DE3711420A1 - Verfahren zur schaffung eines rauhbelages auf kunststoffummantelten stahlteilen - Google Patents

Verfahren zur schaffung eines rauhbelages auf kunststoffummantelten stahlteilen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrosionsschutzbeschichtung von Stahlteilen, wobei auf das Stahlteil eine außenliegende Kunststoff­ beschichtung aufgebracht wird.
Ein derartiges Verfahren ist bekannt, wobei die Kunststoffbeschichtung aus einem Thermoplast oder auch Epoxid-Harz bestehen kann. Bei der Beschichtung mit einem Thermoplast, z. B. Polyäthylen, wird das zu beschichtende Stahlbauteil erhitzt und auf die erhitzte Oberfläche der Kunststoff, z. B. in Form eines extrudierten Folienbandes oder Folien­ schlauches, aufgebracht.
Derartige Kunststoffbeschichtungen schützen das Stahlteil vor Korrosions­ schäden. Durch die Kunststoffbeschichtung tritt hierbei jedoch der Nachteil auf, daß die Verbundhaftung zwischen Stahlteil und einem Ein­ bettungsmaterial, in das das Stahlteil eingebracht werden soll, aufgrund der glatten Kunststoffoberfläche gegenüber unbeschichteten Stahlteilen vermindert wird. Als Einbettungsmaterial kommt vorzugsweise Beton in Frage. Nicht ausreichende Verbundhaftung mindert die zulässige Gesamt­ belastung der Anordnung. Insbesondere bei Stahlbeton ist man daher bestrebt, eine möglichst gute Verbundhaftung zwischen Beton und Stahl zu erhalten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der ein­ gangs genannten Art anzugeben, das zu einer ausgezeichneten Verbund­ haftung zwischen dem beschichteten Stahlteil und dem Einbettungsmate­ rial vorzugsweise Beton, führt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die noch nicht vollständig ausgehärtete Kunststoffbeschichtung ein körniges Pulver bzw. ein Granulat derart aufgebracht wird, daß die einzelnen Pulverkör­ ner zur Bildung eines Rauhbelages nur teilweise von der Beschichtungs­ oberfläche aufgenommen sind. Durch die noch nicht vollständige Verfesti­ gung der Kunststoffbeschichtung, kann das Pulver nur zum Teil in die Kunststoffbeschichtungsoberfläche eindringen; d. h. die einzelnen Körn­ chen des Pulvers überragen aufgrund ihrer Teileinbettung mit einem Oberflächenbereich die Kunststoffbeschichtungsoberfläche. Auf diese Art und Weise wird ein Rauhbelag geschaffen, der die Beschichtungsober­ fläche zum einen erheblich vergrößert und zum anderen Vorsprünge schafft, die beim Einbetten des Stahlteils von der Einbettungsmasse, vorzugsweise Beton, umflossen werden. Die Verbundhaftung zwischen dem beschichteten Stahlteil und der Einbettungsmasse wird somit erheblich erhöht. Die Erfindung ist sowohl bei Betonstahl als auch bei der Bildung eines Stahlbaustoßes von Vorteil. Bei einem Stahlbaustoß, der nicht in eine Einbettungsmasse eingelagert wird, werden zwei Stahlbauteile unter Spannung aneinander befestigt. Die dabei auftretenden Schubspannungen werden durch Oberflächenreibung der beiden Bauteile aneinander über­ tragen. Durch den erfindungsgemäßen Rauhbelag wird die Oberflächen­ reibung erheblich erhöht, was für die Kraftübertragung von Vorteil ist. Auf einen nach dem Stand der Technik vorgesehenen gleitfesten Anstrich braucht nicht zurückgegriffen zu werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Pulver Kunststoffpulver aufgebracht wird. Ein Rauhbelag wird jedoch auch bei Verwendung von keramischem Pulver oder Gesteinsmehl (z. B. Sand) gebildet. Auch ist die Verwendung von metallischem Pulver möglich, wobei jedoch sicherzustellen ist, daß dieses nicht bis auf die Stahloberfläche vordringt, da sonst der Korrosionsschutz in Frage steht.
