• festék
• festés

A felületképzéssel szemben támasztott követelmények, bevonat kiválasztása

A felületképzések alkalmazásának legfontosabb szerepe az esztétikai meg­jelenés biztosítása. E funkción kívül azonban jelentős szerepet képvisel a bevonatok, rétegek korrózióvédő hatása is. A felületképzések megjelené­sükkel, színükkel, mintázatukkal válnak érzékelhetővé, így azok tervezését nem lehet figyelmen kívül hagyni. Ezért a színek hatásával külön kell foglal­kozni. Látszatra például egy helyiséget az alkalmazott színek megválasztá­sával nagyobbítani, kisebbíteni, ill. alacsonyabbá és magasabbá lehet tenni. Tervezésnél figyelembe kell venni a színek fiziológiai és lélektani hatását is, ezért minden esetben összmegjelenésben azoknak egymással harmóniában kell lenniük.

Mivel a felületképzések általában elsődlegesen felületvédelmi szempont­ból készülnek, így azokat a létesítmény tervezésével egy időben, az építői­pari helyi sajátságokat figyelembe véve kell korrózióvédelmi szempontból megtervezni.

Építőipari szerkezetek védelménél a felületképzések közül a festékanya­gok, ill. festékbevonatrendszerek alkalmazása a legjelentősebb. Ezért célsze­rű a festékbevonatokkal kapcsolatos általános alkalmazástechnikai követel­ményekkel megismerkedni.

A festékbevonatok alkalmazásának általános szempontjai

A festéssel végzett korrózióvédelem hatékonyságát általában az alábbi főbb szempontok befolyásolják.

Ezek:

• a védő eljárás tervezése, illetve helyes kiválasztása,
• a védendő szerkezet anyaga, annak felületi formája, tagoltsága, hozzá­férhetősége,
• a felületelőkészítés minősége,
• a felhasznált festékanyagok minősége,
• a tervezett bevonatrendszer rétegvastagsága,
• a szakszerű és gazdaságosan alkalmazható felviteli technológia,
• a bevonatkészítés, illetve filmképződés légköri jellemzői.

A felületképzés legfontosabb előművelete a kifogástalan felületelőkészí­tés és az előkezelés, mivel ezek minősége a bevonat élettartama szempont­jából döntő jelentőségű.

A különböző alapanyagú szerkezetek felület-előkészítésén és előkezelé­sén általában nem azonos műveleteket értünk. A két közel azonos hangzá­sú kifejezés néha félreértésre ad alkalmat, ezért a főbb szerkezeti anyagokra vonatkozóan a felület-előkészítési és az előkezelési műveletek fogalmait az 7. táblázat foglalja össze.

7. táblázat

Különböző anyagú szerkezetek felületelőkészítésének és előkezelésének részműveletei:

A festékbevonat alapfelülethez tapadását az érintő felületek között létre­jövő adhéziós erők szabják meg. Az adhézió lehet kémiai vagy fizikai jelle­gű. Az alap felületi egyenetlenségeiből, valamint a bevonó anyag az alapba behatolása révén jön létre a mechanikai adhézió. A specifikus adhézió a fes­tékbevonat és alapfelület között létrejött kémiai vagy fizikai kötés eredmé­nye.

A porózus felületeken (vakolat, gipsz, beton stb.) főleg a mechanikai ad­hézió van túlsúlyban. Ugyanakkor egy sima fémfelületen a Wash-primeres felület-előkészítés specifikusan kémiai adhézióval kötődik. A fémfelület dur-vításával, érdesítésével (mint pl. csiszolás, homokszórás stb.) az érintkező és fajlagos felületek növelhetők, ezzel arányosan a bevonóanyag mechanikai adhéziója is fokozható.

Felület előkészítés

A szerkezeti anyagok festés előtti felület-előkészítése és felület-előkezelé­se döntő mértékben befolyásolják a felületképző anyag tapadását. Ez egy­ben azt is jelenti, hogy e műveletek minősége a festék tapadását és annak élettartamát is meghatározza. A legtöbb meghibásodás ugyanis az alapfelü­leti elválásból indul ki, amely lepergés formájában nyilvánul meg. Ezért a festéssel kivitelezett felületképzés tartósságát jelentős mértékben az előműveletek (előkészítés, előkezelés) minősége határozza meg.

A festékanyag kiválasztásakor figyelembe kell venni a jelentkező igénybe­vételt, a szerkezet anyagát, az alkalmazható felhordási technológiát, vala­mint az esztétikai szempontokat egyaránt. Látható tehát, hogy a megfelelő anyag és felületképzés tervezői munkájánál egyidejűleg több szempontot kell értékelni. Természetesen a mérlegelésnél a gazdaságosság sem elhanya­golható kérdés.

