85 odpovídají vzorku na fotografii.
Obr. 83: Koroze pod elektronovým mikroskopem.
Obr. 84: Elektronové spektrum koroze- bodové.
91
Obr. 85: Elektronové spektrum koroze- plošně. Ze spekter je moţné vyčíst nízkou přítomnost chloridů. To znamená, ţe korozní produkty jsou kontaminovány minimálním mnoţstvím chloridů. Podle polohy intenzivního píku, který patří síře, lze předpokládat zvýšenou přítomnost solí obsahujících síru (obr. 84 a 85). II.1.4.7.2 RTG difrakce korozních produktů Pomocí rentgenové difrakce byl ve vzorku koroze zjištěn magnetit a goethit. Ve vzorku byly přítomny i ţelezné piliny a tak je v difraktogramu i čisté ţelezo (Obr. 86). koroze - Hanackova (Range 1) Iron Oxide / Magnetite, syn (Range 1) Iron Oxide Hydro xid e / Goethite (Range 1) Iron / Iron, syn (Range 1)
80.0
70.0
60.0
Relative Intensity (%)
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
2Theta
Obr. 86: Difraktogram odebrané koroze. Zelené čáry patří magnetitu, červené goethitu a modré čistému ţelezu. 92
II.1.4.8 Rozbor nečistot Rub panelu byl pokryt bílými krystalickými kapičkami. Nečistota 100 x zvětšená je na Obr. 87. Z toho se nejprve odhadovalo, ţe se bude jednat o znečištění vápnem při výmalbě. Proto byla zvolena zkouška, která má dokázat nebo vyvrátit přítomnost CaCO3.
Odloupnutý kousek nečistoty se nejprve vloţil do HNO3, zda se bude
rozpouštět. Zkouška dopadla negativně, proto byla provedena zkouška na přítomnost síranového iontu pomocí Ba(OH)2. Vzorek reagoval s hydroxidem barnatým za vzniku bílé sraţeniny síranu barnatého. Z toho lze odvodit, ţe se jedná o sádru.
Obr. 87: Nečistota, optický mikroskop, zvětšeno 100x.
II.1.5 Shrnutí materiálového sloţení Pomocí stratigrafie byly identifikovány v bílém nátěru dvě vrstvy. Obě vrstvy jsou stejného sloţení. Pojivová sloţka se řadí mezi olejové nátěry, jako pigment byla pouţita zinková běloba. Černý nátěr je téţ olejový a obsahuje černý ţelezitý pigment. Pod černým i světlým nátěrem je vrstvička okují. Okuje mají stejnou krystalovou mříţku jako magnetit. Deska panelu je vyrobena z nezušlechťované oceli. Koroze je sloţená z magnetitu a goethitu. Obsahuje minimální mnoţství chloridů, významnější je přítomnost sloučenin síry. Rub desky byl znečištěn kapičkami sádry.
93
II.2. NÁVRH KONZERVAČNĚ-RESTAURÁTORSKÝCH POSTUPŮ II.2.1 Varianta 1 Poněvadţ si zadavatel přál ponechat panel nejlépe v původním stavu, první návrh spočíval ve výrobě přesné repliky. Tato replika by se instalovala na původní místo a původní panel by se umístil do vitríny, např. vedle repliky, která by se dále funkčně vyuţívala. Ve vitríně by se udrţovala určitá vlhkost a atmosféra by obsahovala vypařovací inhibitory koroze.
II.2.2 Varianta 2 Panel by se ponechal v původním stavu. Opatrně by se destilovanou vodou odstranily hrubé nečistoty a prach. Celý povrch panelu by se pouze zafixoval bezbarvým lakem. Nevýhoda tohoto postupu je v neodstranění korozních produktů. Pod nově vytvořenou vrstvou laku by koroze probíhala dál, odlučování původního nátěru od povrchu kovu by pokračovalo.
II.2.3 Varianta 3 Dalším návrhem bylo odstranit málo přilnavý nátěr, šetrně odstranit korozi (např. desalinací, lehkým okartáčováním), ošetřit štěrbinovou korozi mezi panelem a přinýtovaným orámováním. Místa, na nichţ byl nátěr odstraněn, doplnit novým nátěrem. II.2.3.1. Vývoj varianty 3 Nejprve se uvaţovalo o spíš o konzervačním přístupu, kdy se mělo zachovat maximum původního materiálu. Orámování se ponechá přinýtované. Snadno odlupující se světlý nátěr by se odstranil. Místa s nátěrem, který na podkladu drţí, by bylo nutno zafixovat fixativem a panel by pak bylo moţno desalinovat (hlavně kvůli štěrbinové korozi). Černá vrstvička okují by tak zůstala nenarušená. Po desalinizaci by se ošetřila místa bez nátěru vhodnými inhibitory koroze. Konečná povrchová úprava panelu by spočívala v nanesení paraloidového laku obsahujícího příslušný pigment. Na takto 94
ošetřeném povrchu by byly obnoveny původní nápisy. Závěr povrchové úpravy by spočíval v nanesení transparentní vrstvy laku typu Paraloid. Protoţe se však počítá s dalším pouţíváním předmětu, bylo nutno tento postup opustit. Zachovalá část nátěru sice na podkladu drţí, ale je narušená drobnými prasklinami, v nichţ je pozorovatelná počínající koroze. Vrstva okují podle literatury můţe být příčinou špatné adheze nátěru k podkladu. Od desalinizace vodou se upustilo kvůli časové náročnosti, neboť by tento proces nebylo moţné realizovat v čase vymezeném pro ošetření panelu. Desalinizace jinou metodou, např. pomocí roztoku hydrogenfosforečnanů by byla rychlejší, nelze však zaručit, ţe se podaří odstranit zbytky solí ze štěrbin, které by se časem v důsledku hydrolýzy mohly přeměňovat na oxokyseliny fosforu. Vzhledem k tomu, ţe v korozních produktech byla zjištěna jen velmi nízká přítomnost chloridových iontů obecně podporujících korozi, od desalinace se ustoupilo. Rovněţ závěrečné ošetření povrchu předmětu Paraloidem nebylo shledáno jako, protoţe panel ovládající klimatizaci bude i nadále pouţíván a mohlo by docházet k jeho otěru. II.2.3.2 Konečný návrh postupu varianty 3 Kvůli mechanickému namáhání, odolnosti a estetice byl proto zvolen následující postup: Místa panelu, která budou reprezentativní s minimálně porušeným nátěrem, budou zachována. Kromě těchto vybraných míst bude nátěr panelu odstraněn tryskacím zařízením. Otryskáním panelu dojde i k odstranění korozních produktů a okují, jejichţ vrstva není celistvá. Otryskání panelu přispěje k homogenizaci povrchu. Korozní produkty ve štěrbinách nelze otryskáním odstranit. Vhodnou metodou jak omezit korozi ve štěrbině je aplikace roztoku inhibitoru koroze pomocí jehel. Po týdenním působení inhibitoru můţe být panel ošetřen vhodným nátěrovým systémem. Na dokonale zaschlou druhou vrstvu vrchního nátěru budou písmomalířem dopsány nápisy Otev., Zavř., ½ a rysky značící polohu jezdců. Na závěr bude celý panel ošetřen vrstvou transparentního laku.
