Διερεύνηση για την προστασία δομικού χάλυβα με χρήση υβριδικών νανοτροποποιημένων επιστρώσεων
Creators: name: Εγγλέζου, Βασιλική-Ελένη Αθανασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: προστασία χάλυβα
νανοτροποποιημένα
επιστρώσεις
δομικός χάλυβας
υβριδικά νανοτροποποιημένες επιστρώσεις
steel protection
nano-modified
coatings
structural steel
hybrid nano-modified coatings

description: Η διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του Διατμηματικού Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών «Προστασία Συντήρηση και Αποκατάσταση μνημείων πολιτισμού» του τμήματος αρχιτεκτόνων της Πολυτεχνικής σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Η ανακάλυψη των μετάλλων και ειδικότερα του σιδήρου ήδη από την αρχαιότητα έδωσε ώθηση ανάπτυξης στην καθημερινή ζωή των ανθρώπων. Ευνόησε την πρόοδο των επιστημών, της γεωργίας, τον κλάδο των κατασκευών, αλλά και την παραγωγή των απαραίτητων όπλων τόσο για την προστασία ενάντια σε επιδρομές και πολέμους αλλά και για την διεξαγωγή αυτών. Μετά από αιώνες όπου η τεχνολογία έχει αναπτυχθεί και πλέον η κατεργασία των μετάλλων είναι πιο εύκολη και πιο γρήγορη, η ανθρωπότητα οδηγείται στην βιομηχανική επανάσταση που φέρνει μια τεράστια αλλαγή κυρίως στον κατασκευαστικό κλάδο. Έτσι ο σίδηρος, γίνεται το πιο χρησιμοποιημένο υλικό σε ολόκληρο τον κόσμο. Το μεγαλύτερο όμως πρόβλημα του σιδήρου είναι η αναπόφευκτη οξείδωση του από την στιγμή που θα έρθει σε επαφή με τον αέρα ή το νερό ή με άλλα υλικά. Αυτό είναι και το πρωταρχικό πρόβλημα που καλούνται να αντιμετωπίσουν όλοι οι μηχανικοί και όσοι χρησιμοποιούν μεταλλικά στοιχεία στην κατασκευή. Η βασική σκέψη πίσω από όλες τις μεθόδους προστασίες που έχουν προταθεί κατά καιρούς, είναι η δημιουργία ενός προστατευτικού κελύφους γύρω από τα χαλύβδινα στοιχεία. Αυτό το κέλυφος είναι που θα υποστεί την διάβρωση στην θέση των χαλύβδινων στοιχείων, επιτρέποντας τα έτσι να συνεχίσουν να λειτουργούν ανενόχλητα χωρίς να υπάρξουν μειώσεις στα μηχανικά τους χαρακτηριστικά και φυσικά χωρίς να υπάρξουν απώλειες υλικού. Ένα δεύτερο πρόβλημα όμως που πρέπει να αντιμετωπιστεί είναι ότι οι προστατευτικές μέθοδοι που έχουν αναπτυχθεί κατά καιρούς, έχουν ένα σχετικά μεγάλο κόστος παραγωγής και εφαρμογής με αποτέλεσμα η προστασία των χαλύβδινων στοιχείων στην κατασκευή να μπαίνει σε δεύτερημοίρα. Επιπλέον έχει παρατηρηθεί ότι αυτές οι μέθοδοι δεν είναι εύκολα ελεγχόμενες, μερικές φορές δεν προσφέρουν την απαραίτητη προστασίαγια ικανοποιητικό χρονικό διάστημα και συνήθως δεν είναι εφαρμόσιμες ούτε εντάξιμες στην βιομηχανική διαδικασία παραγωγής των μεταλλικών στοιχείων. Η ιδέα λοιπόν πίσω από αυτή την διπλωματική που είναι ένα μέρος του συνολικού πειράματος, είναι να βρεθεί εκείνη η προστατευτική μέθοδος (στην συγκεκριμένη περίπτωση προστατευτική επίστρωση) η οποία θα εφαρμόζεται στα χαλύβδινα στοιχεία μετά το σημείο εξέλασης και πριν την τελική εναπόθεση τους στην γραμμή παραγωγής, ξεκινώντας από θερμοκρασίες που αγγίζουν τους 600 ºC και σταδιακά μειώνονται στους 200 ºC.
description: The present thesis was carried out during my studies in the Interdepartmental Post-Graduate Program entitled “Protection, Conservation and Restoration of Cultural Monuments.” of the Architecture department of the Aristotle University of Thessaloniki. Since antiquity times, the discovery of metals and in particular that of iron has boosted the growth of our daily lives. It furthered the advancement of sciences, agriculture, the construction industry but also it provided the necessary weapons both to protect against raids and wars but also for their conduct. Through the centuries, metalworking got easier, faster, new technological miracles happening every day, mankind is led into the industrial revolution that brings with it a huge change especially in the construction industry. Iron has since become the most used material in the entire world. However the biggest problem we have to deal with when using iron, is the inevitable oxidation that happens at first on it’s surface the moment the iron comes in contact with air, water or other materials. Therefore oxidation is also the first problem engineers have to deal with when using iron or products of iron in the construction. The basic idea behind all of the proposed methods of protection this far, is to create a sort of a protective shell around the surface of the steel elements. This protective shell is the one that will be “sacrificed” during oxidation instead of the steel elements, thus allowing them to continue to function properly without any loss in their physical / mechanical characteristics or any loss of product. A second problem however that needs to be addressed, is that all of these protection methods that have been developed through time, have a relatively large production and implementation cost, resulting in putting the protection of our steel elements in the construction in danger, leaving them unprotected. In addition, some of these protection methods are not easily controlled or checked and it’s unsure if they can provide the necessary protection for a sufficient period of time. Moreover it is difficult if possible at all to successfully combine them with the industrial production of the steel elements. For the present thesis which is a small part of a very vast experiment, is to try and find a protection method (in our case a protective coating) that could be applied on the steel elements right after their production.. This protective coating should be able to be applied at temperatures that start from 600 ºC and progressively get lower up to 200 ºC.