I N S T I T U TF E U E R V E R Z I N K E N

Mit „Verbände-Richtlinie Duplex-Systeme“

INSTITUT FEUERVERZINKEN GMBH

Das Institut Feuerverzinken GmbH ist die Serviceorganisation desIndustrieverbandes Feuerverzinken e. V. Zu seinen Aufgaben gehört u. a. die firmenneutrale, sach- und fachkundige sowie problemlösungs-bezogene Beratung von Anwendern.

Eine breite Palette an Informationen und Informationsmöglichkeitensteht interessierten Anwendern zur Verfügung. Individuelle, projekt -bezogene Beratung kann über eine Infohotline sowie vor Ort über dieFachingenieure der drei Regionalbüros erfolgen.

Zusätzlich hält das Institut Feuerverzinken GmbH ein breites Spektruman Publikationen für fast jeden Zweck bereit. Die Arbeitsblätter Feuerver zinken gehören zu den Standardwerkenund geben Antwort auf alle technischen und konstruktiven Fragen. Die vierteljährlich erscheinende Fachzeitschrift Feuerverzinken informiertüber Innovationen rund um das Feuerverzinken und schwerpunktmäßigüber Anwendungen im Bauwesen.Der Deutsche Verzinkerpreis prämiert herausragende Anwendungs -beispiele der Architektur und Metallgestaltung und wird in ungeradenJahren vergeben.Vortragsveranstaltungen, z. B. bei Universitäten, Kammern, Innungenund Schulen, konzentrieren sich zumeist auf konstruktive bzw. korrosions-schutzplanerische Aspekte.

Auf Messen und Ausstel lungen präsentiert die Feuerverzinkungsindustrieihre Leistungs- und Anwendungsvielfalt.

Die Internet-Präsentation (www.feuerverzinken.com) bietet nebenaktuellen Informationen und generellen Fachinformationen u. a. dieArbeitsblätter Feuerver zinken online sowie eine Online-Version derZeitschrift Feuerverzinken und wird schrittweise zu einem umfassendenWissenspool ausgebaut.

Im Rahmen der Pressearbeit informiert das Institut Feuerverzinken GmbHdie Fach-, Tages- und Wirtschaftsmedien über die Feuerverzinkungsbranchesowie über das Verfahren und seine Anwendungen.

Impressum

„Korrosionsschutz durch Duplex-Systeme (Feuerverzinken + Beschichten)“

Herausgeber:Institut Feuerverzinken GmbH,Graf-Recke-Straße 82, 40239 Düsseldorf

Ein Nachdruck dieser Veröffent -lichung ist – auch auszugs weise –nur mit schriftlicher Genehmigungdes Herausgebers und mit Quel-lenangabe gestattet. Die zugrundeliegenden Informationen wurdenmit größter Sorgfalt recherchiertund redaktionell be arbeitet. EineHaftung ist jedoch ausgeschlossen.

Umschlagbilder:Das Titelbild zeigt einen Teil desGartencenters Mühlenweg in Biele-feld, das Bild auf der Rückseite dasParkhaus „Rattenfänger-Rondell“in Hameln. Bei beiden Objektenkam duplexbeschichteter Stahl zumEinsatz.

2

Duplexbeschichtetes

Dachtragwerk einer

Sporthalle

Inhalt

Teil 1:

1 Stahl als Werkstoff 42 Korrosionsschutz-

verfahren 52.1 Metallische Überzüge 52.2 Beschichtungen 63 Duplex-Systeme als

Korrosionsschutz 83.1 Definition und

Anwendungsbereich 83.2 Normen 83.3 Wirkungsweise von

Duplex-Systemen 93.4 Korrosivität und

Anwendung von Duplex-Systemen 9

3.5 Aufbau und Eigenschaften von Duplex-Systemen 11

3.6 Korrosionsschutz-planung und Schutzdauer von Duplex-Systemen 12

4 Richtlinie der Verbände zu Duplex-Systemen 13

5 Literatur 136 Anwendungsbeispiele 14

3

Teil 2: Verbände-Richtlinie „Duplex-Systeme“

Vorwort 151 Anwendungsbereich 162 Normen 163 Begriffe/Definitionen 164 Anwendungsbereich und Zweck von Duplex-Systemen 175 Aufbau und Eigenschaft von Duplex-Systemen 175.1 Allgemeines 175.2 Feuerverzinkung 175.2.1 Dicke von Zinküberzügen 185.2.2 Eigenschaften von Zinküberzügen 185.2.3 Anforderungen gemäß DIN EN ISO 1461 185.3 Beschichtungsstoffe/Beschichtungen für Duplex-Systeme 195.3.1 Allgemeine Hinweise: Flüssig- und Pulver-Beschichtungsstoffe 195.3.2 Spezielle Hinweise für Flüssig-Beschichtungsstoffe 206 Haftfestigkeit der Beschichtung auf der Feuerverzinkung 217 Beschaffenheit und Vorbereitung/Vorbehandlung

von Zinkoberflächen 227.1 Oberfläche von unbewitterter Verzinkung 227.2 Oberfläche von bewitterter Feuerverzinkung 227.3 Verfahren der Oberflächenvorbereitung/-vorbehandlung

von stückverzinkten Stahlbauteilen 228 Prüfverfahren für Beschichtungen 248.1 Allgemeines 248.2 Grundprüfungen/Prüfungen im Labor 249 Beispiele für Beschichtungssysteme in der Praxis 2410 Anwendung von Duplex-System

nach DIN EN ISO 12944-5 im Stahlbau 2510.1 Applikation 2510.2 Beschichtung im Werk 2511 Besondere Hinweise 2511.1 Bestimmung der Trockenschichtdicke 2511.2 Kontrollflächen 2711.3 Korrosionsschutzgerechte Gestaltung 2711.4 Vertragliche Vereinbarungen 2712 Literatur 27

Duplexbeschichtete Entlüftungsanlage der Düsseldorfer Kanalisation

1 Stahl als Werkstoff

Stahl ist der bedeutendste metal-lische Werkstoff. Sein Anwendungs-spektrum ist nahezu unbegrenzt.Im Baubereich übernimmt er viel-fältige Aufgaben: Als Konstruktions-werkstoff für Geschossbauten,Hallen, Brücken,Türme oder Mas-ten ist er ebenso ideal geeignetwie für Anwendungen z. B. alsTore, Geländer und Dächer.

Stahl eröffnet aufgrund seiner funk-tionalen und ästhetischen Stärkenkonstruktive Möglichkeiten, die mitanderen Werkstoffen nicht reali-sierbar wären. Stahl ist leicht mon-tier- und demontierbar und ein-fach zu recyceln. Zudem ist Stahläußerst wirtschaftlich, hoch belast-bar und sehr gut zu verarbeiten.Wie jeder Werkstoff unterliegtStahl korrosiven Belastungen. Stahlmuss deshalb vor Korrosion ge-schützt werden. Leistungsfähigeund dauerhafte Korrosionsschutz-systeme verhindern dauerhaft Kor-rosionsschäden und minimierenFolgekosten.

Die Möglichkeiten des Korrosions-schutzes sind vielfältig. Für denSchutz von Stahlbauten eignensich die Verfahren des passivenKorrosionsschutzes in besonderemMaße, speziell metallische Überzügeund organische Beschichtungen.

4

Duplexbeschichtetes

Terrassen-Thermal-

bad in Bad Colberg

2 Korrosionsschutzverfahren

2.1 Metallische Überzüge

Metallische Zinküberzüge könnenin verschiedener Weise auf Stahl-teile aufgebracht werden. Weit vordem elektrolytischen (galvanischen)Verzinken und dem thermischenSpritzen von Zink kommt denSchmelztauchverfahren eine her-ausragende Rolle zu. Stahl wirddabei durch Eintauchen in ge-schmolzenes Zink mit einem mas-siven metallischen Zinküberzug ver-sehen.

Das kontinuierliche Feuerverzinken(Bandverzinken) wird dabei über-wiegend für Feinblech eingesetztund findet als Blech-Halbzeug viel-fältige Anwendungen. Das diskon-tinuierliche Feuerverzinken, dasso genannte Stückverzinken, wirdfür gefertigte Stahlteile der unter-schiedlichsten Art und Größe ver-wendet. Hierbei entfallen auf dieStückverzinkung ca. 1,5 MillionenTonnen Stahl pro Jahr in Deutsch-land.

Feuerverzinken heißt, Stahl durchTauchen in ein Bad mit schmelz-flüssigem Zink an der Oberflächezu legieren und mit Zink zu über-ziehen. Voraussetzung hierfür isteine metallisch blanke Oberflächedes Verzinkungsgutes. Beim Stück-verzinken erreicht man dieseüblicherweise durch Beizen in ver-dünnter Mineralsäure mit an-schließender Flussmittelbehand-lung. Flussmittel sorgen beim Ein-tauchen in das Zinkbad für eineFeinreinigung und optimale Benet-zung der Oberfläche.

Beim Feuerverzinken, speziell beimStückverzinken, bilden sich auf derOberfläche Eisen-Zink-Legierungs-schichten. Beim Herausziehen derTeile aus dem Zinkbad legt sichauf diese Legierungsschichten eineReinzinkschicht entsprechend derBadzusammensetzung. Es entstehtein gleichmäßiger, porenfreier, festhaftender und verschleißfester Kor-rosionsschutz-Überzug, der auchmechanisch stark belastbar ist.

Die Dicke von Zinküberzügen wirdin μm (1 μm = 0,001 mm) ge-messen oder als flächenbezogeneMasse (Zinkauflage) in g/m2 Ober-fläche angegeben. Eine Überzugs-dicke von 100 μm z. B. entsprichteiner Zinkauflage von rund 720g/m2.

Verfahrensbedingt variiert die Dickedes Zinküberzuges; sie beträgtgrößenordnungsmäßig beim Stück-verzinken 50 μm bis ca. 150 μm.Zinküberzüge sind hart, abrieb-fest und korrosionsbeständig überJahrzehnte (Abb. 1).

5

80

60

40

20

45

55

70

85

1,5 3,0 6,0

Materialdicke in mm

Gussteile

∞

70

80

< 6 ≥ 6

Schi

chtd

icke

in μ

m

Stahlteile90

Abb. 1: Mindest-

schichtdicken des

Zinküberzuges nach

DIN EN ISO 1461

Feuerverzinktes Treppenhaus eines Parkhauses in Bad Kreuznach

mit duplexbeschichtetem rotem Gestaltungselement

2.2 Beschichtungen

Beschichtungsstoffe, im Volksmundauch einfach „Farbe“ genannt,bestehen aus Materialien unter-schiedlicher Bindemittel, die in derRegel in Lösemitteln und/oderWasser gelöst (Flüssigbeschichtun-gen) oder lösemittelfrei (Pulver-beschichtungen) aufgebracht wer-den. Beschichtungen werden nachverschiedenen Verfahren (u. a.Streichen, Rollen, Spritzen) appli-ziert. Sie härten zu einer festenBeschichtung aus, die auf demUntergrund haftet. Die verschie-denen Bindemittel werden zu-meist in mehreren Schichten(Grund- und Deckbeschichtun-gen) und in der Regel kombiniertaufgebracht. Die Dicke von Be-schichtungen hängt von der Anzahlder Schichten sowie der Stärkeder einzelnen Schichten ab undbewegt sich je nach Einsatzzweckin der Regel in Größenordnungenvon 80 bis 320 μm.

