VDI 3955 Blatt 3-2000 Assessment of effects on materials due to corrosive ambient conditions - Exposure of natural stone samples (Mank-s carrousel).pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREBestimmung der korrosiven Wirkung komplexer Umgebungsbedingungen auf WerkstoffeExposition von Naturstein-Plttchen(Manksches Karussell)Assessment of effects on materials due to corrosive ambient conditionsExposure of natural stone samples(Manks carrousel)VDI 3955Blatt 3 / Pa

2、rt 3Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishKommission Reinhaltung der Luft (KRdL) im VDI und DIN NormenausschussFachbereich UmweltqualittAusschuss Wirkungen auf WerkstoffeVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1aVDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berli

3、n Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspru

4、chsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 13.040.20Dezember 2000December 2000The draft of this guideline has been subject to public scrutinyafter announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).No guarantee can be given with respect to the English trans

5、la-tion. The German version of this guideline shall be taken asauthoritative.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Einfhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 43 Grundlage des Verfahrens . . . . . . . . . . . 43.1 A

6、llgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.2 Kriterien zur Auswahl des Expositions-materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Baumberger Kalksandstein als Expositionsmaterial. . . . . . . . . . . . . . . 64.1 Materialcharakterisierung . . . . . . . . . . 64.2 Versuchsdurchfhrung. . . .

7、. . . . . . . . 74.2.1 Auswahl und Herstellung derExpositionsplttchen . . . . . . . . . 84.2.2 Transport und Montage der Expositionsplttchen . . . . . . . . . 114.2.3 Exposition. . . . . . . . . . . . . . . 124.2.4 Expositionsdauer . . . . . . . . . . . 134.2.5 Entnahme, Wgung und Lagerung der Expos

8、itionsplttchen . . . . . . . 134.2.6 Messprotokoll. . . . . . . . . . . . . 145 Weitergehende Untersuchungen der Expositionsplttchen . . . . . . . . . . . . . . 156 Interpretation der Ergebnisse . . . . . . . . . 176.1 Nasse Exposition . . . . . . . . . . . . . . 176.2 Trockene Exposition. . . . . .

9、 . . . . . . . 17Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Anhang A Bestellhinweis . . . . . . . . . . . . . 18Anhang B Gesteins-Kenndatenblatt . . . . . . . 19Anhang C Exposition von Naturstein-Plttchen,Formblatt Messprotokoll . . . . . . . 23Contents PagePreliminary note . . . . . .

10、 . . . . . . . . . . . . . 21 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Fundamentals of the procedure . . . . . . . . 43.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.2 Criteria for selecting the exposure material . 54 Baumbe

11、rge lime sandstone as exposurematerial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.1 Characterisation of the material . . . . . . . 64.2 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74.2.1 Selection and preparation of the exposure plates . . . . . . . . . . . . 84.2.2 Transport and mounting of

12、 exposure plates . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.2.3 Exposure . . . . . . . . . . . . . . . . 124.2.4 Duration of exposure . . . . . . . . . 134.2.5 Removal, weighing and storage of the exposure plates . . . . . . . . . . 134.2.6 Exposure protocol . . . . . . . . . . . 145 Additional examina

13、tions of the exposureplates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Interpretation of results . . . . . . . . . . . . . 176.1 Wet exposure . . . . . . . . . . . . . . . . . 176.2 Dry exposure . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Annex

14、 A Ordering information . . . . . . . . . . 18Annex B Data sheet of stone. . . . . . . . . . . . 20Annex C Exposure of natural stone plates, form to take down the exposure protocol . . . 24Frhere Ausgabe: 10.99 Entwurf,deutschFormer edition: 10/99 draft, in German onlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB3

15、0F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000 2 VDI 3955 Blatt 3 / Part 3VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL) imVDI und DIN Normenausschuss erarbeiten Fach-leute aus Wissenschaft, Industrie und Verwaltung infreiwilliger Selb

16、stverantwortung VDI-Richtlinienund DIN-Normen zum Umweltschutz. Diese be-schreiben den Stand der Technik bzw. Stand der Wis-senschaft in der Bundesrepublik Deutschland unddienen als Entscheidungshilfen bei der Erarbeitungund Anwendung von Rechts- und Verwaltungsvor-schriften. Die Arbeitsergebnisse d

17、er KRdL flieenferner als gemeinsamer deutscher Standpunkt in dieeuropische technische Regelsetzung bei CEN(Europisches Komitee fr Normung) und in dieinternationale technische Regelsetzung bei ISO(Internationale Organisation fr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-bereichen be

18、handelt:Fachbereich I Umweltschutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung;ganzheitliche Betrachtung von Emissionsminde-rungsmanahmen unter Bercksichtigung vonLuft, Wasser und Boden; Emissionswerte frStube und Gase; anlagenbezogene messtechni-sc