95
II.2.4 Navrţení nátěrového systému Pro závěrečné povrchové ošetření panelu klimatizace byly navrţeny dva odlišné nátěrové systémy: 1. První systém by se skládal ze dvou vrstev základového nátěru Synorex primer S2000 a z dvou vrstev nátěru Univerzál SU 2013. Nátěrový systém byl pro tento účel doporučen odborníkem z firmy Colorlak. 2. Druhý navrhovaný systém by místo jedné vrstvy základového nátěru vyuţil povrchové úpravy organosilanem Seal Fe a na něj by byla aplikována vrstva základového nátěru a jedna vrstva světlého emailu Univerzál SU 2013/černého emailu. Odstín nátěru byl vybírán přiloţením barevné mezinárodní škály nátěrů RAL k původnímu nátěru a srovnával se s touto barevnou škálou. Vybraný odstín byl aplikován na provizorní kovové destičce a byl podán ke schválení. Panel měl pod nátěrem na kovovém povrchu vrstvu okují. Zvaţovalo se, zda je ponechat nebo odstranit. Aby bylo moţno ověřit kvalitu a soudrţnost výše uvedeného nátěru ad 2), byly nezávisle na panelu klimatizace provedeny zkoušky na zkušebních vzorcích. Proto byly zkoušky (korozní i ověření přilnavosti) prováděny na povrchu s okujemi a bez okují, aby se zjistilo, jak tato vrstvička okují ovlivňuje vlastnosti navrţených nátěrových systémů.
96
II.3. ZKOUMÁNÍ VLASTNOSTÍ NAVRŢENÝCH NÁTĚROVÝCH SYSTÉMŮ Bylo navrţeno provést konečnou povrchovou úpravu panelu následujícími způsoby: Způsob 1: Colorlak Synorex Primer (2 vrstvy) + Univerzál (2 vrstvy) Způsob 2: Seal Fe + synorex Primer (1 vrstva) + Univerzál (1 vrstva). Nejdříve byly zkoušeny protikorozní vlastnosti Sealu Fe bez dalšího nátěru Colorlakem korozní zkouškou v umělé atmosféře. Následně se na dalších sériích zkušebních plíšků ověřila korozní odolnost výše zmíněných nátěrů v povětrnostních podmínkách. Nakonec byly provedeny odtrhové zkoušky, které vypovídají o přilnavosti nátěrových systémů.
II.3.1 Korozní zkouška (Seal Fe) Zkoušce byly podrobeny otryskané (č. vzorku 1 – 3; 7 – 12) a neotryskané vzorky (č. vzorku 4 – 6; 13 – 18). Vzorky ošetřené jednou vrstvou Sealu Fe mají číslo 7 – 9 a 13 – 15. Na plíšky číslo 10 – 12 a 16 – 18 byly naneseny dvě vrstvy Sealu Fe. Referenční plíšky bez jakéhokoliv ošetření Sealem Fe jsou očíslovány jako 1 – 3 a 4 – 6. Graf na Obr. 88 přehledně srovnává hmotnost zkušebních vzorků před korozní zkouškou (modrá linie) a po ní (růţová linie). Z grafu je zřetelně viditelné, ţe vzorky číslo 10, 11, 12 a 16, 17,18 mají minimální rozdíl hmotností. Na těchto vzorcích byly naneseny dvě vrstvy Sealu Fe.
97
Hmotnostní úbytky zkušebních vzorků po korozní zkoušce 40,5 40
hmotnost (g)
39,5 39
hmotnost po zkoušce
38,5
hmotnost po zkoušce
38 37,5 37 1
3
5
7
9
11
13
15
17
číslo vzorku
Obr. 88: Graf rozdílů hmotnosti zkušebních vzorků před a po zkoušce.
V tabulce 1 je seznam vzorků, které byly zkoušce podrobeny. Otryskané vzorky jsou v tabulce označeny zeleně a neotryskané vzorky jsou označeny oranţově. Nejsvětlejší tón patří vzorkům referenční bez Sealu Fe, tmavší tón označuje vzorky s jednou vrstvou Sealu Fe a nejtmavší tón znázorňuje vzorky se dvěma vrstvami Sealu Fe.
