DE1521775A1

DE1521775A1 - Verwendung von Stahlblechen oder Stahlprofilen aus leichtlegierten Staehlen fuer Aussenverkleidungszwecke an Bauwerken

Info

Publication number: DE1521775A1
Application number: DE19661521775
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl-Ing Becker
Original assignee: Huettenwerk Oberhausen AG
Current assignee: Huettenwerk Oberhausen AG
Priority date: 1966-02-18
Filing date: 1966-02-18
Publication date: 1971-09-02
Also published as: BE681290A; GB1153202A; US3479229A; NL6606923A; NL133681C; LU51024A1

Description

Patentanmeldung der Firma Hüttenwerk Oberhausen AO., Oberhausen (RhId.), Essener Str. 66

Verwendung von Stahlblechen oder Stahlprofilen aus leichtlegierten Stählen für Außenverkleidungs-

aweeke an Bauwerken ι

Außenverkleidungen bzw* Außenbekleidungen an Bauwerken aus Metallen sind bekannt· Znsbesondere sind solche bekannt, die aus Aluminium oder Aluminiumjtegierungen bestehen sowie solche, die aus sog· rostfreiem Stahl, ζ·Β· dem ," bekannt«sn 18/8 Chrora-Nickel-StahjL, in besonderen Fällen aus Chrom-Nickel-HolybdKn-Stahl, bestehen«- Außenverkleidungen bzw. Außenbekleidungen von Bauwerken aus " Aluminiiim und Aluminiumlegierungen verursachen mehr oder weniger hohe, laufende Unterhaltungskosten, wenn_sie ein ansprechendes Äußeres'behalten sollen· Der Verwendung von roetfreijen Stählen für derartige Zwecke sind wegen des hohen Pxjeises solcher Stähle Grenzen gesetzt· >

1st auch bekannt geworden, für dl« Außenverkleidung y Bauwtrktn ltiohtlegierte Stahle In ungeschütztem Zustand .su verwenden, auf deren Oberflächen sich In der '

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Atmosphäre selbstschützende, gutaussehende und absolut wartungsfreie Deckschichten bilden, die man auch als Oxydpatina bezeichnet* FUr diesen Zweck geeignete Stähle, die an der Atmosphäre eine befriedigende Korrosionsbeständigkeit aufweisen, enthalten insbes» Kupfer, Nickel, Chrom, Vanadium, Molybdän und Phosphor, entweder einzeln oder mehrere gemeinsam als Legierungselemente, wobei die Konzentrationen im¹ allgemeinen unter etwa 2 % liegen. Als Beispiel für einen nur eines der genannten Legierungselemente enthaltenden Stahls sei der sog* gekupferte Stahl genannt, Stähle der genannten Art, bei denen mehrere der genannten Legierungselemente zulegiert sind, können in ^{dön in} Tabelle 1 wiedergegebenen Analysenbereich fallen (Angabe In Gew,-#): ι ι

f Mn P S Cu Cr Ni

rl!

max· 0725 υ, 20 070/ «ax· CJ725 t>730 max. 0,12 bis bis bis 0,05 bis bis 0,065 0,75 0.50 0,15 0,55 1,25

Werden metallische Oberflächen derartiger Stähle der Atmosphäre ausgesetzt, so bilden sich auf diesen lockere Rostsohichten, wie auf üblichem, unlegiertem Stahl· Erst nach einiger Zeit bildet sich eine sehr dichte Deckschicht, die an der Atmosphäre praktisch Jede weitere Abtragung des Stahles verhindert,, so daß derartige Stahlbauteile eine '

praktisch unbegrenzte Haltbarkeit besitzen.- Bei Außenverkleidungen bzw. Außenbekleidungen an Bauwerken aus solchen Stählen stört jedoch, daß der sich zunächst bildende verhältnismäßig lockere und leicht abfallende Rost in vielen Fällen xu unsohönen Verfärbungen der angrenzenden, nicht

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metallischen bzw· nicht aus Stahl bestehenden Bauteile sowie zu erheblicher Belästigung der Umgebung führt· Diese Kachteile haben dazu geführt, daß die an sich für Außen- , Verkleidungszwecke an Bauwerke gut geeigneten Stähle ι dafür praktisch unverwendbar sind· ' ι

