Lembaran baja berlapis logam yang sudah dicat sebelumnya untuk panel bangunan

Gary W. Dallin, P.Eng. Panel baja berlapis logam pra-cat untuk bangunan telah berhasil digunakan selama bertahun-tahun. Salah satu indikasi popularitasnya adalah meluasnya penggunaan atap baja pra-cat di Kanada dan di seluruh dunia.
Atap logam bertahan dua hingga tiga kali lebih lama dibandingkan atap non-logam. 1 Bangunan logam mencakup hampir setengah dari seluruh bangunan non-perumahan bertingkat rendah di Amerika Utara, dan sebagian besar bangunan ini memiliki panel baja berlapis logam yang sudah dicat sebelumnya untuk atap dan dinding.
Spesifikasi sistem pelapisan yang tepat (yaitu pra-perawatan, cat dasar dan lapisan atas) dapat menjamin masa pakai atap baja yang dicat dan dinding berlapis logam lebih dari 20 tahun dalam banyak aplikasi. Untuk mencapai masa pakai yang lama, produsen dan pembuat lembaran baja berlapis warna perlu mempertimbangkan masalah terkait berikut:
Masalah Lingkungan Salah satu faktor pertama yang perlu dipertimbangkan ketika memilih produk baja lapis logam pra-cat adalah lingkungan di mana produk tersebut akan digunakan. 2 Lingkungan mencakup iklim umum dan pengaruh lokal di wilayah tersebut.
Garis lintang lokasi menentukan jumlah dan intensitas radiasi UV yang terpapar pada produk, jumlah jam sinar matahari per tahun, dan sudut paparan panel yang sudah dicat sebelumnya. Jelasnya, atap bangunan bersudut rendah (yaitu datar) yang terletak di daerah gurun dengan garis lintang rendah memerlukan sistem primer dan finishing tahan UV untuk menghindari pemudaran dini, kapur, dan retak. Di sisi lain, radiasi UV jauh lebih sedikit merusak lapisan vertikal dinding bangunan yang terletak di lintang tinggi dengan iklim berawan.
Waktu basah adalah waktu dimana pelapis atap dan dinding menjadi lembap akibat hujan, kelembapan tinggi, kabut, dan pengembunan. Sistem pengecatan tidak terlindung dari kelembapan. Jika dibiarkan basah cukup lama, kelembapan pada akhirnya akan mencapai substrat di bawah lapisan apa pun dan mulai menimbulkan korosi. Jumlah polutan kimia seperti sulfur dioksida dan klorida yang ada di atmosfer menentukan laju korosi.
Pengaruh lokal atau iklim mikro yang harus dipertimbangkan mencakup arah angin, pengendapan polutan oleh industri, dan lingkungan laut.
Saat memilih sistem pelapisan, arah angin yang ada harus diperhitungkan. Kehati-hatian harus diberikan jika bangunan terletak menghadap arah angin dari sumber kontaminasi bahan kimia. Gas buang berbentuk gas dan padat dapat berdampak serius pada sistem pengecatan. Dalam jarak 5 kilometer (3,1 mil) dari kawasan industri berat, tingkat korosifitas dapat berkisar dari sedang hingga parah, bergantung pada arah angin dan kondisi cuaca setempat. Di luar jarak ini, dampak yang terkait dengan dampak pencemaran tanaman biasanya berkurang.
Jika bangunan yang dicat berada dekat dengan pantai, dampak air asin bisa sangat parah. Jarak hingga 300 m (984 kaki) dari garis pantai dapat menjadi faktor penting, sementara dampak signifikan dapat dirasakan hingga 5 km ke daratan dan bahkan lebih jauh lagi, tergantung pada angin lepas pantai. Pesisir Atlantik Kanada adalah salah satu wilayah di mana tekanan iklim dapat terjadi.
Jika tingkat korosifitas pada lokasi konstruksi yang diusulkan tidak terlihat, akan berguna untuk melakukan survei lokal. Data dari stasiun pemantauan lingkungan berguna karena memberikan informasi mengenai curah hujan, kelembaban dan suhu. Periksa permukaan yang terlindung, terbuka, dan tidak bersih untuk mencari partikel dari industri, jalan raya, dan garam laut. Kinerja struktur di dekatnya harus diperiksa – jika bahan bangunan seperti pagar galvanis dan pelapis galvanis atau pra-dicat, atap, talang dan lampu kilat berada dalam kondisi baik setelah 10-15 tahun, maka lingkungan mungkin tidak bersifat korosif. Jika struktur tersebut menjadi bermasalah setelah beberapa tahun saja, adalah bijaksana untuk berhati-hati.