Typische Bindemittel für Stahlkon-struktionen im Baubereich sind:Alkydharze, Acrylharze, Epoxid-harze, Vinylchloridharze, Polyure-thanharze, Ethylsilikate sowie Pul-verbeschichtung mit Polyesterpul-ver bzw. Epoxidharz. Die verschie-denen Bindemittel unterscheidensich teilweise sehr stark hinsichtlichGlanz- und Farbhaltung, Abrieb-widerstand, Härte, Schlagfestigkeitund Dehnbarkeit sowie Beständig-keit gegenüber chemischen Ein-flüssen.

In Deutschland werden jährlich ca.47.000 Tonnen Beschichtungsstoffeim Bereich des Korrosionsschutzesverbraucht. Sie werden benötigt,um vielfältige Stahlbauwerke vorKorrosion zu schützen.

6

Restauriertes und

duplexbeschichtetes

Akroterion einer

Villa in Dresden –

Schmiede-Kunst-

handwerk von

Detelf Wächter

Sanierter Balkon an

einem denkmal-

geschützten Gebäude

in Leipzig

7

Zentraler Omnibus-

bahnhof in Emsdetten

Empfangsgebäude

Lufthansa-Basis,

Hamburg

Autobahntankstelle

Helmstedt-Süd

Schwebebahnhof

Pestalozzistraße

Wuppertal-Elberfeld

Bei allen Objekten

dieser Seite wurde

duplexbeschichteter

Stahl eingesetzt

3 Duplex-Systeme als Korrosionsschutz

3.1 Definition und Anwendungsbereich

Unter Duplex-Systemen verstehtman gemäß DIN EN ISO 12944-5ein „Korrosionsschutz-System, dasaus einer Verzinkung in Kombi -nation mit einer oder mehrerennachfolgenden Beschichtungen be -steht“. Beide Korrosionsschutz -systeme ergänzen sich in idealerWeise.

Duplex-Systeme sind aus vielenBereichen des Korrosionsschutzesvon Stahlbauten nicht mehr weg-zudenken, z. B. im Bauwesen, imStraßenverkehr, in der Energiever-sorgung. Als wesentliche Vorteilebeim Einsatz von Duplex-Systemensind zu nennen: • Lange Schutzdauer: Die Schutz-

dauer von Duplex-Systemen istim Regelfall deutlich länger alsdie Summe der jeweiligen Ein-

zelschutzdauer der beiden Sys-teme. Man spricht hier von einemSynergismus-Effekt. Der sicheinstellende Verlängerungsfaktorliegt je nach System zwischen1,2 und 2,5.

• Gestalterische Gründe: Im Ge -gensatz zum metallischen Zink-überzug mit silbrigem oder grau-em Aussehen ist es bei Duplex-Systemen möglich, die gesamtePalette der farblichen Gestaltungzu nutzen.

• Signalgebung/Tarnung: Bei man -chen Objekten ist eine farbigeKennzeichnung zur Warnungoder Identifikation erforderlich,unter Umständen kann mit Hilfevon geeigneten Beschichtungs-stoffen auch ein Tarneffekt er -zeugt werden.

• Zusätzliche Sicherheit: Wennz. B. Stahlteile nach der Montagenicht mehr zugänglich sind unddaher für Kontroll- und Instand-setzungsarbeiten am Korrosions-schutz nicht mehr erreichbarsind, stellen Duplex-Systeme eineoptimale Lösung dar.Der Einsatz von Duplex-Syste-men ist praktisch an keineBe grenzungen gebunden. DasDuplex-System kommt der For -derung nach dem Korrosions-schutz ab Werk entgegen. Hier-durch wird es möglich, sowohldie Feuerverzinkung als auch dieBeschichtungsarbeiten unter de -finierten und optimalen Bedin-gungen im Fachbetrieb durchzu-führen. Arbeiten auf Baustellenund Unwägbarkeiten durch Wit-terung und Temperatur stellendeshalb kein Problem dar. Belas-tungen der Umwelt durch Kor-rosionsschutzarbeiten vor Ortwerden ebenfalls minimiert.

3.2 Normen

Korrosionsschutzarbeiten werdennach den allgemein anerkanntenRegeln der Technik durchgeführtund sind in aktuellen Normen fest -gelegt.

Für das Verfahren der Stückverzin-kung ist dieses die DIN EN ISO1461 „Durch Feuerverzinken aufStahl aufgebrachte Zinküberzüge(Stückverzinken)“. Sie regelt alleAnforderungen an das Verfahrendes Stückverzinkens und an die soaufgebrachten Zinküberzüge.

Die DIN EN ISO 12944, Teil 5,„Korrosionsschutz von Stahlbau-ten durch Beschichtungssysteme“legt unter anderem fest, wieDuplex-Systeme geplant und aus-geführt werden sollen. Eine Kor-rosionsschutzplanung, die sich anden Anforderungen an die Stahl-konstruktion und der Korrosions-belastung vor Ort orientiert, stehtdabei im Vordergrund.

Seit April 2009 gilt die DIN55633 „Beschichtungsstoffe –Korrosionsschutz von Stahlbau-ten durch Pulver-Beschichtungs-systeme – Be wertung der Pulver-Beschichtungssysteme und Aus-führung der Beschichtung“.DIN 55633 regelt Pulver-Beschich-tungssysteme zum Zwecke desKorrosionsschutzes und beziehtsich auf Stahlbauten, die unverzinktoder feuerverzinkt nach DIN ENISO 1461 sind.

8Duplexbeschichtetes Dachtragewerk der

Solvis Nullemissionsfabrik, Braunschweig

Durch diesen gegenseitigen Wirk-effekt schützen sich Zinküberzugund Farbbeschichtung gegenseitig.Der so vorhandene Synergismus-Effekt bietet eine erheblich längereSchutzdauer, als es der Summe derEinzelschutzdauern beider System-partner entspricht.

3.3 Wirkungsweise von Duplex-Systemen

Die Wirkungsmechanismen vonDuplex-Systemen beruhen aufeinem gegenseitigen Schutz bei-der Partner. Der Zinküberzug wirddurch die darüber liegende Be-schichtung vor atmosphärischen undchemischen Einflüssen geschützt.Ein Abtrag des metallischen Zinkswird vermieden, der Zinküberzugbleibt lange Zeit in neuwertigemZustand unter der Beschichtungerhalten. Hierdurch „lebt“ der Zink-überzug länger (Abb. 2).

Beschädigungen an der Beschich-tung haben keine nachteiligen Aus-wirkungen zur Folge, da die hoheWiderstandsfähigkeit und Abrieb-festigkeit des darunter liegendenZinküberzuges auch hohen Belas-tungen standhält. Es können typi-sche Unterrostungen erst gar nichtentstehen, der Stahl bleibt auch anStellen, an denen die Beschichtungschadhaft ist, wirksam geschützt.

Im Schmelztauchverfahren aufge-brachte Zinküberzüge haben auchan kritischen Stellen eine ausrei-chende Dicke. Probleme mit derSchichtdicke in Hohlräumen undVertiefungen, an Ecken und Kantengibt es nicht. Ein mögliches Problemvon Beschichtungsstoffen in diesenBereichen wird durch die Eigen-schaften des Zinküberzuges wiederausgeglichen.

3.4 Korrosivität und Anwendung von Duplex-Systemen

Die korrosive Belastung am Stand-ort einer Stahlkonstruktion istentscheidend für die Auswahl desSchutzsystems. Die Fälle extremerKorrosionsbelastung, bei denenweder eine Farbbeschichtung nocheine Feuerverzinkung einen hinrei-chend langen Schutz bietet, sindeher selten geworden. Hier istder Einsatzbereich von Duplex-Systemen.

Bei Freibewitterung feuerverzink-ten Stahls haben im Wesent-lichen der Atmosphärentyp unddie örtlichen klimatischen Bedin-gungen Einfluss auf die Korrosions-geschwindigkeit. Der korrosiveEinfluss der Atmosphäre lässt sichmit Hilfe von Messungen sehr exaktermitteln. Kennzeichnend für dieKorrosivität der Atmosphäre ist inerster Linie die Schwefeldioxid-Konzentration der Luft.

Abb. 2:Vergleich zwischen dem Korrosionsverhalten von

konventioneller Beschichtung und Duplex-Systemen auf Stahl

9Duplexbeschichtetes Treppenhaus des

KPMG-Gebäudes, Leipzig

Messergebnisse aus jüngerer Zeitzeigen, dass sich in den zurücklie-genden zwei Jahrzehnten in nahe-zu allen europäischen Ländern dieKorrosivität der Atmosphäre dras-tisch reduziert hat. Ursächlich hier-für ist im Wesentlichen ein redu-zierter SO2-Gehalt der Luft; einZusammenhang, der seit langembekannt und unstrittig ist. Für vieleFachleute bedeutet dies auch, dassältere Fachliteratur zu diesemThema unbrauchbar geworden ist,da hier Abtragswerte genannt wer-den, die teilweise ein Vielfachesüber den heutigen Werten liegen.Zinküberzüge profitieren von derreduzierten Korrosivität der Atmo-sphäre in besonderer Weise. DerZwang zum Einsatz von Duplex-Systemen hat sich dadurch ver-ringert.

Die deutliche Verringerung derSO2-Belastung in Deutschland zei-gen Messungen des Umweltbun-desamtes (Abb. 3).

Aufgrund vorliegender Untersu-chungen wurden Korrosivitätska-tegorien abgeleitet (siehe hierzuauch DIN EN ISO 12944 undDIN EN ISO 14713), die es er-möglichen, eine grobe Abschät-zung der in einer Region vorlie-genden atmosphärischen Belastungzu finden. Eine Übersicht über dieKorrosivitätskategorien, ihre Glie-derung und ihre Auswirkung aufdie durchschnittliche Zinkkorrosionliefert Abb. 4.

Für Deutschland gilt, dass ca. 95 %der Landfläche den Korrosivitäts-kategorien C2 und C3 zuzuordnensind. Hieraus lässt sich z. B. ableiten,dass für die KorrosivitätskategorieC3 mit einem jährlichen Zinkabtragzwischen 0,7 bis 2,1 μm gerechnetwerden muß; die Kategorien C1und C2 liegen noch unter diesenWerten. Im Durchschnitt kannheute von einer Korrosionsratedes Zinks von ca. 1 μm pro Jahrausgegangen werden.

Innerhalb der Korrosivitätskate-gorien bis C3 ist die Feuerverzin-kung allein in der Lage, den Korro-sionsschutz von Stahlkonstruk-tionen über mehrere Jahrzehntesicherzustellen. Die Bedeutungvon Duplex-Systemen erstrecktsich bei derartigen Belastungenprimär auf die Gestaltung durcheine gewünschte Farbgebung.

In den Korrosivitätskategorien C4und C5 spielen Duplex-Systemeaus technischen Gründen einewichtige Rolle; sie gewährleisteneinen ausreichenden Korrosions-schutz über Jahrzehnte auch untererschwerten Bedingungen.

10

Abb. 3: SO2-Belastung in Deutschland in den Jahren 1985, 1990, 1995 und 1999 (Quelle: Umweltbundesamt)

≤ 25 µg/m3

> 25 bis ≤ 50 µg/m3

Duplexbeschichtetes

Lamellenschutzgitter

> 50 bis ≤ 75 µg/m3

> 75 bis ≤ 100 µg/m3

> 100 bis ≤ 125 µg/m3

> 125 bis ≤ 150 µg/m3

> 150 bis ≤ 175 µg/m3

> 175 µg/m3

3.5 Aufbau und Eigenschaften von Duplex-Systemen

Wesentliche Eigenschaften von Be-schichtungssystemen, z. B. Diffusions-dichte, UV-Stabilität,Alkalibeständig-keit, müssen bei der Planung vonDuplex-Systemen berücksichtigtwerden. Eine einwandfreie Haftungder Beschichtung auf dem Zink-überzug ist Voraussetzung füreinen langfristigen Schutz. Prinzi-piell sollten für Duplex-Systemenur solche Beschichtungen verwen-det werden, die sich auf Zink oderZinküberzügen bewährt haben unddarüber hinaus auch entsprechen-de Eignungsprüfungen bestandenhaben.

