Gary W. Dallin, P. Eng. Förmålade metallbelagda stålpaneler för byggnader har framgångsrikt använts i många år. En indikation på dess popularitet är den utbredda användningen av förmålade ståltak i Kanada och runt om i världen.
Metalltak håller två till tre gånger längre än icke-metalltak. 1 Metallbyggnader utgör nästan hälften av alla låga lokaler i Nordamerika, och en betydande del av dessa byggnader har förmålade, metallbelagda stålpaneler för tak och väggar.
Korrekt specifikation av beläggningssystemet (dvs. förbehandling, primer och topplack) kan säkerställa en livslängd på målade ståltak och metallbelagda väggar på över 20 år i många applikationer. För att uppnå en så lång livslängd måste tillverkare och tillverkare av färgbelagda stålplåtar överväga följande relaterade frågor:
Miljöfrågor En av de första faktorerna att tänka på när man väljer en förmålad metallbelagd stålprodukt är miljön där den ska användas. 2 Miljön omfattar områdets allmänna klimat och lokala influenser.
Platsens latitud bestämmer mängden och intensiteten av UV-strålning som produkten utsätts för, antalet soltimmar per år och exponeringsvinkeln för de förmålade panelerna. Det är uppenbart att lågvinklade (dvs platta) tak på byggnader som ligger i ökenregioner med låg latitud kräver UV-beständig primer och ytbehandlingssystem för att undvika för tidig blekning, kritning och sprickbildning. Å andra sidan skadar UV-strålning den vertikala beklädnaden av väggarna i byggnader som ligger på höga breddgrader med ett grumligt klimat mycket mindre.
Våttid är den tid under vilken tak- och väggbeklädnad blir fuktig på grund av regn, hög luftfuktighet, dimma och kondens. Färgsystem är inte skyddade från fukt. Om den lämnas våt tillräckligt länge kommer fukten så småningom att nå substratet under valfri beläggning och börja korrodera. Mängden kemiska föroreningar som svaveldioxid och klorider som finns i atmosfären bestämmer korrosionshastigheten.
Lokala eller mikroklimatiska influenser som bör beaktas inkluderar vindriktning, nedfall av föroreningar från industrier och havsmiljön.
Vid val av beläggningssystem bör den rådande vindriktningen beaktas. Försiktighet bör iakttas om byggnaden är belägen i motvind från en källa till kemisk kontaminering. Gasformiga och fasta avgaser kan ha en allvarlig effekt på färgsystem. Inom 5 kilometer (3,1 miles) från tunga industriområden kan korrosiviteten variera från måttlig till svår, beroende på vindriktning och lokala väderförhållanden. Utöver detta avstånd reduceras vanligtvis den påverkan som är förknippad med anläggningens förorenande påverkan.
Om målade byggnader ligger nära kusten kan påverkan av saltvatten bli allvarlig. Upp till 300 m (984 fot) från kusten kan vara kritiska, medan betydande effekter kan märkas upp till 5 km inåt landet och ännu längre, beroende på frånlandsvindar. Kanadas Atlantkust är ett område där sådan klimatpåverkan kan uppstå.
Om korrosiviteten på den föreslagna byggarbetsplatsen inte är uppenbar kan det vara bra att göra en lokal undersökning. Data från miljöövervakningsstationer är användbara eftersom de ger information om nederbörd, luftfuktighet och temperatur. Inspektera skyddade exponerade, orenade ytor för partiklar från industri, vägar och havssalt. Närliggande konstruktioners prestanda bör kontrolleras – om byggnadsmaterial som galvaniserat staket och galvaniserad eller förmålad beklädnad, tak, hängrännor och beslag är i gott skick efter 10-15 år kan miljön vara icke-korrosiv. Om strukturen blir problematisk efter bara några år är det klokt att vara försiktig.
Färgleverantörer har kunskapen och erfarenheten att rekommendera färgsystem för specifika applikationer.
Rekommendationer för metallbelagda paneler Tjockleken på metallbeläggningen under färg har en betydande inverkan på livslängden för förmålade paneler på plats, särskilt när det gäller galvaniserade paneler. Ju tjockare metallbeläggning, desto lägre är graden av underskuren korrosion på skurna kanter, repor eller andra områden där lackens integritet äventyras.
