Stadien von Rost

Für einige Metalle kann Rost eine gute Sache sein

Als Material, das den harten industriellen Anforderungen gerecht wird und eine ansprechende Ästhetik bietet, wird Metall überall für Produkte verwendet. Metalle zeichnen sich durch Widerstandsfähigkeit und Festigkeit in Hochleistungsanwendungen und Hardscape-Zubehör aus. In der Infrastruktur kann Metall auf vielfältige Weise gestylt werden, um sowohl mit dem Traditionellen als auch dem Zeitgenössischen zu harmonieren.

Wenn hochwertige Neumetalle zum ersten Mal gefräst oder gegossen werden, hat das Metall normalerweise eine einheitliche Oberflächenfarbe und keine Anzeichen von Ätzungen oder Lochfraß. Edelmetalle wie Gold oder Platin bewahren diese gleichmäßige, makellose Oberfläche in den meisten Umgebungen. Unedle Metalle durchlaufen jedoch einen Oxidationsprozess, wenn sie feuchter Luft ausgesetzt werden. Diese Oxidation kann korrosiv sein und sich langsam in das Metall einfressen oder eine oberflächliche Patina erzeugen, die das Aussehen des Metalls verändert, aber die Integrität seiner Struktur schützt.

Metalle und Oxidation

Oxidation tritt im Laufe der Zeit auf, wenn Rohmetall Luft und Feuchtigkeit in der Atmosphäre ausgesetzt wird. Bei der Bildung einer dauerhaften Patina bildet die Metalloberfläche einen Zunder, eine Kombination aus harten mineralischen Beschichtungen und Korrosionsablagerungen. Patinas können viele verschiedene Farbtöne, Schattierungen und Farben erzeugen, da die chemische Zusammensetzung jeder Patina für die Legierung und ihre Exposition gegenüber den Elementen einzigartig ist. Rost bezieht sich auf die auf Eisen und Stahl gebildeten Oxide:Die braunen, schwarzen und charakteristischen flockigen roten Elemente von rostigem Eisen und Stahl sind verschiedene Arten von Eisenoxiden.

Eine Patina kann einem Denkmal oder architektonischen Stück Charakter verleihen und ihm historische Präsenz verleihen. Nehmen Sie die Freiheitsstatue, ein ikonisches Symbol für Freiheit und Demokratie – ihr kräftiger, blaugrüner Farbton entsteht durch Oxidation. Die äußere Schicht der Statue besteht aus Kupfer. Als es ursprünglich zusammengebaut wurde, war es einheitlich braun. Im Laufe der Zeit führten Oxidation und Verwitterung zu einer dünnen Kupferkarbonatschicht auf der Oberfläche, die manchmal Grünspan genannt wird und die heute einzigartige Farbe erzeugt.

Einige Legierungen schneiden besser ab als andere, wenn es um Oxidation geht. In Stahl ist Rost normalerweise invasiv und korrosiv, frisst und ätzt das Metall. Maßnahmen zum Korrosionsschutz sollten während der gesamten Lebensdauer durchgeführt werden. Bei Legierungen wie Gusseisen, Kupfer, Aluminium, Chrom und Zink können Oxide jedoch eine Beschichtung bilden, die das Metall vor weiteren Angriffen schützt. Diese Art der Oxidation ist nicht gefährlich und ihre Fähigkeit, die Farbe des Metalls zu verändern, wird oft wegen ihres rustikalen Charmes gesucht.

Nicht jeder Rost ist invasiv

Das Finden von Rostspuren auf der Oberfläche von Metall muss nicht bedeuten, dass seine strukturelle Integrität beeinträchtigt wird. Sowohl die Legierung als auch die Art und Weise, wie das Metall vorbereitet wurde, bestimmen, ob die Oxidation invasiv ist oder nicht. In Legierungen wie Gusseisen, Aluminium und Kupfer kann die Oxidation starke und schützende Verbindungen bilden, die verhindern, dass das darunter liegende Metall korrodiert.

Roststadien

Stufe 1

Während der ersten Rostphase machen sich auf der Metalloberfläche rote, schwarze oder weiße Ablagerungen bemerkbar. Dies tritt typischerweise in kleinen Flecken auf, da die Gesamtfarbe der Metalloberfläche fleckiger und weniger gleichmäßig wird. Bei Gusseisen ist dies der erste Schritt zur Bildung einer dauerhaften Patina. Edelstahl hängt von einem Chromoxid als Schutzfilm ab, nicht von Eisenoxid, also ist dieser Rost das Versagen dieses Schutzfilms. Dennoch stellt Stufe 1 bei Edelstahl ein oberflächliches Problem dar, das auf Wunsch leicht repariert werden kann.

