Гері В. Даллін, P. Eng. Попередньо пофарбовані сталеві панелі з металевим покриттям для будівель успішно використовуються протягом багатьох років. Одним із ознак його популярності є широке використання попередньо пофарбованих сталевих дахів у Канаді та в усьому світі.
Металеві дахи служать в два-три рази довше неметалевих. 1 Металеві будівлі становлять майже половину всіх малоповерхових нежитлових будівель у Північній Америці, і значна частка цих будівель має попередньо пофарбовані сталеві панелі з металевим покриттям для дахів і стін.
Правильна специфікація системи покриття (тобто попередня обробка, ґрунтовка та верхній шар) може забезпечити термін служби пофарбованих сталевих дахів і металевих стін понад 20 років у багатьох випадках. Щоб досягти такого тривалого терміну служби, виробники та будівельники сталевих листів з кольоровим покриттям повинні враховувати наступні проблеми:
Проблеми навколишнього середовища Одним із перших факторів, який слід враховувати при виборі сталевого виробу з попередньо пофарбованим металевим покриттям, є середовище, в якому він буде використовуватися. 2 Середовище включає загальний клімат і місцеві впливи місцевості.
Широта місця розташування визначає кількість та інтенсивність ультрафіолетового випромінювання, якому піддається виріб, кількість годин сонячного світла на рік і кут впливу попередньо пофарбованих панелей. Зрозуміло, що похилі (тобто плоскі) дахи будівель, розташованих у пустельних регіонах низьких широт, вимагають стійких до ультрафіолетового випромінювання грунтовок і фінішних систем, щоб уникнути передчасного вицвітання, крейдування та розтріскування. З іншого боку, ультрафіолетове випромінювання набагато менше пошкоджує вертикальне облицювання стін будівель, розташованих у високих широтах з похмурим кліматом.
Вологий час - це час, протягом якого покрівля і стіни стають вологими через дощ, високу вологість, туман і конденсат. Лакофарбові системи не захищені від вологи. Якщо залишити у вологому стані досить довго, волога зрештою досягне основи під будь-яким покриттям і почне роз'їдати. Кількість хімічних забруднюючих речовин, таких як діоксид сірки та хлориди, присутні в атмосфері, визначає швидкість корозії.
Місцеві або мікрокліматичні впливи, які слід враховувати, включають напрям вітру, осадження забруднюючих речовин промисловістю та морське середовище.
При виборі системи покриття слід враховувати переважаючий напрямок вітру. Слід бути обережними, якщо будівля розташована за вітром від джерела хімічного забруднення. Газоподібні та тверді вихлопні гази можуть мати серйозний вплив на фарбувальні системи. У радіусі 5 кілометрів (3,1 милі) від важких промислових зон корозійна активність може коливатися від помірної до сильної залежно від напрямку вітру та місцевих погодних умов. За межами цієї відстані вплив, пов’язаний із забруднюючим впливом заводу, зазвичай зменшується.
Якщо пофарбовані будівлі знаходяться поблизу узбережжя, вплив солоної води може бути серйозним. До 300 м (984 футів) від берегової лінії може бути критичним, у той час як значні наслідки можуть відчуватися на відстані до 5 км углиб суші та навіть далі, залежно від офшорних вітрів. Атлантичне узбережжя Канади є однією з територій, де може виникнути такий кліматичний вплив.
Якщо корозійна активність запропонованого будівельного майданчика неочевидна, може бути корисним провести місцеве обстеження. Дані станцій екологічного моніторингу є корисними, оскільки вони надають інформацію про опади, вологість і температуру. Перевірте захищені відкриті неочищені поверхні на наявність твердих частинок промисловості, доріг і морської солі. Необхідно перевірити ефективність прилеглих конструкцій – якщо будівельні матеріали, такі як оцинковані огорожі та оцинковані або попередньо пофарбовані облицювання, дахи, водосточні жолоби та огородження, знаходяться в хорошому стані через 10-15 років, навколишнє середовище може не викликати корозію. Якщо структура стає проблематичною лише через кілька років, доцільно бути обережними.
Постачальники фарб мають знання та досвід, щоб рекомендувати системи фарб для конкретних застосувань.
Рекомендації щодо панелей з металевим покриттям Товщина металевого покриття під фарбою значно впливає на термін служби попередньо пофарбованих панелей на місці, особливо у випадку оцинкованих панелей. Чим товще металеве покриття, тим менша швидкість корозії підрізаних країв, подряпин або будь-яких інших ділянок, де цілісність лакофарбового покриття порушується.