19、he Anleitungen; Handhabung brennbarerStube; Minderung der Exposition gegenber luft-fremden Stoffen am Arbeitsplatz; Umweltschutz-kostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in derAtmosphre; strfallbedingte Freisetzungen;mikro- und mesoskalige Windfeldmodelle;

20、 Wech-selwirkung zwischen Atmosphre und Oberfl-chen; meteorologische Messungen; angewandteKlimatologie; Lufthygienekarten; human-bio-meteorologische Bewertung von Klima und Luft-hygiene; bertragung meteorologischer DatenFachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Luftverunreinigungen auf Mensch,Tier,

21、Pflanze, Boden, Werkstoffe und Atmosphre;wirkungsbezogene Mess- und Erhebungsverfah-ren; Erfassung und Wirkung mikrobieller Luftver-unreinigungen; Olfaktometrie; UmweltsimulationFachbereich IVUmweltmesstechnik“Emissions- und Immissionsmesstechnik fr anor-ganische und organische Gase sowie fr Partike

22、l;optische Fernmessverfahren; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur HerstellungPreliminary noteIn the Commission on Air Pollution Prevention ofVDI and DIN Standards Committee (KRdL)-ex-perts from science, industry and administration, act-ing

23、on their own responsibility, establish VDI guide-lines and DIN standards in the field of environmentalprotection. These describe the state of the art in sci-ence and technology in the Federal Republic of Ger-many and serve as a decision-making aid in the pre-paratory stages of legislation and applic

24、ation of legalregulations and ordinances. KRdLs working resultsare also considered as the common German point ofview in the establishment of technical rules on theEuropean level by CEN (European Committee forStandardization) and on the international level byISO (International Organization for Standa

25、rdization).The following topics are dealt with in four subdivi-sions: Subdivision I ”Environmental Protection Techniques“Integrated pollution prevention and control for in-stallations; procedures and installations for emis-sion control; overall consideration of measures foremission control with cons

26、ideration given to theair, water and soil; emission limits for dusts andgases; plant-related measurement instructions; thesafe processing of combustible dusts; reduction ofexposure to air pollutants in the workplace atmo-sphere, environmental industrial cost accountingSubdivision II ”Environmental M

27、eteorology“Dispersion of pollutants in the atmosphere; emis-sions from accidental releases; micro- and meso-scale wind field models; interaction between theatmosphere and surfaces; meteorological measure-ments; applied climatology; air pollution maps;human-biometeorological evaluation of climateand

28、air hygiene; transfer of meteorological dataSubdivision III ”Environmental Quality“Effects of air pollutants on man, farm animals, veg-etation, soil, materials, and the atmosphere; meth-ods for the measurement and evaluation of effects;determination of microbial air pollutants and theireffects; olfa

29、ctometry; environmental simulation Subdivision IV”Environmental Measurement Techniques“Techniques for emission and ambient air measure-ments of inorganic and organic gases as well asparticulate matter; optical open-path measurementmethods; measurement of indoor air pollutants,measurement of soil air

30、 pollutants; procedures forB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000 VDI 3955 Blatt 3 / Part 3 3 von Referenzmaterialien; Prfplne fr Mess-gerte; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-werteverfahren; Quali

31、ttssicherungDie Richtlinien und Normen werden zunchst alsEntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung im Bun-desanzeiger und in der Fachpresse erhalten alle inte-ressierten Kreise die Mglichkeit, sich an einemffentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen.Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, dassun

32、terschiedliche Meinungen vor Verffentlichung derendgltigen Fassung bercksichtigt werden knnen.Die Richtlinien und Normen sind in sechs Bndendes VDI/DIN-Handbuches Reinhaltung der Luft zu-sammengefasst.1EinfhrungDie korrosive Wirkung von komplexen Umgebungs-bedingungen auf Werkstoffe bestimmt in viel

33、en Fl-len die Funktionsdauer bzw. die Vernderung des Er-scheinungsbildes eines Objektes und damit die Not-wendigkeit von Instandsetzungs- bzw. Restaurie-rungsmanahmen. Die Einflsse reichen von klimati-schen Gegebenheiten ber natrliche oder anthropo-gene Schadstoffeintrge bis zu mechanischen oderbiol

34、ogischen Beanspruchungen 1. Die Belastungs-gren wirken dabei zumeist in komplexen Zusam-menhngen. Die Messung einzelner Parameter, z.B.Klima- oder Immissionsbelastung, ergibt nur in ein-geschrnktem Ma geeignete Informationen ber dieSchadenswirkung. Um die schwierig zu erfassendenVo rg nge an den Obj

