Гари У. Далин, P. Eng. Предварително боядисаните стоманени панели с метално покритие за сгради се използват успешно от много години. Една индикация за неговата популярност е широкото използване на предварително боядисани стоманени покриви в Канада и по света.
Металните покриви издържат два до три пъти по-дълго от неметалните. 1 Металните сгради съставляват почти половината от всички нискоетажни нежилищни сгради в Северна Америка и значителна част от тези сгради имат предварително боядисани, покрити с метал стоманени панели за покриви и стени.
Правилната спецификация на системата за покритие (т.е. предварителна обработка, грунд и горно покритие) може да осигури експлоатационен живот на боядисани стоманени покриви и стени с метално покритие над 20 години в много приложения. За да постигнат такъв дълъг експлоатационен живот, производителите и строителите на стоманени листове с цветно покритие трябва да вземат предвид следните свързани проблеми:
Въпроси, свързани с околната среда Един от първите фактори, които трябва да вземете предвид при избора на стоманен продукт с предварително боядисано метално покритие, е средата, в която ще се използва. 2 Околната среда включва общия климат и местните влияния на района.
Географската ширина на местоположението определя количеството и интензитета на UV радиацията, на която е изложен продуктът, броя на слънчевите часове годишно и ъгъла на излагане на предварително боядисаните панели. Ясно е, че покривите с нисък ъгъл (т.е. плоските) на сгради, разположени в пустинни райони с ниска географска ширина, изискват устойчиви на ултравиолетови лъчи грундове и финишни системи, за да се избегне преждевременно избледняване, образуване на тебешир и напукване. От друга страна, ултравиолетовите лъчи увреждат много по-малко вертикалната облицовка на стените на сгради, разположени на високи географски ширини с облачен климат.
Мокро време е времето, през което облицовката на покрива и стените става влажна поради дъжд, висока влажност, мъгла и конденз. Системите за боядисване не са защитени от влага. Ако се остави мокра достатъчно дълго, влагата в крайна сметка ще достигне до основата под всяко покритие и ще започне да корозира. Количеството химически замърсители като серен диоксид и хлориди, присъстващи в атмосферата, определя скоростта на корозия.
Местните или микроклиматични влияния, които трябва да се вземат предвид, включват посоката на вятъра, отлагането на замърсители от промишлеността и морската среда.
При избора на система за покритие трябва да се вземе предвид преобладаващата посока на вятъра. Трябва да се внимава, ако сградата е разположена срещу вятъра от източник на химическо замърсяване. Газообразните и твърдите отработени газове могат да имат сериозен ефект върху системите за боядисване. В радиус от 5 километра (3,1 мили) от тежки промишлени зони корозивността може да варира от умерена до силна, в зависимост от посоката на вятъра и местните метеорологични условия. Отвъд това разстояние въздействието, свързано със замърсяващото въздействие на централата, обикновено намалява.
Ако боядисаните сгради са близо до брега, въздействието на солената вода може да бъде сериозно. До 300 м (984 фута) от бреговата линия може да бъде критично, докато значителни ефекти могат да се усетят до 5 км навътре в сушата и дори по-далеч, в зависимост от ветровете в морето. Атлантическото крайбрежие на Канада е една област, където може да възникне такова въздействие върху климата.
Ако корозивността на предложената строителна площадка не е очевидна, може да е полезно да се проведе местно проучване. Данните от станциите за мониторинг на околната среда са полезни, тъй като предоставят информация за валежите, влажността и температурата. Проверете защитени открити, непочистени повърхности за частици от индустрията, пътища и морска сол. Експлоатационните характеристики на близките конструкции трябва да бъдат проверени – ако строителни материали като поцинковани огради и поцинковани или предварително боядисани облицовки, покриви, улуци и облицовки са в добро състояние след 10-15 години, околната среда може да е некорозивна. Ако структурата стане проблематична само след няколко години, е разумно да бъдете внимателни.
Доставчиците на бои имат познанията и опита да препоръчат системи за боядисване за конкретни приложения.
Препоръки за панели с метално покритие Дебелината на металното покритие под боя оказва значително влияние върху експлоатационния живот на предварително боядисаните панели на място, особено в случай на галванизирани панели. Колкото по-дебело е металното покритие, толкова по-ниска е степента на корозия при подрязване на срязани ръбове, драскотини или всякакви други области, където целостта на боята е нарушена.