98
Tabulka 1: Získané hodnoty při korozní zkoušce. Číslo vzorku
Hmotnost před
Hmotnost po
Hmotnostní rozdíl
zkouškou (g)
zkoušce (g)
(g)
1
38,5676
38,2141
0,3535
2
38,0492
37,7168
0,3324
3
38,3888
38,0586
0,3302
4
39, 4633
39,2598
0,2035
5
39,3809
39,1756
0,2353
6
39,4594
39,2788
0,1806
7
38,4201
38,2338
0,1863
8
38,5930
38,4400
0,1530
9
38,5848
38,3898
0,1950
10
38,6853
38,6299
0,0554
11
37,5127
37,4356
0,0771
12
38,7716
38,6983
0,0733
13
39,3976
39,2837
0,1139
14
39,3504
39,2549
0,0955
15
39,3644
39,2598
0,1046
16
38,9911
38,9220
0,0691
17
40,2751
40,2110
0,0641
18
39,4716
39,3989
0,0727
V tabulce 2 jsou vzorky seřazeny od těch, u kterých se projevil nejvyšší hmotnostní úbytek, aţ po vzorky s minimálním hmotnostním úbytkem. Největší úbytky hmotnosti byly u otryskaných referenčních vzorků a pak u neotryskaných referenčních vzorků. Hmotnostní úbytky se sniţovaly v pořadí otryskané vzorky s jednou vrstvou, neotryskané vzorky s jednou vrstvou a otryskané vzorky se dvěma vrstvami. Nejmenší váhový úbytek, tudíţ i nejlepší ochrana, byl zjištěn u neotryskaných vzorků chráněných dvěma vrstvami Sealu Fe.
99
Tabulka 2: Seřazení vzorků podle hmotnostních úbytků (v gramech). 1
2
3
5
4
9
7
6
8
0,3535
0,3324
0,3302
0,2353
0,2035
0,1950
0,1863
0,1806
0,1530
13
15
14
11
12
18
16
17
10
0,1139
0,1046
0,0955
0,0771
0,0733
0,0727
0,0691
0,0641
0,0554
Závěrem lze konstatovat, ţe při vyhodnocení zkoušky byly korozí poškozeny nejvíce dle předpokladu z otryskané i neotryskané série referenční vzorky (Obr. 89 a 92). Jedna vrstva přípravku Sealu Fe na otryskaném povrchu ocelové plíšku se ukázala při těchto aplikačních podmínkách jako nedostatečná (Obr. 90). Otryskané vzorky opatřené dvěma vrstvami Sealu Fe byly poškozeny znatelně méně (Obr. 91) oproti otryskaným vzorkům s jednou vrstvou (Obr. 90). Nejlepší ochrany bylo dosaţeno na původním povrchu s okujemi (Obr. 92, 93 a 94). Při korozní zkoušce se ukázalo, ţe vrstva okují působí jako přirozená ochrana proti korozi. Spodní
okraj
vzorků
byl
chráněn
nejlépe,
protoţe
zde
byla
vrstva
Sealu Fe nejsilnější, to díky stékání přípravku. Na obrázku 95 je srovnání otryskaných vzorků – referenčního, s jednou vrstvou a se dvěma vrstvami Sealu Fe. Totéţ srovnání, ale s neotryskanými vzorky je na Obr. 96.
Obr. 89: Otryskané referenční vzorky.
100
Obr. 90: Otryskané vzorky s jednou vrstvou Seal Fe.
Obr. 91: Otryskané vzorky se dvěma vrstvami Sealu Fe.
Obr. 92: Neotryskané referenční vzorky.
101
Obr. 93: Neotryskané vzorky s jednou vrstvou Seal Fe.
Obr. 94: Neotryskané vzorky se dvěma vrstvami Sealu Fe.
Obr. 95: Srovnání otryskaných vzorků (ref., 1 vrstva, 2 vrstvy). 102
Obr. 96: Srovnání neotryskaných vzorků (ref., 1 vrstva, 2 vrstvy).
II.3.2 Vlastnosti navrţených nátěrových systémů (koroze, přilnavost) Cílem zkoušky bylo zjistit, zda je vhodnější nátěrový systém Colorlak nebo kombinace Sealu Fe a vrchního emailu. Předmětem zájmu bylo téţ prověřit vliv přítomnosti okují na kvalitu navrţených nátěrů. II.3.2.1 Zkouška korozní odolnosti nátěrových systémů Pro zkoušení vlastností nátěrů byly pouţity další zkušební plíšky. Pracovalo se celkem s 54 plíšky. 18 z nich (9 otryskaných a 9 neotryskaných) bylo ošetřeno Seale Fe (označeny jako 1 s – 20 s) a 36 (18 otrykaných a 18 neotryskaných) bylo bez vrstvy Sealu Fe (označeny 1 – 36). Vzorky 1 – 20 byly podrobeny korozní zkoušce čtyři měsíce povětrnostním podmínkám (Obr. 97), z toho vzorky číslo 1 – 13 jsou otryskané a 14 – 20 nejsou zbaveny okují. Vzorky 21 – 32 byly vystaveny venkovním podmínkám po dobu osmi měsíců. Vzorky číslo 21 – 23 jsou bez okují a vzorky 24 – 32 jsou s okujemi. Vzorky 33 – 36 byly referenční, které byly uchovány ve tmě a bez přístupu agresivních sloţek ovzduší. Vzorky 1s – 20s byly ošetřeny vrstvou Sealu Fe, jednou vrstvou základového nátěru a jednou vrstvou emailu. Vzorky 1s – 12s byly vystaveny povětrnostem čtyři měsíce. Vzorky 13s – 16s byly na střeše muzea osm měsíců zavěšeny na stojanu (Obr. 97). Vzorky 17 s a 18 s poslouţily jako referenční vzorky, které byly uschovány ve tmě.
103
Obr. 97: Stojan se zkušebními vzorky na střeše muzea.
Část vzorků byla sundána ze stojanu 1. 10. 2011. Tyto vzorky byly minimálně poškozeny korozí. V průběhu zkoušky některé vzorky spadly ze stojanu, tím došlo k částečnému poškození laku. Tato místa byla náchylná ke korozi. Bylo provedeno srovnání barevnosti se vzorkem, který byl zabalen v alobalu a uloţen v chladu. U vzorků vystavených povětrnostem a slunečnímu záření nedošlo k barevné změně. Stav vzorků po čtyřech měsících zkoušky je vyobrazen na Obr. 98, 99. Na Obr. 100, 101 a 102 je nátěr vzorku částečně poškozen korozními produkty jiného vzorku.
Obr. 98: Plíšky po 4 měsících vystavení venkovní atmosféře, líc.