Skjuvkorrosion av metallbeläggningar där skärsår eller skador på färg förekommer, och där zink eller zinkbaserade legeringar exponeras. Eftersom beläggningen förbrukas av de korrosiva reaktionerna förlorar färgen sin vidhäftning och flagnar eller flagar från ytan. Ju tjockare metallbeläggning, desto långsammare underskärningshastighet och desto långsammare skärhastighet.
När det gäller galvanisering är vikten av zinkbeläggningstjocklek, särskilt för tak, en av anledningarna till att många tillverkare av galvaniserade plåtprodukter rekommenderar ASTM A653 standardspecifikationer för varmförzinkad (galvaniserad) eller zink-järnlegerad stålplåt. doppningsprocess (galvaniserad glödgat), beläggningsvikt (dvs. massa) beteckning G90 (dvs 0,90 oz/sqft) Z275 (dvs 275 g/m2) lämplig för de flesta förmålade galvaniserade applikationsplåtar. För förbeläggningar på 55 % AlZn blir tjockleksproblemet svårare av ett antal anledningar. ASTM A792/A792M, standardspecifikation för stålplåt, 55 % varmdoppad aluminium-zinklegering Vikt (dvs. massa) Beteckning AZ50 (AZM150) är i allmänhet den rekommenderade beläggningen eftersom den har visat sig vara lämplig för långtidsarbete.
En aspekt att tänka på är att valsbeläggningsoperationer i allmänhet inte kan använda metallbelagd plåt som har passiverats med krombaserade kemikalier. Dessa kemikalier kan förorena rengöringsmedel och förbehandlingslösningar för målade linjer, så icke-passiverade skivor används oftast. 3
På grund av sin hårda och spröda natur används inte galvaniserad behandling (GA) vid tillverkning av förmålade stålplåtar. Bindningen mellan färg och denna beläggning av zink-järnlegering är starkare än bindningen mellan beläggning och stål. Under gjutning eller slag kommer GA att spricka och delaminera under färgen, vilket gör att båda skikten lossnar.
Överväganden om färgsystem Självklart är en av de viktigaste aspekterna för att säkerställa god prestanda färgen som används för jobbet. Till exempel, i områden som får mycket solljus och intensiv UV-exponering är det viktigt att välja en blekningsbeständig finish, medan förbehandling och efterbehandling i områden med hög luftfuktighet är utformade för att förhindra att fukt tränger in. (Frågor relaterade till applikationsspecifika beläggningssystem är många och komplexa och ligger utanför denna artikels omfattning.)
Korrosionsbeständigheten hos målat galvaniserat stål påverkas i hög grad av den kemiska och fysikaliska stabiliteten hos gränsytan mellan zinkytan och den organiska beläggningen. Tills nyligen använde zinkplätering blandade oxidbehandlingar för att ge gränssnittsbindning. Dessa material ersätts alltmer av tjockare och mer korrosionsbeständiga zinkfosfatbeläggningar som är mer motståndskraftiga mot korrosion under filmen. Zinkfosfat är särskilt effektivt i marina miljöer och under långvariga våta förhållanden.
ASTM A755/A755M, ett dokument som ger en allmän översikt över de beläggningar som finns tillgängliga för metallbelagda stålplåtsprodukter, kallas "Stålplåt, Hot Dip Coated Metal" och förbehandlas med spolbeläggning för byggprodukter som utsätts för påverkan av den yttre miljön.
Processöverväganden för beläggning av förbelagda valsar En viktig variabel som påverkar livslängden för en förbelagd produkt in situ är tillverkningen av den förbelagda plåten. Beläggningsprocessen för förbelagda valsar kan avsevärt påverka prestandan. Till exempel är god färgvidhäftning viktigt för att förhindra att färgen flagnar eller blåser i fält. God vidhäftning kräver väl kontrollerad hanteringsteknik för valsbeläggning. Processen att måla rullar påverkar livslängden på fältet. Frågor som täcks:
Tillverkare av rullbeläggningar som tillverkar förmålade plåtar för byggnader har väletablerade kvalitetssystem som säkerställer att dessa problem kontrolleras på rätt sätt. 4
Profilering och paneldesign Vikten av paneldesign, särskilt böjradien längs formningsribban, är en annan viktig fråga. Som tidigare nämnts uppstår zinkorrosion där färgfilmen har skadats. Om panelen är utformad med liten böjradie kommer det alltid att finnas sprickor i lacken. Dessa sprickor är ofta små och kallas ofta för "mikrosprickor". Emellertid är metallbeläggningen exponerad och det finns en möjlighet till en ökning av korrosionshastigheten längs böjningsradien för den valsade panelen.