Es kann angezeigt sein, für die Kunststoffbeschichtung und das Pulver den gleichen Werkstoff zu verwenden.
Der Verfahrensablauf kann so getroffen sein, daß als Kunststoffbeschich­ tung eine Thermoplastschicht, insbesondere eine Polyäthylenschicht, aufgetragen wird, die sich beim Aufbringen des Pulvers durch Wärmebe­ handlung in gelierendem Zustand befindet.
Vorzugsweise kann dabei die Restwärme genutzt werden, die das Stahl­ teil unmittelbar nach der Kunststoffbeschichtung noch besitzt. Wird auf den gelierenden Beschichtungsfilm der Kunststoffbeschichtung das Pulver aufgebracht, so dringt es teilweise in die Oberfläche des Beschich­ tungsfilms ein und verklebt mit diesem. Sofern nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Pulver ein Thermoplastpulver, insbe­ sondere ein Polyäthylenpulver, aufgetragen wird, wird dieses durch die Restwärme angeschmolzen, wobei es jedoch nicht gänzlich von dem gelie­ renden Beschichtungsfilm aufgenommen wird. Durch das Anschmelzen wird eine innige Verbindung zu der sonstigen Kunststoffbeschichtung hergestellt.
Mit Vorzug wird für die Kunststoffbeschichtung und/oder das Pulver Polyäthylen und/oder Athylencopolymer eingesetzt.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß als Kunststoffbeschichtung eine Duroplastschicht, insbesondere eine Epoxid-Harz-Schicht, aufgetragen wird, die sich beim Aufbringen des Pulvers aufgrund noch nicht vollständiger Aushärtung in noch klebrigem Zustand befindet. Erfindungsgemäß wird somit vor der Verfestigung der Kunststoffbeschichtungsoberfläche das Pulver aufgetragen, so daß die einzelnen Körner des Pulvers nur zum Teil in die Kunststoffbeschichtung unter Ablauf eines chemischen Reaktions-Prozesses eindringen und auf diese Weise festgelegt werden. Vorzugsweise wird als Pulver ein Duro­ plastpulver, insbesondere Epoxid-Harz-Pulver aufgetragen.
Für eine einfache Pulverbeschichtung ist vorgesehen, daß das Pulver auf die Kunststoffbeschichtung aufgeblasen wird. Das Auftragen des Pulvers kann dabei vorzugsweise durch ein elektrostatisches Feld unterstützt werden. Als Alternative zum Aufblasen kann das Pulver auch aufgestreut aufgeworfen oder fluidisiert aufgebracht werden.
Das Pulver kann auch relativ grobkörnig sein, so daß es ein Granulat darstellt, was vorzugsweise aus den genannten Materialien besteht.
Die Erfindung betrifft ferner einen mit Kunststoffaußenbeschichtung ver­ sehenen Stahlteil, wobei die Kunststoffbeschichtung mit einem aus körni­ gem Pulver bestehenden Rauhbelag versehen ist. Bei dem Pulver handelt es sich vorzugsweise um ein Kunststoff-Pulver oder Kunst­ stoff-Granulat. Für Kunststoffbeschichtung und Pulver kann der gleiche Werkstoff vorgesehen sein.
Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels, und zwar zeigt
Fig. 1 einen mit Korrosionsschutzbeschichtung versehenen Betonstahl,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Betonstahl entlang der Linie II-II in Fig. 1 und
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen beschichteten Betonstahl gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt ein Stahlteil 1, das als stangenförmiger Betonstahl 2 ausgebildet ist. Die Oberfläche 3 des Betonstahls 2 weist Erhebungen 4 auf, um einen möglichst festen Halt beim Einbetten in Beton zu erhalten.
