Färgsystem för underhåll - vidhäftning efter 5 år

Transkript

1 F O R S K N I N G S R A P P O R T Färgsystem för underhåll - vidhäftning efter 5 år Författare: Patrik Reuterswärd Sektion: Korrosion, korrosionsskydd och provning Telefon E-post: patrik.reutersward@swerea.se Datum: Er referens: Delrapport S T A T U S : Ö P P E N Godkänd av: Lena Sjögren

2 Utsk riven: Innehåll Sammanfattning: Bakgrund Förbehandling: Applicering och resultat Resultat och slutsatser... 9 Bilaga A Bilaga B Bilaga C Vidhäftningskontroll Lyftkran Vidhäftningskontroll Baksida Vidhäftningskontroll Gavel 2

3 Projektnummer: Sammanfattning Färgsystem för underhåll - vidhäftning efter 5 år På Beckholmen vid Djurgården gjordes 2005 förbehandlingsprov på gamla färglager med kolsyreisblästring. Dessa provytor användes därefter för appliceringsprov för att kontrollera att inte förbehandlingen och färgsystem för underhållsmålning påverkar gamla färglager negativt. Appliceringsprov gjordes även på färgytor som enbart stålborstades. Färgsystem för underhållsmålning från Introteknik användes. Appliceringsprov gjordes även med forcerade övermålningsintervall. Både färgsystem med enbart lufttorkande färger och färgsystem som kombinerar lufttorkande grundfärg och tvåkomponentfärger provades. Efter fem år fanns ingen rost synlig på de ytor som övermålats. Vidhäftningen i de gamla färgskikten var före förbehandling c:a 3 MPa. Vidhäftningen mellan applicerade färgskikt kontrollerades efter 7 månader samt efter 5 år genom dragprov. Vid kontroll av pålagda färgskiktens vidhäftning fem år efter förbehandling och övermålning, skedde inget vidhäftningsbrott mellan de nya färgskikten. Brott skedde enbart i övermålad rost eller i gamla övermålade färglager. Den mekaniska styrkan i underliggande färglager fem år efter övermålningen var på samma nivå som före förbehandlingen (3 MPa). I ett fåtal fall ökade de underliggande färglagrens styrka markant. Styrkan inom nya färglager var minst 5-6 MPa. Resultaten visar att varken kolsyreblästringen eller applicering av de provade färgsystemen har skadat kvarlämnad gammal målning. Både helt lufttorkande färgsystem och hybridsystem med tvåkomponentfärg ger tillräckligt bra vidhäftning till gammal målning. 1. B a k g r u n d I Sverige slutade man med att göra löpande underhåll av stålkonstruktioner när man av miljöskäl slutade att använda klassiska färger med blymönja som grundfärg. I stället började man använda blästring och moderna färgsystem med epoximastic. Äldre konstruktioner med fackverk och nitförband är inte avsedda och konstruerade för blästring vilket leder till att rengöringen ofta inte blir bra och därför fungerar heller inte alltid de moderna färgsystem som används vid nymålning. När åtkomligheten är begränsad eller när tillräcklig rengörings inte kan utföras finns det ett behov av särskilt yttoleranta grundfärger som både tränger in i trånga spalter och in i kvarvarande rost och gamla färglager. För mindre bättringsarbeten och där det av andra skäl inte är lämpligt att blästra bort all gammal färg, är det en stor fördel om man kan använda speciellt anpassade bättringssystem. I projektrapporten KI Rapport 2002:4 samt i Projekt Instruktioner för ommålning av äldre blymönjemålade objekt (Swerea KIMAB på uppdrag av Trafikverket och Svenska Kraftnät), föreslås bättringssystem för underhåll baserade på Introtekniks produkt Isotrol grund. För att undersöka egenskaperna hos bättringssystem med Isotrol grund gjordes under oktober 2005 förbehandlingsprov med alternativ förbehandling, kolsyreisblästring (KSB) och övermålning av äldre nedbrutna färglager på målade stålkonstruktioner på Beckholmen vid Djurgården. Provobjekt var dels en

4 Utsk riven: äldre lyftkran, dels en stållådas baksida och gavel. Befintlig gammal målning innehöll zinkkromatgrundfärg och blymönja samt minst 3 olika lager täckfärger. Lyftkran Gavel Baksida Kolsyreblästring avlägsnade täckfärgskikt så att övermålning kunde ske direkt mot gammal befintlig blymönjegrundfärg och rostfläckar. På de kolsyreisblästrade ytorna applicerades olika typer av färgsystem lämpliga för underhållsmålning. Appliceringsprov gjordes även på gammal täckfärgsyta med rostfläckar som lättblästrades eller enbart stålborstades. Vissa appliceringar gjordes med mycket korta övermålningsintervall. Enligt Boverkets BSK 07 ska vidhäftningen vid dragprov för korrosivitetsklass C3 vara minst 2 MPa efter 2 års exponering för lufttorkande färger (enkomponentsfärg). 2. U t f ö r a n d e 2.1 Kolsyreblästring: Lyftkran före kolsyreblästring (2005). Närbild av området som kolsyreisblästrades Provyta efter kolsyreblästring. Det yttersta täckfärgslagret togs bort på provytan. Gavel efter kolsyreblästring. De yttre färg skikten togs delvis bort 4