Nagy jelentőségű objektumok, építészeti tárgyak korrózióvédelmi terve­zésénél vagy új festékanyagok esetén – ha azokra nincs még ipari méretű alkalmazástechnikai adat – az anyagok kiválasztásakor tanácsos próbafel­hordásokat végezni. Ezáltal mód nyílik a festékanyag minőség, a felhordási körülmény, az esztétikai megjelenés, az igénybevételi alkalmasság stb. ellenőrzésére, illetve azok mérlegelésére.

Festékanyag helyes megválasztása

Lényeges szempont, hogy a kiválasztott festékanyag, illetve a tervezett felületképzés a szükséges igénybevételekre legyen alkalmas. Az alkalmasság bizonyítására és szavatolására vagy évtizedes kedvező gyakorlati tapaszta­lati adatok szükségesek, vagy újabb termékek esetén az adott igénybevétel­re vonatkozó intézeti minősítések, műszaki alkalmassági bizonyítvány be­szerzése külön igény. Ezen túlmenően a festékanyagok jellemző sajátossá­gokra vonatkozó adatait minőségi előírásokban, műszaki feltételekben vagy szabványokban célszerű meghatározni.

Az egyes festékszállítmányok gyakorlati kipróbálására általában nincs le­hetőség, viszont az átvétel a minőségi előírásokkal azonosítva lehetséges. A minőségi előírás szerinti átvétel fontos lehet azért is, mert a kész bevonat­rendszeren későbbi hiba esetén sokszor nehéz megállapítani egyértelműen a hiba okát.

A hiba oka többféle lehet, mégpedig rossz minőségű festékanyag vagy szakszerűtlen felhordás, igénybevételi alkalmatlanság stb. A hiba kizárására, illetve az ok egyértelmű megállapítására célszerűen lehet alkalmazni – különösen nagyobb építési objektumoknál – a garanciális mintaszakaszok készí­tését. A mintaszakaszokat a közös érdekeltek részvételével készítik (tervező, bevonó anyagokat gyártó cég, felhordást végző vállalat), ahol a tervező által meghatározott anyagokat adott technológia szerint hordják fel.

Általában a felületképző anyagok felhordására széles választékú lehető­ség áll rendelkezésre (ecset, kefe, henger, szórás, merítő eljárás, öntés stb.). A legcélszerűbb technológiát mindig az építéshelyi viszonyok határozzák meg.

Ezen általában a következőket értjük:

A védendő tárgy alakja, mérete, nagysága, tagoltsága, a környezet, munkalégtér hőmérséklete, relatív pára­tartalma, levegő egyéb szennyeződése, gépesítési lehetőség stb. Az első ala­pozó festékeket általában célszerű ecsettel felhordani. Ugyancsak kézi ecsetfelhordást igényelnek munkaegészségügyi szempontból az ólom-míni­umos alapozó festékanyagok is. A szórás nagyon termelékeny módszer, de alkalmazásának egyes esetekben korlátot szabnak a festékanyagok munka­védelmi szempontjai, a védendő szerkezet mérete, tagoltsága stb. A mártó eljárás csak speciális esetekben jöhet számításba, ahol például a tárgy mé­rete, darabszáma teszi azt szükségessé, ill. lehetségessé. Általában ilyen cél­ra külön mártó-lakkok és festékek kerülnek forgalomba.

Korróziós tervezés

A korróziós tervezés során nemcsak a felületképzés rétegfelépítését és felhordás módját kell meghatározni, hanem ezek rétegvastagságát is. Na­gyon lényeges szempont ez, a gyakorlatban nem minden esetben fordíta­nak rá kellő figyelmet.

Az adott igénybevételhez szükséges legkisebb rétegvastagságot minden esetben elő kell írni, illetve annak betartatását meg kell követelni. Gyakorlati és kísérleti adatok bizonyítják, hogy a legkisebb rétegvastagság alatt a felü­letkezelések nem nyújtanak kellő védelmet. Általában a védőhatás bizo­nyos határig a rétegvastagság növelésével közel arányosan növekszik. Ez különösen fémek, és faszerkezetek esetén igaz, mert a korróziót előidéző nedvesség vastagabb rétegen nehezebben vagy egyáltalán nem képes át­hatolni, így a korróziótól (rozsdaképződés, vetemedés stb.) a szerkezetet megóvjuk.