Möjligheten för mikrosprickor i böjar betyder inte att djupa sektioner är omöjliga – konstruktörer måste tillhandahålla största möjliga böjradie för att rymma dessa sektioner.
Förutom vikten av panel- och rullformningsmaskindesign påverkar funktionen av rullformningsmaskinen också produktiviteten i fält. Till exempel påverkar valssatsens placering den faktiska böjradien. Om inriktningen inte görs korrekt kan böjar skapa skarpa veck vid profilböjar istället för jämna släta böjradier. Dessa "snäva" böjar kan leda till allvarligare mikrosprickor. Det är också viktigt att de matchande rullarna inte repar lacken, eftersom detta minskar färgens förmåga att anpassa sig till bockningsoperationen. Dämpning är ett annat relaterat problem som måste identifieras under profilering. Det vanliga sättet att tillåta återfjädring är att "böja" panelen. Detta är nödvändigt, men överdriven böjning under profileringsoperationen resulterar i fler mikrosprickor. På samma sätt är byggnadspaneltillverkarnas kvalitetskontrollprocedurer utformade för att hantera dessa problem.
Ett tillstånd som kallas "oljeburkar" eller "fickor" uppstår ibland vid valsning av förmålade stålpaneler. Panelprofiler med breda väggar eller plana sektioner (t.ex. byggnadsprofiler) är särskilt känsliga. Denna situation skapar ett oacceptabelt vågigt utseende vid montering av paneler på tak och väggar. Oljeburkar kan orsakas av en mängd olika orsaker, inklusive dålig planhet hos den inkommande plåten, rullpressdrift och monteringsmetoder, och kan också vara resultatet av buckling av plåten under formningen då tryckspänningar genereras i längdriktningen av plåten. ark. panel . 5 Denna elastiska buckling uppstår eftersom stålet har låg eller noll sträckgränsförlängning (YPE), stick-slip-deformationen som uppstår när stålet sträcks.
Under valsningen försöker plåten att tunnas ut i tjockleksriktningen och krympa i längdriktningen i banområdet. I låg YPE-stål är det odeformerade området intill bockningen skyddat från krympning i längdriktningen och är i kompression. När tryckspänningen överstiger den begränsande elastiska bucklingsspänningen uppstår fickvågor i väggområdet.
Hög YPE-stål förbättrar deformerbarheten eftersom mer spänning används för lokal förtunning fokuserad på böjning, vilket resulterar i mindre spänningsöverföring i längdriktningen. Således används fenomenet diskontinuerlig (lokal) fluiditet. Därför kan förmålat stål med YPE större än 4 % rullas till arkitektoniska profiler på ett tillfredsställande sätt. Nedre YPE-material kan valsas utan oljetankar, beroende på valsinställningar, ståltjocklek och panelprofil.
Tyngden på oljetanken minskar när fler stag används för att forma profilen, ståltjockleken ökar, böjradien ökar och väggbredden minskar. Om YPE är högre än 6 % kan skåror (dvs betydande lokal deformation) uppstå under valsning. Korrekt hudträning under tillverkningen kommer att kontrollera detta. Ståltillverkare bör vara medvetna om detta när de levererar färdigmålade paneler för byggskivor så att tillverkningsprocessen kan användas för att producera YPE inom acceptabla gränser.
Förvarings- och hanteringsöverväganden Den förmodligen viktigaste frågan med platslagring är att hålla panelerna torra tills de installeras i byggnaden. Om fukt tillåts tränga in mellan intilliggande paneler på grund av regn eller kondens, och panelytorna därefter inte får torka snabbt, kan en del oönskade saker hända. Färgvidhäftningen kan försämras vilket resulterar i små luftfickor mellan färgen och zinkbeläggningen innan panelen tas i bruk. Det behöver inte sägas att detta beteende kan påskynda förlusten av färgvidhäftning under drift.