Je nach Anwendungsfall werdenGrund- und Deckbeschichtungenoder auch Deckbeschichtungendirekt eingesetzt. Die Dicke dereinzelnen Farbschichten liegt beiNormalschichten zwischen 40 und50 μm, bei dickschichtigen Syste-men zwischen 80 und 120 μm.

Die Zusammensetzung der Be-schichtungsstoffe hat einen erheb-lichen Einfluss auf die Haftfestigkeitder Beschichtungen auf der Feuer-verzinkung. Organische Substanzen,

die mit dem Zinküberzug reagierenund lösliche, instabile, haftungsmin-dernde Schichten bilden, dürfennicht verwendet werden.

Voraussetzung für ein wirksamesDuplex-System ist eine ausreichen-de Überdeckung des Zinküber-zuges. Geeignete Systeme, die sichin der Praxis bewährt haben unddie Anforderungen der DIN ENISO 12944-5 erfüllen, sind in derTabelle 5 der Verbände-Richtlinie„Duplex-Systeme“ zu finden.

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Abb. 4: Korrosionsbelastung und Korrosivitätsraten von Zinküberzügen durch verschiedene Atmosphärentypen (DIN EN ISO 12944)

Korrosivitäts-kategorie

C 1

C 2

C 3

C 4

C 5-I

C 5-M

Typische Umgebunginnen

Geheizte Gebäude mit neutralen Atmosphären, z. B. Büros, Läden,Schulen, Hotels.

Ungeheizte Gebäude, in denen Kondensation auftreten kann, z. B.Lager, Sporthallen.

Produktionsräume mit hoher Feuchteund etwas Luftverunreinigung, z. B.Anlagen zur Lebensmittelherstellung,Wäschereien, Brauereien, Molkereien.

Chemieanlagen, Schwimmbäder,Bootsschuppen über Meerwasser.

Gebäude oder Bereiche mit nahezu ständiger Kondensation undmit starker Verunreinigung.

Gebäude oder Bereiche mit nahezu ständiger Kondensation undmit starken Verunreinigungen.

Typische Umgebungaußen

Atmosphären mit geringer Verunreinigung.Meistens ländliche Bereiche.

Stadt- und Industrieatmosphäre,mäßige Verunreinigungen durchSchwefeldioxid. Küstenbereiche mit geringer Salzbelastung.

Industrielle Bereiche und Küsten-bereiche mit mäßiger Salzbelastung.

Industrielle Bereiche mit hoher Feuchte und aggressiver Atmosphäre.

Küsten- und Offshore-Bereiche mit hoher Salzbelastung.

Korrosions-belastung

unbedeutend

gering

mäßig

stark

sehr stark(Industrie)

sehr stark(Meer)

DurchschnittlicheZinkkorrosion

≤ 0,1 μm/a

> 0,1 bis 0,7 μm/a

> 0,7 bis 2,1 μm/a

> 2,1 bis 4,2 μm/a

> 4,2 bis 8,4 μm/a

> 4,2 bis 8,4 μm/a

3.6 Korrosionsschutzplanung und Schutzdauer von Duplex-Systemen

Ein wirksamer Korrosionsschutz,der über Jahrzehnte zuverlässigfunktioniert, muss frühzeitig undsystematisch geplant werden. Einekorrosionsschutzgerechte Kon-struktion und Fertigung der Stahl-konstruktion bietet eine derwichtigsten Voraussetzungen füreinen wirksamen Langzeit-Korro-sionsschutz. Wichtige Informationenhierzu können den Normen DINEN ISO 12944,Teil 2 und DIN ENISO 14713 entnommen werden.

Duplex-Systeme liefern durch denSynergismus-Effekt die besten Vor-aussetzungen für eine möglichstlange Schutzdauer. Im Hinblick aufdie Schutzdauer solcher Kombina-tionssysteme machen die einschlä-gigen Normen nicht immer hilf-reiche Angaben. In diesem Zusam-menhang ist z. B. darauf zu achten,dass in DIN EN ISO 12944-5 ledig-lich die Schutzdauer der Farbbe-schichtung dargestellt wird undnicht etwa die Schutzdauer desGesamtsystems. Die Gesamtschutz-dauer liegt um ein Mehrfacheshöher als die in DIN EN ISO12944-5 angegebenen Werte.

Duplex-Systeme auf der Basis vonBeschichtungen nach DIN ENISO 12944-5 bzw. Zinküberzügennach DIN EN ISO 1461 gewähr-

leisten heutzutage zumeist Korro-sionsschutzdauern von deutlichmehr als 15 Jahren, teilweise sogarvon mehr als 50 Jahren. Das hängtmit der gestiegenen Qualität undLeistungsfähigkeit dieser Systemezusammen, aber auch mit der ver-ringerten Korrosionsbelastung deruns umgebenden Atmosphäre, diein DIN EN ISO 12944-2 standar-disiert ist.

In der Praxis kommt es üblicher-weise zu Zusatzbelastungen, dieüber die Einwirkung der Witterunghinausgehen, z. B. mechanische Ein-flüsse. Belastungen beim Transportund bei der Montage gehörenebenso dazu wie z. B. Steinschlagund Abrieb während der Nutzungs-phase, die unter anderem durchPublikums- oder Straßenverkehrverursacht werden können. Der-artige Einflüsse können die Schutz-dauer auch von Kombinationssys-temen erheblich verringern undsollten angemessen berücksichtigtwerden.

Duplex-Systeme bieten aber auchbeim Vorliegen von mechanischenBelastungen beste Voraussetzungenfür eine lange Schutzdauer, daselbst bei einem Versagen derFarbbeschichtung als Folge dermechanischen Belastung immernoch der Zinküberzug mit seinerextrem hohen Belastbarkeit zurVerfügung steht. In diesem Zusam-menhang muss auch die hohe Be-ständigkeit von Duplex-Systemenan Kanten hervorgehoben werden.Denn gerade an Kanten wird derKorrosionsschutz vielfach stark be-

lastet. Farbbeschichtungen alleinhaben dort zumeist Schwachstel-len, da aus physikalischen Gründenflüssige Beschichtungsstoffe an Kan-ten stets nur eine relativ dünneSchichtdicke ausbilden (Kanten-flucht). Dieses ist bei der Feuer-verzinkung nicht der Fall. Der starkeSchutz des Zinküberzuges hilft,diesen Effekt zu kompensieren;Schwachstellen werden so ver-mieden (Abb. 5).

12

Abb. 5: Zinküberzug an einer Werkstückkante

Mechanische

Einwirkungen auf

Korrosionsschutz-

systeme sind vielfältig,

selten jedoch wie

abgebildet

Duplexbeschichteter „Schornstein“ des

ersten Hamburger Dampfkraftwerks

4 Richtlinie der Verbände zu Duplex-Systemen

5 ErgänzendeLiteratur

Da die Normung den Bereich derDuplex-Systeme nicht in allen Be-langen umfassend behandelt hat,haben die Korrosionsschutz-Fach-verbände eine gemeinsame Richt-linie erarbeitet, die zentrale Infor-mationen zu Duplex-Systemenzusammenfasst. Die Richtlinie zumBeschichten von feuerverzinkten(stückverzinkten) Stahlteilen mitFlüssigbeschichtungsstoffen undPulverbeschichtungsstoffen stelltden für die Praxis abgesichertenKenntnisstand dar. Die Richtliniewurde in einer gemeinsamenArbeitsgruppe von Fachleuten fol-gender Verbände erarbeitet:

• Bundesverband Korrosionsschutz e. V., Köln

• Deutscher Stahlbau Verband e. V, Düsseldorf

• Industrieverband Feuer-verzinken e. V., Düsseldorf

• Verband der Lackindustrie e. V,Frankfurt.

Die Richtlinie wird mit freundlicherGenehmigung der vorstehend ge-nannten Verbände nachfolgend un-verändert abgedruckt. Sie sollteAnwendung finden für Stahlbauteninnerhalb des Geltungsbereichesder DIN EN ISO 12944 (Korro-sionsschutz von Stahlbauten durchBeschichtungssysteme), sie kannjedoch sinngemäß auch auf dasBeschichten anderer feuerverzink-ter Stahlteile angewandt werden.

Diese Richtlinie geht auch auf pra-xisbewährte Beschichtungssystemeein, die in DIN EN ISO 12944-5für Duplex-Systeme nicht ausdrück-lich empfohlen werden. Im Einzel-fall ist zu prüfen, ob der Einsatzsolcher Systeme auf Grund gelten-der Vorschriften zulässig ist.

Schubert, P.; Schulz,W.-D.;Katzung,W.; Rittig, R.:Struktur und Eigenschaften vonFeuerverzinküberzügen,Metall 53 (1999) 5, S. 260 ff.

Knotkova, D.:Aktuelle Erkenntnisse von Zink und Zinküberzügen;Beratung Feuerverzinken,4. Deutscher Verzinkertag,Köln, 1995

Schmidt, R.:Duplex-Systeme: Feuerverzinkungund Beschichtung;WEKA Praxis-handbuch Korrosionsschutz durchBeschichtungen und Überzüge,April 1999,WEKA,Augsburg

Schubert, P.; Schulz,W.-D.;Katzung,W.; Rittig, R.:Richtiges Sweepen von Feuerzinküberzügen nach DIN EN ISO 12944-5.Der Maler und Lackierermeister,(1999) 7, S. 479

Capell, A.; Kaiser, W.-D.;Öchsner, P.; Schmidt, R.:Korrosionsschutz von Stahlbautendurch Beschichtungssysteme,Verband der Lackindustrie e. V.und Bundesverband Korrosions-schutz e. V.

Arbeitsblätter Feuerverzinken;4.3 Feuerverzinken + Beschichten= Duplex-Systeme;Institut Feuerverzinken GmbH,Düsseldorf, 2008

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Duplexbeschichtete Plastik „Impuls“

der Metallbildhauerin Cornelia Weihe

Duplexbeschichtetes

Mikrostrukturlabor,

Universität Würzburg

Duplexbeschichtetes

Bike-Port, Hamburg

Detail des teilweise

duplexbeschichteten

Parkhauses „Ratten-

fänger-Rondell“,

Hameln

Duplexbeschichteter

Musikpavillon

im Bürgerpark in

Offenburg

6 Anwendungsbeispiele

14

15

Gemeinsam herausgegeben von:

Düsseldorf im Juni 2000

I N D U S T R I E V E R B A N DF E U E R V E R Z I N K E N

16

I Anwendungsbereich

Diese Richtlinie soll Auftraggeber. Planer. Berater, Feuerver:zinkungs- und Beschichwngsunternehmen sowie Herncller von Beschichtungsstoffen über den KorrOSIonsschutz von Stahlbauten, bestehend aus Feuerverzinkung plus Beschichtung (Duplex-Systeme) gemäß DIN EN ISO 12944 informieren. Stahlbauten im Sinne dieser Empfehlungen sind Stahlbauteile mit einer Materialdicke ;?: 3 mm, für die ein Tragsicher. heitsnachweis erforderlich ist. Im Bereich der Verzinkungsverlahren werden derartige Stahlbauten üb!icherweise durch Stückverzinken nach DIN EN ISO 1461 vor Korrosion geschOnt.

