Gary W. Dallin, P. ing. I pannelli in acciaio metallizzato preverniciato per l'edilizia vengono utilizzati con successo da molti anni. Un'indicazione della sua popolarità è l'uso diffuso di tetti in acciaio preverniciato in Canada e nel mondo.
I tetti metallici durano da due a tre volte di più di quelli non metallici. 1 Gli edifici metallici costituiscono quasi la metà di tutti gli edifici bassi non residenziali del Nord America e una percentuale significativa di questi edifici è dotata di pannelli in acciaio preverniciato e rivestito in metallo per tetti e pareti.
Le specifiche corrette del sistema di rivestimento (ovvero pretrattamento, primer e rivestimento finale) possono garantire una durata di servizio dei tetti in acciaio verniciato e delle pareti rivestite in metallo superiore a 20 anni in molte applicazioni. Per ottenere una durata di servizio così lunga, i produttori e i costruttori di lamiere di acciaio rivestite colorate devono considerare i seguenti problemi correlati:
Questioni ambientali Uno dei primi fattori da considerare quando si sceglie un prodotto in acciaio rivestito di metallo preverniciato è l'ambiente in cui verrà utilizzato. 2 L'ambiente comprende il clima generale e le influenze locali dell'area.
La latitudine del luogo determina la quantità e l'intensità delle radiazioni UV a cui è esposto il prodotto, il numero di ore di sole all'anno e l'angolo di esposizione dei pannelli preverniciati. Chiaramente, i tetti ad angolo basso (cioè piani) degli edifici situati nelle regioni desertiche a bassa latitudine richiedono primer e sistemi di finitura resistenti ai raggi UV per evitare scolorimento prematuro, sfarinamento e fessurazioni. D'altro canto, le radiazioni UV danneggiano molto meno il rivestimento verticale delle pareti degli edifici situati ad alte latitudini con clima nuvoloso.
Il periodo umido è il periodo durante il quale il rivestimento del tetto e delle pareti diventa umido a causa della pioggia, dell'elevata umidità, della nebbia e della condensa. I sistemi di verniciatura non sono protetti dall'umidità. Se lasciata bagnata abbastanza a lungo, l'umidità raggiungerà eventualmente il substrato sotto qualsiasi rivestimento e inizierà a corrodersi. La quantità di inquinanti chimici come anidride solforosa e cloruri presenti nell'atmosfera determina la velocità di corrosione.
Le influenze locali o microclimatiche che dovrebbero essere prese in considerazione includono la direzione del vento, la deposizione di inquinanti da parte delle industrie e l’ambiente marino.
Quando si sceglie un sistema di rivestimento, è necessario tenere conto della direzione prevalente del vento. È necessario prestare attenzione se l'edificio si trova sottovento rispetto a una fonte di contaminazione chimica. I gas di scarico gassosi e solidi possono avere gravi effetti sui sistemi di verniciatura. Entro 5 chilometri (3,1 miglia) dalle aree industriali pesanti, la corrosività può variare da moderata a grave, a seconda della direzione del vento e delle condizioni meteorologiche locali. Oltre questa distanza l'impatto legato all'impatto inquinante dell'impianto è solitamente ridotto.
Se gli edifici dipinti sono vicini alla costa, l’impatto dell’acqua salata può essere grave. Fino a 300 m (984 piedi) dalla costa può essere critico, mentre effetti significativi possono essere avvertiti fino a 5 km nell’entroterra e anche oltre, a seconda dei venti offshore. La costa atlantica del Canada è un’area in cui potrebbero verificarsi tali forzanti climatici.
Se la corrosività del cantiere proposto non è evidente, può essere utile condurre un sopralluogo locale. I dati provenienti dalle stazioni di monitoraggio ambientale sono utili in quanto forniscono informazioni su precipitazioni, umidità e temperatura. Ispezionare le superfici protette, esposte e non pulite per rilevare l'eventuale presenza di particolato proveniente dall'industria, strade e sale marino. È necessario verificare le prestazioni delle strutture vicine: se i materiali da costruzione come recinzioni zincate e rivestimenti zincati o preverniciati, tetti, grondaie e scossaline sono in buone condizioni dopo 10-15 anni, l'ambiente potrebbe non essere corrosivo. Se la struttura diventa problematica dopo solo pochi anni, è saggio prestare attenzione.