104
Obr. 99: Plíšky po 4 měsících zkoušky, rub.
Obr. 100, 101 a 102: Plíšky po 4 měsících zkoušky (líc, rub, bok).
Druhá část vzorků byla na střeše ponechána aţ do 22. 2. 2012. Tyto vzorky byly vystaveny i vysokým mrazům. Vzorky nebyly o nic víc poškozeny korozí neţ předchozí vzorky. I barevnost byla stále stejná ve srovnání s referenčním vzorkem. Na povrchu nátěru ulpěl prach z ovzduší, který šel z větší části odstranit vlhkým hadrem. Vzhled vzorků po osmi měsících korozní zkoušky je zachycen na Obr. 103 – 106.
105
Obr. 103 a 104: Líc a rub vzorku po 8 měsících zkoušky.
Obr. 105: Líc vzorků po 8 měsících zkoušky.
Obr. 106: Rub vzorků po 8 měsících působení povětrnostních podmínek. 106
Závěrem lze tvrdit, ţe z provedené zkoušky je jisté, ţe oba návrhy nátěrového systému jsou stejně odolné proti korozi a ţe email bude stálobarevný. Vrstva Sealu Fe pod nátěry Colorlaku nijak neovlivnila výslednou barevnost ani po osmi měsících zkoušky. Prostředí, ve kterém se bude předmět nacházet, kde bude málo světla a nebude tak agresivní jako při zkoušce. II.3.2.2 Zkouška přilnavosti nátěrových systémů U vzorků podrobených korozní zkoušce byla následně provedena zkouška přilnavosti, která byla provedena na VŠCHT v Praze na ústavu kovových materiálů a korozního inţenýrství. Při vyhodnocení odtrhů se hodnotil typ lomu a procentuální zastoupení kohezního a adhezního lomu. Na Obr. 107 je vidět 100% adhezní lom u vzorku č. 8 ošetřeného Sealem Fe. 100% kohezní lom je zobrazen na Obr. 108. Tento vzorek č. 31 nebyl ošetřen Sealem Fe. Vyhodnocoval se pouze lom v celém nátěrovém systému. Nikoliv lom ve vrchním emailu (který je vidět na Obr. 108). Při 100% adhezním lomu byl nátěr u vzorku 8 s odtrţen maximální silou (4,05 MPa). Aby u vzorku 31 došlo k dosaţení 100% adhezního lomu, musela by být vyvinuta síla v tahu o dost větší neţ 3,19 MPa.
Obr. 107: 100% adhezní lom.
V následujících
tabulkách
budou
Obr. 108: 100% kohezní lom.
uvedeny
výsledky
odtrhových
zkoušek.
Ke kaţdému číslu vzorku bude přiřazena míra adhezního a kohezního lomu, síla, která byla potřebná k odtrţení nátěru odpovídající adheznímu a koheznímu lomu, tloušťka nátěru. Odtrh byl měřen vţdy na dvou místech, na líci (tam, kde bylo napsáno číslo vzorku) a na rubu vzorku. 107
V tabulkách 3, 4, 5 jsou vzorky bez oštření Sealem, v tabulkách 6, 7, 8 jsou vzorky s vrstvou Sealu Fe na kovovém povrchu a vrstvou základového a vrchního nátěru. Pro lepší orientaci jsou čísla vzorků rozlišené odstíny šedi. Vzorky označené světle šedou barvou odpovídají otryskaným vzorků. Čísla vzorků označené tmavě šedou barvou odpovídají vzorkům s okujemi, tedy neotryskaným vzorkům. . Tabulka 3: Plíšky ošetřené systémem Colorlak, vystavené do října 1. 10. 2011. Č.vzorku Adh/koh
Odtrh
Tloušťka
Adh/koh
Odtrh
Tloušťka
(%) líc
(MPa) líc
(µm) líc
(%) rub
(MPa) rub
(µm) rub
1
65/35
3,51
110
95/5
4,17
130
2
70/30
4,66
111
30/70
4,39
131
3
20/80
4,82
132
80/20
4,14
126
4
40/60
3,99
131
95/5
4,39
134
5
55/45
3,99
159
70/30
4,02
109
6
80/20
1,96
140
10/90
1,12
122
7
60/40
5,05
140
55/45
4,39
138
8
0/100
5,06
118
20/80
4,19
106
9
25/75
6,21
104
80/20
4,51
138
10
95/5
3,21
133
85/15
3,35
127
11
95/5
2,00
103
5/95
2,24
102
12
25/75
2,93
114
25/75
1,62
136
13
85/15
3,66
112
10/90
2,35
107
14
20/80
4,05
120
85/15
3,18
147
15
95/5
5,59
104
5/95
3,17
123
16
95/5
4,12
86
90/10
4,00
125
17
75/25
2,66
135
80/20
2,85
151
18
90/10
3,41
120
5/95
3,33
138
19
15/85
3,81
130
5/95
3,54
119
20
10/90
2,38
112
45/55
4,1
140
průměr
-
3,85
-
-
3,45
-
sm.
-
1,13
-
-
0,96
-
odchylka 108
Tabulka 4: Plíšky ošetřené systémem Colorlak, vystavené do 22. 2. 2012. Č.vzorku
Adh/koh
Odtrh
Tloušťka
Adh/koh
Odtrh
Tloušťka
(%) líc
(MPa) líc
(µm) líc
(%) rub
(MPa) rub
(µm) rub
21
90/10
4,63
130
90/10
4,00
138
22
70/30
4,82
143
75/25
3,7
119
23
65/35
3,78
143
20/80
3,14
140
24
90/10
3,26
126
40/60
4,79
112
25
95/5
5,80
141
25/75
5,35
114
26
45/55
4,79
117
50/50
3,63
155
27
20/80
4,63
120
50/50
4,13
129
28
20/80
3,84
118
10/90
3,76
116
29
60/40
1,74
122
30/70
2,25
128
30
70/30
4,27
112
2/98
4,33
139
31
0/100
3,19
143
3/97
2,05
128
32
90/10
4,20
129
75/25
4,44
128
průměr
-
4,08
-
-
3,80
-
sm.