Корозія зсуву металевих покриттів, де є порізи або пошкодження фарби, а також там, де відкрито цинк або сплави на основі цинку. Оскільки покриття роз’їдається корозійними реакціями, фарба втрачає свою адгезію та розшаровується або відшаровується від поверхні. Чим товще металеве покриття, тим менша швидкість підрізання та менша швидкість поперечного різання.
У випадку цинкування важливість товщини цинкового покриття, особливо для дахів, є однією з причин, чому багато виробників оцинкованих листів рекомендують стандартні специфікації ASTM A653 для гарячеоцинкованих (оцинкованих) сталевих листів або листів із сплаву цинку та заліза. процес занурення (оцинкований відпал), вага покриття (тобто маса) позначення G90 (тобто 0,90 унцій/кв.фут) Z275 (тобто 275 г/м2) підходить для більшості попередньо пофарбованих оцинкованих листів. Для попереднього покриття з 55% AlZn проблема товщини стає складнішою з ряду причин. ASTM A792/A792M, стандартні специфікації для сталевих листів, 55% покриття з алюмінієвого сплаву гарячим зануренням Позначення ваги (тобто маси) AZ50 (AZM150) зазвичай є рекомендованим покриттям, оскільки було показано, що воно придатне для тривалої роботи.
Один аспект, про який слід пам’ятати, полягає в тому, що операції нанесення покриттів валками зазвичай не можуть використовувати листи з металевим покриттям, які були пасивовані хімічними речовинами на основі хрому. Ці хімічні речовини можуть забруднювати очисники та розчини для попередньої обробки пофарбованих ліній, тому найчастіше використовуються непасивовані дошки. 3
Через свою твердість і крихкість оцинкована обробка (GA) не використовується у виробництві попередньо пофарбованих сталевих листів. Зв’язок між фарбою та цим покриттям зі сплаву цинку та заліза міцніший, ніж зв’язок між покриттям і сталлю. Під час формування або удару GA трісне та відшарується під фарбою, що призведе до відшаровування обох шарів.
Зауваження системи фарбування Очевидно, що одним із найважливіших аспектів у забезпеченні хорошої продуктивності є фарба, яка використовується для роботи. Наприклад, у місцях, які отримують багато сонячного світла та інтенсивне ультрафіолетове опромінення, важливо вибрати стійке до вицвітання покриття, тоді як у приміщеннях з високою вологістю попередня обробка та фінішна обробка призначені для запобігання проникненню вологи. (Питань, пов’язаних із спеціальними системами покриття, багато та складно, і вони виходять за рамки цієї статті.)
Стійкість до корозії пофарбованої оцинкованої сталі значною мірою залежить від хімічної та фізичної стабільності поверхні розділу між цинковою поверхнею та органічним покриттям. До недавнього часу цинкування використовувало змішані оксидні хімічні обробки для забезпечення міжфазного з’єднання. Ці матеріали все частіше замінюються більш товстими та більш стійкими до корозії покриттями з фосфату цинку, які є більш стійкими до корозії під плівкою. Фосфат цинку особливо ефективний у морському середовищі та в тривалих вологих умовах.
ASTM A755/A755M, документ, який надає загальний огляд покриттів, доступних для сталевих листових виробів із металевим покриттям, називається «Сталевий лист, метал із гарячим покриттям» і має попереднє покриття за допомогою рулонного покриття для будівельних виробів, що піддаються впливу зовнішнього середовища.
Розгляд процесу нанесення покриття на рулони з попереднім покриттям Однією з важливих змінних, яка впливає на термін служби продукту з попереднім покриттям на місці, є виготовлення листа з попереднім покриттям. Процес нанесення покриття на рулони з попереднім покриттям може значно вплинути на продуктивність. Наприклад, хороша адгезія фарби важлива для запобігання відшарування або утворення пухирів фарби в полі. Хороша адгезія вимагає добре контрольованих методів обробки рулонного покриття. Процес фарбування рулонів впливає на термін служби в польових умовах. Охоплені питання:
Виробники рулонних покриттів, які виготовляють попередньо пофарбовані листи для будівель, мають добре налагоджені системи якості, які забезпечують належний контроль за цими проблемами. 4
Особливості профілювання та конструкції панелі Важливість конструкції панелі, особливо радіус вигину вздовж формуючого ребра, є ще одним важливим питанням. Як згадувалося раніше, цинкова корозія виникає там, де пошкоджена плівка фарби. Якщо панель розроблена з невеликим радіусом вигину, то на лакофарбовому покритті завжди залишаться тріщини. Ці тріщини часто невеликі, їх часто називають «мікротріщинами». Проте металеве покриття оголюється, і існує ймовірність збільшення швидкості корозії вздовж радіуса вигину прокатної панелі.