Grundsätzlich ist es bekannt (vergl. Machu,"Nichtmetallische anorganische Überzüge", 1952, S. 154)Stahl durch nichtmetallische anorganische Überzüge zu schützen, und zwar erzeugt man auf ihrer Oberfläche aus in Wasser gelösten ι Eisensalzen und Schwermetallsulfaten (z.B. mit Hilfe eines Brünierungsbades aus einer Lösung von 15 g Eisenchlorid PeCl,, 30 PeSO^,7 H₂O, 12g CuSO₄ .5 H₂O und ^O g 96#igen Alkohol", in 1 1 Wasser) initial Roststrukturen, die ' später abgebürstet werden. Die·Probleme um die Verwendung von Stahlblechen und Stahlprofilen aus leichtlegierten Stählen für Außenverkleidungszwecke bzw· Außenbekleidungszwecke sind durch diese bekannten Maßnahmen nicht beeinflußt worden· Das g:|Llt auch für den Vorschlag (vgl» Wiederholt "die chemische Oberflächenbehandlung von Metallen zum ' Korrosionsschutz" I963, Band 9, S.32); US-Patentschrift , 3 085 034), derartige Schichten durch Einölen, Einfetten, Einwachsen oder Lackieren oder auch Aufbringen von Silikon-Überzügen in Bezug auf ihre korrosionsschützende Wirkung zu verbessern. ,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde« anzugeben, wie leicht legierte Stähle für Außenverkleidungszwecke bzw. Außenbekleidungszwecke an Bauwerken verwendet werden können*

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Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Stahlblechen und Stahlprofilen aus leichtlegierten und unter atmosphärischem Einfluß eine dichte, korroslonsschützende Deckschicht aus- ι bildenden Stählen, die nach einer Vorbehandlung ihrer Oberfläche mit Vorrostlösung aus in Wasser gelösten Elsensalzen und Schwercetallsulfaten eine Initialroststruktur aufweisen, und bei denen die Initialroststruktur durch eine wasserundurchlässige aber wasserdampfdurchlässige, nur kurzzeitig nach dem Aufbringen wirksame Filmauflage stabilisiert ist, für Außenverkleidungszwecke bzw. Außenbekleidungszwecke an Bauwerken· Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, der in Kombination mit den beschriebenen Maßnahmen besondere Bedeutung zukommt, 1st dadurch gekennzeichnet, daß die stabilisierende Filmauflage aus einem aufgetrockneten Filmbildner auf der Basis von Harzen und/oder Kunstharzen und/oder Wachsen und/oder Zellulose und/oder Kautschukabkömmlingen und dergl· oder von Silikaten oder dergl. gebildet ist. Besonders bewährt hat sich eine weitere Spezifizierung, nämlich die Verwendung von Stahlblechen und-proflien ι aus Stahl mit dem Analysenbereich '

C Si _Mn P S Cu Cr . Wl

max· 0,25 0,20 0,07 wax. 0,25 0,20 max*

0,12 bis bis bis ' 0,05 bis bis 0,65

0,75 0,50 0,15 0,55 1,25 I ι,

die nach einer Vorbehandlung ihrer Oberfläche mit Vorrostlösungen der Zusammensetzung

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vorzugsweise

Eisennitrat	5	- 25	I I 15	0	25	Rest	I - 25	I
Kupfersulfat	ι ^Ο'^Χ	- 2	0,4	- 0,6
Nickelsulfat	¹ ο,ι	- 2		- 0,6
Glyzerin	0,1	■- ι		0,2 t
Oxalsäure	0,1	- 2	I I	0,5
Agepon	0,01	-O4I	,02
Alkohol	10	- 50	- 35
Wasser

und einer nachfolgenden Nachfeuohtung mit einer Lösung aus 80 bis 95 % Wasser und 5 bis 20 % Alkohol eine Initial- ι roststruktur sowie darauf eine aufgetrocknete Filmauflage aus einem Piibildner der Zusammensetzung

vorzugsweise

1 Zyklokautschuk	5 -	40	10 -	• 20	I
Tetrachlorkohlenstoff	40 -	90	50 -	• 70	5 '
Aerosol	2 -	20	5 -	■10 '	I '
Eisenoxydhydrat	0,1 -	2	0,	5
Hochkohlensaurer
Alkohol	0,1 -	2	0,
(C-Zahl 12)

aufweisen, für Außenverkleldungsawecke bzw« Außenbekleidungsawecke an Bauwerken*

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ι ι

Die Erfindung soll im folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung sowie durch tin Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und durch Beispiele für die von der Erfindung vorgesehepen Mittel näher erläutert werden. Auch die in den, Beispielen enthaltenen Angaben sind erfindungswesentlich.

I.