Корозия на срязване на метални покрития, където има порязвания или повреда на боята и където са изложени цинк или сплави на цинкова основа. Тъй като покритието се поглъща от корозивните реакции, боята губи своята адхезия и се лющи или люспи от повърхността. Колкото по-дебело е металното покритие, толкова по-бавна е скоростта на подрязване и толкова по-бавна е скоростта на напречно рязане.
В случай на поцинковане, важността на дебелината на цинковото покритие, особено за покриви, е една от причините, поради които много производители на продукти от поцинкована ламарина препоръчват стандартните спецификации ASTM A653 за горещо поцинкована (поцинкована) стоманена ламарина или сплав от цинк и желязо. процес на потапяне (поцинковано закалено), тегло на покритието (т.е. маса) обозначение G90 (т.е. 0,90 oz/sqft) Z275 (т.е. 275 g/m2), подходящо за повечето предварително боядисани галванизирани листове. За предварителни покрития от 55% AlZn проблемът с дебелината става по-труден поради редица причини. ASTM A792/A792M, Стандартна спецификация за стоманена плоча, 55% горещо потопено покритие от алуминиево-цинкова сплав Тегло (т.е. маса) Обозначение AZ50 (AZM150) обикновено е препоръчителното покритие, тъй като е доказано, че е подходящо за дългосрочна работа.
Един аспект, който трябва да имате предвид, е, че операциите по нанасяне на покритие на руло обикновено не могат да използват лист с метално покритие, който е пасивиран с химикали на основата на хром. Тези химикали могат да замърсят почистващи препарати и разтвори за предварителна обработка на боядисани линии, така че най-често се използват непасивирани плоскости. 3
Поради своята твърда и крехка природа, поцинкованата обработка (GA) не се използва при производството на предварително боядисани стоманени листове. Връзката между боята и това покритие от цинково-желязна сплав е по-силна от връзката между покритието и стоманата. По време на формоване или удар, GA ще се напука и разслои под боята, причинявайки отлепване на двата слоя.
Съображения за системата за боядисване Очевидно е, че един от най-важните аспекти за осигуряване на добра производителност е боята, използвана за работата. Например, в зони, които получават много слънчева светлина и интензивно излагане на ултравиолетови лъчи, е важно да изберете покритие, устойчиво на избледняване, докато в зони с висока влажност предварителната обработка и довършителните работи са предназначени да предотвратят навлизането на влага. (Въпросите, свързани със системите за покритие със специфично приложение, са много и сложни и са извън обхвата на тази статия.)
Устойчивостта на корозия на боядисаната поцинкована стомана е силно повлияна от химическата и физическата стабилност на интерфейса между цинковата повърхност и органичното покритие. Доскоро цинковото покритие използва смесени оксидни химически обработки за осигуряване на междинно свързване. Тези материали все повече се заменят с по-дебели и по-устойчиви на корозия покрития от цинков фосфат, които са по-устойчиви на корозия под филма. Цинковият фосфат е особено ефективен в морска среда и при продължителни мокри условия.
ASTM A755/A755M, документ, който предоставя общ преглед на наличните покрития за продукти от стоманена ламарина с метално покритие, се нарича „Стоманен лист, метал с горещо покритие“ и е предварително покрит с намотка за строителни продукти, подложени на влиянието на външната среда.
Съображения относно процеса за нанасяне на покритие върху предварително покрити ролки Една важна променлива, която влияе на живота на предварително покрития продукт на място, е производството на предварително покрития лист. Процесът на нанасяне на покритие за предварително покрити ролки може значително да повлияе на производителността. Например, добрата адхезия на боята е важна за предотвратяване на отлепване или образуване на мехури на боята на полето. Добрата адхезия изисква добре контролирани техники за боравене с ролково покритие. Процесът на боядисване на ролки влияе върху експлоатационния живот на полето. Обхванати въпроси:
Производителите на рулонни покрития, произвеждащи предварително боядисани листове за сгради, имат добре установени системи за качество, които гарантират, че тези проблеми са правилно контролирани. 4
Характеристики на профилирането и дизайна на панела Значението на дизайна на панела, особено радиуса на огъване по дължината на оформящото ребро, е друг важен въпрос. Както бе споменато по-горе, корозията на цинка възниква там, където филмът на боята е бил повреден. Ако панелът е проектиран с малък радиус на огъване, винаги ще има пукнатини в боята. Тези пукнатини често са малки и често се наричат „микропукнатини“. Въпреки това, металното покритие е изложено и има възможност за увеличаване на скоростта на корозия по радиуса на огъване на валцования панел.