Pemasok cat mempunyai pengetahuan dan pengalaman untuk merekomendasikan sistem cat untuk aplikasi tertentu.
Rekomendasi untuk Panel yang Dilapisi Logam Ketebalan lapisan logam di bawah cat memiliki dampak yang signifikan terhadap masa pakai panel yang sudah dicat sebelumnya, terutama dalam kasus panel galvanis. Semakin tebal lapisan logamnya, semakin rendah laju korosi undercut pada pinggiran potongan, goresan, atau area lain yang integritas lapisan catnya terganggu.
Korosi geser pada lapisan logam di mana terdapat potongan atau kerusakan pada cat, dan di mana seng atau paduan berbasis seng terpapar. Saat lapisan dikonsumsi oleh reaksi korosif, cat kehilangan daya rekatnya dan mengelupas atau mengelupas permukaan. Semakin tebal lapisan logamnya, semakin lambat kecepatan undercuttingnya dan semakin lambat pula kecepatan cross cuttingnya.
Dalam hal galvanisasi, pentingnya ketebalan lapisan seng khususnya untuk atap menjadi salah satu alasan mengapa banyak produsen produk lembaran galvanis merekomendasikan spesifikasi standar ASTM A653 untuk lembaran baja paduan hot-dip galvanis (galvanis) atau besi-seng. proses pencelupan (galvanis anil), berat pelapisan (yaitu massa) penunjukan G90 (yaitu 0,90 oz/sqft) Z275 (yaitu 275 g/m2) cocok untuk sebagian besar lembaran aplikasi galvanis pra-cat. Untuk pelapisan awal AlZn 55%, masalah ketebalan menjadi lebih sulit karena beberapa alasan. ASTM A792/A792M, Spesifikasi Standar untuk Pelat Baja, 55% Lapisan Paduan Aluminium-Seng Hot Dip Berat (yaitu Massa) Penunjukan AZ50 (AZM150) umumnya merupakan pelapis yang direkomendasikan karena telah terbukti cocok untuk pekerjaan jangka panjang.
Salah satu aspek yang perlu diingat adalah bahwa operasi pelapisan gulungan umumnya tidak dapat menggunakan lembaran berlapis logam yang telah dipasivasi dengan bahan kimia berbasis kromium. Bahan kimia ini dapat mencemari pembersih dan larutan pra-perawatan pada garis yang dicat, sehingga papan non-pasivasi paling sering digunakan. 3
Karena sifatnya yang keras dan rapuh, Galvanized Treatment (GA) tidak digunakan dalam produksi lembaran baja pra-cat. Ikatan antara cat dengan lapisan paduan seng-besi ini lebih kuat dibandingkan dengan ikatan antara lapisan dengan baja. Selama pencetakan atau benturan, GA akan retak dan mengelupas di bawah cat, menyebabkan kedua lapisan terkelupas.
Pertimbangan Sistem Pengecatan Tentu saja, salah satu aspek terpenting dalam memastikan kinerja yang baik adalah cat yang digunakan untuk pekerjaan tersebut. Misalnya, di area yang menerima banyak sinar matahari dan paparan sinar UV yang intens, penting untuk memilih lapisan akhir yang tahan pudar, sedangkan di area dengan kelembapan tinggi, perawatan awal dan penyelesaian akhir dirancang untuk mencegah masuknya kelembapan. (Masalah yang terkait dengan sistem pelapisan khusus aplikasi banyak dan rumit serta berada di luar cakupan artikel ini.)
Ketahanan korosi pada baja galvanis yang dicat sangat dipengaruhi oleh stabilitas kimia dan fisik antarmuka antara permukaan seng dan lapisan organik. Sampai saat ini, pelapisan seng menggunakan perlakuan kimia campuran oksida untuk memberikan ikatan antar muka. Bahan-bahan ini semakin banyak digantikan oleh lapisan seng fosfat yang lebih tebal dan lebih tahan korosi sehingga lebih tahan terhadap korosi di bawah film. Seng fosfat sangat efektif di lingkungan laut dan kondisi basah yang berkepanjangan.
