Аргумент «Проти»: Практичні недоліки оцинкованої сталі та стратегії пом’якшення
Хоча переваги значні, оцинкована сталь — це не ідеальний матеріал «встановив і забув». Її недоліки реальні і представляють значні виклики для будівництва. Експертний специфікатор не ігнорує ці недоліки; вони передбачають їх і керують ними через розумний дизайн та протоколи на місці.
Проти: Гальванічна корозія (біметалічна корозія) — пастка специфікатора
Це одна з найпоширеніших і найдорожчих помилок у дизайні. Гальванічна корозія — це електрохімічний процес, що відбувається, коли два різнорідні метали перебувають в електричному контакті в присутності електроліту (наприклад, дощової води, морської води або навіть вологи).
«Менш благородний» (більш анодний) метал буде жертвувати собою, щоб захистити «більш благородний» (більш катодний) метал. Аналіз гальванічної серії, яка ранжує метали за їх благородністю, показує, що цинк (оцинкована сталь) є дуже анодним матеріалом. Матеріали, такі як нержавіюча сталь, мідь та бронза, є дуже катодними (благородними).
Сучасний архітектурний дизайн часто прославляє змішування матеріалів: необроблений оцинкований сталевий фасад, закріплений «якісними» болтами з нержавіючої сталі, або оцинкований дах у парі з елегантними мідними водостоками. Ці поширені дизайнерські рішення, насправді, активно створюють корозійні елементи. Коли дощова вода змиває мідь і потрапляє на оцинковану сталь, або коли болт з нержавіючої сталі знаходиться в прямому контакті з оцинкованою панеллю, цинк швидко жертвуватиме собою, що призведе до локалізованого, прискореного руйнування покриття.
Стратегія пом’якшення: Рішення полягає в розриві електричного кола. Це критична вимога до деталізації. Специфікатори повинні вимагати розміщення непровідних ізоляторів між різнорідними металами. Це включає:
- Неопренові або нейлонові шайби та гільзи для болтів.
- Ізолюючі прокладки, стрічки або мастила між контактними поверхнями.
Таблиця 2: Спрощена гальванічна серія в морській воді (відносна благородність)
| Благородність | Метал | Кородує (анодний) чи захищає (катодний)? |
| Найбільш благородний (катодний) | Графіт, платина | Захищений |
| ▼ | Нержавіюча сталь (316, 304 – пасивна) | Захищена |
| ▼ | Мідь, бронза, латунь | Захищені |
| ▼ | Свинець, олово | Захищені |
| ▼ | М’яка сталь, чавун | Кородує (якщо в парі з вищевказаними) |
| ▼ | Алюмінієві сплави | Кородує |
| Найменш благородний (анодний) | Цинк (оцинкована сталь) | Кородує (жертвує собою) |
| ▼ | Магній | Кородує |
Проти: Небезпеки виготовлення на місці: зварювання, різання та лихоманка від металевих випарів
Модифікації на місці — зварювання, різання пальником або шліфування — часто неминучі під час будівництва. Коли оцинкована сталь нагрівається до температури зварювання, цинкове покриття (яке кипить при 907°C / 1665°F) випаровується, створюючи шлейф оксиду цинку.
Ризик для здоров’я: Вдихання цих випарів є серйозною професійною небезпекою, що може спричинити лихоманку від металевих випарів. Це гостре, схоже на грип захворювання з симптомами, включаючи лихоманку, озноб, нудоту, головний біль та кашель. Хоча симптоми виснажливі, вони зазвичай минають протягом 24-48 годин.
Кодекс і безпека (діюче правило): Це питання юридичної відповідності для підрядників. Згідно з Адміністрацією з охорони праці та здоров’я США (OSHA) в 29 CFR 1910.252(c)(2), механічна вентиляція обов’язкова під час зварювання або різання металів, покритих цинком, якщо:
- Простір менше 10 000 кубічних футів (283 м³) на зварювальника, АБО
- Висота стелі менше 16 футів (5 м).
На практиці це стосується майже всього внутрішнього або зварювання в обмеженому просторі. Для архітектора, забудовника та підрядника це означає, що зварювання оцинкованої сталі на місці буде повільнішим, вимагатиме більш спеціалізованих ЗІЗ (респіратори, місцева витяжна вентиляція) і, таким чином, буде дорожчим, ніж зварювання голої конструкційної сталі. Це повинно бути враховано у графіках та бюджетах будівництва.
Проти: Поводження з матеріалами та зберігання: Як запобігти «білій іржі»
Поширена і неприємна проблема на будівельному майданчику — поява крейдоподібного білого налету на щойно доставлених оцинкованих матеріалах. Це відоме як «біла іржа» або пляма від вологого зберігання.
Визначення: Біла іржа — це гідроксид цинку, об’ємний білий продукт корозії.
Причина: Вона утворюється, коли щойно оцинковані поверхні — які ще не утворили свою стабільну, захисну патину карбонату цинку — піддаються впливу вологи (дощу, конденсату) без достатнього повітряного потоку. Найпоширеніша причина — вкладені або зв’язані предмети (наприклад, листи покрівлі, легкі профілі або настил), що доставляються на об’єкт, щільно стягнуті і залишені під дощем. Вода просочується між поверхнями, а відсутність повітря (двоокису вуглецю) запобігає утворенню нормальної патини, що призводить до швидкого утворення гідроксиду цинку. Це логістична і планувальна проблема, а не дефект матеріалу. Матеріал є найбільш вразливим у проміжок між доставкою та монтажем.
Стратегія пом’якшення:
- Зберігайте пакети в сухому, добре провітрюваному місці.
- Піднімайте пакети над землею на дерев’яних брусках (підкладках).
- Злегка піднімайте один кінець пакету, щоб забезпечити дренаж.
- Розрізайте металеві транспортувальні стрічки, щоб забезпечити циркуляцію повітря між вкладеними деталями.
- Ніколи не накривайте пакети пластиком або брезентом, що герметично закриті. Це утримує вологу і спричиняє конденсацію, погіршуючи проблему. Якщо накриття необхідне, воно повинно мати вентиляцію.
Проти: Ремонт на місці: Ремонт зрізаних країв і зварювальних швів згідно з ASTM A780
Катодний захист цинку лише «загоює» невеликі подряпини. Великі незахищені ділянки, такі як зона зварювання, де покриття було випалене, або зріз пальником, повністю вразливі до іржі і повинні бути відремонтовані для відновлення передбаченого терміну служби дизайну.
Стандарт: Процес ремонту пошкоджених оцинкованих покриттів регулюється ASTM A780/A780M, «Стандартна практика ремонту пошкоджених та незахищених ділянок покриттів гарячого оцинкування».
Процес:
- Ділянка повинна бути очищена до голого, яскравого металу.
- Фарба, багата цинком (часто звана «холодним оцинкуванням»), наноситься пензлем або розпиленням.
- Критична специфікація: Ця фарба повинна відповідати стандарту, який зазвичай вимагає, щоб висушена плівка містила 97% цинку.
- Фарба повинна наноситися на товщину, рівну або більшу за оригінальне покриття, щоб забезпечити рівноцінний захист.
Специфікація архітектора повинна включати пункт, що вимагає, щоб усі ремонти оцинкованих елементів на місці відповідали ASTM A780.