Можливість появи мікротріщин у вигинах не означає, що глибокі перерізи неможливі – проектувальники повинні передбачити якомога більший радіус вигину, щоб відповідати цим перерізам.
На додаток до важливості конструкції панелей і валкоформувальної машини, робота машини також впливає на продуктивність у полі. Наприклад, розташування набору роликів впливає на фактичний радіус вигину. Якщо вирівнювання виконано неправильно, вигини можуть створити гострі злами на вигинах профілю замість плавних плавних радіусів вигину. Ці «тугі» вигини можуть призвести до більш серйозних мікротріщин. Також важливо, щоб відповідні валики не подряпали лакофарбове покриття, оскільки це зменшить здатність фарби адаптуватися до операції згинання. Амортизація — ще одна пов’язана проблема, яку необхідно визначити під час профілювання. Звичайний спосіб дозволити відскочити — це «переломити» панель. Це необхідно, але надмірний вигин під час операції профілювання призводить до появи мікротріщин. Подібним чином процедури контролю якості виробників будівельних панелей розроблені для вирішення цих проблем.
Стан, відомий як «масляні баки» або «кишені», іноді виникає під час прокатки попередньо пофарбованих сталевих панелей. Профілі панелей із широкими стінками або плоскими ділянками (наприклад, будівельні профілі) особливо чутливі. Така ситуація створює неприпустимий хвилястий вигляд при монтажі панелей на даху та стінах. Масляні баки можуть бути викликані різними причинами, включаючи погану площинність вхідного аркуша, роботу роликового преса та способи монтажу, а також можуть бути результатом викривлення аркуша під час формування, оскільки стискаючі напруги генеруються в поздовжньому напрямку лист. панель . 5 Це пружне вигинання відбувається тому, що сталь має низьку або нульову межу текучості (YPE), деформацію прилипання-ковзання, яка виникає, коли сталь розтягується.
Під час прокатки лист намагається стоншуватися в напрямку товщини і стискатися в поздовжньому напрямку в області полотна. У сталях з низьким рівнем YPE недеформована ділянка, прилегла до вигину, захищена від поздовжньої усадки та знаходиться в стані стиснення. Коли напруга стиску перевищує граничну напругу пружного прогину, в області стінки виникають кишенькові хвилі.
Сталі з високим ступенем YPE покращують здатність до деформації, оскільки більше напруги використовується для локального стоншення, зосередженого на вигині, що призводить до меншої передачі напруги в поздовжньому напрямку. Таким чином, використовується явище переривчастої (локальної) плинності. Таким чином, попередньо пофарбовану сталь із YPE понад 4% можна задовільно прокатувати в архітектурні профілі. Нижчі YPE матеріали можна прокатувати без масляних баків, залежно від налаштувань стану, товщини сталі та профілю панелі.
Важкість масляного бака зменшується, оскільки для формування профілю використовується більше опор, збільшується товщина сталі, збільшуються радіуси вигинів і зменшується ширина стінки. Якщо YPE перевищує 6%, під час прокатки можуть виникнути виїмки (тобто значна локалізована деформація). Правильна підготовка шкіри під час виробництва контролюватиме це. Виробники сталі повинні знати про це, постачаючи попередньо пофарбовані панелі для будівельних панелей, щоб виробничий процес можна було використовувати для виробництва YPE у прийнятних межах.
Зберігання та транспортування Ймовірно, найважливішим питанням зберігання на місці є збереження панелей сухими до їх встановлення в будівлі. Якщо волога проникне між сусідніми панелями через дощ або конденсат, а згодом поверхні панелей не висохнуть швидко, можуть статися деякі небажані речі. Адгезія фарби може погіршитися, що призведе до утворення невеликих повітряних кишень між фарбою та цинковим покриттям до того, як панель буде введена в експлуатацію. Зайве говорити, що така поведінка може прискорити втрату адгезії фарби під час експлуатації.