Ibland kan närvaron av fukt mellan panelerna på byggarbetsplatsen leda till att det bildas vitrost på panelerna (dvs. korrosion av zinkbeläggningen). Detta är inte bara estetiskt oönskat, utan kan göra panelen oanvändbar.
Pappersbuntar på arbetsplatsen bör slås in i papper om de inte kan förvaras inuti. Papperet ska appliceras på ett sådant sätt att vatten inte samlas i balen. Förpackningen bör åtminstone täckas med en presenning. Botten lämnas öppen så att vattnet kan rinna fritt; dessutom säkerställer det fritt luftflöde till torkbunten vid kondens. 6
Arkitektoniska designöverväganden Korrosion påverkas starkt av vått väder. Därför är en av de viktigaste designreglerna att se till att allt regnvatten och snösmältning kan rinna bort från byggnaden. Vatten får inte ansamlas och komma i kontakt med byggnader.
Svagt sluttande tak är mest mottagliga för korrosion eftersom de utsätts för höga nivåer av UV-strålning, surt regn, partiklar och vindblåsta kemikalier – allt måste göras för att undvika vattenansamling i tak, ventilation, luftkonditioneringsutrustning och gångvägar.
Vattenförsämring av bräddkanten beror på takets lutning: ju högre lutning desto bättre är droppkantens korrosiva egenskaper. Dessutom måste olika metaller som stål, aluminium, koppar och bly vara elektriskt isolerade för att förhindra galvanisk korrosion, och dräneringsvägar måste utformas för att förhindra att vatten rinner från ett material till ett annat. Överväg att använda en ljusare färg på ditt tak för att minska UV-skador.
Dessutom kan panelens livslängd förkortas i de områden av byggnaden där det ligger mycket snö på taket och snö ligger kvar på taket under lång tid. Om byggnaden är utformad så att utrymmet under takplattorna är varmt, då kan snön bredvid plattorna smälta hela vintern. Denna fortsatta långsamma smältning resulterar i permanent vattenkontakt (dvs långvarig vätning) av den målade panelen.
Som tidigare nämnts kommer vatten så småningom att sippra igenom färgfilmen och korrosion blir kraftig, vilket resulterar i en ovanligt kort livslängd på taket. Om innertaket är isolerat och undersidan av bältrosen förblir kall smälter inte snö i kontakt med ytterytan permanent och färgblåsor och zinkkorrosion i samband med långa fuktperioder undviks. Kom också ihåg att ju tjockare färgsystemet är, desto längre tid tar det innan fukt tränger in i underlaget.
Väggar Vertikala sidoväggar är mindre väderbitna och mindre skadade än resten av byggnaden, förutom skyddade ytor. Dessutom är beklädnad placerad i skyddade områden som väggreliefer och avsatser mindre utsatt för solljus och regn. På dessa platser förstärks korrosion av det faktum att föroreningar inte sköljs bort av regn och kondens, och inte heller torkar ut på grund av bristen på direkt solljus. Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt skyddade exponeringar i industriella eller marina miljöer eller nära större motorvägar.
Horisontella sektioner av väggbeklädnad måste ha en tillräcklig lutning för att förhindra ansamling av vatten och smuts – detta är särskilt viktigt för källarutslag, eftersom otillräcklig lutning kan orsaka korrosion av den och beklädnaden ovanför den.
Liksom tak måste olika metaller som stål, aluminium, koppar och bly vara elektriskt isolerade för att förhindra galvanisk korrosion. Dessutom, i områden med kraftig snöansamling, kan korrosion vara ett sidospårproblem – om möjligt bör området nära byggnaden röjas från snö eller så bör bra isolering installeras för att förhindra permanent snösmältning på byggnaden. panelytan.
Isolering bör inte bli blöt, och om den gör det, låt den aldrig komma i kontakt med förmålade paneler – om isoleringen blir blöt kommer den inte att torka snabbt (om alls), vilket gör att panelerna utsätts för långvarig exponering för fukt – - Detta tillstånd kommer att leda till accelererat fel. Till exempel, när isoleringen i botten av sidoväggspanelen blir våt på grund av att vatten tränger in i botten, verkar en design där panelerna överlappar botten vara att föredra snarare än att ha botten av panelen installerad direkt ovanpå panelen. botten. Minimera risken för att detta problem uppstår.
