Efnið okkar: Aluzink af næstu kynslóð

Það er stanslaust álag á íslenskum húsum. Selta, bleyta og vindur vinna á klæðningunni allan ársins hring, og þetta álag hefur verið mælt. Rannsóknastofnun byggingariðnaðarins lét óvarðar stálplötur veðrast á fimmtán stöðum um land allt í heilt ár og mældi svo hvað hafði horfið. Í Vestmannaeyjum hurfu 36,1 µm á einu ári, við Svartsengi 35,3 µm og í Reykjavík 20,7 µm. Inni á Kverkfjöllum, fjarri sjó, hurfu 1,5 µm.

Bárujárnið okkar er 0,6 mm þykkt, eða 600 µm. Það er ekki stálið sjálft sem ræður því hvað þak endist við þessar aðstæður, heldur húðin utan á því.

Tæring á óvörðu stáli fyrsta árið

Hvað er Aluzink?

Aluzink er stál sem er heitdýft í bræðslu úr 55% áli, 43,5% sinki og 1,5% kísli. Sama efni gengur undir vörumerkjunum Galvalume® hjá BIEC International og ZINCALUME® hjá BlueScope, og Aluzinc® er vörumerki ArcelorMittal. Staðlarnir eru EN 10346 í Evrópu og ASTM A792 vestanhafs.

Álið í húðinni myndar þétta hlíf sem heldur vatni og salti frá stálinu. Sinkið er fórnarmálmur, það leysist upp á undan stálinu þar sem húðin rofnar og heldur ryðinu í skefjum. Kísillinn gerir hvorugt. Hann heldur aftur af brothættu millilagi sem myndast annars milli húðar og stáls.

Aluzink er algengasta stálklæðningin hér á landi. Húðin er gefin upp í grömmum á fermetra, samanlagt á báðum hliðum. AZ150 er venjulegi flokkurinn og AZ185 sá þyngsti sem fæst hér.

Þar sem Aluzink gefur eftir

Húðin ver sléttan flöt, en hún nær ekki yfir það sem búið er að skera. Á skurðkanti, í skrúfugati eða í rispu eftir uppsetningu stendur stálið bert, og þá er sinkið eitt eftir til varnar. Það nær aðeins stuttan spöl inn frá brúninni, og í Aluzinki er sinkið ekki nema rúmur þriðjungur húðarinnar.

Hér skiptir þetta meira máli en víða annars staðar, því á Íslandi er allt klippt eftir máli. Hver plata er klippt í lengd, hver flasning beygð og klippt, og á þaki eru tólf til fjórtán festingar á hverjum fermetra. Ryð byrjar nánast alltaf á skurðkanti eða við skrúfu, ekki á miðri plötu.

Magnesíumið

BaoAM® er sama Aluzink, nema hvað magnesíum er bætt í bræðsluna. Hún er 47 til 57% ál, 1 til 3% magnesíum, 1 til 2% kísill og afgangurinn sink.

Magnesíumið myndar tvö ný efnasambönd inni í húðinni. Magnesíumsink (MgZn2) situr ofarlega, þar sem það kemur fyrst að gagni, og gefur þéttari og seigari tæringarafurð á skurðköntum og í rispum. Magnesíumsílíð (Mg2Si) liggur neðar, næst stálinu, eins og tálmi í sinkríku rásunum og lokar leiðum niður að stálinu. Seinna á ævi klæðningarinnar vekur það líka álríku svæðin í húðinni til að verja stálið á sama hátt og sinkið gerir, sem þau gera annars illa.

Þetta er ekki ný uppfinning sem á eftir að sanna sig. BlueScope hefur framleitt sömu málmblöndu síðan 2013 undir heitinu ZINCALUME® with Activate®, eftir sautján ára prófanir, og sama efnafræði liggur að baki ZM-húðunum sem EN 10346 nær nú yfir.

Hvað mælingarnar sýna

Baosteel prófaði BaoAM við hliðina á venjulegu Aluzinki, með sömu þyngd á húð og í sömu prófum.

Klukkustundir í saltúða þar til ryð kom fram á beygðum fleti

Fleiri klukkustundir eru betri.

BaoAM, 75/75 g/m²Um tvöfalt lengur1.790klst.
Aluzink, 75/75 g/m²830klst.

ASTM B117 saltúðapróf, 0T beygja, 75/75 g/m² á báðum sýnum. Gildin eru lesin af súluriti í handbók Baosteel, bls. 11, sem orðar niðurstöðuna sjálf sem um það bil tvöfalt lengri tíma.

Klukkustundir í saltúða þar til ryð sást á óvörðum skurðkanti

Hér gildir það sama, fleiri klukkustundir eru betri.

BaoAM, 75/75 g/m²320 klst. lengur1.100klst.
Skurðkanturinn var enn hreinn eftir 780 klukkustundir, þegar Aluzinkið var farið að ryðga.
Aluzink, 75/75 g/m²780klst.

ASTM B117 saltúðapróf með óvarða skurðkanta, 75/75 g/m² á 0,6 mm plötu. Tölurnar eru þeir tímapunktar í myndaröð Baosteel, bls. 8, þar sem ryð sést fyrst á hvoru sýni fyrir sig.