Іноді наявність вологи між панелями на будівельному майданчику може призвести до утворення білої іржі на панелях (тобто корозії цинкового покриття). Це не тільки естетично небажано, але може зробити панель непридатною для використання.
Пачки паперу на робочому місці повинні бути загорнуті в папір, якщо їх неможливо зберігати всередині. Папір необхідно накладати таким чином, щоб вода не накопичувалася в тюку. Як мінімум пакет повинен бути накритий брезентом. Дно залишають відкритим, щоб вода могла вільно стікати; крім того, це забезпечує вільний потік повітря до сушильного пучка у разі конденсації. 6
Міркування архітектурного дизайну На корозію сильно впливає волога погода. Тому одним з найважливіших правил проектування є забезпечення того, щоб уся дощова вода та талий сніг могли стікати з будівлі. Не можна допускати, щоб вода накопичувалася і контактувала з будівлями.
Покрівлі з невеликим нахилом є найбільш сприйнятливими до корозії, оскільки вони піддаються впливу високих рівнів ультрафіолетового випромінювання, кислотних дощів, твердих частинок і хімічних речовин, які переносяться вітром. Необхідно докласти всіх зусиль, щоб уникнути накопичення води в стелях, вентиляції, обладнанні для кондиціонування повітря та проходах.
Заболочування кромки водозливу залежить від ухилу покрівлі: чим більше ухил, тим краще корозійні властивості кромки водозливу. Крім того, різнорідні метали, такі як сталь, алюміній, мідь і свинець, повинні бути електрично ізольовані, щоб запобігти гальванічній корозії, а дренажні шляхи повинні бути розроблені так, щоб вода не перетікала з одного матеріалу в інший. Подумайте про використання більш світлого кольору на даху, щоб зменшити пошкодження ультрафіолетом.
Крім того, термін служби панелі може бути скорочений в тих місцях будівлі, де на даху багато снігу і сніг залишається на даху тривалий період часу. Якщо будівля спроектована так, щоб простір під плитами було теплим, то сніг біля плит може танути всю зиму. Це тривале повільне танення призводить до постійного контакту з водою (тобто тривалого змочування) пофарбованої панелі.
Як згадувалося раніше, вода згодом просочиться крізь плівку фарби, і корозія буде сильною, що призведе до надзвичайно короткого терміну служби даху. Якщо внутрішню частину даху ізольовано, а нижня сторона черепиці залишається холодною, сніг, що контактує із зовнішньою поверхнею, не тане назавжди, а також уникне утворення пухирів фарби та корозії цинку, пов’язаної з тривалим періодом вологи. Також пам’ятайте, що чим товщі система фарби, тим більше часу знадобиться, перш ніж волога проникне в основу.
Стіни Вертикальні бокові стіни менше вивітрюються та менше пошкоджені, ніж решта будівлі, за винятком захищених поверхонь. Крім того, обшивка, розташована в захищених зонах, таких як рельєфи стін і виступи, менше піддається впливу сонячного світла та дощу. У цих місцях корозія посилюється тим, що забруднюючі речовини не вимиваються дощем і конденсатом, а також не висихають через відсутність прямих сонячних променів. Особливу увагу слід приділяти захищеним експозиціям у промисловому чи морському середовищі або поблизу основних магістралей.
Горизонтальні ділянки облицювання стін повинні мати достатній ухил, щоб не накопичувалася вода і бруд – це особливо важливо при відливах підвалу, оскільки недостатній ухил може викликати корозію його і облицювання над ним.
Як і дахи, різнорідні метали, такі як сталь, алюміній, мідь і свинець, повинні мати електричну ізоляцію, щоб запобігти гальванічній корозії. Крім того, у місцях з великим накопиченням снігу корозія може бути проблемою сайдингу – якщо можливо, територію біля будівлі слід очистити від снігу або встановити хорошу ізоляцію, щоб запобігти постійному таненню снігу на будівлі. поверхню панелі.
Ізоляція не повинна намокнути, а якщо це станеться, ніколи не допускайте її контакту з попередньо пофарбованими панелями – якщо ізоляція намокне, вона не висохне швидко (якщо взагалі висохне), залишаючи панелі підданими тривалому впливу вологість – - Ця умова призведе до прискореного виходу з ладу. Наприклад, коли ізоляція в нижній частині панелі бічної стіни намокає через потрапляння води в нижню частину, конструкція з панелями, що перекривають нижню частину, здається кращою, а не встановлення нижньої частини панелі безпосередньо на верхню частину. дно. Зведіть до мінімуму ймовірність виникнення цієї проблеми.