I fornitori di vernici hanno la conoscenza e l'esperienza per consigliare sistemi di verniciatura per applicazioni specifiche.
Raccomandazioni per i pannelli rivestiti in metallo Lo spessore del rivestimento metallico sotto la vernice ha un impatto significativo sulla durata dei pannelli preverniciati in situ, soprattutto nel caso di pannelli zincati. Più spesso è il rivestimento metallico, minore è il tasso di corrosione sottosquadro su bordi tagliati, graffi o qualsiasi altra area in cui l'integrità della verniciatura è compromessa.
Corrosione per taglio di rivestimenti metallici in cui sono presenti tagli o danni alla vernice e dove sono esposti zinco o leghe a base di zinco. Man mano che il rivestimento viene consumato dalle reazioni corrosive, la vernice perde la sua adesione e si sfalda o si sfalda dalla superficie. Quanto più spesso è il rivestimento metallico, tanto più lenta sarà la velocità di sottosquadro e la velocità di taglio trasversale.
Nel caso della zincatura, l'importanza dello spessore del rivestimento di zinco, soprattutto per i tetti, è uno dei motivi per cui molti produttori di lamiere zincate raccomandano le specifiche standard ASTM A653 per la lamiera di acciaio zincato a caldo (zincato) o in lega di zinco-ferro. processo di immersione (ricotto zincato), peso del rivestimento (ovvero massa) designazione G90 (ovvero 0,90 oz/sqft) Z275 (ovvero 275 g/m2) adatto per la maggior parte delle applicazioni zincate preverniciate. Per i prerivestimenti al 55% di AlZn, il problema dello spessore diventa più difficile per una serie di ragioni. ASTM A792/A792M, Specifiche standard per lamiera di acciaio, rivestimento in lega di alluminio-zinco per immersione a caldo al 55% Peso (ovvero massa) Designazione AZ50 (AZM150) è generalmente il rivestimento consigliato poiché ha dimostrato di essere adatto per lavori a lungo termine.
Un aspetto da tenere presente è che le operazioni di rivestimento a rullo generalmente non possono utilizzare fogli rivestiti di metallo che siano stati passivati con prodotti chimici a base di cromo. Queste sostanze chimiche possono contaminare i detergenti e le soluzioni di pretrattamento per le linee verniciate, pertanto sono più comunemente utilizzate le tavole non passivate. 3
A causa della sua natura dura e fragile, il Trattamento Galvanizzato (GA) non viene utilizzato nella produzione di lamiere di acciaio preverniciate. Il legame tra la vernice e questo rivestimento in lega di zinco-ferro è più forte del legame tra il rivestimento e l'acciaio. Durante lo stampaggio o l'impatto, GA si spezzerà e si delaminerà sotto la vernice, provocando il distacco di entrambi gli strati.
Considerazioni sul sistema di verniciatura Ovviamente, uno degli aspetti più importanti per garantire buone prestazioni è la vernice utilizzata per il lavoro. Ad esempio, nelle aree che ricevono molta luce solare e un'intensa esposizione ai raggi UV, è importante scegliere una finitura resistente allo sbiadimento, mentre nelle aree con elevata umidità, il pretrattamento e la finitura sono progettati per impedire l'ingresso di umidità. (I problemi relativi ai sistemi di rivestimento specifici per l'applicazione sono molti e complessi e vanno oltre lo scopo di questo articolo.)
La resistenza alla corrosione dell'acciaio zincato verniciato è fortemente influenzata dalla stabilità chimica e fisica dell'interfaccia tra la superficie di zinco e il rivestimento organico. Fino a poco tempo fa, la zincatura utilizzava trattamenti chimici con ossidi misti per fornire un legame interfacciale. Questi materiali vengono sempre più sostituiti da rivestimenti in fosfato di zinco più spessi e resistenti alla corrosione, che sono più resistenti alla corrosione sotto la pellicola. Il fosfato di zinco è particolarmente efficace in ambienti marini e in condizioni di umidità prolungata.
