Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)

1. szám - Gróf Ferenc: Újabb műanyagok alkalmazása a vízépítés területén

16 Hidrológiai Közlöny 1969. 1. sz. VÍZÉPÍTÉS Újabb műanyagok alkalmazása a vízépítés területén GTTFLF FERENC* 1. Bevezetés A műanyagok rohamos térhódítása újra ós újra felveti felhasználásuk fokozását a vízépítés területén is. Kellőképpen nein lehet hangsúlyozni, hogy a műanyag felhasználása a vízépítés területén nem egyszerűen a hagyományos anyagok helyettesítését jelenti, hanem teljesen új technológiák kialakítására vezethet. Ezért egy-egy megoldás értékelésénél a gazdaságosság mellett ez is figyelembe veendő. Bár hazai vonatkozásban a műanyagipar még nem tudja maradéktalanul ellátni megfelelő árban és minőségben az igényeket, illetve a hazai szakemberek nem ismerik eléggé azokat az új technológiai megoldásokat és lehetőségeket, amelyeket a műanyagok felhasználása teremt, szükséges megismerni azokat a legújabb külföldi alkalmazásokat, amelyek a hazai vízépítésben is felhasználhatók, mert ezek sok területen részben új mérnöki szemlélet kialakítását is szolgálják, különösen a különféle szerkezetek tervezése terén. Másrészt azt is szolgálja a külföldi példák megismertetése, hogy eloszlassa azt az indokolatlan bizalmatlanságot, mely a műanyagok szélesebb körű felhasználását még mindig nehezíti; ez a bizalmatlanság az időállóság (öregedés) vonatkozásában jelentkezik. Sok külföldi példa 18—20 éves beépítési tapasztalatról ad számot és közel változatlan fizikai tulajdonságokat állapít meg. Az időállósággal kapcsolatban szabadjon még néhány gondolatot előre bocsátani. Köztudott, hogy a műanyagok legnagyobb ellensége a napfény (ultraibolya sugarak) és a hőmérsékletingadozás. A vízépítési alkalmazás a legtöbb esetben a műanyag eltakarásával — például földtakaró— jár, így a nagy hőmérsékletingadozástól, de a napfénytől is védett. Másrészt a műanyagok ellenállása a fent említett hatásokkal szemben igen különböző, tehát a helyes anyagmegválasztás is döntő szempont. Az öregedés ellen számos stabilizátor is használatos, melyek hatásossága jól ismert, fgy olyan alkalmazásokat sem lehet eleve kizárni, melyekben a műanyagok az időjárás hatásainak közvetlenül ki vannak téve. Megfontolandó továbbá, hogy a műanyagok esetleges öregedése lassú, hosszú idő alatt lejátszódó folyamat. Az öregedés sokszor előrehaladott fázisa sem jelent minden esetben olvan tönkremenetelt, amely a rendeltetésszerű használatot, vagy hatást megszünteti. A hagyományos anyagok és szerkezetek sem örökéletűek, ós azok karbantartása, felújítása, részbeni vagy teljes kicserélése gyakori feladat. Nem indokolt tehát a műanyagok élettartama iránt magasabb követelményeket szabni, mint a hagyományos szerkezetek esetében. A külföldi vízépítési gyakorlat eredményeit e téren megfelelő biztonsággal alkalmazhatjuk, különösen a tengeri építmények területéről vett példákat, ahol a napfény és hőingadozás mellett az agresszív tengervíz hatását, de a periodikus vízszintingadozást (apály-dagálv) is ki kell, hogy bírják a beépített műanyagok. * Budapesti Műszaki Egyetem Vízépítés Tanszéke. Budapest. 2. A vízépítésben alkalmazható műanyagok megválasztásának szempontjai A vízépítésben alkalmazható műanyagok elsődleges szelekciós szempontja a napfénnyel szembeni ellenállás. Kísérletek bizonyítják, hogy a napfénnyel szembeni ellenállás minden műanyagnál exponenciálisan növekszik az alkalmazott anyag vastagságával és molekulasúlyával. Stabilizátorok kai emellett még az ellenállóképesség is növelhető. Különösen jól beváltak az aktív korommal stabilizált polyetilén anyagok és a rézsókkal stabilizált polyamidok. Földrétegek között jól bevált a PVC is, mely egyébként olcsósága miatt tömeges alkalmazásra talált, bár szabad levegőn időállósága viszonylag kicsi. A PVC és a polyetilén olcsó műanyagok, ezért alkalmazásuk gazdasági oldala kedvező. Mindkettőnek jó kémiai ellenállóképessége van. Míg azon ban a PVC alacsony hőmérsékleten mindmerevebbés törékenyebb, a polyetilén még —50°C-on is hajlítható. Ezek alkalmazásánál döntő szempont lehet a beépítés mélysége, vagyis az anyagok elhelyezése a fagy határhoz képest. A polyamid (nylon, perion) egyike a legjobb tulajdonságú műanyagoknak, azonban beszerzési ára még magas. Ezért ott gazdaságos az alkalmazása, ahol konstrukciós előnyöket is eredményez. Magas húzószilárdság, időállóság, jó kémiai ellenállóképesség jellemzi. Kedvező tulajdonságait alacsony hőmérsékleten is megtartja. A polyészter-gyantákat magas mechanikai szilárdság, jó időállóság jellemzi. Különös előnyük, hogy a helyszínen is felhordhatok — mázolás, öntés, fúvás — és polvmerizációjuk természetes hőmérsékleten, időben szabályozható módon zajlik le. Mint hőre keményedő anyag, hőhatásra nem lágyul meg, ezért főleg szabadban álló felületek képzésére alkalmas. Üvegszállal erősített lemezeit jó kopásállóság jellemzi. Az epoxigyantákra több mint 2U éves tapasztalat áll rendelkezésre. Főleg ragasztó, hézagkitöltő anyagnak, újabban betonok kiegészítő anyagának, vízzáró bevonatanyagnak használják. A polyészterhez hasonlóan (hőre keményedő) szobahőmérsékleten is polymerizálódik. Sok más műanyagfajta is ismeretes, melyek alkalmazhatóságát a tulajdonságokon kívül az ár is befolyásolja. Ugyanazon műanyagfajtákból is számos elnevezéssel hoznak forgalomba termékeket, mely azonos alapanyag esetén különböző töltőanyagokat, stabilizátorokat, lágyítókat tartalmaz. Ezek megválasztásánál elsősorban az alapanyagra jellemző tulajdonságokra kell tekintettel lenni. Gyakorlati alkalmazásuk szempontjából mind nagyobb jelentőségűek a kombinált eljárások, ahol többféle műanyagot alkalmaznak, azonos kereszt-