Gemäß Fig. 2 ist auf die Oberfläche 3 des Betonstahls 2 eine Kunststoff­ beschichtung 5 aufgebracht. Bei der Kunststoffbeschichtung 5 handelt es sich um eine Polyäthylenschicht 6. Auf die Oberfläche 7 der Polyäthylen­ schicht 6 ist ein Pulver 8 aufgebracht, das einen Reibbelag 9 bildet; d. h. die einzelnen Körner des Pulvers 8 bilden eine rauhe Oberflächen­ struktur. Bei dem Pulver 8 handelt es sich vorzugsweise um Polyäthy­ len-Pulver 10, das durch Wärmebehandlung angeschmolzen, jedoch nicht gänzlich von der Oberfläche 7 aufgenommen ist.
Die Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei es sich ebenfalls um einen Querschnitt durch ein Betonstahl 2 handelt. Gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht jedoch der Unterschied, daß als Kunststoffbeschichtung 5 eine Epoxid-Harz- Schicht 11 aufgetragen ist, in deren Oberfläche 12 die Körner des Pulvers 8 teilweise aufgenommen sind. Als Pulver 8 wird vorzugsweise ein Duro­ plast-Pulver 13, vorzugsweise ein Epoxid-Harz-Pulver verwendet.
Je nach noch vorhandener Viskosität der Kunststoffbeschichtung zum Zeitpunkt des Aufbringens des Pulvers läßt sich ein mehr oder weniger tiefes Eindringen der Körnung einstellen. Abhängig von Diffusionsgrad und -tiefe des Pulvers in die Kunststoffbeschichtung läßt sich die Ober­ flächenrauhigkeit variieren, z. B. ähnlich einer Orangenhaut, bis zum scharfkantigen, großflächigen Hervortreten der Körner.
Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den An­ sprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.

Claims (13)

1. Verfahren zur Korrosionsschutzbeschichtung von Stahlteilen, wobei auf das Stahlteil eine außenliegende Kunststoffbeschichtung aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die noch nicht vollständig ausgehärtete Kunststoffbeschichtung (5) ein körniges Pulver (8) derart aufgebracht wird, daß die einzelnen Pulverkörner zur Bildung eines Rauhbelages (9) nur teilweise von der Beschichtungsoberfläche (7) aufgenommen sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Pulver (8) Kunststoffpulver aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kunststoffbeschichtung (5) und das Pulver (8) der gleiche Werk­ stoff verwendet wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffbeschichtung (5) eine Thermo­ plastschicht, insbesondere eine Polyäthylenschicht (6), aufgetragen wird, die sich beim Aufbringen des Pulvers (8) durch Wärmebehandlung in gelierendem Zustand befindet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Pulver (8) ein Thermoplastpulver, insbesondere ein Polyäthylenpulver (10), auf­ getragen wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kunststoffbeschichtung (5) und/oder das Pulver (8) Polyäthylen und/oder Äthylencopolymer verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffbeschichtung (5) eine Duroplastschicht, insbesondere eine Epoxid-Harz-Schicht (11), aufgetragen wird, die sich beim Aufbringen des Pulvers (8), aufgrund noch nicht vollständiger Aushärtung, in noch klebrigem Zustand befindet.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Pulver (8) Duroplastpulver (13), ins­ besondere Epoxid-Harz-Pulver, aufgetragen wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver (8) auf die Kunststoffbeschich­ tung (5) aufgeblasen, aufgestreut oder aufgeworfen wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragen des Pulvers (8) durch ein elektrostatisches Feld unterstützt wird.
11. Mit Kunststoffaußenbeschichtung versehenes Stahlteil, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kunststoffbeschichtung (5) mit einem aus körnigem Pulver (8) bestehenden Rauhbelag (9) versehen ist.
12. Stahlteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver (8) ein Kunststoff-Pulver ist.
13. Stahlteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunst­ stoffbeschichtung (5) und das Pulver (8) aus dem gleichen Werkstoff bestehen.
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