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Verzinkte Leitplanken
AFB I–IILeitplanken an Straßen bestehen aus Stahl, der durch Feuerverzinken mit einer etwa 70 µm dicken Zinkschicht überzogen wird. An Luft bildet Zink zunächst Zinkoxid und Zinkhydroxid, die mit Kohlenstoffdioxid zu einer festen Deckschicht aus basischem Zinkcarbonat („Zinkpatina“) reagieren. Diese Schicht wird durch Regen langsam abgetragen. Typische Abtragsraten:
| Umgebung | ländlich | Stadt | Küste | Industrie |
|---|---|---|---|---|
| Zinkabtrag in µm/a | 0,7 | 1,5 | 2,5 | 3,5 |
\(\rho(\ce{Zn}) = 7{,}14\,\text{g/cm}^3\)
- Beschreiben Sie die Schutzwirkung der unverletzten Zinkschicht.
- Erläutern Sie, warum ein Kratzer, der bis auf den Stahl reicht, nicht rostet. Formulieren Sie dazu die Teilgleichungen.
- Berechnen Sie die Schutzdauer der Zinkschicht in ländlicher und in Industrieumgebung sowie die jährlich abgetragene Zinkmasse pro Quadratmeter in Industrieumgebung.
- Beurteilen Sie, ob Verzinnen statt Verzinken für Leitplanken sinnvoll wäre, und bewerten Sie ein zusätzliches Lackieren der verzinkten Planke („Duplex-System“).
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Deckschicht aus Zinkpatina.
Hinweis zu Aufgabe b)
Standardpotenziale Zn und Fe vergleichen.
Hinweis zu Aufgabe c)
Dicke : Abtragsrate; m = ρ · A · d.
Hinweis zu Aufgabe d)
Leitplanken werden oft beschädigt.