Die einzige Figur zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Stahlblech oder -profil. ' Die Figur zeigt ein Stahlblech oder -profil I aus leicht- ι legiertem Stahl für Außenverkleidungszwecke bzw. Außenbekleidungszwecke an Bauwerken« das erfindungsgemäß eine durch Vorbehandlung mit Vorrostlösungen und Filmbildner ' künstlich erzeugte und stabilisierte Initialroststruktur 2, aufweist« wobei die Stabilisierung durch eine Filmauflage 3 verwirklicht ist. Wie das in manchen Fällen für die Auißenverkleidung an Bauwerken zweckmäßig sein kann« ist in der, Figur ein Stahlblech oder -profil dargestellt« das sowohl auf der Vorder- wie auch auf der Rückseite eine durch eine Filmauflage stabilisierte Initialroststruktur aufweist.-Zur Herstellung geht man wie folgt vor:

Auf die metallblanke Oberfläche der Stahlbleche oder -prdfile wird eine Vorrostlösung aufgespritzt oder mit e^nem Pinsel aufgetragen* Die Vorrostlösung verteilt sich gleichmäßig und trocknet verhältnismäßig schnell ab. Nach dem, Eintrooknen der Vorrostlösung wird die Oberfläche zweckmäßigerweise noch¹einmal mit einer Flüssigkeit« bestehend aus ca. 80 - 95 # Wasser und 5 - 20 # Alkohol« nachgefeuchtlet«

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Der Alkoholzusatz dient hier vor allem als Benetzungsmittel» So behandelte Oberflächen weisen in kürzester Zeit, etwa nach einer halben Stunde, eine dünne, relativ gleichmäßig und,,, Y festhaftende Initialroststruktur auf· Ein wesentlicher, , ι chemischer Angriff auf die Oberfläche der Stahlbleche und ₍ -profile erfolgt dadurch nicht· Zur zeitweiligen Stabilisierung der so gebildeten Initialroststrukturen kann nunmehr ein Filmbildner auf anorganischer und/oder organischer Basis auf die Initialroststruktur aufgebracht werden, zweckmäßigerweise wiederum durch Aufspritzen oder durch Auftrag mit ,einem Pinsel. Man erhält somit auf einfache Weise eine die Initialroststrukturen stabilisierende Filmauflage·- Zweckmäßigerweise enthält die Vorrostlösung die folgenden Komponenten:

1· ein Eisensalz, z»B. Eisennitrat, das an der Atmosphäre und in Zusammenwirkung mit den anderen, nachstehend aufgeführten Komponenten der Vorrostlösung dunkelbraune ' Eisenoxydhydrate bildet,

2· einen Zusatz von Schwermetallsulfaten, vorzugsweise von Nickel- und Kupfersulfaten, der an der Atmosphäre schwer lösliche, basische Sulfate entstehen läßt, ι

2. einen Zusatz, der in an sich bekannter Weise die Bildung eines sehr feinkörnigen Rostes bewirkt« wie z*B. Oxalsäure, >

4« weiter« Zusätze, die in schwachsaurer Lösung eine gleichmäßige Benetzung der Oberfläche bewirken, z,B, Alkohol«

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ι !

Durch Auflösen der genannten Komponenten in Wasser wird

^! ι

eine Vorrostlösung erhalten, die nach dem eirf indungsge- < mäßen Verfahren eine sehr feine Initialroststruktur bildet, und darüber hinaus eine Abdichtung der Deckschichtporen¹ "

Ij 1

durch Bildung basischer Schwermetallsulfate sowie eine , gleichmäßige FSrbung der Oberfläche durch die Oxyde bewirkt· Eine geeignete Vorrostlösung hat z.B. die nach- ' stehende chemische Zusammensetzung: ! '

Tabelle 2	•	Eisennitrat	*	ι I I	Best
Kupfersulfat	5-35	¹ vorzugsweise" %
Nickelsulfat	0,1-2 .	15-25 '
Glyzerin	0,1 - 2	0,4 - 0,6
Oxalsäure	0,1 - 1	0,4 - 0,6 ,1
Agepon ','	0,1 - 2	P'²
Alkohol	0,01 - 0,1	0,5 ¹I¹
Wasser	10-50	0.02 '
		25 - 35

Die Stabilisierung der Initialroststrukturen geschieht erfindungsgemäß zweekmäßigerweise durch Filmauflagen, die durch Auftragen von Filmbildnern durch Aufspritzen oder¹ durch Pinselauftrag erzeugt werden. Die Film&iäflagen müssen wasserundurchlässig, aber wasserdampfdurchlässig sein. Auf diese Weise wird eine Verfärbung von Niederschlägen durch die erfindungsgemäSen Außenverkleidungen