Възможността за микропукнатини в завоите не означава, че дълбоките участъци са невъзможни – проектантите трябва да осигурят възможно най-големия радиус на огъване, за да поемат тези участъци.
В допълнение към важността на дизайна на машината за формоване на панели и ролка, работата на машината за формоване на ролка също влияе върху производителността на полето. Например местоположението на комплекта ролки влияе върху действителния радиус на огъване. Ако подравняването не е направено правилно, завоите могат да създадат остри извивки в завоите на профила вместо гладки гладки радиуси на огъване. Тези „тесни“ завои могат да доведат до по-тежки микропукнатини. Също така е важно свързващите ролки да не надраскат боята, тъй като това ще намали способността на боята да се адаптира към операцията на огъване. Омекотяването е друг свързан проблем, който трябва да бъде идентифициран по време на профилирането. Обичайният начин да се позволи пружиниране е да се „прегъне“ панелът. Това е необходимо, но прекомерното огъване по време на операцията по профилиране води до повече микропукнатини. По подобен начин процедурите за контрол на качеството на производителите на строителни панели са предназначени да разрешават тези проблеми.
Състояние, известно като „маслени кутии“ или „джобове“, понякога възниква при валцуване на предварително боядисани стоманени панели. Панелните профили с широки стени или плоски участъци (напр. строителни профили) са особено податливи. Тази ситуация създава неприемлив вълнообразен вид при монтиране на панели върху покриви и стени. Маслените кутии могат да бъдат причинени от различни причини, включително лоша плоскост на входящия лист, работа с ролкова преса и методи на монтаж, и могат също да бъдат резултат от изкривяване на листа по време на формоване, тъй като напреженията на натиск се генерират в надлъжната посока на лист. панел . 5 Това еластично изкълчване възниква, защото стоманата има ниско или нулево удължение на границата на провлачване (YPE), деформацията на приплъзване, която се получава, когато стоманата е разтегната.
По време на валцоване листът се опитва да изтъни в посока на дебелината и да се свие в надлъжна посока в областта на мрежата. При стоманите с нисък YPE недеформираната зона в съседство с огъването е защитена от надлъжно свиване и е в компресия. Когато напрежението на натиск надвишава ограничаващото еластично напрежение на изкълчване, в областта на стената възникват джобни вълни.
Стоманите с висок YPE подобряват деформируемостта, тъй като се използва повече напрежение за локално изтъняване, фокусирано върху огъване, което води до по-малко прехвърляне на напрежение в надлъжна посока. По този начин се използва феноменът на прекъсната (локална) течливост. Следователно, предварително боядисана стомана с YPE над 4% може да бъде задоволително навита в архитектурни профили. Материалите с по-нисък YPE могат да се валцуват без маслени резервоари, в зависимост от настройките на мелницата, дебелината на стоманата и профила на панела.
Тежестта на масления резервоар намалява, тъй като се използват повече подпори за оформяне на профила, дебелината на стоманата се увеличава, радиусите на огъване се увеличават и ширината на стената намалява. Ако YPE е по-висок от 6%, по време на валцоване може да възникнат вдлъбнатини (т.е. значителна локализирана деформация). Правилното обучение на кожата по време на производството ще контролира това. Производителите на стомана трябва да са наясно с това, когато доставят предварително боядисани панели за строителни панели, така че производственият процес да може да се използва за производство на YPE в приемливи граници.
Съображения за съхранение и манипулиране Вероятно най-важният проблем при съхранението на място е поддържането на панелите сухи, докато бъдат монтирани в сградата. Ако се остави влагата да проникне между съседни панели поради дъжд или кондензация и впоследствие повърхностите на панелите не се оставят да изсъхнат бързо, могат да се случат някои нежелани неща. Адхезията на боята може да се влоши, което да доведе до малки въздушни джобове между боята и цинковото покритие, преди панелът да бъде пуснат в експлоатация. Излишно е да казвам, че това поведение може да ускори загубата на адхезия на боята по време на експлоатация.