ASTM A755/A755M, un documento che fornisce una panoramica generale dei rivestimenti disponibili per prodotti in lamiera di acciaio rivestiti in metallo, è chiamato "Lamiera di acciaio, metallo rivestito a caldo" e prerivestito mediante coil-coating per prodotti da costruzione soggetti all'influenza di l'ambiente esterno.
Considerazioni sul processo per il rivestimento di rulli preverniciati Una variabile importante che influisce sulla durata di un prodotto preverniciato in situ è la fabbricazione del foglio preverniciato. Il processo di rivestimento dei rulli preverniciati può influire in modo significativo sulle prestazioni. Ad esempio, una buona adesione della vernice è importante per prevenire la scrostatura o la formazione di bolle sulla vernice sul campo. Una buona adesione richiede tecniche di manipolazione del rivestimento a rullo ben controllate. Il processo di verniciatura dei rulli influisce sulla durata di servizio sul campo. Problemi trattati:
I produttori di rivestimenti in rullo che producono lastre preverniciate per l'edilizia dispongono di sistemi di qualità consolidati che garantiscono che questi problemi siano adeguatamente controllati. 4
Caratteristiche di profilatura e progettazione dei pannelli L'importanza della progettazione dei pannelli, in particolare del raggio di curvatura lungo la nervatura di formatura, è un altro aspetto importante. Come accennato in precedenza, la corrosione dello zinco si verifica laddove il film di vernice è stato danneggiato. Se il pannello è progettato con un raggio di curvatura piccolo, saranno sempre presenti delle crepe nella verniciatura. Queste crepe sono spesso piccole e spesso chiamate “microfessure”. Tuttavia, il rivestimento metallico è esposto e vi è la possibilità di un aumento della velocità di corrosione lungo il raggio di curvatura del pannello laminato.
La possibilità che si formino microfessure nelle curve non significa che le sezioni profonde siano impossibili: i progettisti devono prevedere il raggio di curvatura più ampio possibile per accogliere queste sezioni.
Oltre all'importanza della progettazione della macchina per profilatura e dei pannelli, anche il funzionamento della macchina per profilatura influisce sulla produttività sul campo. Ad esempio, la posizione del set di rulli influisce sul raggio di curvatura effettivo. Se l'allineamento non viene eseguito correttamente, le pieghe possono creare piegamenti netti in corrispondenza delle piegature del profilo invece di raggi di piega lisci e uniformi. Queste curve “strette” possono portare a microfessure più gravi. È anche importante che i rulli accoppiati non graffino la vernice, poiché ciò ridurrà la capacità della vernice di adattarsi all'operazione di piegatura. L'ammortizzazione è un altro problema correlato che deve essere identificato durante la profilazione. Il modo usuale per consentire il ritorno elastico è “piegare” il pannello. Ciò è necessario, ma una flessione eccessiva durante l'operazione di profilatura provoca più microfessurazioni. Allo stesso modo, le procedure di controllo qualità dei produttori di pannelli per l'edilizia sono progettate per affrontare questi problemi.
Una condizione nota come “lattine dell’olio” o “tasche” a volte si verifica quando si laminano pannelli di acciaio preverniciato. Particolarmente sensibili sono i profili dei pannelli con pareti larghe o sezioni piatte (ad es. profili per edifici). Questa situazione crea un aspetto ondulato inaccettabile durante l'installazione dei pannelli su tetti e pareti. I contenitori dell'olio possono essere causati da diverse cause, tra cui la scarsa planarità del foglio in entrata, il funzionamento della pressa a rulli e i metodi di montaggio, e possono anche essere il risultato della deformazione del foglio durante la formatura poiché vengono generate sollecitazioni di compressione nella direzione longitudinale del foglio. foglio. pannello. 5 Questa deformazione elastica si verifica perché l'acciaio ha un allungamento del carico di snervamento (YPE) basso o nullo, la deformazione stick-slip che si verifica quando l'acciaio viene allungato.
