Wat weet argitekte oor die vorming van gedenkplate en patina op koper, geboue en die impak daarvan op reënwaterafvalwater en die omgewing? Argitek Chris Hodson, korrespondent van www.copperconcept.org, vra 'n hoofkenner vir direkte antwoorde.
Vir 15 jaar is professor Ingre Odnywall Wallinder (IOW) betrokke by grootskaalse interdissiplinêre veld- en laboratoriumnavorsing oor korrosie en metaaluitwas van koperdakke en gevels wat uitgevoer word deur die Fakulteit Oppervlakte en Korrosie, Royal Institute of Technology, Stockholm.
Chris Hodson (CH): Wat gebeur as koper bruin en dan groen word as dit met die atmosfeer in aanraking kom?
Inegra Onewall Wallinder (IOW): Al die edelmetale behalwe die edelste metale soos goud en platina oksideer en korrodeer in verskillende grade as hulle buite is. Ons kan dit sien in die vorm van roes op staal en wit afsettings op gegalvaniseerde staal. Oksidasie van metale of legerings soos titanium en vlekvrye staal is egter nie met die blote oog sigbaar nie. Wanneer dit aan atmosferiese lug blootgestel word, vorm koper koperoksied (kopriet) wat geleidelik 'n donkerder bruinswart kleur kry. Dan verf verskillende basiese kopersulfate en chloriede die oppervlak groen. Die patinaformule hang af van atmosferiese toestande, veral die konsentrasie van swaeldioksied en natriumchloried is bepalend. In die mariene omgewing gee die vorming van basiese koperchloriede oppervlaktes 'n blouer kleur. Ten spyte van hierdie groen / blou oppervlaktes, bly die binneste laag hoofsaaklik swartbruin koper. In die gebrek aan besoedeling in die lug en weg van die kus af, kan die gedenkplaat sy bruin kleur behou.
CH: Hoe beïnvloed gedenkplaat korrosie op die gedenkplaat?
IOW: Die coating kleef styf aan die oppervlak en dien as 'n effektiewe versperring, wat die korrosie van die onderliggende koperlaag aansienlik verminder. As die gedenkplaat meer as 100 jaar gevorm het, sal die metaal hieronder nie oksideer nie. Maar hierdie reël is nie van toepassing in die geval van maklik bytende produkte soos kopersoute, indien enige nie.
CH: Waarom los die gedenkplaat nie vinnig op en was dit soos wateroplosbare soute van die oppervlak af nie?
IOW: Ten eerste het die basiese koperverbindings wat in die koperneerslag gevorm word, 'n heel ander chemiese samestelling as die wateroplosbare kopersoute. Tweedens maak die basisverbindings deel uit van die gedenkplaat, hoofsaaklik uit koppriet. Derdens laat die teenwoordigheid van 'n dun filmlaag, tesame met herhaalde droë en nat periodes wat die faktore van atmosferiese toestande beïnvloed, gedeeltelik opgeloste koper wat vrygestel word van die samestelling van die gedenkplaat, gedeeltelik afsak tydens droogsiklusse. Hierdie toestande verskil aansienlik van laboratoriumtoestande vir groot onderdompeling, wanneer daar geen droogperiodes is nie en opgeloste koper 'n beperkte hersakkingskapasiteit het.
CH: Was die reënwater dan enige materiaal van die koperoppervlak?
IOW: Sommige materiale word van die oppervlak van alle metale afgespoel. Maar slegs deur die reaksie van reënwater met oppervlaktes kan 'n sekere hoeveelheid vrygestelde koper oplos. Dit hang in beginsel af van die eienskappe van die reën (intensiteit, hoeveelheid water, duur, suurheid) en die heersende windrigtings, tesame met faktore soos die meetkunde van die gebou, sy oriëntasie, helling en skaduwee. Dus, die hoeveelheid materiaal wat in die water vrygestel word, is 'n baie klein hoeveelheid gedenkplaat, en die meeste geïsoleerde produkte is swak oplosbaar in water.
CH: Wat gebeur met die koper wat van die gebou af weggespoel is?
IOW: Dit is bevestig dat verskillende materiale in die omgewing van 'n gebou - insluitend grond, beton en kalksteen - die vrygestelde koper effektief absorbeer. Interaksie met hierdie oppervlaktes verminder ook koper se bioakkumulasie aansienlik. Die vrygestelde koper sal dus vasgevang word deur die oppervlak wat reeds in die dreineringstelsel is: die doeltreffendheid van beton- en gietysterpype is bevestig. In werklikheid is meer as 98% van die totale koper wat in afvalwater op betonoppervlaktes vrygestel word, binne 20 meter van die interaksie gebind. Sommige lande het reeds volhoubare dreineringstegnologieë aangeneem, insluitende absorberende padklere, afvoere of slote, omgekeerde putte of sedimentasietenks, en dreineringslande - eerder as afvoerpype in strome en riviere. Hier het studies getoon 'n hoë persentasie koperretensie in die vroeë stadiums wanneer hierdie tegnologieë gebruik word. Samevattend kan ons sê dat in die proses om organiese materiaal te bind, deeltjies en sediment op te neem, die geskeide koper in die minerale toestand bly as deel van die natuurlike koperpool in die aarde, wat die natuurlike siklus van vrystelling / mineralisering voortgesit.
CH: Is daar situasies waar argitekte deeglik moet let op dreinering van 'n kopergebou?
IOW: As u 'n groot koperdak ontwerp het wat direk in 'n meer met sensitiewe waterorganismes vloei, sonder om vooraf met organiese materiaal of verskillende oppervlaktes te reageer, moet u advies inwin. Baie hulp en advies kan verkry word deur die Europese Koperinstituut, insluitend instrumente vir evaluering van projekte.
CH: Waarom is sommige lande nog steeds bekommerd oor koper in afvalwater?
IOW: Die meeste ekotoksikologiese studies word uitgevoer op maklik wateroplosbare soute om nadelige gevolge vir waterorganismes, insluitende metale in hul ioniese vorm, te bepaal. Hulle het min te doen met die werklike situasie van 'n kopergeklede gebou wat aan die weer blootgestel is, soos ons vroeër bespreek het. Die werklike toestande van die dreineringstelsel, die ruwe landskapargitektuur en die bouomgewing verskil ook baie van die toestande van die ekotoksikologiese toetse met kopersoute, waar alle koper in 'n chemiese vorm is wat biologies kan assimileer. Daarom moet foutiewe norme en wetgewing nou reggestel word met inagneming van die werklike omgewingsituasie, veral met inagneming van die impak op die aard van koper.
Gepubliseer in die "Copper Architectural Forum" # 31 2011-uitgawe. en op www.copperconcept.org
Deur Chris Hodson