Попередньо пофарбовані панелі, покриті 55% алюмінієво-цинковим сплавом, не повинні контактувати безпосередньо з вологим бетоном – висока лужність бетону може роз’їдати алюміній, спричиняючи відшарування покриття. 7 Якщо застосування передбачає використання кріпильних елементів, які пронизують панель, їх необхідно вибирати так, щоб термін їх служби відповідав терміну служби пофарбованої панелі. Сьогодні є деякі гвинти/кріпильні елементи з органічним покриттям на голівці для стійкості до корозії, і вони доступні в різних кольорах, щоб відповідати обшивці даху/стіни.
МІРКУВАННЯ ЩОДО ВСТАНОВЛЕННЯ Двома найважливішими проблемами, пов’язаними з монтажем на місці, особливо коли мова йде про дах, можуть бути спосіб переміщення панелей по даху та вплив взуття та інструментів працівників. Якщо під час різання на краях панелей утворюються задирки, плівка фарби може подряпати цинкове покриття, коли панелі ковзатимуть одна об одну. Як було сказано раніше, скрізь, де порушується цілісність фарби, металеве покриття починає швидше піддаватися корозії, що негативно впливає на термін служби попередньо пофарбованої панелі. Подібними подряпинами може стати і робоче взуття. Важливо, щоб туфлі або черевики не допускали потрапляння в підошву дрібних камінців або сталевих свердел.
Невеликі отвори та/або виїмки («чіпи») часто утворюються під час складання, кріплення та обробки – пам’ятайте, вони містять сталь. Після завершення роботи або навіть раніше сталь може піддатися корозії та залишити неприємні плями іржі, особливо якщо колір фарби світліший. У багатьох випадках ця зміна кольору вважається фактичною передчасною деградацією попередньо пофарбованих панелей, і крім естетичних міркувань власники будівель повинні бути впевнені, що будівля не зруйнується передчасно. Вся стружка з даху повинна бути негайно видалена.
Якщо дах має низький схил, вода може накопичуватися. Хоча дизайн схилу може бути достатнім для забезпечення вільного дренажу, можуть виникнути локальні проблеми, що спричиняють стоячу воду. Невеликі вм’ятини, залишені працівниками, наприклад від ходьби або розміщення інструментів, можуть залишити ділянки, які не можуть вільно стікати. Якщо вільний дренаж не дозволено, стояча вода може призвести до утворення пухирів фарби, що потім може призвести до відшарування фарби на великих ділянках, що може призвести до більш сильної корозії металу під фарбою. Осідання будівлі після зведення може призвести до неправильного дренажу даху.
Спосіб технічного обслуговування Простий догляд за пофарбованими панелями на будівлях передбачає періодичне промивання водою. Для установок, де панелі піддаються впливу дощу (наприклад, дахи), це зазвичай не потрібно. Однак у захищених відкритих зонах, таких як софіти та стіни під карнизами, очищення кожні шість місяців корисно для видалення корозійних солей і сміття з поверхонь панелей.
Для отримання певних задовільних результатів будь-яке чищення рекомендується спочатку проводити «пробним чищенням» невеликої ділянки поверхні в не надто відкритому місці.
Крім того, під час використання на даху важливо видалити нещільне сміття, таке як листя, бруд або будівельні стоки (тобто пил або інше сміття навколо вентиляційних отворів на даху). Хоча ці залишки не містять агресивних хімікатів, вони запобігають швидкому висиханню, що є критичним для довговічності даху.
Також не використовуйте металеві лопати для прибирання снігу з дахів. Це може призвести до серйозних подряпин на фарбі.
Попередньо пофарбовані сталеві панелі з металевим покриттям для будівель розраховані на роки безвідмовної служби. Однак з часом зовнішній вигляд усіх шарів фарби зміниться, можливо, настільки, що знадобиться перефарбування. 8
Висновок Попередньо пофарбовані оцинковані сталеві листи успішно використовуються для облицювання будівель (дахів і стін) у різних кліматичних умовах протягом десятиліть. Тривалої та безвідмовної роботи можна досягти завдяки правильному вибору системи фарбування, ретельному проектуванню конструкції та регулярному обслуговуванню.
Час публікації: 05 червня 2023 р