5 Närbild av blästrad yta (gavel). Gammal svets efter blästring, färgkanter är avfasade genom kolsyreblästring. På baksida och gavel användes dessutom lätt kolsyreblästring där enbart täckfärgen rengjordes. 2.2 Stålborstning Stålborstning som enda förbehandling användes för att mattera gammal färgyta på lyftkran till höger om kolsyreisblästrat område och på ett område på baksidan. 2.3 Vidhäftning Vidhäftningen har kontrollerats , och efter fem år genom dragprov. 2.4 Färger och färgsystem Färger som användes Isotrol Grund Isotrol Aluminium Isoguard Pansar (IP) röd Isomastic (IM) aluminium Isodur (ID) vit Isotrol Finish (IF) gul Oldopox ZM (OP) grön Anm: I tabeller avsnitt 3 samt i bilagor används färgernas förkortning som anges ovan inom ( ) Färgsystem som provades Färgsystem som undersöktes visas i tabell 1 och 2. Tabell 1. Helt lufttorkande system: Första skikt Andra skikt Tredje skikt Isotrol grund Isoguard Pansar Isotrol grund Isoguard Pansar Isoguard Pansar Isotrol grund Isoguard Pansar Isotrol Finish Isotrol Aluminium

6 Utsk riven: Tabell 2. Hybridsystem (lufttorkande grundfärger/ kemiskt härdande 2 komponentfärger): Första skikt Andra skikt Tredje skikt Fjärde skikt Isotrol grund Isomastic Aluminium Isotrol grund Isomastic Aluminium Isodur Isotrol grund Oldopox grön Isotrol grund Oldopox grön Isodur vit Isotrol grund Isoguard röd Isomastic Aluminium Isotrol grund Isoguard röd Oldopox grön Isotrol grund Isoguard röd Isodur vit Isotrol grund Oldopox grön Isodur vit Isotrol grund Isoguard röd Isoguard röd Isomastic Aluminium Isotrol grund Isoguard röd Isoguard röd Oldopox grön Isotrol grund Isoguard röd Isoguard röd Isodur vit 3. A p p l i c e r i n g o c h r e s u l t a t 3.1 Provyta Lyftkran Provytor efter applicering och placering av vidhäftningsprov Förbehandlingsförsök Yttersta täckfärgen avlägsnades genom kolsyreisblästring. Ytan behandlades med Isotrol grund. Yttersta täckfärgen matterades genom stålborstning. Ytan behandlades med Isotrol grund. Första skikt Vidhäftning MPa Följande färgskikt Foto nr i Bilaga A nr IP röd IP röd 2x IP röd - 1A 8,0 - OP grön 2A 5,6 5,2 OP grön + ID vit 3A 6,2 > 13 ID vit 4A 8,2 8,8 OP grön + ID vit 5A 4,8 5,0 ID vit 6A 6,0 6,5 ID vit 7A 6,0 5,0 IM Al + ID vit 8A 2,0* 6,0 * Kombinationen 2x IP röd + IM Al har fördröjt den oxidativa torkningen av Isoguard Pansar (IP). Se även Bilaga A Lyftkran vidhäftningskontroll 6

7 3.2 Provyta Baksida Före förbehandling Efter lätt förbehandling med kolsyreisblästring och behandling med Isotrol grund Förbehandlingsförsök Följande färgskikt A. Lätt kolsyreisblästring (utan Isotrol grund) B. Lätt kolsyreisblästring och Isotrol III Stålborstning med Isotrol IV a Stålborstning med Isotrol Vidhäftningskontroll MPa Foto nr Bilaga B ID vit 1 3,8 - OP grön ID vit 2 5,0 - OP grön - 3 3,8 IP röd IM Al OP grön ID vit 5,8 - ID vit ,8-2x ID vit 4, ,4 - OP grön ID vit 6 4,4 5,0 - OP grön - 7 IM Al - 2x ID vit x OP grön 11 IM Al ,4 IV b Stålborstning IP röd ,0 utan Isotrol grund IP röd - IF gul 10 4,3 Se även Bilaga B Baksida vidhäftningskontroll