-
0,99
-
-
0,92
-
odchylka Tabulka 5: Plíšky ošetřené systémem Colorlak, uloţené ve tmě- srovnávací plíšky Č.vzorku
Adh/koh
Odtrh
Tloušťka
Adh/koh
Odtrh
Tloušťka
(%) líc
(MPa) líc
(µm) líc
(%) rub
(MPa) rub
(µm) rub
33
5/95
5,16
130
15/85
3,47
152
34
50/50
2,87
141
45/55
3,79
160
35
9/95
1,44
128
5/95
1,62
101
36
50/50
5,22
152
85/15
5,25
136
průměr
-
3,67
-
-
3,53
-
sm.
-
1,60
-
-
1,29
-
odchylka Mezi průměrnými hodnotami síly odtrhu nejsou nijak zvlášť velké rozdíly mezi vzorky vystavenými venkovnímu prostředí čtyři měsíce (3,85 MPa a 3,45MPa), 109
osm měsíců (4,08 MPa a 3,80 MPa) a vzorky srovnávacími (3,67 MPa a 3,53 MPa) uloţenými ve tmě a v neprodyšném sáčku. Z uvedených hodnot síly pouţité k odtrhu se dá usuzovat, ţe nátěr po čtyřech ani osmi měsících nedegradoval tak, aby se to významně projevilo na odtrhové síle. Tabulka 6: Plíšky ošetřené Sealem Fe a systémem Colorlak, vystavené do 1. 10. 2011 Č.vzorku
Adh/koh
Odtrh
Tloušťka
Adh/koh
Odtrh
Tloušťka
(%) líc
(MPa) líc
(µm) líc
(%) rub
(MPa) rub
(µm) rub
1
85/15
3,85
116
90/10
4,32
110
2
100/0
4,33
78
100/0
4,39
83
3
30/70
5,12
84
85/15
4,88
89
4
5/95
3,38
92
90/10
3,44
94
5
35/65
5,74
76
20/80
4,65
73
6
10/90
4,72
73
90/10
4,75
77
7
10/90
6,65
84
90/10
6,12
71
8
10/90
6,21
78
100/0
4,05
84
9
40/60
5,37
85
90/10
3,84
68
10
20/80
6,66
77
0/100
4,72
104
11
90/10
5,25
70
60/40
5,45
79
12
100/0
4,54
76
90/10
3,75
79
průměr
-
5,15
-
-
4,53
-
sm.
-
1,00
-
-
0,72
-
odchylka
110
Tabulka 7: Plíšky ošetřené Sealem Fe a lakem Colorlak, vystavené do 22. 2. 2011. Č.vzorku
Adh/koh
Odtrh
Tloušťka
Adh/koh
Odtrh
Tloušťka
(%) líc
(MPa) líc
(µm) líc
(%) rub
(MPa) rub
(µm) rub
13
20/80
4,72
73
15/85
3,75
88
14
5/95
2,51
77
5/95
3,75
80
15
0/100
6,08
78
95/5
3,75
86
16
15/85
4,24
88
5/95
3,75
84
průměr
-
4,39
-
-
3,75
-
sm.
-
1,28
-
-
0,00
-
odchylka Tabulka 8: Plíšky ošetřené Sealem Fe a emailem Colorlak, uloţené ve tmě- srovnávací plíšky. Č.vzorku Adh/koh
Odtrh
Tloušťka
Adh/koh
Odtrh
Tloušťka
(%) líc
(MPa) líc
(µm) líc
(%) rub
(MPa) rub
(µm) rub
17
80/20
1,97
94
5/95
1,91
96
18
15/85
3,14
84
60/40
4,28
84
průměr
-
2,56
-
-
3,10
-
sm.
-
0,59
-
-
1,19
-
odchylka Při srovnání průměrů odtrhové síly vzorků opatřených Sealem Fe vystavených 4 a 8 měsíců venkovním podmínkám a uschovaných vzorků ve tmě a neprodyšném sáčku byly nejvyšší síly naměřeny u vzorků, které byly 4 měsíce vystaveny venku 5,15 MPa a 4,53 MPa. U vzorků vystavených 8 měsíců na střeše muzea byly naměřeny hodnoty 4,39 MPa a 3,75 MPa. U vzorků nevystavených byly naměřeny nejhorší hodnoty přilnavosti 2,56 MPa a 3,10 MPa. Předpokládá se, ţe míra degradace nebude mít na získané hodnoty vliv, jako tomu bylo u vzorků bez ošetření Sealu Fe. Na výsledné hodnoty průměrů má vliv malý počet vzorků srovnávacích-neuloţených a vzorků vystavených 4 měsíce venku, z nichţ byl průměr počítán.
111
Srovnáním průměrných výsledků odtrhové síly změřených na vzorcích bez Sealu Fe (3,75 MPa) a se Sealem Fe (4,45 MPa), můţeme říct, ţe Seal zlepšuje přilnavost, ovšem nijak významně. V následujících tabulkách jsou srovnány hodnoty odtrhů podle toho, jestli je nátěrový systém na povrchu s okujemi nebo bez okují. V tabulce 9 jsou srovnány výsledky odtrhů nátěrového systému dvě vrstvy základového a dvě vrstvy vrchního nátěru. I zde jsou světle šedé vzorky otryskané a tmavošedé neotryskané. Tabulka 9: Porovnání odtrhů vzorkůvotryskaných a neotryskaných bez Sealu Fe. Č. vzorku
Odtrh líc/rub
Adhezní lom
č. vzorku
Odtrh líc/rub
Adhezní lom
otryskané
(MPa)
líc/rub (%)
neotryskané
(MPa)
líc/rub (%)
1
3,51/4,17
69/95
14
4,05/3,18
20/85
2
4,66/4,39
70/30
15
5,59/3,17
95/5
3
4,82/4,14
20/80
16
4,12/4,00
95/90
4
3,99/4,39
40/95
17
2,66/2,85
75/80
5
3,99/4,02
55/70
18
3,41/3,33
90/5
6
1,96/1,12
80/10
19
3,81/3,54
15/5
7
5,05/4,39
60/55
20
2,38/4,1
10/45
8
5,06/4,19
0/20
24
3,26/4,79
90/40
9
6,21/4,51
25/80
25
5,80/5,35
95/10
10
3,21/3,35
95/85
26
4,79/3,63
45/25
11
2,00/2,24
95/5
27
4,63/4,13
20/50
12
2,93/1,62
25/25
28
3,84/3,76
20/10
13
3,66/2,35
85/10
29
1,74/2,25
60/30
21
4,63/4,00
90/90
30
4,27/4,33
70/0
22
4,82/3,70
70/75
31
3,19/2,05
0/0
23
3,78/3,14
65/20
32
4,20/4,44
90/75
33
5,16/3,47
5/15
35
1,44/1,62
5/5
34
2,87/3,79
50/45
36
5,22/5,25
50/85
průměr
4,02/3,50
-
-
3,80/3,65
-
sm.