Die nachstehende Richtlinie beschreibt Anforderun­gen und Prüfungen von Duplex-Systemen bestehend aus ZinkOberzügen und Beschichtungen ~us Flüssig­Seschichtungsstoffen beziehungsweise Pulver­Beschichtungss[Offen.

Die Richtlinie ist bedingt anwendbar für Suhlbauten aus feuerverzinkten Teilen, die nach anderen Verfahren der Feuerverzinkung hergestellt werden ('z.B. für kon­tinuierlich feuerverzinktes Band und Blech gemä.ß DIN EN 10142 und DIN EN 10147).

2 Normen

In dieser Richtlinie werden die folgenden Normen zitierL Sie sind stetS in ihrer jeweils gültigen Fassung anzuwenden.

ISO 725] Lacke und Anstrichstoffe - Bestimmung der Beständigkeit gegen neutralen Salzsprühnebel

DINSOOl7 Klimate und technische Anwendung; Kondenswasser-Prüfklimate

DIN 50018 Prüfung in Kondenswasser-Wechselklima mit schwefeldioxidhaitiger Atmosphäre

DIN 50021 Salznebelprüfungen in ver$<:hied<lnen Natriumchlorid-lösungen

DIN 51167 Lacke, Anstrichstoffe und ähnliche Beschichwngsstoffe; Salznebelprüfung an BeSChiChtungen

DIN EN 10142 Kontfnuierlich feuerverzinktes Blech und Band aus weichen Stählen zum Kaltumformen, Technische Lieferbedingungen

DIN EN 10147 Kontinuierlich feuerverzinktes Band und Blech aus Baustählen:Technische Lieferbedingungen

DIN EN 24624 Anstrichstoffe: Abreißversuch zur Beurteilung der Haftfestlgkeit

DIN EN ISO 1461 Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinkenj

DIN EN ISO 2]60 Nichtleitende Überzüge auf nichtmagnetlschen Grundmeullen - Messen der Schichtdicke -Wirbelstromverfahren

DIN EN ISO 2409 Lacke und Anstrichstoffe: Gitterschnlttprilfung

DIN EN ISO 2808 Beschichwngss[Offe: Bestimmung der Schichtdid<e

DIN EN ISO ll] I Beschichwngss[Offe - Bestimmung der Bestindigkeit gegen feuchte, Schwefeldioxid enthaltende Atmosphären

DIN EN ISO 6270 Lacke und Anstrichs[Offe Bestimmung der Beständigkeit gegen Feuchtigkeit (kontinuierliche Kondensation)

DIN EN ISO 12944-1 bis 8 KorrosiollSschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme

DIN EN ISO 14711 Schutz von Eisen- und Suhlkonstruktionen vor Korrosion: Zink- und AluminiumüberzOge: Leitfaden

3 Begriffe f Definitionen

Die folgenden Begriffe sind im Zusammenhang mit der nachfolgenden Richtlinie von Bedeutung. Sie werden daher nachstehend definiert bzw. erlauterl. Soweit verfugbar, wurden die Definitionen bestehender Normen zu Grunde gelegt:

Übe rzug I Beschichtung: Schichten au~ Metall werden Überzüge, Schichten aus Beschichtungsstoffen Beschichtungen genannt (siehe DIN 50902)

Beschichtungs5toff: RGssiges oder pastenfbrmiges oder pul~erförmiges pigmentiertes Produkt, das, auf einen Untergrund auf­gebracht, eine deckende Beschichtung mit schüo:en­den, dekorativen oder spezifischen Eigenschaften ergibt. (siehe DIN EN ISO 129-14-1)

Beschichtungssystem: Gesamtheit der Schichten aus Beschichtungsstoffen, die auf einen Untergrund aufzutragen sind oder auf­getragen wurden, um Korrosionsschuu zu bewirken. (siehe D1N EN ISO 12944-1 )

17

H ydrobeschichwng: ßt:lchichtungen, die aus w"nerv~rdünnbaren Be.schichtungsStoffen hergestellt werden.

Korrosiofl sschutzsystem : Gesamtheit der Schichten aus Metallen und/oder Beschichtungsstoffen, die auf einen Untergrund aufzu­tragen sind oder aufgetragen wurden, um Korrosion zu vermeiden. (siehe DIN EN ISO 12944- 1)

Duplex.System : Korrosionsschun-System, das aus einerVerzinkung in Kombination mit einer oder mehreren nachfolgenden Beschichtungen besteht. (siehe DIN EN ISO 12944-5)

W e ißrost: Weiße bis dunkelgraue Korrosionsprodukte auf ... eninkten Oberflächen. (siehe DIN EN ISO 12944-4)

Oberlläche nvorbereitung: Die Gesamtheit aller abtragenden Verfahren zur Vorbereitung einer Oberfläche (Beispiel: Beizen, Strahlen) zum Beschichten. (siehe DIN EN ISO 12944-4)

O be rllächenvorbe handlung: Oie Gesamtheit aller Verfahren %Ur Vorbereitung einer Oberfläche, bei denen Umwandlungsüberzuge gebildet werden. (Beispiel: Phosphatleren) (siehe ISO 844")

Sweep.St rahlen (Sweepe n): Schonendes Strahlen zUm Zwecke der Reinigung und Aufrauhung von Oberflächen. (siehe DIN EN ISO 12944-4)

4 Anwend.ungsbereich und Zweck von Duplex-Systemen

Duplex-Systeme, bestehend aus Feuerverzinkung + Beschichtung, werden eingesent, wenn die nachfolgen. den Gesichtspunkte besonders beachtet werden müS' sen:

• Lange Schutzdaue r : Die Schundauer von Duplex·Systemen ist im Regelfall deudich länger als die Summe der jeweiligen Einzelschundauer des Ziflkuberzuges und der Beschichtung. Man spricht hier von einem Synergie-Effekt. Der ~ich einstellende Verlängerungsfaktor liegt. le nach System zwischen etwa 1.2 und 2.5.

• Farbliche Gestaltung: Zusänlich zum metallischen Zinküberzug ist es bei Duplex.Systemen möglich, die gesamte Palette der farblkhen Gestaltung durch BeschiChtungen zu nunen.

• S ignalwirkungITar nung/Anpanung: Bt<i ma"dl~" Objekten in ~ine filrbliche Kennzeichnung tur Warnung oder Identifikation erforderlich. Mit Hilfe von geeigneten Beschichtungsstoffen kann auch eine Anpassung von Objekten an die Umge. bung oder ein Tarneffekt erreicht werden.

Das Duplex·System kommt der Forderung nach Korm­Slonsschutt ab Werk entgegen. Es ermögIkht, sowohl die Feuerver-tinkung als auch die Beschichrungs:arbeiten unter defioien:en und optimalen Bedinguogen in der Werksta.tt durchnlführen. Arbeiten auf Baustellen und Einftüsse durch Witterung und Tt'ITlpCr.ltur wef"den minim1ert.

Die korrosive Belastung in Westeuropa ist in den len· ten Jahren infolge eines verringerten Schadstoffgehal. tes der Atmosphäre deudich zurückgegangen. Im Minel beträgt der Korrmionsabtrag von Zink etwa I ~m/a. Die Folge da\lon ist eine erheblich l:ingere Schuttdauer von Zinküberzügen, wodurch in manchen Fällen der Einsatz von Duplex.Systemen zur Verlänge. rung der Wirksamkeit des Korrosionsschunes nicht rwingend erforderlich ist. Eine zunehmende Bedeu· tung hat aber die architektonische und farblkhe Gestaltung von Stahlbauteilen. Bei verzinktem Stahl ist dies nur durch zusätzliche BeSChichtung möglich.

DasAutbrlngen geeigneter Beschichtungen ist auch dann zweckmäßig. wenn in bestimmten Fällen der Eintrag von Zink in die Umgebung vermieden werden muß.

5 5. 1

Aufbau und Eigenschaft von Duplex-Systemen

Allgemeines

Das Ziel \Ion Duplc)(·Systemen . ein langandauernder Korrosionsschun • wird e rreicht, wenn beide Partner im System ihre Funktion erfüllen und optimal aufein· ander abgestimmt sind.

Dabei kommt der Auswahl geeigneter ßeschichtungs. stoffe für die ein. oder mehrfachen Beschichtungen besondere Bedeutung zu. Diese mussen bestimmte anwendungsbedingte Eigenschaften. LB. UV·Stabilil.ät, Chemikalienbeständigkeit. DIffusionsdichte etc. besit· zen. Voraussetzung fur einen langfristigen Schutz ist aber insbesondere eine einwandfreie Und langdauern­de Haftfestigkeit auf der Feuerverzinkung. Es sollten grundsänlich nur solche Systeme verwendet werden. die sich auf einer Stückverzlnkung gemäß DIN EN ISO 1461 In Eignungsprüfungen nachweislich bewährt !"laben. (siehe Abschnitt 8)

5.2 Feuerverzinkung

Feuerverzinken ist ein Schmelttauchverfahren. bei dem Konstruktionsteile, Werknücke oder Bleche aus Stahl durch Eintauchen in eine nUnlge Zinkschmeite mit einem Zink· bzw. Zinklegierungsübenug versehen werden. Die Anforderungen und die Prüfung der Stückverzlnkung sind in DIN EN ISO t "61 festgelegt.

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5.2. 1 Dicke von Zinkübe rzüge n

Gemäß DIN EN ISO 146 1 liegt die Mindestschicht­dicke von Zinküberzügen zwischen 45 und 85 IJm. In der Praxis sind die Zinkiiberzüge in Abhängigkeit von der 5tahlzusammensetzung. Materialdicke. Tauchdauer und anderen Parametern jedoch deutlich dicker. Mindest-Überzugsdicken nennt Tabelle 1.ln der Praxis können auch höhere Schichtdickenwerte vereinbart werden.

Materialdicke (mm]

< 1,5

2:1,5 bis< 3

2:!3bis<6

'6

Schichtdicke (~m]

2:45

2:55

2:70

2:85

Tabelle I: Mindestdicken von Zinküberzügen (DIN EN ISO 1461 )

5.2.2 Eige nschaften von Zinkübe rzügen

In Abhängigkeit von der chemischen Zusammenset­zung des zu verzinkenden Stahles und der Masse des Stahlteils bildet sich der Zinküberzug unterschiedlich aus (Abb. I). Zinküberzüge können aus einer Eisen­Zink-legierungsschicht und einer darüber liegenden sog. Reinzinkschicht bestehen (silbriges Aussehen). ebenso aber auch durchgängig aus Eisen-Zink­Legierungsschichten. Diese haben ein graues Aussehen und sind geringfügig rauher als silbrige Zinküberzüge. Korrosionsschutzunterschiede zwischen diesen mögli­chen Variationen bestehen bei atmosphlirischer ßewitterung nicht. ßeide sind als Untergrund filr eine nachfolgende Beschichtung geeignet.

Abb.la

Im V~,rtaufe der Bewiuerung bilden sich auf der Oberfläche von Zinküberzügen Korrosionsprodukte. die liberwiegend aus Zinkoxid und basischem Zinkcarbonat bestehen. In Abhängigkeit von der ehe­misch,~n Zusammensetzung des Zinküberzuges von der kClrroslven Belastung und ihrer Dauer können sich im Verlaufe der Zeit weißliche bis graue oder auch bräunl iche Korrosionsprodukte bilden.