ASTM A755/A755M, sebuah dokumen yang memberikan gambaran umum tentang pelapisan yang tersedia untuk produk lembaran baja berlapis logam, disebut “Lembaran Baja, Logam Dilapisi Hot Dip” dan dilapisi sebelumnya dengan lapisan koil untuk produk konstruksi yang terkena pengaruh lingkungan eksternal.
Pertimbangan proses untuk melapisi gulungan pra-pelapis Salah satu variabel penting yang mempengaruhi masa pakai produk pra-pelapis di tempat adalah pembuatan lembaran pra-pelapis. Proses pelapisan untuk gulungan yang sudah dilapisi sebelumnya dapat mempengaruhi kinerja secara signifikan. Misalnya, daya rekat cat yang baik penting untuk mencegah cat terkelupas atau melepuh di lapangan. Daya rekat yang baik memerlukan teknik penanganan pelapisan gulungan yang terkontrol dengan baik. Proses pengecatan gulungan mempengaruhi masa pakai di lapangan. Masalah yang dibahas:
Produsen pelapis gulungan yang memproduksi lembaran pra-cat untuk bangunan memiliki sistem kualitas yang mapan yang memastikan masalah ini dikendalikan dengan baik. 4
Fitur pembuatan profil dan desain panel Pentingnya desain panel, terutama radius lentur di sepanjang rusuk pembentuk, merupakan isu penting lainnya. Seperti disebutkan sebelumnya, korosi seng terjadi jika lapisan cat telah rusak. Jika panel didesain dengan radius tekukan yang kecil, maka akan selalu ada retakan pada cat. Retakan ini seringkali berukuran kecil dan sering disebut sebagai “microcracks”. Namun lapisan logamnya terbuka dan ada kemungkinan peningkatan laju korosi sepanjang radius lentur panel yang digulung.
Kemungkinan terjadinya retakan mikro di tikungan tidak berarti bahwa bagian yang dalam tidak mungkin dilakukan – perancang harus menyediakan radius tikungan sebesar mungkin untuk mengakomodasi bagian ini.
Selain pentingnya desain mesin panel dan roll forming, pengoperasian mesin roll forming juga mempengaruhi produktivitas di lapangan. Misalnya, lokasi set roller mempengaruhi radius tikungan sebenarnya. Jika penyelarasan tidak dilakukan dengan benar, tikungan dapat menimbulkan kekusutan tajam pada tikungan profil, bukan jari-jari tikungan yang mulus. Tikungan yang “ketat” ini dapat menyebabkan retakan mikro yang lebih parah. Penting juga agar rol perkawinan tidak menggores cat, karena hal ini akan mengurangi kemampuan cat untuk beradaptasi dengan operasi pembengkokan. Bantalan adalah masalah terkait lainnya yang perlu diidentifikasi selama pembuatan profil. Cara umum untuk memungkinkan springback adalah dengan “membengkokkan” panel. Hal ini perlu dilakukan, namun pembengkokan yang berlebihan selama operasi pembuatan profil akan menghasilkan lebih banyak retakan mikro. Demikian pula, prosedur kendali mutu produsen panel bangunan dirancang untuk mengatasi masalah ini.
Suatu kondisi yang dikenal sebagai “kaleng minyak” atau “kantong” terkadang terjadi saat menggulung panel baja yang sudah dicat sebelumnya. Profil panel dengan dinding lebar atau bagian datar (misalnya profil bangunan) sangat rentan. Situasi ini menciptakan tampilan bergelombang yang tidak dapat diterima saat memasang panel di atap dan dinding. Kaleng minyak dapat disebabkan oleh berbagai sebab, termasuk kerataan lembaran yang masuk, pengoperasian roller press dan metode pemasangan yang buruk, dan juga dapat disebabkan oleh tekuknya lembaran selama pembentukan karena tegangan tekan dihasilkan dalam arah memanjang dari lembaran tersebut. lembaran. panel. 5 Tekuk elastis ini terjadi karena baja mempunyai perpanjangan kekuatan luluh (YPE) yang rendah atau nol, yaitu deformasi stick-slip yang terjadi pada saat baja diregangkan.