Durante la laminazione il foglio tenta di assottigliarsi in direzione dello spessore e di restringersi in direzione longitudinale nella zona del nastro. Negli acciai a basso YPE, la zona indeformata adiacente alla piega è protetta dal ritiro longitudinale ed è in compressione. Quando la sollecitazione di compressione supera la sollecitazione di instabilità elastica limite, nella regione della parete si verificano onde a tasca.
Gli acciai ad alto YPE migliorano la deformabilità perché viene utilizzata una maggiore sollecitazione per l'assottigliamento locale concentrato sulla flessione, con conseguente minore trasferimento di sollecitazione nella direzione longitudinale. Pertanto, viene utilizzato il fenomeno della fluidità discontinua (locale). Pertanto, l'acciaio preverniciato con YPE superiore al 4% può essere laminato in modo soddisfacente nei profili architettonici. I materiali YPE inferiori possono essere laminati senza serbatoi dell'olio, a seconda delle impostazioni del laminatoio, dello spessore dell'acciaio e del profilo del pannello.
La pesantezza del serbatoio dell'olio diminuisce man mano che vengono utilizzati più montanti per formare il profilo, lo spessore dell'acciaio aumenta, i raggi di curvatura aumentano e la larghezza della parete diminuisce. Se YPE è superiore al 6%, durante la laminazione potrebbero verificarsi sgorbie (ovvero deformazione localizzata significativa). Un adeguato addestramento della pelle durante la produzione lo controllerà. I produttori di acciaio dovrebbero esserne consapevoli quando forniscono pannelli preverniciati per l'edilizia, in modo che il processo di produzione possa essere utilizzato per produrre YPE entro limiti accettabili.
Considerazioni sullo stoccaggio e sulla movimentazione Probabilmente il problema più importante relativo allo stoccaggio in cantiere è mantenere i pannelli asciutti finché non vengono installati nell'edificio. Se si consente all'umidità di infiltrarsi tra i pannelli adiacenti a causa della pioggia o della condensa e successivamente le superfici dei pannelli non possono asciugarsi rapidamente, possono verificarsi cose indesiderate. L'adesione della vernice potrebbe deteriorarsi provocando la formazione di piccole sacche d'aria tra la vernice e il rivestimento di zinco prima che il pannello venga messo in servizio. Inutile dire che questo comportamento può accelerare la perdita di adesione della vernice durante il servizio.
Talvolta la presenza di umidità tra i pannelli in cantiere può portare alla formazione di ruggine bianca sui pannelli (cioè corrosione del rivestimento di zinco). Ciò non solo è esteticamente indesiderabile, ma può rendere il pannello inutilizzabile.
Le risme di carta sul posto di lavoro dovrebbero essere avvolte nella carta se non possono essere conservate all'interno. La carta deve essere applicata in modo tale che non si accumuli acqua nella balla. Come minimo, il pacco dovrebbe essere coperto con un telo. Il fondo è lasciato aperto in modo che l'acqua possa defluire liberamente; inoltre, garantisce il libero flusso d'aria al pacco di asciugatura in caso di condensa. 6
Considerazioni sulla progettazione architettonica La corrosione è fortemente influenzata dal tempo umido. Pertanto, una delle regole di progettazione più importanti è garantire che tutta l’acqua piovana e lo scioglimento della neve possano defluire dall’edificio. L'acqua non deve accumularsi e venire a contatto con gli edifici.
I tetti leggermente inclinati sono i più suscettibili alla corrosione poiché sono esposti a livelli elevati di radiazioni UV, piogge acide, particolato e sostanze chimiche portate dal vento: è necessario fare ogni sforzo per evitare l’accumulo di acqua nei soffitti, nella ventilazione, nelle apparecchiature di condizionamento dell’aria e nei passaggi pedonali.