. ~

Abb. lb

Zinküberzüge nach DIN EN ISO 1461 auf unter­schiedlich SI-haltigem Stahl. metallographischer Querschliff in der Vergrößerung 200: I,geätzt

Abb. I a) mit ausgeprägter Rein-Zinkschicht Abb. I b) mit durchgewachsener Eisen-Zink

legierungsschicht

5.23 Anforderungen gemäß DIN EN ISO 1461

OIN EN ISO 1461 enthält in Bezug auf Duplex­Systeme folgende Aussagen:

Im Nationalen Beiblatt zu DIN EN ISO 1461 wird da­rüber hinaus noch auf folgend es hingeWiesen: Es emp­fiehlt ~;ich, für Duplex-Systeme einen Zinküberzug mit dem Kurzzeichen "t Zn k" zu bestellen. damie in der Feuerverzinkerei keine Nachbehandlung durchgeführt wird. die die Haftfestigkeit nachfolgender Beschich­tungen nachteilig beeinflusst.

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Abschnitt 6.1 - Ausbesserung

Wenn gesonderte Anforderungen vereinbart wer­

den. "LB. das Auftngen zusäalicher Beschichtungen. müssen zuvor Abstimmungen zwischen Auhragge­ber und Verzinker über die Art der Ausbessel'\Jng erfolgen.

Abschnitt A.2 . Zusätzliche Informationen

Die nachfolgenden Punkte können zum Teil von Bedeutung sein; falls la, mUssen sie vom Auftragge­ber. soweit verfügbar. von ihm festgelegt oder näher bezeichnet werden " ..

Falls der ZinkOberzug nachbehandelt oder zusäa­lich beschichtet werden soll ".

Abschnitt C .4 - N achbehandlung

Um die mögliche Bildung von Weißrost iluf der Oberfläche zu vermeiden, können Teile, die nicht beschichtet werden. einer speziellen Oberflächen­behandlung unterzogen werden. Falls die Teile nach dem Feuerverzinken beschichtet werden. muss der Auftraggeber dils Feuerverzin· kungsunternehmen hierüber zuvor informieren.

Zu AnhangA.2 - Kurzzeichen

Uberzug DIN EN ISO 1461 - t Zn b sowie

Überzug DIN EN ISO 1461 - t Zn k.

Das Kurzzeichen "t Zn b" steht für das

"Feuerverzinken und Beschichten". das Kurzzei­

chen "t Zn k" steht für Feuerverzinken und "keine

Nachbehandlung vornehmen".

Zu Abschnitt C .4 - Nachbehandlung

Zinküberzüge werden UbHcherwelse n1cht nachbe·

handeiL Werden keine gesonderten Vereinbarun·

gen hierzu getroffen, bleibt es dem lieferer über·

lassen. ob und ggf. welche Art der Nachbehandlung

er wählt (Kurzzeichen t Zn 0). Sollen feuerverzink·

te Stahlteile nachträgUch beschichtet werden

(Duplex-Systeme). ist dei' Verzinkungsbetrieb dar·

auf hinzuweisen. dass er keine Maßnahmen ergreift,

die das Haftvermögen und die Eigenschaften der

Beschichtung negativ beeinflussen. In diesen

Fällen ist das Kurzzeichen "t Zn k" (keine

Nachbehandlung) zu verwenden.

5.3 Beschichtungsstoffe/ Beschichtungen fUr Duplex-Systeme

5.3.1 Allge meine Hinweise : Flüssig- und Pulver­Beschichtungsstoffe

Beschichtungen für Duplex.Systeme werden mit Flüssig-Beschichtungsstoffen und Pulver.Beschichtungs­stoffen unterschiedlicher Bl ndemittelb~sis hergestellt. Im technischen Rahmen der ausgewählten Bindemittel­basis können sie den Oberllächenvorbereitungs- und Applikationsverfahren sowie den Trocknungs- und Aushärtungsbedingungen angepasst werden.

Während Flüssig.Beschichtungsnoffe bei üblichen Umgebungsbedingungen trocknen bzw. aushärten. müssen Pulver.Beschlchtungsstoffe grundnalich ther­misch ausgehärtet werden.

Flüssig-Beschichtungsstoffe für den Korrosionsschutl enthalten flüchtige Anteile (organische lösemittel oder Wasser). Pulver-8eschichtungsstoffe werden ~Is

trockenes, rieselfähiges Pulver appliziert und enthalten praktisch keine flüchtigen Anteile.

Eigenschaften der Beschichtungen wie Thermoplastizi­tät. Härte, mechanische Widerstandsf:ihigkeit. UV­Subilität, Temperatur- und Chemikalienbesündigkeit u.a. werden wesentlich vom Bindemittel bestimmt. Die Charakterisierung der Beschichtungsstoffe und Beschichtungen durch Angabe der Bindemittelbasis ist daher in der Praxis und Normung sinnvoll und auch üblich.

Maßgeblich für die Eignung in Duplex-Systemen ist aber insbesondere die spezielle Formulierung mit optimaler Abstimmung geeigneter Bindemittel aus einer Vielzahl von Möglichkeiten innerhalb der Bindemittelklassen und der Pigmenn:usammensetzung.

Je nach Anwendungsfall werden Grund·. Zwischen­und Deckbeschichtungen oder auch Deckbeschich­tungen direkt eingesettt.

Beschichtungen auf Zinküberzügen erfordern in der Regel keine aktive Pigmentierung. Diese kann aber eingeseat werden und in speziellen Fällen auch vor­teilhaft sein. Die Beschichtungsstoffe und Ihre Applikation für ein Beschichtungssystem müssen auf­einander abgestimmt sein. Die Materialien sollten nach Möglichkeit von einem Hersteller st:lmmen.

Für Duplex-Systeme dürfen nur Beschichtungsstoffe eingesetzt werden. für die eine BesÜtigung des Herstellers Ober deren Eignung auf einer Feuerverzin­kung vorliegL

Optlmal fo rmulierte Beschichtungsstoffe ergeben Beschichtungen mit gute!' Haftfestigkeit. Die Anforderungen an die Obcrlliichenvorbereitungl­vorbehandlung sind abhängig vom Beschichtungsstoff.

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Flüssig-

Applikation Streichen, Rollen

Spritzen

Trocknung Je nach Typ Härtung physikalische oder

chemische Reaktion

Flüssig- und Pulver-Beschichtungsstoffe sind in den Tabellen 2 und 3 aufgeführt.

Epoxidhan-Beschichtungen mit hoher mechanischer Widerstandsr<ihigkeit und guter Chemikalienbestän­digkeit werden wegen ihrer typischen Kreidung bei UV-Einwirkung bevonugt im Inneren von Gebäuden. bei Freibewitterung in der Regel zusammen mit UV­stabilen Deckbeschichtungen eingesetzt.

Die Farbtonstabilitä t und sonstigen Eigenschaften werden von der Bindemittelbasis. ganz besonders aber durch die Formulierung der Fabrikate bestimmt.

Hinweise können den Technischen Informationen der Hersteller emnommen werden.

Pulve .... Beschich1tungsstoff

Elektrostatisches Sprühen

therm ische

Aushartung durch chemische Reaktion Beschichltung bei I SO bis 220Q C (fest und ft~sthaftend )

5.3.2 Spezie lle Hinwe ise für Flüssig-Beschichtungsstoffe

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, werden für Duplex­Systeme Flüssig-Beschichtungsstoffe mit unterschiedli­cher Bindemittelbasis und Filmbildl.lng eingesetzt.

Einkomponenten (I K) - Beschkhtungsstoffe: Derartige Beschichtungsstoffe auf Basis thermo­plastischer Bindemittel, wie PVC und Acrylhan trocknen physikalisch durch Verdunsten der flüch­tigen Ameile. Insbesondere bei erhöhter Tempera­tur sind die damit hergestellten Beschichtungen weicher und plastischer als die chE~misch vernetz­ten Beschichtungen aus 2K-Reaktions-Beschich­tungsstoffen.

Flüssig.Beschichtungsstoffe Art der Filmbildung

Bindemittel-Basis

1 K-Beschichtungsstoffe

Acrylhane

Acrylharze

Vinylchlorid-Copolymere

2K.Beschichtungsstoff'e

Epoxidharze

EP + Polyaminverbindungen

EpoxidharzJKombinationen

EP/Kohlenwasserstoffharze + Polyaminverbindungen

Polyurethanharze

Acrylharze + aliphatisches Polyisocyanat

Kurzzeichen Flüchtige Anteile

AY

AY

PVC

EP

EP/Kombi

PUR

org. lösemittel I, physikalisch trocknend

Wasser 'I physikalisch trocknend (durch KoaIeszenz)

orig. lösungsmittel physikalisch trocknend

org. lösemittel 11

org. l ösemittel "

org. lösemittel '!

Härtung durch chemische Heaktion

Härtung durch chemische Reaktion/physikalische Trocknung

Härtung durch chemische Reaktlon

" unterschiedliche Zusammensetzung. abgestimmt auf Bindemittel, Appl ikations- und Trockmmgsbedingungen ~ geringe Anteile organischer l ösemittel technisch erforderlich

Tabelle 2: Bindemirrelbasis und Filmbildung der hauptsächlich eingesetzten Flüssig-Beschichtungsstoffe für Duplex-Systeme.

21

Bei den lösemittelhaltlgen PVC- bzw. Ac;rylharz­systemen ist die Filmbildung rl!versibel. d.h. die Besc;hichtungen werden vom lösemittel des Beschichtung!>Sloffes angelost.

Mit Beschichtungntoffen ~uf Basis von Im Wasser dispergierten Acrylhanen werden Beschichtungen mJt sehr guter Hart(estigkeit und Dauerelastizität erzielt. Diese Beschichtungsstoffe enthalten im wesentlichen Wasser als flüchtigen Antei1. so ent· stehen lIelne bzw. nur geringe lösemittelemissio· nen. Oie Filmbildung erfolgt durch Verdunsten des Wassers und Koaleszenz (Verschmelzung der Potymerteilchen) des dispergierten Bindemittels und ist nicht reversibel.

PulverbeschIchtungsstoffe

Blndemltte l- Kurz- Flüchtige Art der basis ::r.eic.hen Anteile Filmbildung

Epo:o'dt>arz EP Keine Chemische Reaktion

Epo:oid·Poty- EP/SP Keine durch t!~lerl\iln thermische

Aushärtung Polyenerhan: SP Keine bei 150·220·C

(je nach Typ) Polyu~thm- PU, Kelnll ~r härtendes Ideine Mengen Polyaslerhan: Caprol;cllIm

Tabelle 3: Bindemittelbuis und Filmbildung der h~uptsachlich eingesenten Pulverbeschichtungsstoffe

Zweikompone nte n (2K) - Beschfc htungsrtoffe: In diesen Reaktions-Beschlchtungsstoffen reagieren 'Zwei unterschiedliche Komponenten miteinander. eine sog. Stamm komponente und eine Härterkom­ponente (2K-Beschichtungsstoffe). Die beiden Komponenten werden getrennt gelreferl. erst kurz vor der Veral'beltung gründlich im vorgegebenen Verhaltnis gemischt und innerhalb der vom Herstel­ler angegebenen 'Topfzeit" verarbeitet. Sie bilden nach Verdunsten der flUchtigen Anteile durch chemische Reakt10n dIe Beschichtung.