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an Bauwerken vermieden, da diese Niederschläge mit den Eisenoxyden nicht mehr in Berührung kommen· Als Filmbildner eignen sich z.B. Harze, Kunstharze, Wachse, Zellulose und Kautschukabkömmlinge und dergl· sowie Silikate· Die Filmauflage muß in der Zeit, in der sich auf der Oberfläche der Stahlbleche und -profile aus den leichtlegierten Stählen die festhaftende Deckschicht aus Rost, die sog* Oxydpatina, ausbildet, festhaften und dicht ceIn. Danach soll sich jedoch die Filmauflage erfinclungsgeraäß selbst vollständig abbauen, was zweckmässigerweise durch Verkrsiden der Filmauflage geschieht· Hierfür sind im allgemeinen besondere Zusätze zu dem Filmbildner erforderlich, die u.a« von der Art der Filmbildner selbst abhängen, geeignet sindim allgemeinen Zusätze von sog* Mattierungsmittel!!, wie z.B. Kieselgele., Aluminium- und Zinkstearate sowie Salze von Karbonsäuren» Als weiterer^ Zusatz zu den Filsibildnern sind färbende Stoffe zweck- ' mäßig, wie ζ·Β. Eisenoxydhydrat, die so ausgewählt werden sollen, dass sich die Filmauflage in Farbe und Struktur nicht von den Deckschichten aus Rost unterscheide^. Zweckmäßigerweise können dem Filmbildner noch weitere Zusätze zugefügt werden, wie ζ·Β· Weichmacher, Trockner und hochmolekulare Alkohole als Untergrundentfeuchter«

Als Beispiel sei die Vorbehandlung für die Oberflächen von Stahlblechen und -profilen für die Verwendung für Außen«

verkleidungszwecke bzw· Außenbekleidungszwecke angegeben, wobei für den Stahl ein solcher mit einem Analysenbereich nach Tabelle-1 gewählt wurde· Auf die Oberflächen von Stahlblechen und -profilen aus diesem Stahl wird durch Aufspritzen oder Pinselauftrag eine Vorrostlösung der in_;

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Tabelle- 2 &i>gegebenes Zusammensetzung aufgetragen, nach dein Eint-roeknea -d^r VorrosMösu.ng wird die Oberfläche Kit einer &U3 SO -■ 95 # Wasser und *> - 20 % Alkohol nachge-

α ν,--α ch te ti Xi, kurzer¹ Zz" t_t h&iaz-islsw&lsie In einer halben :..;:u/;üe._:. Ta'i-rcix, sie.- -iV-·;' -;^:" ·■:£!« iVelse eiDe dichte, feinkör-t r.ige "'.^-· :i rc-Vt mlteip,-!^ J'' tifcXrOÄtetrukuur* die sodann I 4u.rch Auf;;^i./^ea eioe^ -PlXWbild^ers zeitweilig stabilisiert wifiU iiine. 2v- •'*.:k"Ä,*'^ ^ -,· T.'u.iiiiriaößset2uag solcher Filpi» Bildner xst- ia

7;,^Λ \i;■:. ^iCSiullilc ^! _; 5 * -' ' '10-20

T'ytrac iAcrk-ohAeiisfcoif 40 - SO 50- - 70

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Claims

-44-

Int prlohi

1« Verwendung von Stahlblechen und -profilen au* ;<siehtle« glerten und unter atsosphlrischea Einfluf eine dichte, korroslonsechUtxende Deckschicht ausbildenden Stthlen, die nach einer Vorbehandlung Ihrer Oberfllche alt Vorroetl8sung (aus in Wasser gelüsten Sisensalsen und Schwer met all Sulfaten) eine Initialroststruktur aufweisen, und eel denen die Initialroststruktur durch eine wasserundurchlässige,aber wasserdampf· durehllssige, nur kursseltig nach de» Aufbringen wirk»an» FiI«auflage stabilisiert 1st, für Jtaflenverfcleldungsswecke bsw. AuBenbekleldungsxiiecke an Bauwerken.
2. Verwendung nach Anspruch 1« dadurch gekennxelebnet, daft die stabilisierende Filaauflage aus einen aufgetrockneten Filmbildner auf der Basis von Harxen und/oder Kunstharsen und/oder Wachsen und/oder Zellulose und/oder lautsohukabkBfinllqeen u.dgl. oder τοη Silikonen od.dgl. gebildet ist.

3« Verwendung nach den Aneprüohen 1 und 2, dadurch gekenn- «eicha«t, AsJ 41« Stahlblech· und -profile aus Stahl mit des Analyeens«reieh

PAe Dr.Andrejewskl» Dr.Honk·

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