Färdigmålade paneler belagda med en 55 % aluminium-zink-legeringsbeläggning bör inte komma i direkt kontakt med våt betong – betongens höga alkalinitet kan korrodera aluminiumet, vilket gör att beläggningen lossnar. 7 Om applikationen innebär användning av fästelement som penetrerar panelen, måste de väljas så att deras livslängd överensstämmer med den målade panelen. Idag finns det några skruvar/fästen med organisk beläggning på huvudet för korrosionsbeständighet och dessa finns i en mängd olika färger för att matcha tak/väggbeklädnad.
INSTALLATIONSFÖRESKRIFTER De två viktigaste frågorna förknippade med fältinstallation, särskilt när det kommer till ett tak, kan vara hur panelerna rör sig över taket och påverkan av arbetarnas skor och verktyg. Om det bildas grader på panelernas kanter under kapning kan färgfilmen repa zinkbeläggningen när panelerna glider mot varandra. Som nämnts tidigare, varhelst färgens integritet äventyras, kommer metallbeläggningen att börja korrodera snabbare, vilket negativt påverkar livslängden för den förmålade panelen. På samma sätt kan arbetarskor orsaka liknande repor. Det är viktigt att skor eller stövlar inte låter små stenar eller stålborrar komma in i sulan.
Små hål och/eller skåror (”spån”) bildas ofta vid montering, infästning och efterbehandling – kom ihåg att dessa innehåller stål. Efter avslutat arbete, eller till och med innan, kan stålet korrodera och lämna en otäck rostfläck, speciellt om färgen är ljusare. I många fall anses denna missfärgning vara den faktiska förtida nedbrytningen av de färdigmålade panelerna, och förutom estetiska överväganden måste byggnadsägare vara säkra på att byggnaden inte kommer att gå sönder i förtid. Allt spån från taket måste omedelbart tas bort.
Om installationen inkluderar ett låglutande tak kan vatten samlas. Även om sluttningsdesignen kan vara tillräcklig för att tillåta fri dränering, kan det finnas lokala problem som orsakar stående vatten. Små bucklor som lämnas av arbetare, till exempel från att gå eller placera verktyg, kan lämna områden som inte kan rinna fritt. Om fri dränering inte tillåts kan stående vatten göra att färgen får blåsor, vilket då kan göra att färgen lossnar på stora ytor, vilket då kan leda till kraftigare korrosion av metallen under färgen. Fastsättning av byggnaden efter uppförande kan leda till felaktig dränering av taket.
Underhållsöverväganden Enkelt underhåll av målade paneler på byggnader inkluderar tillfällig sköljning med vatten. För installationer där panelerna utsätts för regn (t.ex. tak) är detta vanligtvis inte nödvändigt. Men i skyddade utsatta områden som soffits och väggområden under takfot, är rengöring var sjätte månad till hjälp för att ta bort frätande salter och skräp från panelytor.
Det rekommenderas att all rengöring görs genom att först "provrengöra" en liten del av ytan på en plats som inte är för öppen för att få vissa tillfredsställande resultat.
Vid användning på ett tak är det också viktigt att ta bort löst skräp som löv, smuts eller konstruktionsavrinning (dvs. damm eller annat skräp runt takventiler). Även om dessa rester inte innehåller starka kemikalier, kommer de att förhindra den snabba torkning som är avgörande för ett långvarigt tak.
Använd heller inte metallskyfflar för att ta bort snö från tak. Detta kan leda till allvarliga repor på lacken.
Förmålade metallbelagda stålpaneler för byggnader är designade för år av problemfri service. Men med tiden kommer utseendet på alla färgskikt att förändras, möjligen till den punkt där ommålning krävs. 8
Slutsats Förmålade galvaniserade stålplåtar har framgångsrikt använts för byggnadsbeklädnad (tak och väggar) i olika klimat i decennier. Lång och problemfri drift kan uppnås genom rätt val av färgsystem, noggrann utformning av strukturen och regelbundet underhåll.
Posttid: 2023-05-05