Je nach Kombinationspartner ergeben sich Beschichtungen mit unterschiedlicher Vemenung, Härte. UV-Stablllt5t usw .. die im Gegen~n zu phy_ sikalisch trocknenden Bindemitteln nicht löslich und nicht thermoplastisch sind. Zweikomponen­ten·BeschlchtUngen sind daher mechanisch stabiler:

Die Applikation der BeschichwngsSloffe erfolgt in der Regel durch Streichen. Rollen und Sprinen. Hauptsächliches Sprinverfahrl!n ist das Airless­oder Airmix-Spriuen manuell, bei der Beschich­tung im Werk auch in automatischen Anlagen.

5.3.3 Spezielle Hinwe ise für Pulve .... Beschicht ungsstoffe

Benuttt werden raSt ausschließlich duroplastische Bindemittel: Epo:oidh'::JI"zpulverlacke zeichnen sich in der Regel durch besonders gute Hllfdestigkeit und

Chemikalien- und Korros,onsbestandigkeit aus. Epo:oid-Polyesterharzpulverlacke sind oft sehr wirt­schartlich. Polyesterharzpulverlacke sind für die Außenbewiuerung geeignet. Weniger haufig werden die ebenfalls außenbesdndigen Polyurethanpulver­lacke sowie Thermoplaste, wie z.B. PVC eingesent.

Die HaftfeSligkeit von Pulverbeschichtungen auf feuer­verzInktem Stahl wird maßgeblich vom Oberflächen· zustand und damit von der Oberllächenvorberl!itung bzw. ·vorbehandlung bestimmt.

Da Pulverfacke zur Filmbildung und zur Aushärtung bei 150 - 220· C eingebrannt werden müssen. kann es durch Ausgasung aus dem Zinküberzug teilweise zu visuellen filmstörungen wie Blasen, Kratem etc. kom­men. Hier hat siCh die Verwendung von entsprechend additivierten t'ulverlacken bewährt. um dieses Problem :tu minimieren . TeilweIse werden diese Additive auch er$[ beim Beschichter nach Herstellerangaben dem Pulverlack zugefügt. Auch durch Tempern bei Einbrenntemperatur oder das Aufbringen von zwei Schichten Pulverlack kann das Aussehen verbessert werden. bei Ausgasungen auch durch Swcepen.

6 Hahfestigkeit de r Beschichtung auf de r Fe ue rve rzinkung

Eine einwandfreie Hahfestigkei[ der Beschichtung auf der feuerverzinkung ist Vorauucnung für Duplex­Systeme mit langer Haltbarkeit. Wird von allen Beteiligten der Stand der Technik konsequent beach. tet, erzielt man hervorragende Ergebnisse. So. wie sich Feuerverzinkung und Beschichtung bel Verwendung geeigneter Beschichtungsstoffe und Einhaltung der technischen Regeln optimal ergänzen können, können sie sich andernfalls auch deutlich negativ beeinflussen.

Die meisten der Immer wieder vorkommenden Schäden durch ungenügende Hafdestigkeit können sehr einfach vermieden werden, wenn die Oberfläche der Feuerverzll1kung und du Beschlchtungssystem aufeinander abgeStImmt sind.

Dieses kann erlolgen durch

• Beschic.htungsauswahl oder -modifizierung für eine vorliegende (definierte) VefZlnllungsoberlläche oder

• Herstellung der erforderlichen Verzinkungsober­flache durch Verfahrenstechnik oder Oberflachen­vorberl!itung fur das vorgesehene Beschichtungs. system.

Insbesondere bei Stückverzinkl.lng is t es zweckmäßig, die Prüfung der Haftfestigkeit der Beschichtung auf Teilen oder PrLifplanen mit repr:isent.uiver Ober­fläche vorzunehmen. Diese Prüfung in wesentlicher Bestandteil der Auswahl geeigneter BeSchichtungs­stOffe.

22

7 7. 1

Beschaffenheit und Vorberei~ tung (Vorbehandlung von Zinkoberflächen

Oberfläche von unbewitterter Verzinkung

Beim Stückverzinken von Ein:telteilen ist auch bei gleI­cher Schmelzzusammensen:ung und sachgemäßer Ausführung ein exakt definierter und gleichmäßiger Oberflächenzustand technisch nicht möglich. Die Oberfläche kann Unregelmäßigkeiten aufweisen, die das Auftragen nachfolgender Beschichtungen nKhtei­lig beeinflussen können.

Beispiele für Unregelmäßigkeiten im Zinküberzug sind:

• Liufer oder Bereiche mit hohen Schichtdicken • Unverzinkte Stellen und Poren • unzureichende Hafdestigkeit zwischen Zink und Stahl

• Zinkspiuen • anhaftende Zinkasche und Haruink

Der Beschichter hat sich vor dem Auftragen von Beschichtungssyscemen durch visuelle Prüfung vom Zustand des Zinküberzuges und seiner Eignung als 8eschichtungsträger zu überzeugen.

Bei der Lagerung nach dem Feuerverzinken reagiert die frische Zinkoberfläche mit der umgebenden Aunosphäre. Es bilden sich Zinkoxide. Zinkhydroxide und teilweise auch Zinkcarbonate (Weißrost).Weil sie die Haftfestigkeit von Beschichtungen negativ beein­nussen können. ist zumindest vor der Anwendung übli­cher Z weikomponenten-FI üssigbesch ichtu ngsstoffe sowie generell vor einer Pulverbeschichtung eine voll­ständige und zuverlässige Entfernung dieser

Oberflächenbeläge erforderlich. Zinkoberflächen zum Pulverbeschichten sind unminelbar vor dem Beschich­ten zu phosphatieren. zu chromatien!n oder zu swt:!epen.

7.2 Oberfläche von bewitterter Feue rverzinkung

Im Laufe der Lagerung nimmt die Dicke der sich bilden­den Oberflächenbeläge (Weißrost) zu. die aulkrdem je nach Umgebungsbedingungen und Zeitdauer. wt:!itere Reaktionsprodukte 1. B. Zinksulfat. Zinkhydroxid. Zinkchlorid u. a. enthalten können. Unter Weißrost ver­steht man die Gesamtheit aller dieser Beläge. Weißrost bildet sich Insbesondere bei Einwirkung von Kondenswasser und bei ungenügender Belüftung stück­ve~nkter Teile. Bei Zinküberzügen mit durchgewachse­ner Eisen-Zink-lcgicrungsschicht kann durch OKidation der Eisenbestandteile eine Braunfarbung eintreten. Alle diese ZinkkorTosionsprodukte müssen je nach Beschich­tungs.system und -verfahren weitgehend bzw. n!stlos ent­fernt werden. Die hierfür in Betracht kommenden Verlahn!n der Oberflächenvorben!itung sind von Art und Menge der Verunreinigungen abhängig.

7.3 Ve rfahren der Oberfläche n­vorbere itung/-vorbehand lung von stückverzinkten Stahlbauteilen

Als Oberflächenvorben!itung werden Arbeitsverfahren bezeichnet. die zur Entfernung artfremder Verunrei­nigungen. z. B. Fett. Öl und sonstigem Schmuu sowie arteigenen Schichten. z. B. dünne Oxidschichten . Weißrost und sonstige Zinkkorrosionsprodukte dienen. Um eine definierte Oberfläche zu erhalten. auf der eine Beschichtung zufriedenstellend haftet. sind feuer­verzinkte Oberflächen deshalb i. d. R. vor einer Beschichtung vorzubereiten.

Tabe lle 4: Art und Anwendung von Oberflächenvorbereitungs-' vorbehandlungsverfahren. Im Einzelnen ist zu den genannren Verfahren Folgendes auszuführen:

Oberflächenvorbereitungsl Bei Bej Flüssig- Pulver- Bemerkungen -behandlungsve rfahren Applikation Applikation Beschichtung beschichtung

imWer1c: auf der nach OIN EH (Werk) Baustelle 150 12944 I

Ohne ... ... Abwaschen ... ... ... Entfetten ... ... IlUr für Idei~e ... Flithen

Abbürsten ... ... ... Reinigen mit Wasser ... ... ... Druckwasserstrahlen ... • ... Sweepen ... ... ... ... SWei!~il1&ungen

~'W

ammoniakal. Netzmittelwäsche IIIJr filr kteloere

(ANW) • ... ... • FlIehen. Arbe<usdlun beathle!1

Chromatieren ... ... Phosphatieren ... ...

... geeignet • mit Einschränkungen geeignet - nicht geeignet

23

Die jeweils durchzuführenden Arbei ten richten sich in ihrer An und ihrem Ausmaß

• nach dem jeweiligen Oberfliichenzusr.and,

• den technischen Möglichkeiten . • dem auhubringenden Beschichtungsstoff und • der späteren Korrosionsbelanung.

Dabei sind sowohl abtragende Verfahren (Ober. nächenvorbereitung) möglich als auch Verfahren, die zum Beispiel einen Konversionsüberzug erzeugen (Obernichenvorbenandlung) . Die Hinweise des Beschichtungsstof!herstellers sind zu beachten

Von technischer Bedeutung sind: Obe rllächenvorbere itung:

• Abwaschen • Entfetten

• Abbürsten • Druckwasserstrahlen

• Sweepen • Ammoniakalische NetImittelwäsche (ANWJ

Oberflächenvorbehandlung:

• ChromatierenlPhosphatieren

Eine Auswahl der Verfahren kann der Tabelle -. ent­nommen werden.

Eine gesonderte Vorbereitung der Oberflache kann nur dann entfallen, wenn unmittelbar nach der Feuerverzinkung mit geeigneten Beschichtungsstoffen unter Berilcksichtigung der späteren Korrosionsbean· spruchung beschichtet wird.

• Abwasche n: Die IU reinigende Oberfläche Ist mit sauberem Wasser abluspritzen oder unter Gebrauch eines Kunststoff· vlieses mit Schleifmitteleinbettung abzuwaschen. Um Öl oder Fett zu endernen, können Reinigungsmittel (Tenside) zugegeben werden. Danach ist mit sauberem Wasser gründlich nach1;uspülen,

• Entfetten: Das EndeHen erfolgt i. d, R. mit organischen lösemit· tein. Es ist darauf zu achten. daß der lappen genügend oft gewechselt wird, um eine gute Entfettungswirkung zu erzielen. Das Verfahren wi rd im allgemeinen nur bei kleinen Oberflächen angewendet. Das Entfetten mit alkollischen Industriereinigem muß entsprechend den Herstellerangaben in stationären Anlagen erfolgen. Anschließend ist mit sauberem Wasser bis zur Neutralität der Oberflliche zu spUlen.

• Abbürsten: Abbürsten seat weitgehend fetdreie Oberfl:ichen voraus. Es kann manuell mit Messingdra ht- und Kunststoffbilrsten, Spachtel, Schaber. Kuns tstoffvlies mit Schleifmitteleinbenung. Schleifpapier sowie ähnlichen, maschinell angetrie· benen Werkzeugen erfolgen. Dabei muß ein Polieren der Oberfläche verhindert werden, da auf solchen Oberflächen Beschichtungen nicht ausrei· chend haften,

• Reinigen mit W asser: Bei diesem Verfahrer) wird die zu reinigende

Oberfläche mit sauberem Wuser abgespritzt, dem erforderlichenfalls Netzmittel zugegeben sind. Danach in mit sauberem Wasser gründlich nach zu· spülen.

• Druckwasserstrahlen: Das Hochdruck·Wasserstrahlen wird mit Drücken zwischen 70 MPa und 170 MPa angewendet. Werden dem Wasser Reinigungsmittel zugesetzt. so ist gründ­lich mit sauberem Wasser nach"UJspülen. Das gereinig. te Teil sollte zügig abtrocknen.