Il ristagno d'acqua del bordo dello sfioratore dipende dalla pendenza del tetto: maggiore è la pendenza, migliori sono le proprietà corrosive del gocciolatoio. Inoltre, metalli diversi come acciaio, alluminio, rame e piombo devono essere isolati elettricamente per prevenire la corrosione galvanica e i percorsi di drenaggio devono essere progettati per impedire all'acqua di fluire da un materiale all'altro. Considera l'utilizzo di un colore più chiaro sul tetto per ridurre i danni UV.
Inoltre, la vita del pannello può essere ridotta in quelle zone dell'edificio dove c'è molta neve sul tetto e la neve rimane sul tetto per un lungo periodo di tempo. Se l'edificio è progettato in modo che lo spazio sotto le lastre del tetto sia caldo, la neve accanto alle lastre può sciogliersi per tutto l'inverno. Questa fusione lenta e continuata determina un contatto permanente con l'acqua (cioè una bagnatura prolungata) del pannello verniciato.
Come accennato in precedenza, l'acqua col tempo penetrerà attraverso la pellicola di vernice e la corrosione sarà grave, con conseguente durata del tetto insolitamente breve. Se il tetto interno è isolato e la parte inferiore delle tegole rimane fredda, la neve a contatto con la superficie esterna non si scioglie in modo permanente e si evitano la formazione di bolle sulla vernice e la corrosione dello zinco associata a lunghi periodi di umidità. Ricordare inoltre che quanto più spesso è il sistema di verniciatura, tanto più tempo sarà necessario prima che l'umidità penetri nel supporto.
Pareti Le pareti laterali verticali sono meno esposte alle intemperie e meno danneggiate rispetto al resto dell'edificio, ad eccezione delle superfici protette. Inoltre, i rivestimenti situati in aree protette come rilievi murari e sporgenze sono meno esposti alla luce solare e alla pioggia. In questi luoghi, la corrosione è rafforzata dal fatto che gli inquinanti non vengono lavati via dalla pioggia e dalla condensa, e inoltre non si seccano a causa della mancanza di luce solare diretta. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alle esposizioni protette in ambienti industriali o marini o in prossimità delle principali autostrade.
Le sezioni orizzontali del rivestimento della parete devono avere una pendenza sufficiente per evitare l'accumulo di acqua e sporco – questo è particolarmente importante in caso di riflussi del seminterrato, poiché una pendenza insufficiente può causare la corrosione della stessa e del rivestimento sopra di essa.
Come i tetti, metalli diversi come acciaio, alluminio, rame e piombo devono essere isolati elettricamente per prevenire la corrosione galvanica. Inoltre, nelle aree con forte accumulo di neve, la corrosione può essere un problema di rivestimento laterale: se possibile, l'area vicino all'edificio dovrebbe essere sgombrata dalla neve o dovrebbe essere installato un buon isolamento per prevenire lo scioglimento permanente della neve sull'edificio. superficie del pannello.
L'isolamento non deve bagnarsi e, in tal caso, non permettere mai che entri in contatto con i pannelli preverniciati: se l'isolamento si bagna, non si asciugherà rapidamente (se non del tutto), lasciando i pannelli esposti a un'esposizione prolungata a umidità – - Questa condizione porterà a guasti accelerati. Ad esempio, quando l'isolamento nella parte inferiore del pannello della parete laterale si bagna a causa dell'ingresso di acqua sul fondo, sembra preferibile un progetto con i pannelli sovrapposti al fondo piuttosto che avere il fondo del pannello installato direttamente sopra il pannello. metter il fondo a. Ridurre al minimo la possibilità che si verifichi questo problema.
I pannelli preverniciati rivestiti con un rivestimento in lega di alluminio-zinco al 55% non devono entrare in contatto diretto con il calcestruzzo bagnato: l'elevata alcalinità del calcestruzzo può corrodere l'alluminio, causando il distacco del rivestimento. 7 Se l'applicazione prevede l'utilizzo di elementi di fissaggio che penetrano nel pannello, questi devono essere selezionati in modo che la loro durata corrisponda a quella del pannello verniciato. Oggi ci sono alcune viti/elementi di fissaggio con un rivestimento organico sulla testa per resistere alla corrosione e sono disponibili in una varietà di colori per abbinarsi al rivestimento del tetto/parete.