Selama penggulungan, lembaran berusaha menipis sesuai arah ketebalan dan menyusut dalam arah memanjang di daerah badan. Pada baja YPE rendah, area tidak terdeformasi yang berdekatan dengan tikungan dilindungi dari penyusutan memanjang dan mengalami kompresi. Ketika tegangan tekan melebihi tegangan tekuk elastis yang membatasi, gelombang saku terjadi pada daerah dinding.
Baja YPE tinggi meningkatkan deformabilitas karena lebih banyak tegangan yang digunakan untuk penipisan lokal yang berfokus pada tekukan, sehingga transfer tegangan pada arah memanjang lebih sedikit. Oleh karena itu, fenomena fluiditas terputus-putus (lokal) digunakan. Oleh karena itu, baja pra-cat dengan YPE lebih besar dari 4% dapat digulung dengan memuaskan menjadi profil arsitektur. Material YPE yang lebih rendah dapat digulung tanpa tangki minyak, tergantung pada pengaturan pabrik, ketebalan baja, dan profil panel.
Berat tangki minyak berkurang seiring dengan semakin banyaknya penyangga yang digunakan untuk membentuk profil, ketebalan baja bertambah, jari-jari tikungan bertambah, dan lebar dinding berkurang. Jika YPE lebih tinggi dari 6%, pencungkilan (yaitu deformasi lokal yang signifikan) dapat terjadi selama penggulungan. Pelatihan kulit yang tepat selama pembuatan akan mengendalikan hal ini. Pembuat baja harus menyadari hal ini ketika memasok panel yang sudah dicat sebelumnya untuk panel bangunan sehingga proses pembuatannya dapat digunakan untuk memproduksi YPE dalam batas yang dapat diterima.
Pertimbangan Penyimpanan dan Penanganan Mungkin masalah terpenting dalam penyimpanan di lokasi adalah menjaga panel tetap kering sampai dipasang di dalam gedung. Jika kelembapan dibiarkan meresap di antara panel-panel yang berdekatan karena hujan atau kondensasi, dan kemudian permukaan panel tidak dibiarkan kering dengan cepat, beberapa hal yang tidak diinginkan dapat terjadi. Daya rekat cat dapat menurun sehingga menimbulkan kantong udara kecil antara cat dan lapisan seng sebelum panel digunakan. Tentu saja, perilaku ini dapat mempercepat hilangnya daya rekat cat pada servis.
Terkadang keberadaan uap air di antara panel-panel di lokasi konstruksi dapat menyebabkan terbentuknya karat putih pada panel (yaitu korosi pada lapisan seng). Hal ini tidak hanya tidak diinginkan secara estetika, namun juga dapat menyebabkan panel tidak dapat digunakan.
Rim kertas di tempat kerja harus dibungkus dengan kertas jika tidak dapat disimpan di dalam. Kertas harus diaplikasikan sedemikian rupa sehingga air tidak menumpuk di bale. Minimal bungkusan tersebut ditutup dengan terpal. Bagian bawahnya dibiarkan terbuka agar air dapat mengalir dengan leluasa; selain itu, ini memastikan aliran udara bebas ke bundel pengering jika terjadi kondensasi. 6
Pertimbangan Desain Arsitektur Korosi sangat dipengaruhi oleh cuaca basah. Oleh karena itu, salah satu aturan desain yang paling penting adalah memastikan bahwa semua air hujan dan pencairan salju dapat mengalir keluar dari gedung. Air tidak boleh dibiarkan menumpuk dan bersentuhan dengan bangunan.
Atap yang sedikit miring adalah yang paling rentan terhadap korosi karena terkena radiasi UV tingkat tinggi, hujan asam, partikel, dan bahan kimia yang tertiup angin – segala upaya harus dilakukan untuk menghindari penumpukan air di langit-langit, ventilasi, peralatan AC, dan jalan setapak.