• Sweep-StrahJen: Das Ziel des Sweep-Srrahlens (Sweepens) ist es, Beschichtungen oder Überzüge nur an ihrer Oberfläche zu reinigen oder auhurauhen. Der gefor· derte Oberflächenzustand muß zwischen den Vertragspartnern vereinbare werden, ebenso die noch verbleibende Dicke des ZinküberLuges. Das Sweepen in aber filr einen Zinküberzug eine starke mechani· sehe Beanspruchung, die bei unsachgemäßer Ausführung im Überzug zu Schäden führt (Risse, Abhebungen). Wichtige Einflußgrößen sind z. B. Härte und Dichte des Stnhlmittels, Aufprallwinkel. Entfernung der Düse (des Schleuderrades) von der Oberfläche. Arbeitsdruck (Abwurfgeschwindi~:'::c;:)

sowie Korngröße des Strahlmittels (siehe 1;.B. DIN EN ISO 12944-4) .

Bewährte Swee pparameter für das manuelle Druckluftstrahlen s'ind:

• Strahlmittel: nichtrnetallische Schlacken, Korund, Glasperlen

• Teilchengröße Strahlmittel: 0,25 ... 0,50 mm

• Strahidruck al"\ de r Düse: 2,S bis 3 bar

• Strahlwinkel: <300 (Bauteilgeometrie beachten)

Werden SChleuderstrahlanlagen eingesetzt, so ist die Abwurfgeschwindigkeit des Suahlmi ttels am Schleuderrad 50 IU gestalten. daß keine Beschädigung am ZinkGberzug auftritt und das Strahlmittel wieder vollständig von der Oberfläche entfernt wird. Gesweepte Zinkoberflächen müssen eine matte Obertlkhe aufweisen.

• Ammoniakalische Nenmittelwische (ANW ): Dieses Verfahren. arbeitet mit einer wäßrigen lösung von Ammoniak (NH-'OH). Bewährt haben sich ca, I 114 I einer I O%igen Ammoniaklösung auf 10 I Wasser, wobei dieser Menge zweckm~ßigerweise I - 2 Kronenkorken Netzmi[telz.uzugeben sind.

Die zu reinigende Oberflache ist mit einem Korund· Kunststoffv1ies unter Verwendung o. g. lösung solange zu schleifen, bi5 ein grauer Schaum entsteht, der ca. 10 Minuten einwirken soll.Anschließend ist. gründlich mit sauberem Wasser z.u spulen. Achtung: Wasserhaushaltgesetz beachten. Zum Schutz der Haut sind bei den Schleifarbeiten Gummihandschuhe tweckmäßig. bei Innen arbeiten muss für gute lüftung gesorgt werden. Kefnesfalls darf z.um Schleiren St.,hlwoUe verwendet werden.

24

• Chromatieren: Das Cl'!romatleren wird in der Regel im Zusammen­hang mit dem Pulverbeschichten angewendet werden, Das nur in Werkstiitten und sutionär durchzuführen­de Verfahren beinhaltet mfndestens folgende techno­logische Schritte: Entfetten - Spülen - Beizen - Spülen · Chromatieren - Spülen - SpUlen mi t vollentsalztem Wasser - Trocknen.

• Phosphatieren: Analog dem Chromatieren ist auch ein Phosphatieren feuerverzinkter Oberllächen, insbesondere vor dem Pulver beschichten möglich. Die dtJrchzuführenden Verfahrensstufen sind ähnlich. die zu beachtenden arbeitsschuntechnischen Maßnahmen sind wesentlich weniger aufwendig. Das Phosphatieren ist vorzugswei-5e mit Zinkphosphatiedösungen durchzuführen.

Chromatierte bzw. phosphatierte Oberflächen sind unmittelbar nach der Vorbehandlung :z.u beschichten. Auch bei der Vorbereitung durch Sweep-Strahlen ist eine kurze Zeitspanne bis zum Beschichten vorteilhaft.

Geltende Arbeitssicherheits-, G esundhe its- und Umweltschutzbestimm ungen sind be i a lle n Ve rlahren zu beachten.

8 8. 1

Prüfverfahren für Beschichtungen

Allgemeines

Störungen der Haftfestigkei[ von Beschichtungen tre­ten bef Duplex-Systemen im allgemeinen nach Feuchtigkeitsbeanspruchung, z. B. bei Freibewitterung, Kondensatbelastung etc. auf. Die Prüfung der HaftfeHigkeit der Beschichtung ausschließlich im trockenen und nicht vorbelasteten Zustand ist deshalb ;!.lIenfalis bei Anwendungen in Innenräumen ohne Kondensatbildung sinnvoll,

Vor Ort kann eine Beschichtung auf feuerverzinkten Oberfläthen (Stückverzinkung) wie folgt geprüft werden:

• Sthichtdicke nach DIN EN ISO 2808 in Verbindung mit DIN EN ISO 2360

• Haftfestigkeit nach DIN EN ISO 2409 und DIN EN 24624

8.2 Grundprüfungen I Prüfungen im Labor

Neben den in 8.1 aufgeführten Prüfungen sind weitere Prüfungen notwendig. In DI N EN ISO 12944_6 "Korrosionsschutz "on Stahlbauten dun::h Beschich­wngssysteme" wird die Haftfestigkeit von Beschich­tungssystemen auf verzinktem Suhl nach vorhergehen­der Belastung entsprethend DIN EN ISO 6270 geprüft. Die Belastungsdauer beträgt mindestens 240 h und steigt bei Systemen für hohe Korrosionsbel~stung \Jnd lange Haltbarkeit bis auf 720 h.

Während der Belastun.g ist die besd,khtete Seite der Prüfpla tten über eInem Wasserbad von 40 ~C mit kon­densiertem Wasserdampf ausgesetzt und die Rütkseite der Proben einem Norma lkJim~ von 23 °C. Durch die sich einHeilende Ternperaturdifferenz erfolgt Kondensation auf der beschichteten Seite und Wassertransport in der Besthichtung in Richtung der Phasengrenz.e BeschichwnglVerzinkung, wodurch es zu Spannungen in der Beschichtung kommt. Die Beurteilung der Haftfestigkeit entsprethend DIN EN ISO 12944·6 erfolgt 24 Stunden nach der Belastung der Besth1chwng bei Normalkflm a. Die Prüfung ist bestanden. wenn bei der Gitterschnittprüfung der Kennwert I nicht überschritten wird und auch sonst keine Schäden wie Blasen. Risse oder Abblättern oder Rost erkennbar sind.

Für bestimmte Anwendungsbereiche reichen die o.g. Prüfungen nicht auS. Daher können weitere Prüfve r­fahren (z..B. ISO 7253 bzw. DIN EN ISO 323 1). insbe­sondere rü r atmosphäristhe Belastungen> C3, verein­bart werden.

9 Beispie le für Beschichtungs~ systeme in der Praxis

Für Bauwerke, deren Bauteile aus unlegiertem oder niedriglegienem Baustahl von mindestens 3 mm Dicke bestehen und die entsprechend einem Tragsicherheitsnachweis ausgelegt sind. nennt DIN EN ISO 12944 mögliche Korrosionsschutzmaßnah­men, die insbesondere Flüssigbeschithtungsstoffe auth auf feuerverzinktem Untergrund betreffen.

In Tabelle 5 sind Beispiele für BeschiChtungssYSteme aus FIOssigbesthichtungsstoffen auf stückverzinkten Oberflächen analog DIN EN ISO 12944-5 angege­ben, ebenso in Tabelle 6 für Pulverbeschichtungs­stoffe, obwohl für diese derzeit noch keine entspre­chende Norm "orllegt.

Die Tabelle nennt

• das anzuwendende Oberflä.chenvorbereitungsver­fahren für den jeweiligen Beschichtungsstoff

• den Aufbau des Beschichtungssystems (Grund- fDeckbesthichtung)

• die notwendige Anuhl der aufzubringenden Sthithten

• die Gesamtsoltschichtdicke und • die damit zu erreichende Schutzdauer in der

jeweiligen Korrosivitätskategorie.

Ik) (m); (I);

2 - 5 Jahre S - 15 J;!.hre und > 15 Jahre

Dieses entspricht der Schutzdauer der Beschich­tung. jedoch nicht der Schutzdauer des gesamten Duplex-Systems, Oie 5thuo:dauer im Sinne der OIN EN ISO 12944 - 5 bezieht sich auf die Funktion (Haftfestigkeit) der Beschlthtung auf dem ZInküber­zug. Darüber hinaus bleibt die Korrosionsschuo:­wirkung des Zinküberzugs bleibt ~uch weiterhin

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erhalten. Die verbleibende Schund~uer- des Zink­überwgs orientiert s;cl'l an der entsprechenden Korrosivltäukategorie.

Die Korrosivitäukategorien C2 bis CS (DIN EN ISO 12944 - 1) bedeuten;

10

C1 gering C3 mäßig C. CS-I C5-M

stark

sehr stark (Indunrieaunosphäre) sehr stark (Meeresatmosphäre)

Anwendung von Duplex­System nach DIN EN ISO 12944-5 im Stahlbau

Duplex-Systeme aus Feuerver-zinkung + Beschichtung werden In vielen Bereichen des Stahlbaus eingesent.

Anwendungsbeispiele:

• Gittermasten ffir Starkul'Omleitungen • Konstruktionen für Umspannanlagen • Funk- und Sendemasten • Fahrleitungsmasten der Bahn • Konstruktionselemente für den HaUenbau • Fassadenelemente • Förder- und Verladeeinrichtungen • KonstruktiOflen für Bahnsteigüberdachungen • Urmschuneinrlchcungen bel Bahn- und ScnßenbatJ • Yerkehrsleiteinrichwngen • Elemente ftir den Briick.enbau • Signalbrticken der Bahn • Rohrleitungen und Geländer • Zaun~ntagen, Tore usw.

10.1 Applikation

Die Applikation der Duplex-Beschichtungucoffe erfolgt entweder statiOflär im Werk oder auf der Baustelle mit den bekannten Applikationsverfahren (Sprinen. Streichen. Rollen) für Fliissigbeschichtungs­stoffe. sowie Sprühen für elektrostatische Pulverbe­schichtungsstoffe.

10.2 Beschichtung im W e rk

Die Beschichtung der feuer verzinkten Bauceile in sta­tionären Anlagen gewinnt zunehmend an BedeuttJng. Duplex-Systeme mit dem robusten Zinkiiber-zug sind für den sog. Korrosionsschutz lb Werk beronders gut geeigneL

Bel Konstruktionselementen mit hohem Montilgeauf­wand und/oder hohem Beschädigungsrisiko empfiehlt es sich. einen Teil der GesamwesChichtung Im Werk und die Deckbeschichtung nach Montage aufzubrin­gen. Pulverbeschichtungen sind grundsätzlich im Werk durchzufU hren.

Es ist vorteilhaft. schot! im Werk mindestens eine Grundbeschichtung aufzub ringen. weil dadurch die Bildung VOfl ZInkkorrosionsprodukten während Transport. Zwischenlagerung und Montage verhindert wird. Aufwendige Arbeiten zur Oberflächenvorberei. tung der stückver-zinkten Konstruktion auf der Baustelle können entfallen.