1,11/0,99
-
-
1,19/1,00
-
odchylka
112
Průměrné odtrhové síly na otryskaném povrchu byly 4,02 MPa a 3,50 MPa, Síla potřebná k odtrţení nátěrového systému od neotryskaného povrchu s okujemi byla v průměru 3,80 MPa a 3,65 MPa. Z průměrných hodnot získaných při zkoušce vyplývá, ţe otryskaný povrch nebo povrch s nepotušenými okujemi nemá na výsledky odtrhové síly vliv. V následující tabulce 10 je porovnání hodnot odtrhové síly nutné k odtrţení nátěrového systému - vrstva Sealu Fe, vrstva základového nátěru a vrstva vrchního nátěru. Tabulka 10: Srovnání přilnavosti na otryskaných a neotryskaném povrchu, ošetřeno Sealem Fe. Č. vzorku
Odtrh
Adhezní
Č.vzorku
Odtrh
Adhezní
otryskané
líc/rub
lom
neotryskané
líc/rub
lom
(MPa)
líc/rub (%)
(MPa)
líc/rub (%)
6
4,72/4,75
10/90
1
3,85/4,32
85/90
7
6,65/6,12
10/90
2
4,33/4,39
100/100
8
6,21/4,05
10/100
3
5,12/4,88
30/85
9
5,37/3,84
40/90
4
3,38/3,44
5/90
10
6,66/4,72
20/0
5
5,74/4,65
35/20
11
5,25/5,45
90/60
12
4,54/3,75
100/90
15
6,08/3,75
0/95
13
4,72/3,75
20/15
16
4,24/3,75
15/5
14
2,51/3,75
5/5
18
3,14/4,28
15/60
17
1,97/1,91
80/5
průměr
5,37/4,52
-
-
4,02/3,89
-
sm.
1,12/0,78
-
-
1,15/0,83
-
odchylka
Ze srovnání odtahové síly nátěru na otryskaném (5,37 MPa a 4,52 MPa) a neotryskaném (4,02 MPa a 3,89 MPa) povrchu vyplývá, ţe na otryskaném povrchu byly naměřeny vyšší odtrhové síly, tudíţ nátěr byl přilnavější, ale jen nepatrně.
113
II.4. PROVEDENÍ PRACÍ NA PANELU Nejdříve
proběhla
fotodokumentace
a
průzkum
předmětu.
Překreslením
na průklepový papír se vytvořily přesné kopie nápisů „Otevř.“, „Zavř.“ a „1/2“. Do plánku panelu bylo zakresleno jejich přesné rozmístění (Obr. 109).
Obr. 109: Rozmístění nápisů na panelu.
114
Místa, na kterých bude nátěr zachován, se překryla plstí a kovovou destičkou, která byla přišroubována k panelu. Do panelu nebyly vyvrtány ţádné nové otvory pro toto provizorní připevnění ochrany nátěru, ale k montáţi byly vyuţity otvory pro páky. Původní nátěr panelu, okuje a koroze byly odstraněny otryskáním. Otryskání provedla odborná firma KROMA z Brna. Jakmile byl panel otryskán (Obr. 110 aţ 113), do štěrbin se vpravil inhibitor. Roztok inhibitoru (0,0167 g chromanu draselného v 1000 cm-3 ethanolu) byl pomocí injekční stříkačky aplikován po celém obvodu rámování. Po ošetření výše zmíněným přípravkem byly na předmět rozmístěny sáčky s vypařovacím inhibitorem Makrocorr (vyvinutým Polymer Institutem Brno) a silikagelem. Předmět byl neprodyšně zabalen do plastových pytlů (Obr. 114). Vlhkost byla monitorována dataloggerem.
Obr. 110 a 111: Panel po otryskání, líc a rub.
115
Obr. 112: Detail otryskaného povrchu.
Obr. 113: Detail zachovaného nátěru
Obr: 114: Panel po ošetření inhibitorem, neprodyšně zabalen. Po týdenním působení inhibitorů byl panel vybalen a okamţitě ošetřen první vrstvou základového nátěru firmy Colorlak Synorex Primer S2000 (Obr. 115 a Obr. 116). Po jednodenním zaschnutí nátěru, byla tato vrstva jemně obroušena smirkovým papírem o hrubosti 600 (Obr. 117 a Obr. 118) a nanesena druhá vrstva stejného nátěru. Dále následovaly ještě další dvě vrstvy emailu. Kaţdá nanesená vrstva byla lehce obroušena, čímţ se eliminovaly tahy po štětci. První vrstva emailu Colorlak Univerzál SU 2013 se nechala schnout dva dny před nanesením druhé vrstvy nátěru. Na Obr. 119 je panel čerstvě ošetřen druhou vrstvou vrchního nátěru. Obr. 120 ilustruje napojení nového nátěru na ten původní. 116
Aţ email zaschnul, byla podle plánku (Obr. 115) tuţkou vyznačena místa pro nápisy. Nápisy byly dopsány odborníkem, který dokázal napodobit i původní defekty na písmu. Celý panel byl poté přetřen jednou vrstvou průhledného akrylátového laku. Na závěr byly přimontovány tabulky s nápisy, které byly na panelu před restaurováním. Na Obr. 121 a 122 je srovnání stavu před zásahem a po zásahu. Při restaurování byl záměrně zvolen o něco tmavší odstín, aby bylo zřetelné, které části jsou původní a které obnovené. Obrázky 123 a 124 zachycují detailní stav panelu po restaurování.