Genangan air pada tepi pelimpah bergantung pada kemiringan atap: semakin tinggi kemiringannya, semakin baik sifat korosif tepi tetesannya. Selain itu, logam yang berbeda seperti baja, aluminium, tembaga, dan timbal harus diisolasi secara elektrik untuk mencegah korosi galvanik, dan jalur pembuangan harus dirancang untuk mencegah air mengalir dari satu bahan ke bahan lainnya. Pertimbangkan untuk menggunakan warna yang lebih terang pada atap Anda untuk mengurangi kerusakan akibat sinar UV.
Selain itu, umur panel dapat diperpendek di area bangunan yang banyak salju di atapnya dan salju tetap berada di atap untuk jangka waktu yang lama. Jika bangunan didesain sedemikian rupa sehingga ruang di bawah pelat atap menjadi hangat, maka salju di sebelah pelat dapat mencair sepanjang musim dingin. Pelelehan lambat yang terus-menerus ini mengakibatkan kontak air permanen (yaitu pembasahan dalam waktu lama) pada panel yang dicat.
Seperti disebutkan sebelumnya, air pada akhirnya akan merembes melalui lapisan cat dan korosi akan parah, sehingga umur atap menjadi sangat pendek. Jika atap bagian dalam diisolasi dan bagian bawah sirap tetap dingin, salju yang bersentuhan dengan permukaan luar tidak meleleh secara permanen, dan cat melepuh serta korosi seng yang terkait dengan kelembapan dalam jangka waktu lama dapat dihindari. Ingat juga bahwa semakin tebal sistem cat, semakin lama waktu yang dibutuhkan sebelum kelembapan dapat menembus substrat.
Dinding Dinding samping vertikal tidak mudah terkena cuaca dan kerusakan dibandingkan bagian bangunan lainnya, kecuali pada permukaan yang dilindungi. Selain itu, cladding yang terletak di kawasan lindung seperti relief dinding dan tepian kurang terkena sinar matahari dan hujan. Di tempat-tempat ini, korosi diperburuk oleh fakta bahwa polutan tidak tersapu oleh hujan dan kondensasi, dan juga tidak mengering karena kurangnya sinar matahari langsung. Perhatian khusus harus diberikan pada paparan yang dilindungi di lingkungan industri atau kelautan atau dekat dengan jalan raya utama.
Bagian horizontal pelapis dinding harus memiliki kemiringan yang cukup untuk mencegah penumpukan air dan kotoran – hal ini terutama penting untuk pasang surut basement, karena kemiringan yang tidak memadai dapat menyebabkan korosi pada lapisan tersebut dan lapisan di atasnya.
Seperti halnya atap, logam yang berbeda seperti baja, aluminium, tembaga, dan timah harus diisolasi secara elektrik untuk mencegah korosi galvanik. Selain itu, di area dengan akumulasi salju yang lebat, korosi dapat menjadi masalah samping – jika memungkinkan, area dekat bangunan harus dibersihkan dari salju atau insulasi yang baik harus dipasang untuk mencegah pencairan salju permanen pada bangunan. permukaan panel.
Insulasi tidak boleh basah, dan jika basah, jangan biarkan bersentuhan dengan panel yang sudah dicat sebelumnya – jika insulasi basah, insulasi tidak akan cepat kering (jika ada), sehingga panel terkena paparan sinar matahari dalam waktu lama. kelembaban – - Kondisi ini akan mempercepat kegagalan . Misalnya, ketika insulasi di bagian bawah panel dinding samping menjadi basah karena masuknya air ke bagian bawah, desain dengan panel yang tumpang tindih dengan bagian bawah tampaknya lebih disukai daripada memasang bagian bawah panel langsung di atas panel dinding samping. dasar. Minimalkan kemungkinan terjadinya masalah ini.
Panel yang sudah dicat sebelumnya dan dilapisi dengan lapisan paduan aluminium-seng 55% tidak boleh bersentuhan langsung dengan beton basah – alkalinitas tinggi pada beton dapat menimbulkan korosi pada aluminium, menyebabkan lapisan terkelupas. 7 Jika aplikasinya melibatkan penggunaan pengencang yang menembus panel, maka pengencang tersebut harus dipilih sedemikian rupa sehingga masa pakainya sesuai dengan masa pakai panel yang dicat. Saat ini terdapat beberapa sekrup/pengencang dengan lapisan organik di bagian kepala untuk ketahanan terhadap korosi dan tersedia dalam berbagai warna untuk disesuaikan dengan pelapis atap/dinding.