Hydro-Grund- und Detkbeschichcungen. meist auf Bnis Acrylhar-z-Copolymeris:u_ gehoren bereiu seit Jahren zu den bewährten Systemen und sind besoo­ders geeignet für Duplex-Systeme ab Werk. In den sta­t ionären Anlagen k.önnen die Maßnahmen zur Einhaltung der erforderlichen ApplikationsbedIngun­gen beso.,ders gut durchgeführt werden. und es wird eine erhebliche Reduzierung der Lösemittelemissi­onen erreicht. Hydro-Grundbeschichtungen können zudem mit verschiedenen Ein- und Zweikomponen­cen-Systemen weiter beschichtet werden und ermög­lichen so die Herstellung von Beschichtungssystemen für einen großen Anwendungsbercich bei atmosphäri­scher Belastung.

Sind Kontaktflächen fü r pllnmäßig vorgespannte Scher-/Lochtaibungsverbindungen zu beschichten. munen Beschichtungssysteme verwendet werden. die nicht zu einem unzulassigen Abfall der VOrspann kraft führen . Die Auswahl der für solche Verbindungen geeigneten Beschichtungssys teme und/oder zutreffen­de Vorkehrungen hängen VOfl der Art des Bauwerks und der anschließenden Handhabung und Montage sowie vom Transport ab.

1 1 I 1.1

Besonde re Hinweise

Bestimmung der Trockenschichtdicke

Nach DIN EN ISO 11944-S Ist das Verfahren zum Überprtifen der EInhaltung von Sotlschichtdicken der Beschichtung (Geräte. Kalibrierung. Berücksichtigung des Beitrages der Rauheit zum Prüfergebnis) zwischen den Vertragspartnern zu vereinbaren.

Die Überprüfung der Schichtdicke des Zinküber-zuges hat entsprechend der Fesrlegungen In DIN EN ISO 1461 vor den BesChichtungsarbeiten zu erfolgen.

Die SchiChtdickenangaben für Einzelschichten. Werkstatt- und Baustcllenbeschichcung sollten gene­rell 31s Sollschichtdicken nach DIN EN ISO 11944-5 deklariert werden.

Sofern in den technischeo Merkblättern des 8eschich­tungsstoffhefstelle~ keine abweichenden Angaben ent­halten sind. " ... sind Einzelwerte der Trocke:nschichtdicke. die 80% der SolIschIchtd icke: unte~hreiten. nicht zuläs­sig. EInzeIwerte zwischen 80% und 100% der Solischicht­dicke sind zulässig. vorausgcsetZt. dass der Mittelwert aller Messergebnisse gleich der Sollschichtdicke oder größer Ist und keine andere Vereinbarung getroffen wird."(DIN EN ISO 11944 - 5.Abschnitt S.4).

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OberlUichenvo,.. R .... itung

, Sw

• •

Tabelle S:

$tüd,veninkunl Oberllic~nvor-

be .... itunl' Vorbehandlung

Sw c_

Tabelle 6:

Gl"UndRochlchtung( en) Oed,beschichtuna(en) Bes.chlchtung,... Erwa""te Schutzdau .... ein"hl. Zwlsc:henbe« hJchtung system (siehe ISO 129 .... -1) (I. O«kbeschkhwng)

Binde· Anuhl Soll$clllcllt· Binde- Anulll Sollschkht- Anuhl GesamtSoll Komnivitliuk>tegorie mittel ,,, dicke mittel ,,, dicke 'oe <ehlcllt· C, Cl C< eS·1 eS.M

Schichten ,. Schkhten ,. Schichten dicke ~m , M , , M , , M , , M , , M , , , ., 80 , '20

",C 80 ",C 80 , '''' 80 , '" 1 HO , <0 80 , '20

" 80 " 80 , '" 80 , '" 1 HO ., , .,

, '20 , '20

" .,

" 80 , '20 EP-Komb. ., 00" ., , '20 AY·Hydro .,

'"' 80 , '20

'" , '''' " 80 80 , '"

EP-Komb. 80 80 , '" AY.Hydro 80 80 , '" EP·Komb,+ 80 , '" '"'

., EP·Komb . 80 00" ,

'''' 1 HO

80 '"' '" HO

Beispiele für Duplex-Systeme mit Flüssig-Beschichtungsstoffen (Stückverzinkung + Beschichtung) Erläuterung: R=Reinigen. Sw=Sweep-Strahlen oder alternative. in gleicher Weise wirksame.Vorbereitungsverfahren

Für die Höchstschichtdicke gelten die Angaben im Technischen Datenblatt des Beschichtungsstoffher­stellers. Sind im Technischen Datenblatt des Beschich­tungsstoffherstellers keine Angaben enthalten. sollte die Höchstschichtdicke nicht mehr als das Dreifache der Sollschichtdicke betragen. "Falls die Höchst­schichtdicke überschritten wi rd. muss zwischen den Vertragspartnern eine Übereinkunft auf fachlicher Basis gefunden werden, Bei Beschichtungsstoffen oder Systemen. bei denen die Höchstschichtdicke nicht überschritten werden darf. oder in speziellen Fällen sind die Angaben im technischen Datenblatt des Herstellers zu beachten," (DIN EN ISO I 2944-S.Abschnitt S.4)

Gl"Undbeschichtung(en) Oe<:kbeKhichtunl(en)

Binde· Anu~ SolischIcht· S!nde· Anzahl

I Soll.chlcht·

mittel ,,, dicke miuel 'oe dicke Schichten ,m Schichten ,.

I , 80

se , 80

00" , '" , " EP/SP ,

I 70

" , '" , 70

Die Bestimmung der Schichtdicke von Beschichtungen auf Zink ist an repräsentativen Flächen mit statistisch ausreichender Anuhl Einzelmessungen mit Messgerä­ten. die nach dem Wirbelstromverfahren aus DIN EN ISO 2808 in Verbindung mit DIN EN ISO 2360 arbeiten. auszuführen. Liegen Einzelmesswerte unterhalb des zulässigen Bereichs der Sollschichtdicke. sind zusätzli­che Messungen durchzuführen. um die betroffene Fläche für erforderliche Nacharbeiten einzugrenzen.

Es ist nicht zulässig. die Sollschichtdicke der BeschiChtung bei Einhaltung der Gesamtschichtdicke Zinküberzugl Beschichtung mit Überschichtdicken des Zinküberzuges zu verrechnen.

Beschichtung •. Erwartete Schutldauer system (oiehe ISO 12944. 1)

Anuhl GcsamtSoU KorrosivitäukategO<"ie

'oe '-ChichI· Cl I Cl I C< eS·1 C5·M

Schichten dicke ~m , M lKMLKML K M i l , M ,

, 80

I , 80 , '20 , '" , , '"

Bei~piele für Duplex-Systeme mil PulverueschichwlIgsstoffen (Stückverzinkung ... Beschichtung) Andere Systeme mit der gleichen Schutzwirkung und entsprechendem Eignungsnachweis sind möglich, Erläuterung: Ch = Gelbchromatieren. Sw =Sweep.$trahlen oder alternative. in gleicher Weise wirksame Vorbereitungsverfahren

I I .2 Kontrollflächen

Kontrollflächen sind geeignete Flächen am Bauwerk,die angelegt werden, um einen akzeptiertenAusführungsstandard für die Arbeiten darzustellen; zubestätigen, dass Angaben eines Herstellers oderAuftragnehmers richtig sind; die Beschichtung zueinem späteren Zeitpunkt zu bewerten.

Sollen Kontrollflächen für Gewährleistungszweckebenutzt werden, müssen sie einschließlich der fürdie Bewertung geltenden Kriterien für diesenZweck zwischen den Vertragspartnern vereinbartwerden.

Sie sind an repräsentativen Flächen des Bauwerkesanzulegen und sollten sich auch auf Schweißnähte,Schraubenverbindungen, Kanten, Ecken und andereBereiche des Bauwerkes, in denen erhöhte Korro-sionsgefahr zu erwarten ist, erstrecken.

Größe und Anzahl der Kontrollflächen müssen ineinem angemessenen Verhältnis zur Art des gesamtenBauwerkes stehen, sowohl in technischer als auch inwirtschaftlicher Hinsicht.

Detaillierte Angaben zur Ausführung, Überwachungund Dokumentation von Kontrollflächen werden inDIN EN ISO 12944-7 und 8 (Anhang B) gegeben.

I I .3 KorrosionsschutzgerechteGestaltung

Die Form von Stahlbauten und deren korrosions-schutzgerechte Gestaltung haben entscheidendeAuswirkungen auf die Durchführung und Wirksamkeitder Korrosionsschutzmaßnahmen.

Sind Kontaktflächen für planmäßig vorgespannteScher-Lochleibungsverbindungen zu beschichten, müs-sen Beschichtungssysteme verwendet werden, dienicht zu einem unzulässigen Abfall der Vorspannkraftführen. Die für solche Verbindungen gewähltenBeschichtungssysteme und/oder die getroffenenVorkehrungen hängen von der Art des Bauwerks undder anschließenden Handhabung und Montage sowievom Transport ab.

Grundlegende Hinweise werden in DIN EN ISO12944-3 und DIN EN ISO 1461 in Verbindung mitBeiblatt 1 und DIN EN ISO 14713 gegeben.

Sicherheitsrelevante Besonderheitenbeim Feuerverzinken, wie:

� Vermeidung von geschlossenen Hohlräumen oder Vorsehen von Entlüftungsöffnungen

� Vermeidung von großflächigenÜberlappungsflächen

� Sicherstellung eines ungehindertenZu- und Ablaufes der Zinkschmelzesind zu beachten.

Erforderlichenfalls sind Abstimmungen mit der Feuer-verzinkerei zu führen.

Bereits bei der Planung und Konstruktion vonStahlbauten sind Zugänglichkeit und Erreichbarkeit fürdie Ausführung, Prüfung und Instandsetzung desKorrosionsschutzes zu berücksichtigen. Zugänglichkeitbedeutet, dass der Raum zwischen Bauwerkenund/oder Bauteilen den Zutritt von Personen erlaubt.Erreichbarkeit bedeutet, dass alle Flächen von Handmit Werkzeugen vorbereitet, beschichtet und geprüftwerden können.

I I .4 Vertragliche Vereinbarungen

Die Verbände-Richtlinie “Duplex-Systeme” ist als tech-nische Richtlinie für den Anwender anzusehen.Besondere Vertragliche Vereinbarungen, insbesonderezu den Themen Abnahme, Nachbesserung, Mängel-beseitigung, Prüfung und Abnahme sind hier nichtgeregelt und sind bei Vertragsabschluß gesondert zuvereinbaren.

I2 Literatur

[I] Schubert, P.; Schulz,W.-D.;Katzung,W.; Rittig, R.:Struktur und Eigenschaften von Feuerzink-überzügenMetall 53 (1999)5, S. 260

[2] Knotkova, D.:Aktuelle Erkenntnisse zumKorrosionsverhalten von Zink undZinküberzügen.Beratung Feuerverzinken,4. Deutscher Verzinkertag, Köln, 1995

[3] Schmidt, R.;Duplex-Systeme: Feuerverzinkung undBeschichtung in WEKA PraxishandbuchKorrosionschutz durch Beschichtungenund Überzüge,Ausgabe April 1999,Augsburg:WEKA,

[4] Schubert, P.; Schulz,W.-D.;Katzung,W.; Rittig, R.:Richtiges Sweepen von Feuerzinküberzügennach DIN EN ISO 1461.Der Maler und Lackierermeister(1999)7, S. 479

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I N S T I T U TF E U E R V E R Z I N K E N

Weitere Informationen zum Feuerverzinken erhalten Sie beim Institut Feuerverzinken GmbH,Postfach 14 04 51, 40074 Düsseldorf, Telefon (02 11) 69 07 65-0, Telefax (02 11) 69 07 65-28,E-Mail: info@feuerverzinken.com, Internet: www.feuerverzinken.com

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