Obr. 115 a Obr. 116: Panel ošetřen základovým nátěrem.
Obr. 117 a Obr. 118: Zdrsněná vrstva smirkovým papírem základového nátěru.
117
Obr. 119: Panel po ošetření druhou vrstvou vrchního nátěru.
Obr. 120: Panel po ošetření druhou vrstvou vrchního nátěru – detail napojení nového nátěru na původní nátěr.
118
Obr. 121: Stav panelu před zásahem
Obr. 122:Stav panelu po zásahu.
Obr. 123: Detail zachovaného nátěru (po).
119
Obr. 124: Detail nových nápisů.
120
ZÁVĚR V rozmezí let 2010 – 2012 probíhala obnova vily Tugendhat. Rekonstrukcí kompletně prošlo i technické zázemí vily. K technickému zázemí nezbytně patří systém klimatizace, jehoţ nedílnou součástí je i jeho ovládací jednotka. Celý proces restaurování-konzervování panelu je předmětem této diplomové práce. Diplomová práce je zahájena teoretickou částí, jejíţ hlavním úkolem je obeznámit čtenáře s historickými okolnostmi vily Tugendhat, s ojedinělým principem fungování klimatizace, pravděpodobnou výrobou panelu. Kapitoly teoretické části se snaţily postihnout i moţné příčiny degradace panelu a vliv materiálového sloţení na degradaci. Další část teoretických kapitol je věnovaná látkám, které mohou být vyuţity při obnově panelu a metodám, s jejichţ pomocí bude panel zkoumán. V praktické části je nejprve kladen důraz na popis předmětu a zhodnocení jeho stavu. Při průzkumu panelu UV zářením byly pod tabulkami, pocházejících z pozdější doby, objeveny fluoreskující původní názvy vzduchotechnických kanálů. K průzkumu materiálů panelu byly zvoleny stratigrafické metody průzkumu a analytické instrumentální metody, jejichţ výsledky se doplňovaly. Z instrumentálních analytických metod byly vyuţity povrchové analýzy mikrosondou (SEM), pozorování odebraných
vzorků
pod
elektronovým
mikroskopem,
analýzy
infračervenou
spektroskopií. Pro zjištění korozních sloţení produktů je vhodnou metodou rentgenová difrakce, ke sledování kovu byla pouţita metalografie. Na základě pouţitých metod bylo zjištěno, ţe kovový korpus je zhotoven z neušlechtilé oceli. Povrch oceli byl díky výrobnímu procesu válcování za horka pokryt nekompaktní černou vrstvou okují. Světlý nátěr se skládá ze dvou vrstev, jejichţ sloţení si je podobné. Obě vrstvy světlého nátěru jsou olejového charakteru a svému světlému odstínu vděčí zinkové bělobě. Černý nátěr je dle provedených analýz svou podstatou nátěrem z přírodních pryskyřic s obsahem černého ţelezitého pigmentu. Po zmapování rozsahu poškození a po materiálové identifikace je moţné stanovit konzervátorsko-restaurátorské postupy. Skloubením poţadavků zadavatele a stavu předmětu byly vysloveny tři postupy, které by bylo moţno na panel aplikovat. První variantou bylo vyhovit kopii předmětu, druhou byl pouze konzervační zásah, který by předmět zafixoval ve stávajícím stavu a třetí variantou byl rozsáhlý konzervačně-
121
restaurátorský zákrok. Po zváţení všech variant byl komisí THICOM vybrán třetí postup. Při tomto postupu došlo k odstranění nevyhovujícího nátěru s tím, ţe jeho nejméně poškozená část zůstala zachována. Povrch kovu byl opracován tryskacím zařízením a dále adekvátně ošetřen inhibitory koroze a posléze nátěrovým systémem. Pro tento účel byly navrţeny dva nátěrové systémy, u nichţ byly experimentálně testovány jejich vlastnosti. Jelikoţ oba navrhované systémy prokázaly podobné vlastnosti vyhovující poţadavkům, byl vybrán ten, jehoţ aplikace byla v restaurátorských podmínkách nejjednodušší. Zrestaurovaný panel byl navrácen na své původní místo a je plně funkční. Celý systém klimatizace včetně panelu je zajímavým zpestřením prohlídek vily Tugendhat.