PERTIMBANGAN PEMASANGAN Dua permasalahan terpenting yang terkait dengan pemasangan di lapangan, terutama jika menyangkut atap, adalah cara panel bergerak melintasi atap dan pengaruh sepatu dan peralatan pekerja. Jika gerinda terbentuk di tepi panel selama pemotongan, lapisan cat dapat menggores lapisan seng saat panel saling bergesekan. Seperti disebutkan sebelumnya, jika integritas cat dilanggar, lapisan logam akan mulai terkorosi lebih cepat, yang berdampak buruk pada masa pakai panel yang sudah dicat sebelumnya. Demikian pula sepatu pekerja juga dapat menyebabkan goresan serupa. Penting agar sepatu atau boots tidak membiarkan batu kecil atau bor baja masuk ke solnya.
Lubang-lubang kecil dan/atau takik (“keripik”) sering kali terbentuk selama perakitan, pengikatan, dan penyelesaian akhir – ingat, lubang-lubang ini mengandung baja. Setelah pekerjaan selesai, atau bahkan sebelumnya, baja dapat menimbulkan korosi dan meninggalkan noda karat yang tidak sedap, terutama jika warna catnya lebih terang. Dalam banyak kasus, perubahan warna ini dianggap sebagai degradasi dini pada panel yang sudah dicat sebelumnya, dan terlepas dari pertimbangan estetika, pemilik bangunan perlu memastikan bahwa bangunan tersebut tidak akan rusak sebelum waktunya. Semua serutan dari atap harus segera dihilangkan.
Jika pemasangannya menggunakan atap bernada rendah, air dapat menumpuk. Meskipun desain lereng mungkin cukup untuk memungkinkan drainase bebas, mungkin ada masalah lokal yang menyebabkan genangan air. Penyok kecil yang ditinggalkan oleh pekerja, seperti akibat berjalan atau meletakkan peralatan, dapat meninggalkan area yang tidak dapat dialirkan dengan bebas. Jika drainase bebas tidak diperbolehkan, genangan air dapat menyebabkan cat melepuh, yang kemudian dapat menyebabkan cat terkelupas di area yang luas, yang kemudian dapat menyebabkan korosi yang lebih parah pada logam di bawah cat. Pengendapan bangunan setelah pemasangan dapat menyebabkan drainase atap yang tidak tepat.
Pertimbangan pemeliharaan Perawatan sederhana pada panel yang dicat pada bangunan mencakup pembilasan sesekali dengan air. Untuk instalasi dimana panel terkena hujan (misalnya atap), hal ini biasanya tidak diperlukan. Namun, di area terlindung dan terbuka seperti lampu sorot dan area dinding di bawah atap, pembersihan setiap enam bulan akan membantu menghilangkan garam korosif dan kotoran dari permukaan panel.
Disarankan agar setiap pembersihan dilakukan dengan terlebih dahulu “percobaan pembersihan” pada area kecil permukaan di tempat yang tidak terlalu terbuka untuk memperoleh hasil tertentu yang memuaskan.
Selain itu, ketika digunakan pada atap, penting untuk menghilangkan kotoran yang lepas seperti dedaunan, kotoran, atau limpasan konstruksi (yaitu debu atau kotoran lain di sekitar ventilasi atap). Meskipun residu ini tidak mengandung bahan kimia keras, residu ini akan mencegah pengeringan cepat yang sangat penting untuk atap yang tahan lama.
Selain itu, jangan gunakan sekop logam untuk menghilangkan salju dari atap. Hal ini dapat menyebabkan goresan parah pada cat.
Panel baja berlapis logam pra-dicat untuk bangunan dirancang untuk layanan bebas masalah selama bertahun-tahun. Namun, seiring berjalannya waktu, tampilan semua lapisan cat akan berubah, mungkin hingga diperlukan pengecatan ulang. 8
Kesimpulan Lembaran baja galvanis pra-cat telah berhasil digunakan untuk pelapis bangunan (atap dan dinding) di berbagai iklim selama beberapa dekade. Pengoperasian yang lama dan bebas masalah dapat dicapai melalui pemilihan sistem pengecatan yang tepat, desain struktur yang cermat, dan perawatan rutin.