Понякога наличието на влага между панелите на строителната площадка може да доведе до образуване на бяла ръжда по панелите (т.е. корозия на цинковото покритие). Това е не само естетически нежелателно, но може да направи панела неизползваем.
Пачките хартия на работното място трябва да бъдат опаковани в хартия, ако не могат да се съхраняват вътре. Хартията трябва да се постави по такъв начин, че да не се натрупва вода в балата. Като минимум опаковката трябва да бъде покрита с брезент. Дъното се оставя отворено, за да може водата да се оттича свободно; освен това осигурява свободен въздушен поток към сушилния пакет в случай на кондензация. 6
Съображения за архитектурен дизайн Корозията е силно повлияна от влажното време. Следователно, едно от най-важните правила за проектиране е да се гарантира, че цялата дъждовна вода и топенето на снега могат да се оттичат далеч от сградата. Водата не трябва да се натрупва и да влиза в контакт със сградите.
Леко наклонените покриви са най-податливи на корозия, тъй като са изложени на високи нива на UV радиация, киселинен дъжд, прахови частици и разнасяни от вятъра химикали – трябва да се положат всички усилия, за да се избегне натрупването на вода в таваните, вентилацията, климатичното оборудване и пътеките.
Преовлажняването на ръба на преливника зависи от наклона на покрива: колкото по-висок е наклонът, толкова по-добри са корозивните свойства на ръба на откапващия канал. В допълнение, различни метали като стомана, алуминий, мед и олово трябва да бъдат електрически изолирани, за да се предотврати галванична корозия, а дренажните пътища трябва да бъдат проектирани така, че да предотвратяват преминаването на вода от един материал в друг. Помислете дали да не използвате по-светъл цвят на покрива си, за да намалите UV щетите.
В допълнение, животът на панела може да бъде съкратен в онези зони на сградата, където има много сняг на покрива и снегът остава на покрива за дълъг период от време. Ако сградата е проектирана така, че пространството под покривните плочи да е топло, тогава снегът до плочите може да се топи през цялата зима. Това продължително бавно топене води до постоянен контакт с вода (т.е. продължително намокряне) на боядисания панел.
Както споменахме по-рано, водата в крайна сметка ще проникне през филма на боята и корозията ще бъде сериозна, което ще доведе до необичайно кратък живот на покрива. Ако вътрешният покрив е изолиран и долната страна на керемидите остава студена, снегът в контакт с външната повърхност не се топи постоянно и се избягва образуването на мехури по боята и корозията на цинка, свързани с дълги периоди на влага. Също така не забравяйте, че колкото по-дебела е бояджийската система, толкова повече време ще отнеме преди влагата да проникне в основата.
Стени Вертикалните странични стени са по-малко изветрени и по-малко повредени от останалата част от сградата, с изключение на защитените повърхности. В допълнение, облицовките, разположени в защитени зони като стенни релефи и первази, са по-малко изложени на слънчева светлина и дъжд. На тези места корозията се засилва от факта, че замърсителите не се отмиват от дъжд и конденз, а също така не изсъхват поради липсата на пряка слънчева светлина. Особено внимание трябва да се обърне на защитени експозиции в индустриална или морска среда или в близост до главни магистрали.
Хоризонталните участъци от облицовката на стените трябва да имат достатъчен наклон, за да се предотврати натрупването на вода и мръсотия – това е особено важно за отливите на мазето, тъй като недостатъчният наклон може да причини корозия на него и облицовката над него.
Подобно на покривите, различни метали като стомана, алуминий, мед и олово трябва да бъдат електрически изолирани, за да се предотврати галванична корозия. Също така, в райони с обилно натрупване на сняг, корозията може да бъде страничен проблем на сайдинга – ако е възможно, зоната в близост до сградата трябва да бъде почистена от сняг или трябва да се постави добра изолация, за да се предотврати трайното снеготопене на сградата. повърхност на панела.
Изолацията не трябва да се намокри и ако се намокри, никога не позволявайте да влиза в контакт с предварително боядисани панели – ако изолацията се намокри, тя няма да изсъхне бързо (ако изобщо изсъхне), оставяйки панелите изложени на продължително излагане на влага – - Това състояние ще доведе до ускорена повреда. Например, когато изолацията в долната част на панела на страничната стена се намокри поради навлизане на вода в дъното, дизайнът с панелите, припокриващи дъното, изглежда за предпочитане, отколкото долната част на панела да се монтира директно върху горната част на отдолу. Минимизирайте възможността за възникване на този проблем.