Stufe 2

Bei Stählen und einigen Eisenarten stellt Stufe 2 die erste echte Verschlechterung des Metalls dar, da sich mit den Molekülen, aus denen die ersten Schichten des Metalls bestehen, Kesselstein zu bilden beginnt. Bei vielen Eisenmetallen ist diese Skala ungleichmäßig und beginnt mit dem Lochfraß- oder Ätzprozess, der das Material zu schwächen beginnt. Bei Gusseisen ist der gebildete Zunder gleichmäßig und führt nicht zu Ätzungen oder Lochfraß.

In dieser Stufe werden mehrere Oxide produziert. Das leuchtend orange/rote Eisenoxid (III), das wir mit Rost assoziieren, lässt sich abbürsten. Es hinterlässt ein pudriges rotes Pigment auf Händen oder Regenwasser. Die mangelnde Haftung dieses Oxids liegt daran, dass die roten Eisenoxidmoleküle größer sind als die Gusseisenmoleküle, aus denen sie entstanden sind.

Bei gut vorbereitetem Gusseisen bilden sich aber auch Oxide, die nicht abplatzen oder ablaufen. Diese sind dunkler, meist braun oder kupferfarben. Diese Rostschicht baut sich gleichmäßig auf, sodass die Integrität des Grundmetalls nicht beeinträchtigt wird.

Stufe 3

In Stufe 3 sind alle Oberflächenmoleküle, die rote Eisenoxide bilden, involviert und befinden sich in einem pulverförmigen oder körnigen Zustand. Die Skalierung geht weiter. Wenn sich das Rostpulver aus rotem Eisen löst und abfällt, bleiben die verbleibenden dunkleren Eisenoxide in einer zähen Versiegelungsschicht zurück. Die Farbe des Metalls verdunkelt sich zu einem Bronze- oder Dunkelbraun, wenn das leuchtende Orange und Rot wegstreicht. Diese Patina breitet sich mit der Zeit über die gesamte Oberfläche aus. Sobald die Patina erreicht ist, ist sie dauerhaft und schützend und erfordert keine Wartung.

Wie lange es dauert, bis eine Patinierung eintritt, hängt von der Art der Legierung, dem Verschleiß und den umgebenden Feuchtigkeitsbedingungen ab. Bei Legierungen wie Gusseisen erfolgt die Patinierung ziemlich schnell. Metallprodukte in der Nähe des Ozeans erfahren auch eine schnelle Patinierung, da sie im Vergleich zu Produkten in trockeneren Umgebungen hoher Feuchtigkeit und Salz in der Luft ausgesetzt sind.

Patina auf erkennbaren Warnschildern

Es gibt bestimmte Hardscape-Produkte, bei denen rostende Patina willkommen ist, da die Auswirkungen auf die Farbe für ihre Leistung von entscheidender Bedeutung sind. Dies ist der Fall bei detektierbaren Warntafeln, einer Form von taktiler Pflasterung, bei der der Farbkontrast wesentlich ist.

Detektierbare Warntafeln liefern sehbehinderten Fußgängern Hinweise zur Navigation in der Stadt, indem sie wechselnde Ebenen oder den Übergang vom Bürgersteig auf die Straße signalisieren. Die abgeschnittenen Kuppeln auf den Platten sind unter den Füßen zu spüren, und die Patina auf den Platten bietet einen klaren Farbkontrast zum umgebenden Pflaster.

Farbkontraste ließen sich zwar mit Lack oder Pulverbeschichtung erzielen, aber es gibt keine einfachere Alternative, als die Platten roh zu lassen, damit sich eine natürliche Patina entwickeln kann. Das bedeutet, dass die Platten während ihrer gesamten Lebensdauer weder gewartet noch ausgebessert werden müssen, und die Patina schützt auch vor schädlichem Lochfraß.

Arbeiten mit Rost

Der erste Schritt, um Rost zu schätzen, besteht darin, zu erkennen, dass er nicht immer eine Bedrohung darstellt und auch nicht unansehnlich sein muss. Bei vielen Legierungen sind Rost oder Patinierung eine praktische Lösung, um eine langfristige Wartung zu vermeiden. Die Legierung ist durch eine dünne Oxidschicht geschützt, und durch das Experimentieren mit Patina können verschiedene Schattierungen und Farbtöne zum Leben erweckt werden. Im Laufe der Geschichte haben die Menschen auf die Fähigkeit von Metall gesetzt, zu patinieren, anstatt dagegen zu arbeiten, und sich die Fähigkeit der Natur zunutze gemacht, sie zu schützen und zu verbessern.