35、ekten trotzdem charakterisierenzu knnen, bieten sich Wirkungsuntersuchungen an(vergleiche auch VDI 3955 Blatt 1 und Blatt 2).In der vorliegenden Richtlinie wird die Expositionvon Naturstein-Plttchen unter natrlichen Bedin-gungen dargestellt. Dieses Verfahren stellt eine Er-gnzung zu der in Blatt 2 d

36、ieser Richtlinie beschrie-benen Glassensor-Methode dar. Whrend durch dieGlassensoren die Wirkung von Umgebungsbedin-gungen an der Oberflche eines dichten nichtmetalli-schen Werkstoffes erfasst wird, ermglicht die Natur-steinplttchen-Methode die Charakterisierung derWirkung bei dichten und porsen, mi

37、neralischenMaterialien vorgegebener Zusammensetzung. Mitder Richtlinie werden methodische Grundlagen frWirkungsuntersuchungen geschaffen, wie sie nach 47 BImSchG (Bundes-Immissionsschutzgesetz)und 2 (1), 2 UVPG (Gesetz ber die Umweltver-trglichkeitsprfung) gefordert werden. Sie soll zueiner Vereinhe

38、itlichung der bisher in mehreren Bun-deslndern und auch in einigen europischen Ln-dern angewendeten Messverfahren beitragen 2.establishing reference material; test procedures formeasurement devices; validation procedures;measurement planning; evaluation methods; qual-ity assuranceThe guidelines and

39、standards are first published asdrafts. These are announced in the Bundesanzeiger(Federal Gazette) and in professional publications inorder to give all interested parties the opportunity toparticipate in an official objection procedure. Thisprocedure ensures that differing opinions can be con-sidere

40、d before the final version is published.The guidelines and standards are published in the six-volume VDI/DIN Reinhaltung der Luft (Air Pollu-tion Prevention) manual.1 IntroductionThe corrosive effect of complex ambient conditionson materials determines in many cases the length ofthe functionality of

41、 an object and/or the changes in itsvisual appearance and as a consequence the time a re-pair or restoration becomes necessary. The influencesrange from climatic conditions, entry of natural or an-thropogenic pollutants to mechanical or biologicalwear 1. The interactions of the various types of in-f

42、luences are mostly complex. The measurement of in-dividual parameters, such as the impacts of climate oratmospheric pollutants, provides only limited infor-mation on the damage caused. In order to be able tocharacterise the difficult to comprehend processestaking place on the objects, studies of eff

43、ects are nec-essary (compare VDI 3955 Part 1 and Part 2).The present guideline addresses the exposure of thinplates of natural stone under natural conditions. Thisprocedure rounds up the glass sensor method de-scribed in Part 2 of this guideline. While the glasssensor method provides information on

44、the impact ofambient conditions on the surface of a dense, non-metallic material, the exposure of thin stone platescharacterises the effects on dense and porous miner-als of known composition. This guideline providesthe fundamentals for studying the effects as requiredby Article 47 of the Federal Ai

45、r Pollution, Noise, andVibration Control Law (Bundesimmissionsschutz-gesetz) and Article 2 Section 1, Number 2 of the Lawon Environmental Impact Testing (Umweltvertrgli-chkeitsprfung). The guidelines objective is to stand-ardise the procedures which have been applied in var-ious German federal state

46、s and some European coun-tries 2.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000 4 VDI 3955 Blatt 3 / Part 32 AnwendungsbereichDie in der Richtlinie beschriebene Methode kannberall dort Anwendung finden, wo eine verg

47、lei-chend-bewertende Abschtzung der Werkstoffkorro-sion, insbesondere der Gesteinsverwitterung, durchkomplexe Umgebungsbedingungen gefragt ist. Dem-entsprechend sind folgende Einsatzbereiche mglich:Erfassung von zeitlichen Vernderungen der Wir-kung von Umgebungsbedingungen (jahreszeit-liche Schwanku

48、ngen, langfristige Tendenzen)Wirkungserfassung an Objekten (z.B. Erfassungbesonders gefhrdeter Bereiche an einem Ge-bude)Abschtzung der Auswirkung von aktiven undpassiven (konstruktiven und materialspezifi-schen) Immissionschutzmanahmen (z.B. Ver-kehrsberuhigung, Emissionsminderung, Abde-ckungen, Be

49、handlung mit Schutzmitteln)Erstellung eines Wirkungskatasters, um die Kor-rosivitt der Atmosphre in einer Region im Umfeld eines Objekteszu bestimmen.3 Grundlage des Verfahrens3.1 AllgemeinesVerwitterungserscheinungen an Naturstein resultie-ren aus einem komplexen Zusammenspiel unter-schiedlicher Belastungsgren, wobei dem Feuchte-eintrag eine entscheidende Bedeutung zukommt.Durch das Zusammenwirken verschiedener Faktoren(Klima, Immissione