Магичен саморѓосувачки челик во хармонија со природата

 

Слично како и доброто вино, саморѓосувачкиот челик кој реагира на атмосферските влијанија се подобрува со текот на времето. Кога е изложен на надворешните временски услови овој магичен челик стекнува прекрасна патина која служи како негов заштитен оклоп и ја дава препознатливата кафеава боја на овој материјал. Неверојатниот парадокс на овој челик е тоа што неговиот слој на ‘рѓа го штити од ‘рѓосување. Познат е и под името “corten” челик, што е кованица од “CORrosion resistant” (отпорност на ‘рѓосување) и “TENsile strenght” (јачина на затегнување) кои се двете најпрепознатливи карактеристики на овој челик. Се користи во скоро секоја челична конструкција, мостови, згради, дури и уметнички дела и инсталации. Неговата употреба го намалува одржувањето речиси на нула, а исто така ја олеснува и тежината на целата конструкција. Инженерите ја ценат неговата висока јачина на отпорност како и отпорноста на корозија, а архитектите ја сакаат експресијата на овој материјал и неговата можност да се вклопи во урбани опкружувања и во природни пејзажи.

 

1.  2. 

3.  4.  5. 

1. Dublin Port Center (bridge), Dublin, Darmody Architecture 2. GN Chapel, Vrazil, Miguel Pinto Guimarães Arquitetos Associados 3. OKE, Spain, aq4 arquitectura 4. Galway Hookers Monument, Galway, Éamonn O’Doherty 5. ARTCOR Creative Center, Moldova, Maxim Calujac

 

Што е саморѓосувачки челик?

Саморѓосувачкиот челик (weathering steel) е класифициран како високо јак, но нисколегурен јаглероден челик. Карактеристиките на овој материјал се одредени со Европскиот стандард EM 10025-5. Металуршкиот состав на ваквиот челик содржи помалку од 0.2% јаглерод. Има поголем отпор на корозија поради додавањето на бакар при производството, а дополнителни легури може да бидат додадени за да се зголеми јачината на затегнување. Легурите (најмногу бакар, хром, никел, фосфор, силициум и манган) вообичаено претставуваат 5% од овој челик. Како и стандардниот јаглероден челик, саморѓосувачкиот челик оксидира кога е изложен на надворешни влијанија. Поради специфичната хемија, степенот на корозија на овој челик е генерално многу пониска отколку на јаглеродниот челик.

 

Отпорност на кородирање

Кога саморѓосувачкиот челик е изложен на надворешни влијанија развива почетен слој на `рѓа исто како и јаглеродниот челик. Степенот на оксидација зависи од тоа колку кислород и влажност може да допрат до површината на металот. Во првичните фази се создава комплексен микс на оксидирано железо кој ја покрива површината и создава слој од ‘рѓа. Како што напредува процесот, овој слој формира бариера против корозивните влијанија на атмосферата и степенот на ‘рѓосување се забавува. Кај нисколегираните челици слојот од `рѓа е порозен и со тек на времето овој слој се одвојува од површината на металот и процесот на корозија започнува одново. Ваквиот процес прогресира и зависи од хемиската и механичката “агресивност” на атмосферата, а може да заврши со комплетно уништување на металот.

 

Оксидираниот слој на површината кај челик без легури (лево) и саморѓосувачки челик (десно)

 

За да се зголеми отпорноста на корозија кај саморѓосувачкиот челик се додаваат легури како бакар, фосфор, никел и хром. Овие легури создаваат оксидиран слој кој останува стабилен и залепен на површината на металот и со текот на времето и менувањето на сезоните се развива ‘рѓосана патина. Покрај тоа што е естетски пријатна, оваа патина всушност е бариерата која го спречува поминувањето на кислород, влага и други честички до површината на металот, односно претставува заштитен слој кој не дозволува понатамошно кородирање. Ова резултира со многу помал степен на корозија, за разлика од нетретиран челик. Различните легури кои се додадени на саморѓосувачкиот челик влијаат на неговите карактеристики на следниот начин.

• Бакарот ја зголемува компактноста и еластичноста на патината.
• Фосфорот се однесува како катализатор за бакарот и ја зголемува првобитната реактивност на атмосферскиот челик. Исто така, го забрзува процесот на заздравување ако оксидираниот слој е случајно оштетен.
• Силициумот има позитивен ефект на отпорноста на корозија.
• Хромот и никелот помагаат за да се формираат нерастворливи сулфати кои ја намалуваат порозноста на оксидираниот слој и го осигуруваат металот под него да биде заштитен од кислород и вода.
• Хромот, никелот и силициумот ги зајакнуваат механичките карактеристики на челичната подлога.

 

Споредба на корозија кај нетретиран челик и кај саморѓосувачки челик

 

Потребни се влажни и суви циклуси за да се формира патината. Влажноста помага да се создаде оксидираниот слој, а како што се суши, овој слој почнува да дехидрира и резултира во компактен слој со мала пропустливост, односно заштитната патина. При создавањето на патината, дел од оксидите се мијат од дожд, особено при првите две до шест години додека овој слој се стабилизира. Количината на `рѓа измиена од дождот се намалува со тек на време, но никогаш не запира целосно и може да ги исфлека соседните материјали. Претпазлив дизајн на структурата е потребен за да се осигуриме дека кафеавата вода од дожд ќе се собира и насочува настрана од други материјали за да се избегне нивно флекање.

 

Развивањето на патината

Изгледот на овој челик се менува со текот на времето и се движи од темна сива до портокалова патина за само неколку недели. Патината продолжува да се развива достигнувајќи ја нејзината финална темно кафеава боја по неколку години, а точното време зависи од локалните временски услови. Поради нивната нееднаква кафеавo-бронзена патина и груба текстура, елементите од овој челик совршено се вклопуваат во урбани и природни средини.

 

првобитен изглед на челикот             по еден месец                                 по две години

 

Невозможно е да се предвиди крајната боја на челикот поради неговата исклучително реактивна површина. Развивањето на патината најмногу влијае од сложената хемиска врска помеѓу површината на челикот, изложеноста на сонце, ориентацијата на ветровите, атмосферата, просечната температура и од изложеноста на влага. Исто така, влијае и концентрацијата на сулфур диоксид и хлориди во атмосферата. На пример, во индустриски средини патината вообичаено развива потемна боја во споредба со челикот користен во рурални средини. Површини кои се директно изложени на временски услови ќе имаат пофина текстура за разлика од покриени површини. Неопходно е патината да развие стабилно темпо за да обезбеди ефективна заштита од корозија. На пример, кај морски средини патината се развива побрзо, но поради тоа може да е нестабилна и да не го заштити челикот од корозија. Најдобри резултати се добиваат на места каде челикот е изложен на влажни и суви циклуси и нема постојан контакт со застоена вода.

 

Изглед на елементи од саморѓосувачки челик на станбен објект “El Óxido” на ул. Борка Талевски бр. 69, еден месец по поставувањето

 

Објектот “El Óxido” 5 месеци подоцна