Предварително боядисаните панели, покрити с 55% покритие от алуминиево-цинкова сплав, не трябва да влизат в пряк контакт с мокър бетон – високата алкалност на бетона може да корозира алуминия, причинявайки отлепване на покритието. 7 Ако приложението включва използването на крепежни елементи, които проникват в панела, те трябва да бъдат избрани така, че експлоатационният им живот да съответства на този на боядисания панел. Днес има някои винтове/крепежни елементи с органично покритие на главата за устойчивост на корозия и те се предлагат в различни цветове, за да съответстват на покривната/стенната облицовка.
СЪОБРАЖЕНИЯ ЗА ИНСТАЛИРАНЕ Двата най-важни въпроса, свързани с монтажа на място, особено когато става въпрос за покрив, могат да бъдат начинът, по който панелите се движат по покрива и влиянието на обувките и инструментите на работниците. Ако по ръбовете на панелите се образуват грапавини по време на рязане, филмът на боята може да надраска цинковото покритие, тъй като панелите се плъзгат един срещу друг. Както бе споменато по-рано, навсякъде, където целостта на боята е нарушена, металното покритие ще започне да корозира по-бързо, което се отразява негативно на живота на предварително боядисания панел. По същия начин работническите обувки могат да причинят подобни драскотини. Важно е обувките или ботушите да не позволяват малки камъчета или стоманени свредла да влизат в подметката.
Малки отвори и/или прорези („чипове“) често се образуват по време на сглобяване, закрепване и довършване – не забравяйте, че те съдържат стомана. След приключване на работата или дори преди това стоманата може да корозира и да остави неприятно петно от ръжда, особено ако цветът на боята е по-светъл. В много случаи това обезцветяване се счита за действително преждевременно разграждане на предварително боядисаните панели и освен естетически съображения, собствениците на сгради трябва да са сигурни, че сградата няма да се разруши преждевременно. Всички стружки от покрива трябва да бъдат премахнати незабавно.
Ако инсталацията включва покрив с нисък наклон, може да се натрупа вода. Въпреки че дизайнът на наклона може да е достатъчен, за да позволи свободно оттичане, може да има локални проблеми, причиняващи стояща вода. Малки вдлъбнатини, оставени от работници, като например от ходене или поставяне на инструменти, могат да оставят зони, които не могат да се отцедят свободно. Ако не е позволено свободно оттичане, стоящата вода може да доведе до образуване на мехури по боята, което след това може да доведе до отлепване на боята на големи участъци, което след това може да доведе до по-сериозна корозия на метала под боята. Слягането на сградата след монтажа може да доведе до неправилно отводняване на покрива.
Съображения за поддръжка Простата поддръжка на боядисани панели на сгради включва периодично изплакване с вода. За инсталации, при които панелите са изложени на дъжд (напр. покриви), това обикновено не е необходимо. Въпреки това, в защитени открити зони като софити и стени под стрехи, почистването на всеки шест месеца е полезно за отстраняване на корозивни соли и остатъци от повърхностите на панелите.
Препоръчително е всяко почистване да се извършва чрез първо „пробно почистване“ на малка част от повърхността на място, което не е твърде отворено, за да се получат определени задоволителни резултати.
Също така, когато се използва на покрив, е важно да се отстранят разхлабените остатъци като листа, мръсотия или строителен отток (т.е. прах или други отпадъци около вентилационните отвори на покрива). Въпреки че тези остатъци не съдържат силни химикали, те ще предотвратят бързото изсъхване, което е критично за дълготраен покрив.
Освен това не използвайте метални лопати за премахване на снега от покривите. Това може да доведе до сериозни драскотини по боята.
Предварително боядисаните стоманени панели с метално покритие за сгради са проектирани за години безпроблемна експлоатация. С течение на времето обаче външният вид на всички слоеве боя ще се промени, вероятно до точката, в която е необходимо пребоядисване. 8
Заключение Предварително боядисаните поцинковани стоманени листове се използват успешно за облицовка на сгради (покриви и стени) в различни климатични условия от десетилетия. Дългата и безпроблемна работа се постига чрез правилен избор на бояджийска система, внимателно проектиране на конструкцията и редовна поддръжка.
Време на публикуване: 05 юни 2023 г