Handbókin mælir þol skurðkantanna á móti sinkhlutfalli, það er þyngd húðarinnar á báðum hliðum deilt með þykkt plötunnar. Bárujárnið okkar er með 180 g/m² á 0,6 mm, sem gerir sinkhlutfallið 300. Á þeim stað sýnir línurit handbókarinnar um 1.260 klukkustundir að ryði fyrir BaoAM á móti um 750 fyrir Aluzink. Á sléttum fleti er munurinn minni. Þar segir handbókin BaoAM að jafnaði meira en 50% lengur að ryðga, og eftir tveggja ára útiveðrun mældist efnistapið um þriðjungi minna.

Framleiðandinn er ekki einn um þessa niðurstöðu. BlueScope framleiðir sömu málmblöndu í Ástralíu og kemst að sömu niðurstöðu í eigin prófunum. Hjá þeim ver AM125 skurðkanta betur en AZ150, þótt sú húð sé léttari.

Platan okkar

Þversnið í gegnum 0,6 mm plötu

Aluzink með magnesíum24 µm90 g/m² að utan
Stálkjarni552 µmBurðarstálið sjálft
Aluzink með magnesíum24 µm90 g/m² að innan

Teiknað í réttum hlutföllum. Húðin er 90 g/m² á hvorri hlið, samtals 180 g/m², sem er þyngsta húðin sem BaoAM er framleitt með.

Eiginleiki	Gildi
Efni	Stál með heitdýfðri Aluzink-magnesíumhúð (BaoAM®)
Húðgerð	AM, það er ál, sink og magnesíum í húðinni
Þykkt	0,6 mm
Húðþyngd	90 g/m² á hvorri hlið, 180 g/m² samtals
Húðþykkt	Um 24 µm á hvorri hlið
Sinkhlutfall	300
Staðall	Q/BQB 425
Framleiðandi	Baosteel

Til samanburðar er venjulegt Aluzink AZ150, eða 75 g/m² á hvorri hlið, og það þyngsta sem fæst hér er AZ185. Húðin okkar er í sama þyngdarflokki og sú þyngsta á markaðnum, en úr betri málmblöndu.

Handbók Baosteel um BaoAM, staðall Q/BQB 425 (PDF)

Íslenskt veður í tölum

Byggingarreglugerð skiptir aðstæðum í fimm tæringarflokka og gerir kröfu um tæringarvörn eftir flokki. Flokkur 3, inn til lands norðan- og austanlands, krefst 115 µm sinkhúðar. Flokkur 4, þar sem raki og sjávarselta eru allmikil, krefst sömu húðar, og málningar til viðbótar þar sem ekki næst að húða svo þykkt. Flokkur 5 bætir 150 til 200 µm málningu þar ofan á.

Þessar kröfur eiga við burðarstál sem er sinkhúðað í heitri bræðslu eftir smíði, ekki þunnar klæðningarplötur sem eru húðaðar í samfelldri línu. En flokkunin segir sína sögu um landið. Mælingar setja Ísland í flokk 3 til 4 fyrir sink, og flokkun eftir veðurgögnum einum saman jafnvel í flokk 5.

Þrjú atriði ráða þar mestu og þau eru öll íslensk.

Selta. Klóríð mælist að meðaltali 19,8 mg/m² á dag í Reykjavík og fer upp í 53 mg/m² í verstu mánuðunum. Ríkjandi vindátt er suðlæg og seltan berst þvert yfir landið; eftir sunnanáhlaup sést saltútfelling á mannvirkjum á norðurströndinni.
Bleyta. Tíminn sem yfirborð er blautt, það er yfir 0 °C og yfir 80% raki, mælist frá 1.449 klukkustundum á ári upp í 6.324. Hærri talan er 72% af árinu.
Brennisteinn. Loftmengun er lítil á Íslandi, en ekki við jarðvarma. Við Svartsengi mældist næstmesta tæring alls landsins.

Hvar efnið á ekki við

Engin klæðning hentar alls staðar. Framleiðandinn tekur skýrt fram hvar þetta efni á ekki við, og eftirfarandi er tekið beint úr handbókinni.

Forðist beina snertingu við blauta steypu og blautan við, og við blý, kopar og grafít. Basísk bleyta vinnur á húðinni.
Þak úr þessu efni þarf halla svo vatn standi ekki á því.
Klippið frekar í verksmiðju en á byggingarstað, og aldrei með rafmagnssög. Glóandi járnspænir setjast í húðina og brenna sig í gegnum hana.
Aluzink er ekki ráðlagt í óeinangruð gripahús. Gastegundir frá rotnandi búfjáráburði vinna illa á málmblöndunni í húðinni, og það á jafnt við um Aluzink með magnesíum.

Í stuttu máli

BaoAM er Aluzink með magnesíum. Sami grunnur, betri málmblanda.
Húðin er 90 g/m² á hvorri hlið, þyngsta húðin sem efnið fæst með.
Magnesíumið vinnur einmitt þar sem Aluzink gefur eftir, á skurðköntum, við skrúfur og í rispum.
Í prófunum framleiðandans endist það um það bil tvöfalt lengur en Aluzink með sömu þyngd á húð, og annar framleiðandi sömu málmblöndu fær sömu niðurstöðu.
Hér munar um það, því veðrið gefur klæðningunni aldrei frí.