1. ábra
A festékbevonat vastagsága és azok tartóssága közötti összefüggés

A festék rétegvastagsága, annak tartóssága, valamint előállítási költsége szoros összefüggésben vannak egymással. Az 7. ábra több vizsgálati és gya­korlati próba eredménye alapján ismerteti az acélszerkezeten kialakított festékrétegek vastagsága és tartóssága közötti összefüggést. Ha tovább vizsgáljuk a festések költségtényezőit, megállapíthatjuk, hogy az összkölt­ségnek általában 50%-át a felület-előkészítés, 25%-át pedig a festékanya­gár teszi ki. Ebből az is következik, hogy nem gazdaságos olcsó, gyenge mi­nőségű festékanyagot alkalmazni, ha az alacsony élettartamú megoldást eredményez. Ha például egy festékanyag jobb minősége a felújítás szüksé­gességét 1-2 évre meghosszabbítja, akkor ennek a festéknek alkalmazása még akkor is gazdaságos, ha ára akár 100%-kal is többe kerül.

Általánosságban egy rétegben ecsetfelhordással 30-40 µm, szórással pe­dig 25-30 µm száraz rétegvastagságú festékbevonat alakítható ki. Ez a sza­bály vastag rétegben alkalmazható, tixotrop típusú festékféleségekre nem vonatkozik.

Az oldószertartalmú levegőn száradó festékekből kialakított rétegeknél az oldószerek elpárolgása révén bizonyos mértékű pórusosság keletkezik, ezért egyrétegű festés egyrészt a pórusosság, másrészt az alacsony réteg­vastagság miatt nem alkalmazható. Leginkább több rétegű és különböző funkciót betöltő rétegekből tevődnek össze.

Ezek közül az alábbi háromféle rétegképző festékcsoport különíthető el:

• alapozó festékek: feladatuk az alapfelülethez való jó kötődés, annak (átmeneti) vé­delme, fémek esetében korróziógátlás (passziválás),
• közbenső festékek: biztosítják az alapozó rétegek fizikai védelmét, rétegvastagság nö­velésével az időállóságot, vízállóságot fokozzák,
• átvonó (fedő) festékek: vastagság növelése révén a bevonatrendszer együttes mechani­kai, kémiai ellenállóképességét, esztétikai szerepét, viharállóságát stb., növeli.

Az egyes rétegek kialakításakor figyelembe kell venni azt az alapszabályt, mely szerint az egymást követő festékrétegeket csak akkor lehet felhordani, ha az előző réteg teljes száradása megtörtént. Ugyanis, ha az előírt száradási időket nem tartják be, a következő réteggel az átszáradás lehetőségétől megfosztják, nehezen szárad meg teljesen, ami a rétegekben feszültségeket, repedéseket eredményezhet. A betervezett összrétegvastagságot ezért több és viszonylagosan vékony rétegekben (alapozó, közbenső és átvonó rétegek) célszerű felhordani. Ez az elv a termelékenységgel látszólag ellen­tétben áll, mégis a tervezésnél a legmegfelelőbb rétegszámot kell meghatá­rozni.

Jelentős szempont a munkatéri és légköri jellemzők pontos ismerete

Ezek befolyásolják ugyanis az anyag és technológia meghatározását. Nem ha­nyagolható el a légköri jellemzők felületképzések filmképződési folyamatára gyakorolt hatása, illetve az ebből eredő tartósság-romlás sem. Célszerű mindezen elveket (légköri tényezők, felhordási körülmények, munkaközi, il­letve műveletközi minőségellenőrzési szempontok stb.) technológiai utasí­tásokban rögzíteni. Végeredményben a védelem minősége, tartóssága a gondos felviteltől nem választható el.

Az egyes rétegek kialakításakor szükséges és jelentős a műveletközi el­lenőrzés, mert a műszaki átadáskor megállapított hiba már csak nehezen és költségesen javítható, sőt egyértelműen a hiba oka nem minden esetben ál­lapítható meg.

Védőhatás kialakulása

A festékanyagokból kialakított felületképzések legkedvezőbb védőhatá­sukat teljes száradás, illetve kötés után érik el. Ez általában – a légköri jel­lemzőktől függően – a felhordást követő 8-10 nap után következik be. Álta­lában a kialakított festések filmjei a műgyanta kötőanyag típustól és a kör­nyezeti igénybevételektől függően védőhatásukat bizonyos ideig változat­lanul megtartják. Majd bizonyos behatások, igénybevételek során kezdet­ben lassú, majd fokozatosan gyorsuló természetes öregedés, lebomlás kö­vetkezik be. A folyamat végén a bevonat védő funkcióját nem képes betöl­teni, így korrózióvédelemre már alkalmatlanná válik.

