Norbert Lennerz – Tłumaczył Bronisław Bartkiewicz

Określenie
Budownictwo z użyciem metali ma długotrwałe tradycje. Dotyczy to również blachy tytanowo-cynkowej.

Poza względami estetycznymi przy rozważaniach uwzględnia się również aspekty ekonomiczne. Celem długotrwałych poszukiwań i prac badawczych oraz wdrożeniowych było opracowanie odpowiedniego materiału, który spełniałby tak aspekty ekonomiczne jak i estetyczne.

Przepisy formalne
W Niemczech badanie i kontrola jakości “RAL-RG 681″ ustalane są przez Zespół do spraw jakości elementów budowlanych z blachy cynkowo-tytanowej.

Wymagania
Blacha cynkowo-tytanowa odznacza się wyjątkową równomiernością i dokładnością składu w stopie jeżeli jest przygotowana na bazie cynku o najwyższej czystości (99,995%).

Do takiego cynku dodaje się w ściśle określonych ilościach miedzi i tytanu. Udział obu tych składników określony jest następującymi wartościami granicznymi:

  • miedź min. 0,08 – max 1,0%,
  • tytan min. 0,06 – max 0,2%.

    Taki skład stopu zapewnia uzyskanie optymalnych cech technicznych:

  • obniżenie współczynnika rozszerzalności cieplnej,
  • poprawę trwałej wytrzymałości,
  • równomierną, anizotropową strukturę (i tym samym dobrą obrabialność niezależnie od kierunku walcowania),
  • zmniejszoną kruchość przy niskich temperaturach,
  • podwyższenie temperatury rekrystalizacji itp,
  • przede wszystkim jednak lepszą podatność na obróbkę ręczną.

    Wytwarzanie
    Stop cynkowo-tytanowy można otrzymywać kilkoma sposobami. Najnowocześniejszym sposobem jest metoda odlewania – walcowania Hazeletta. W specjalnym piecu indukcyjnym cynk metaliczny o wysokiej czystości (99,995%) stapia się z pozostałymi składnikami – miedzią i tytanem – w temperaturze 500 – 550 !C. Dzięki ogrzewaniu indukcyjnemu uzyskuje się optymalny rozkład składników stopu wewnątrz pieca. Na zakończenie wylany z pieca ciekły stop walcuje się w linii automatycznej do postaci taśmy (blachy) cynkowo-tytanowej.

    Przez ciągły nadzór procesu wytopu i dokładne utrzymywanie istotnych parametrów (które zapewniają wyrobowi pochodzącemu od takiego producenta osiągnięcie jakości zgodnej z normami) uzyskuje się najwyższą jakość, która pozwala zakwalifikować produkt do wyrobów najwyższej jakości technicznej. Najważniejszymi parametrami sterującymi produkcją w walcowni są ciśnienie walcowania i równocześnie wymagane dokładne chłodzenie materiału. Ma to decydujący wpływ na tworzenie się właściwej struktury, warunków rekrystalizacji i tym samym cech użytkowych wyrobu.

    Po zakończeniu procesu walcowania wytworzoną taśmę zwija się w duże rulony, aby wreszcie w końcowej fazie przerobić ją na praktyczniejsze w dalszym wykorzystaniu półfabrykaty blachy cynkowo-tytanowej. Maksymalna szerokość taśmy wynosi 1,00 m.

    Forma dostawy
    Półfabrykaty cynkowo-tytanowe dzielą się zależnie od przeznaczenia na taśmę i blachę w arkuszach.

    Taśma o szerokości co najmniej 600 mm dostarczana jest w szpulach. Nawinięta jest ona regularnie w postaci zachodzących na siebie zwojów.

    Jeśli taśmę przetnie się wzdłużnie, uzyskuje się tzw. taśmę ciętą. Nazwa ta oznacza taśmę o szerokości poniżej 600 mm. Ta taśma znajduje wielostronne zastosowanie w technice dekarskej, np. do wykańczania szczytów przy kryciu dachów, jako osłony, uszczelnienia itp. Z tego półfabrykatu wytwarza się także elementy służące do odwadniania dachów. Jest to korzystne, gdyż szerokość taśmy ciętej odpowiada najczęściej stosowanemu wymiarowi rynny.

    Blacha w arkuszach cięta jest na arkusze znormalizowane o wymiarach 1000 x 2000 lub 1000 x 3000 mm.

    Czasami blachę cynkowo-tytanową wykorzystuje się również jako dekoracyjną do elewacji budynków. Wtedy blacha ta powinna mieć większą gładkość powierzchni. Tajemnica tej jakości kryje się w tym, że naprężenia powstałe w taśmie w wyniku nierównomiernego schładzania są usuwane. Powstaje wtedy blacha wolna od naprężeń, która jest chętnie stosowana do dekoracji elewacji budynków.

    Grubość blachy cynkowo-tytanowej może wynosić 0,65; 0,70 i 0,80 mm. Na specjalne zamówienie produkowane są jednak blachy grubości nawet 2,00 mm.

    Tak jak w przypadku innych wyrobów podwyższonej jakości, również i w przypadku blach cynkowo-tytanowych istnieje normowa gwarancja jakości.
    Gwarancja jakości oznacza prowadzoną regularnie kontrolę własną i zewnętrzną, w Niemczech ściśle według wymagań RAL (Niemieckiego Instytutu Jakości i Znaków Firmowych). Prowadzi on nadzór nad jakością wytwarzanych półproduktów oraz gotowych elementów budowlanych.