CONSIDERAZIONI SULL'INSTALLAZIONE Le due questioni più importanti associate all'installazione sul campo, soprattutto quando si tratta di un tetto, possono essere il modo in cui i pannelli si muovono sul tetto e l'influenza delle scarpe e degli strumenti dei lavoratori. Se durante il taglio si formano delle bave sui bordi dei pannelli, il film di vernice potrebbe rigare il rivestimento di zinco poiché i pannelli scivolano l'uno contro l'altro. Come accennato in precedenza, laddove l'integrità della vernice è compromessa, il rivestimento metallico inizierà a corrodersi più velocemente, il che incide negativamente sulla durata del pannello preverniciato. Allo stesso modo, le scarpe da lavoro possono causare graffi simili. È importante che le scarpe o gli stivali non permettano l'ingresso di piccole pietre o punte di acciaio nella suola.
Piccoli fori e/o tacche (“scheggiature”) si formano spesso durante l'assemblaggio, il fissaggio e la finitura: ricorda, questi contengono acciaio. Una volta terminato il lavoro, o anche prima, l'acciaio può corrodersi e lasciare una brutta macchia di ruggine, soprattutto se il colore della vernice è più chiaro. In molti casi, questo scolorimento è considerato l'effettivo degrado prematuro dei pannelli preverniciati e, a parte le considerazioni estetiche, i proprietari dell'edificio devono essere sicuri che l'edificio non crollerà prematuramente. Tutti i trucioli dal tetto devono essere rimossi immediatamente.
Se l'installazione prevede un tetto a falda bassa, è possibile che si accumuli acqua. Sebbene la progettazione della pendenza possa essere sufficiente a consentire il libero drenaggio, potrebbero esserci problemi locali che causano acqua stagnante. Piccole ammaccature lasciate dai lavoratori, ad esempio camminando o posizionando strumenti, possono lasciare aree che non possono drenare liberamente. Se non è consentito un drenaggio libero, l'acqua stagnante può causare la formazione di vesciche sulla vernice, che può quindi causare il distacco della vernice in ampie aree, che può quindi portare a una corrosione più grave del metallo sotto la vernice. L'assestamento dell'edificio dopo la costruzione può portare ad un drenaggio inadeguato del tetto.
Considerazioni sulla manutenzione La semplice manutenzione dei pannelli verniciati sugli edifici comprende il risciacquo occasionale con acqua. Per installazioni in cui i pannelli sono esposti alla pioggia (es. tetti), questo normalmente non è necessario. Tuttavia, nelle aree esposte protette come gli intradossi e le aree delle pareti sotto la grondaia, la pulizia ogni sei mesi è utile per rimuovere sali e detriti corrosivi dalle superfici dei pannelli.
Si consiglia di effettuare l'eventuale pulizia effettuando una prima “pulizia di prova” di una piccola zona della superficie in un luogo non troppo aperto per ottenere risultati certi e soddisfacenti.
Inoltre, quando si utilizza su un tetto, è importante rimuovere i detriti sciolti come foglie, sporco o residui di costruzione (ad esempio polvere o altri detriti attorno alle prese d'aria del tetto). Sebbene questi residui non contengano sostanze chimiche aggressive, impediranno la rapida asciugatura, fondamentale per un tetto che duri a lungo.
Inoltre, non utilizzare pale metalliche per rimuovere la neve dai tetti. Ciò può causare gravi graffi sulla vernice.
I pannelli in acciaio rivestito in metallo preverniciato per edifici sono progettati per anni di servizio senza problemi. Tuttavia, nel tempo, l'aspetto di tutti gli strati di vernice cambierà, fino al punto in cui sarà necessaria la riverniciatura. 8
Conclusione Le lamiere di acciaio zincato preverniciato vengono utilizzate con successo da decenni per i rivestimenti degli edifici (tetti e pareti) in vari climi. Un funzionamento lungo e senza problemi può essere ottenuto attraverso la giusta scelta del sistema di verniciatura, un'attenta progettazione della struttura e una manutenzione regolare.
Orario di pubblicazione: 05-giu-2023