Ez az öregedési folya­mat, mely kémiailag a kötőanyag degradálásából áll, általában – a műgyan­ta típustól és igénybevételtől függően – 5-10 év alatt megkezdődik. Nagyon fontos ezt a jellemző értéket, tulajdonságot – melyet a gyakorlatban tartós­ságnak, igénybevételi időnek, élettartamnak stb. neveznek – különösen a létesítményt üzemeltetőnek ismerni, hogy a korrózióvédelmi felújítást kellő időben el tudja végeztetni.

Általában célszerű és gazdaságos, ha a bevonat teljes öregedését, tönkre­menetelét nem várják meg. Amennyiben csak a felső réteg bomlása indult meg, és az alatta levő rétegek kellően szilárdak, szívósak, úgy a felújítás egy ismételt és kötőanyagdús fedőréteggel megoldható. Ha a bevonat tönkre­menetele oly mértékben előrehaladt, hogy pl. az alapfém vagy szerkezet korróziója is jelentkezik, abban az esetben a teljes bevonat eltávolítása és újbóli felületképzése szükséges.

A légköri jellemzők hatása

A filmképzés minőségére a légköri hatások befolyást gyakorolnak. Bár a va­lóságban a kivitelezés gyakran nem a tervezett határidőben valósul meg, így pl. egy őszi vagy téli időszakban készített felületképzés idő előtti meghibá­sodáshoz vezethet. Különösen kültéri munkáknál okoz ez zavart, ha a lég­hőmérséklet a megengedett érték alá esik. Általában a bevonóanyagok ide­ális filmképzési hőmérséklete +20 °C-on van. Vannak olyan festékanyag tí­pusok is, melyek alacsonyabb léghőmérsékleti értékek mellett is (pl. 0 °C közelében) kellő biztonsággal alkalmazhatók. A gyártó cégek ezt az értéket általában a gyártmányismertetőkben megadják.

A levegő páratartalma is befolyásolja a bevonat minőségét, ha az a film kialakulása alatt jelentkezik. Vannak olyan festékféleségek, melyek kimon­dottan érzékenyek a légnedvességre, ezek alkalmazása esős, páradús idő­szakban nem lehetséges. Általában 65-75% relatív légnedvesség a legked­vezőbb feltételeket biztosítja.

Gyakran a léghőmérsékleten kívül a védendő felület testhőmérsékletével is számolni kell. Ez különösen nagytömegű fém szerkezetek esetében jelen­tős. Gyakran előfordul, hogy a testhőmérséklet több fokkal alacsonyabb, mint a léghőmérséklet, ez esetben bekövetkezhet a felületen a párakicsapó­dás. Ugyancsak fontos a szélsebesség értéke is. A túl gyors oldószer elpárolgás gyakran filmhibákat okoz. A tűző nap képes a felületet túlzott mértékben felmelegíteni. Ez is okozó­ja lehet pl. a nem megfelelő filmképzésnek.

A felületképzések általános minőségi követelményszintjei

A felületképzés akkor felel meg legjobban a tervezett igénybevételnek, ha a védelmi funkciót tartósan képes ellátni. Sajnos nincsenek univerzális festék­anyagok és felületképzések, amelyek korlátlanul bármely igénybevételre al­kalmasak lennének. Ezért is szükségesek az egyedi tervezések, hogy műsza­ki és gazdasági szempontok figyelembevételével a legmegfelelőbb korrózió­védelmi megoldások valósuljanak meg. A felületvédelem sokrétű változata miatt csak általános minőségi követelményeket lehet meghatározni, melyek között a jelentősebbek a következők.

Ezek:

• Felületképzés megbízhatósága (élettartama), tervezhető tartóssága a legfontosabb jellemző. Ezen azt az időt értjük, ameddig a kialakított fe­lületképzés felújítás, vagy javítás nélkül képes teljes védelmet biztosíta­ni. Nyilván annál gazdaságosabb egy felületképzés, minél hosszabb ideig képes a tervezett védelem biztosítására.
• Esztétikai igények. A korrózióvédelem mellett általában a felületképzésnek ki kell elégíteni esztétikai igényeket is. Ez esetben jelentős követelmény a színhatás, színhomogenitás, felületi fény stb. biztosítása is.
• A kikeményedett bevonat vagy felületképzés érintésre nem lehet tapadós, ragadós. Alkalmasnak kell lennie esetleges időszakos tisztításra, mosásra stb.
• A színállóság is jelentős tényező, különösen a belső felületképzéseknél.
• A dörzsöléssel szembeni ellenállóképesség különösen mechanikai ha­tásnak kitett szerkezetek esetén fontos.
• A bevonat rétegvastagsága, páradiffúziós ellenállása között szoros összefüggés áll fent. A tervezés során ezeket úgy kell megválasztani, hogy a bevonat a szerkezetet a külső ágensektől teljes mértékben elzárja, ugyanakkor épületfizikai szempontból is megfeleljen.