    Surowe wymagania jakościowe stanowią pod każdym względem pewny i skuteczny układ odniesienia, zawierający kryteria nie wymienione w normach, jako że normy ujmują wyłącznie minimum wspólnych cech.

    Półfabrykaty cynkowo-tytanowe, czyli surowy materiał do produkcji elementów budowlanych poddawany jest również w sposób ciągły wewnętrznej kontroli jakości.

    Gwarancja jakości RAL obejmuje z jednej strony kontrolę jakości, a z drugiej – nadawanie znaków jakości.

    W ramach kontroli jakości bada się skład stopu, cechy mechaniczno-technologiczne, oraz wymiary i kształty.

    Dopiero gdy w wyniku badań i pomiarów zostaną potwierdzone wysokie cechy jakościowe, może nastąpić oznakowanie półfabrykatu stemplem “RAL-RG 681

    Kontrola Jakości” jako jeden z elementów fabrycznego cechowania wyrobu. Gotowe elementy budowlane mogą być dodatkowo oznakowane barwnymi naklejkami. Te ostatnie podają cztery następujące informacje:

  • rodzaj znaku jakości RAL,
  • wielkość nominalną (przekrój),
  • znak firmowy producenta,
  • grubość wyrobu.

    Taką pewność wysokiej jakości gwarantują wyłącznie wyroby Zakładów – Członków Zespołu do spraw jakości elementów budowlanych z blachy tytanowo-cynkowej.
    Oznakowanie elementów budowlanych barwnymi naklejkami.

    Barwy naklejek oznaczają:
    zielona – grubość blachy 0,80 mm,
    czerwona – grubość blachy 0,70 mm,
    niebieska – grubość blachy 0,65 mm.

    Cechy materiałowe
    Blacha tytanowo-cynkowa jest materiałem budowlanym ekologicznie bezpiecznym i nie zawiera żadnych składników, które mogą uwalniać się do atmosfery w wyniku korozji atmosferycznej lub podczas pożaru. Elementy budowlane wykonane z cynku tytanowego nie wymagają zabiegów eksploatacyjnych i nie potrzebują warstwy ochronnej, pasywacji lub konserwacji chemicznej. Tworząca się w wyniku działania tlenu atmosferycznego naturalna warstewka ochronna jest tak samo nietoksyczna, jak sam materiał podstawowy. Cynk jest nawet przy dość wysokich stężeniach pierwiastkiem śladowym, potrzebnym do życia i rozwoju.

    Blacha tytanowo-cynkowa produkowany jest zgodnie z normą DIN EN 988.

    Stop ten w kontakcie z powietrzem atmosferycznym w wyniku wietrzenia tworzy naturalną, szczelną i dobrze przylegającą warstewkę ochronną, która powoduje to, że elementy budowlane z blachy tytanowo-cynkowej są wyjątkowo trwałe.

    Ze względu na powstawanie tej warstewki ochronnej w sposób naturalny blacha tytanowo-cynkowa jest szczególnie odporny na zmiany klimatyczne i przez cały długi okres swego użytkowania nie wymaga zabiegów konserwacyjnych.

    Jeżeli elementy budowlane z blachy tytanowo-cynkowej po wielu latach rzeczywiście “wysłużą się”, materiał ten nie stanowi odpadu, zajmującego miejsce na składowiskach.

    Złom tytanowo-cynkowy jest zbyt cenny. Tradycyjnym sposobem jego utylizacji jest ponowne, w sposób kontrolowany, wykorzystanie go jako dodatku do stopu. Już dziś prawie pełne 100% wszystkich elementów budowlanych z blachy tytanowo-cynkowej wykorzystuje się w recyklingu.

    Dane techniczne
    Charakterystyka fizykochemiczna
    Gęstość właściwa p 7,2 g/cm 3
    Przewodność cieplna ??109 W/m K
    Przewodność elektryczna w 20 !C 17 m???mm 2
    Temperatura topnienia 418 !C
    Graniczna temperatura rekrystalizacji > 300 !C
    Moduł sprężystości E min. 80 000 N/mm 2
    Współczynnik rozszerzalności liniowej ??0,0221 mm/m !C

    Charakterystyka mechaniczna
    Wytrzymałość na rozciąganie Rr min. 150 N/mm 2
    0,2% granica Rp 0,2 min. 100 N/mm 2
    Rozszerzalność graniczna przy rozerwaniu min 40%
    Granica rozszerzalności z upływem czasu (trwałość) dla 1% rozszerzalności/rok ??1/10 000 min. 50 N/mm
    Twardość w skali HB lub HV min 40

    Literatura
    Blacha cynkowa. Blacha ocynkowana. Aprobaty techniczne Instytutu Techniki Budowlanej (36 numerów). Katalog 1998, Warszawa.
    DIN EN 988. Zink und Zinklegierungen; Anforderungen an gewalzte Flacherzeugnisse f.r das Bauwesen (Cynk i jego stopy; Wymagania w zakresie stosowania wyrobów walcowanych w budownictwie).
    DIN EN 1179. Zink und Zinglegierungen – Prim-rzink (Cynk i jego stopy – cynk pierwotny).