122
SEZNAM LITERATURY [1] Černá, Iveta: Rodinný dům Grety a Fritze Tugendhatových v Brně in 67. bulletin Moravské galerie v Brně / 2011. Brno: Moravská galerie v Brně a Společnost přátel MG. 2011. ISBN 978-80-7027-243-5 [2] Bayerová, T., Stermscheg, M. G.: Povrchy kovů ve vile Tugendhat- průzkumy a jejich nálezy. In Materiality. Brno: Muzeum města Brna a Hornemann Institut, 2008. ISBN 978-80-86549-54-5 [3] Kudelka, Zdeněk; Kudelková, Lenka: Nové poznatky o vile Tugendhat. [4]Dagmar Černoušková, Josef Janeček, Karel Ksandr, Pavel Zahradník: Nové poznatky ke stavební historii vily Tugendhat a k její obnově a rekonstrukci v letech 1981-1985. In: Průzkumy památek 1/2008, ročník 15, str. 89-126 [5] Matěj, Miloš: Technické památky v památkové péči. In: Technické památky, obnova objektů, sborník přednášek STOP. Praha: Národní muzeum, 2007. [6] Bartoníček a kol.: Koroze a protikorozní ochrana kovů. Praha: Academia, 1966. 1. vydání. ISBN 21-037-66. Str. 270 – 308. [7] Novák, P., Kouřil, M.: Elektrochemická koroze kovů, skriptum pro VUT, elektronická verze [8] Kolektiv autorů, Novák, P.: Koroze kovů. In Konzervování a restaurování kovů. Brno: Technické muzeum, 2011. ISBN 978-80-86611-38-9. Str. 136- 197 [9] Sastri, V. S., Ghali, E., Elboujdaini, M.: Corrosion Prevention and Protection, Wiley: 2007. ISBN- 10: 978-0-470-02402-7 [10] Novák, Pavel: Druhy koroze kovů. In Koroze a ochrana materiálů, 2005. Str. 75 – 82 [11] Kalendová, Ándrea: Technologie nátěrových hmot I.: Pigmenty a plniva pro nátěrové hmoty, Pardubice: VŠCHT, 2003. ISBN 80-7194-576-5
123
[12] J. H. W. de Wit, D. H. der Weijde, and G. Ferrari: Organic Coatings. In Corrosion Mechanisms. In Theory and Practice, New York, 2002. ISBN 0-82470666-8 [13] Kalendová, Ándrea, Kalenda, P.; Technologie nátěrových hmot I.: Pojiva, rozpouštědla a aditiva pro výrobu nátěrových hmot. Pardubice: VŠCHT, 2004. ISBN 80-7194-691-5 [14] Svoboda, M.: Protikorozní ochrana kovů organickými povlaky. Praha: SNTL, 1985, 9760. publikace. ISBN 04-603-85 [15] Trojánek,F. a kol.: Příručka pro povrchové úpravy; Organické povlaky. Praha: SNTL, 1964, ISBN 04-216-64 [16] Šolc, Zdeněk; Trojan, Miroslav: Speciální anorganické pigmenty I. Pardubice:VŠCHT, 1987. [16] Tulka, Jaromír: Povrchové úpravy materiálů. Brno: VUT, 2005. [17] Schweitzer, Philip A.: Corrosion of Linings and Coatings. CRC press, 2. vydání. ISBN 987-0-8493-8247-5, [18] Stoulil, J.: Alternativní povlaky pro stabilizaci ţelezných archeologických nálezů. In Sborník z Konference konzervátorů-restaurátorů, Uherské Hradiště. Brno: Technické muzeum v Brně, 2010. ISBN 978-80-86413-72-3 [19] Technický list Seal Fe, Pragochema 2008 [20] Norma ČSN-EN-4624 Nátěrové hmoty- Odtrhová zkouška přilnavosti. [21] Norma ČSN ISO 7384 Korozní zkoušky v umělé atmosféře, Český normalizační institut, Praha: Český normalizační institut, 1994. [22] Norma ČSN ISO 8407 Odstraňování korozních zplodin ze vzorků podrobených korozním zkouškám, Český normalizační institut, Praha: Český normalizační institut 1994. [23] Návod k obsluze, přístroj pro měření tloušťky PosiTector 6000. 124
[24] Opekar, F.; Jelínek, I.; Rychlovský, P.; Plzák, Z: Základní analytická chemie, Praha: nakl. Karolinum, 2007. ISBN 978-80-246-0553-1 [25] Černohorský, T., Jandera, P.: skripta Atomová spektrometrie. Univerzita Pardubice, 1997. ISBN 80-7194-114-X [26] Klouda, Pavel: Moderní analytické metody. Ostrava: 2003. 2. vydání. ISBN 80-86369-07-2 [27] Kolektiv autorů: Instrumentální analýza. Praha: SNTL/Alfa1986, 1986. ISBN 04-601-86 [28] Košařová, Veronika: Bakalářská práce, Masarykova univerzita, 2009 [29] Gensh, K. V., Kolosov P. V., Bazarnova N. G.: Quantitative analysis of celullose nitrates by Fourier transform infrared spectroscopy. In Russian Journal of Bioorganic Chemismy 814-815, 2011, ISSN 1068-1620. [30] Sarmiento, A.: Classification and Identification of Organic Binding Media in Artworks by Means of Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Principal Component Analysis. In Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2011; 339(10):3601-3611. [31] Mazzeo, R: Attenuated Total Reflection Micro FTIR Characterisation of Pigmentbinder Interaction in Reconstructed Paint Films. In Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2008; 392(1-2): 65-76. [32] Spektra z knihovny OMNIC- program na vyhodnocování spekter. (kaolinit, pryskyřice,olej) [33] Forsgren, Amy: Control through organic rating, 2006, CRC Press Taylor and Francis Group. ISBN 0-8493-7278-X [34] Leng, Yang: Materials Characterization - Introduction to Microscopic and Spectroscopic Methods, 2008. ISBN 978-0-470-82298-2
125
[35] Talbot, D., Talbot. J: Protective Coatings (Paint Coatings for Metals). In Corrosion Science and Technology. 1998. CRC Press. ISBN 0-8493-8224-6
INTERNETOVÉ ZDROJE: [36] www.tugendhat.eu [77] http://www.tugendhat.eu/cz/vyzkum -a-publikace.html [38] http://www.tugendhat.eu/cz/sdc/prubeh-pamatkove-obnovy.html [39] http://verejne-sprava.kr-moravskoslezsky.cz/assets/cz/trr_ms_12.doc [40] www.strojnilyceum.wz.cz/maturita/tep/tep12.pdf [41] www.ksp.tul.cz/cz/kpt/obsah/vyuka/skripta_tkp/sekce/02.htm [42] http://www.vscht.cz/met/stranky/vyuka/labcv/korozni_inzenyrstvi_se/koroze/t_elchem. htm [43] fyzika.upol.cz/cs/systém/files/download/vujtek/texty/znm2-1.pdf [44] http://www.dafelsko.com/p6000/positector6000.htm [45] http://mineralogie.sci.muni.cz/kap_5_2_metody_strukt/kap_5_2_metody_strukt.htm#5. 2.2.2. [46] http://www.chempoint.cz/rentgenova-difrakcni-analyza-na-praskovych-vzorcich [47] ozeas.sdb.cz/panska/2A/kazi/10%20%20Rentgenová%20difrakce.doc [48] physics.mff.cuni.cz/vyuka/zfp/txt_421.pdf
126
127