8 Utsk riven: Provyta Gavel 7 a 7 b a 7 b (b) 3 5 a.8 c 8 b 8 a 6 Provytor 200x200 mm med lätt kolsyreisblästring Provytor efter applicering ( ) Gavel efter applicering av färger Gavel efter vidhäftningskontroll 2010 Vidhäftningskontroll 2010 (3,8 MPa) Vidhäftningskontroll 2010 (4,9 MPa) Vidhäftningskontroll 2010 (4,1 MPa) Vidhäftningskontroll 2010 (3,8 MPa) 8

9 Förbehandling Applicering Vidhäftningskontroll MPa / Foto nr Bilaga C Lätt kolsyreisblästring Isotrol Grund IM Al ,6 Isotrol Grund IM Al ID vit 1, 2, 14, 15, 21, ,8/5,0 3,7/3,7/4,0 Isotrol Grund - ID vit 3, 16, 25-26, 27 3,8 3,8/4,0 Isotrol Grund OP grön ,1 Isotrol Grund OP grön ID vit 5, 17, 30, 31 3,8 4,8/5,4 - OP grön ID vit 6, 19, 33 4,4 Isotrol Al ,8 Isotrol Al - ID vit 4, 18, 29 5,8 4,9 Se även Bilaga C Gavel vidhäftningskontroll 4. R e s u l t a t o c h s l u t s a t s e r Efter fem år fanns ingen rost synlig på de ytor som övermålats. Vidhäftningen i de gamla färgskikten var före förbehandling c:a 3 MPa. Vid vidhäftningskontroll fem år efter övermålningen skedde inget brott inom de nya färgskikten utan brott enbart skedde i övermålad rost och i gamla övermålade färglager. Vidhäftningen i underliggande färglager fem år efter övermålningen var som lägst 3,7 MPa, utom för kombinationen Isotrol grund och Isomastic. Låg mekanisk styrka och vidhäftning för Isomastic kan förklaras av att Isomastic innehåller epoxibindemedel som bryts ner med tiden om den används som sista strykning. De korta övermålningsintervall som användes på lyftkranen kan ge rynkning i applicerade färglager (fotografier 1A-4A bilaga A) och fördröjer den oxidativa lufttorkningen av de lufttorkande färglagren. Tilläckligt bra vidhäftning och hållfasthet vid dragprovning uppmättes i dessa fall efter 5 år. De färglagrens styrka ökade med tiden markant i dessa fall. Styrkan inom nya färglager var minst 5-6 MPa. Resultaten visar att varken kolsyreblästringen eller applicering av de provade färgsystemen har skadat kvarlämnad gammal målning. Kolsyreisblästring kan därför användas för att avlägsna täckfärgsskikt och lämna underliggande gammal målning intakt. Kolsyreisblästring kan användas för att fasa av färgkanter vilket generellt minskar risken för färgresning vid övermålning. Både helt lufttorkande färgsystem och hybridsystem med tvåkomponentfärg ger tillräckligt bra vidhäftning till gammal målning.

10 Bilaga A Vidhäftningskontroll Vidhäftningskontroll Lyftkran Prov nr MPa Kommentarer brottyta Brottyta Dragkuts (spegelvänd mot brottyta) 1A 8,0 Brott mellan pansar och blymönja 2A 5,6 Brott i rynkig Pansar 3A 6,2 Brott i rynkig Pansar 4A 8,2 Brott i Pansar 5A 4,8 Brott mellan original täckfärg

11 Prov nr MPa Kommentarer brottyta Brottyta Dragkuts (spegelvända) 6A 6,0 Brott i gammal 7A 6,0 Mellan mönja gammal täckfärg 8A 2,0 50 % i täckfärg 50 % i rynkig Pansar(2x)

12 Vidhäftningskontroll Baksida 2007 Prov nr. Bilaga B Vidhäftningskontroll Fotografier efter dragprov 1B 2B Dragprov 1 Dragprov 2 3B 4B Dragprov 3 Dragprov 4 5B 6B Dragprov 5 Dragprov 6 7B 8B Dragprov 7 Dragprov 8 9BB 10B Dragprov 9 Dragprov 10

13 Vidhäftningskontroll Gavel 2006 Prov nr Brott MPa Kommentar brottyta Brottyta Bilaga C Vidhäftningskontroll Dragkuts (spegelvänd) 1C 3,8 Mellan zinkkromat och grå tf 2C 5,0 I rost och valshud 3C 3,8 Delvis mellan Zn-kromat och grå tf 4C 5,8 40 % Znkromat/tf 40% i rost/valshud 20 % mönja/tf 5C 3,8 80 % mellan Zn-kromat/ grå tf 6C 4,4 40 % i rost/valshud

14 Utsk riven: Vidhäftningskontroll Gavel 2007 Prov nr Fotografier efter dragprov 14C 15C Dragprov nr 14 Dragprov nr 15 16C 17C Dragprov nr 16 Dragprov nr17 18C 19C Dragprov nr 18 Dragprov nr 19 2