DE1153589B - Process for the treatment of the surface of objects made of ferrous metals which are embedded in concrete - Google Patents
Process for the treatment of the surface of objects made of ferrous metals which are embedded in concreteInfo
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Description
Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Gegenständen aus Eisenmetallen, die in Beton eingebettet werden Die Erfindung betrifft Verbesserungen in der Oberflächenbehandlung von Eisen und Stahl, die in Beton od. dgl. eingebettet werden sollen, beispielsweise von Stahlbauteilen, Drahtgeflechten und Verstärkungsstäben zur Verstärkung von Betonbauteilen, gleichgültig, ob diese vorgespannt oder vorgegossen sind oder nicht.Process for treating the surface of objects made of ferrous metals, embedded in concrete The invention relates to improvements in surface treatment of iron and steel to be embedded in concrete or the like, for example of steel components, wire meshes and reinforcing bars for reinforcing concrete components, irrespective of whether they are pre-stressed or pre-cast or not.
Bei bekannten Verfahren werden Stahlverstärkungsstäbe u. dgl. zur Verstärkung von Beton in diesen in entzunderter oder entrosteter Form oder nach dem Sandstrahlen eingebettet. Häufig rosten derartige Stähle im Laufe der Zeit, so daß einerseits der Verbund zwischen Stahl und Beton verschlechtert wird und andererseits sich Korrosionsprodukte an der Verbundstelle zwischen Metall und Beton ansammeln, wodurch sich im Beton Spalte und Risse bilden. Da insbesondere Rost ein mehrfach größeres Volumen als das Metall aufweist, aus dem er sich gebildet hat, kann dies ernste Folgen haben. Auf jeden Fall treten häufig Verfärbungen des Betons durch Rost oder Eisenverbindungen ein, die von dem Metall an die Betonoberfläche gelangen.In known methods, steel reinforcing bars and the like are used for Reinforcement of concrete in these in descaled or derusted form or after embedded in sandblasting. Such steels often rust over time, so that on the one hand the bond between steel and concrete is deteriorated and on the other hand Corrosion products collect at the junction between metal and concrete, causing crevices and cracks to form in the concrete. Because in particular rust a multiple larger in volume than the metal from which it was formed, it can have serious consequences. In any case, discoloration of the concrete often occurs Rust or iron compounds that get from the metal to the concrete surface.
Es wurde bereits versucht, die Stahlkorrosion durch Anstreichen des Stahls vor dem Einlassen in den Beton zu verringern. Die üblicherweise verwendeten Grundierfarben enthalten aber ölhaltige Bindemittel, die den Verbund von Stahl und Beton schwächen und bei Belastung von Stahlbetonbauteilen sogar dazu führen, daß sich der Stahl im Beton bewegt. Beim Abbinden von Zementgemischen wird Alkali, beispielsweise Ätzkalk, frei gemacht, der solche Überzugsfilme insbesondere durch Verseifung der ölhaltigen Substanz zerstört. Dabei entstehen Verbindungen, die die Festigkeit der Bindung weiter schwächen und sogar eine Schmierwirkung haben, so daß eine Bewegung des Betons relativ zum Stahl erleichtert wird. Um diesen Nachteil zu beheben, hat man in den Überzug bereits Sand, Asche od. dgl. eingearbeitet, um eine rauhe Oberfläche zu erhalten.Attempts have already been made to prevent steel corrosion by painting the Reduce steel before embedding it in the concrete. The commonly used Primer paints, however, contain oil-based binders that bind the steel and Weaken concrete and even lead to stress on reinforced concrete components the steel moves in the concrete. When setting cement mixes, alkali is used, for example Quick lime, made free, of such coating films in particular by saponification of the oil-containing substance destroyed. This creates connections that increase the strength of the Further weaken the bond and even have a lubricating effect, causing a movement of the concrete is lightened relative to the steel. To remedy this disadvantage, has sand, ash or the like have already been incorporated into the coating to create a rough surface to obtain.
Des weiteren wurde auch schon vorgeschlagen, die genannten Schwierigkeiten durch die Vorbehandlung neuer Stahlstäbe, -träger u. dgl. mit einem Zementschlamm zu beheben, um sie gegen die genannten Wirkungen abzuschirmen.Furthermore, it has also already been suggested that the difficulties mentioned by pretreating new steel bars, beams and the like with a cement slurry to be fixed in order to shield them from the effects mentioned.
Auch diese Versuche blieben erfolglos, da sich der Schlamm zusammen mit dem Zunder vom Stahl ablöst und so das Metall ungeschützt zurückbleibt.These attempts were also unsuccessful because the mud collapsed detached from the steel with the tinder, leaving the metal unprotected.
Es wurde deshalb auch versucht, die Stahlteile an Ort und Stelle rosten zu lassen, wodurch sich der Zunder löst und abblättert, und dann die gerosteten Stahlteile in den Beton einzubetten. Diese Versuche schienen zunächst erfolgreich, da der Verbund zwischen Metall und Beton vermutlich infolge des auf der Metalloberfläche festhaftenden Rostes ausgezeichnet war. Im Laufe der Zeit erwies sich jedoch die Haftung als unbefriedigend, vermutlich da die durch Auslaugung des Betons gebildeten starken Ätzkalk- und anderen Salzlösungen zu elektrolytischen Wirkungen an der Metalloberfläche Anlaß geben, so daß die Metalloberfläche einer Beizwirkung unterliegt, eine Metallabtragung erfolgt und damit der Verbund zwischen Metall und Beton allmählich zerstört wird.It was therefore also tried to rust the steel parts in place to leave, which causes the tinder to loosen and peel off, and then the rusted ones Embed steel parts in the concrete. These attempts initially seemed successful, because the bond between metal and concrete is probably due to the effect on the metal surface stuck rust was excellent. Over time, however, the Adhesion as unsatisfactory, presumably because that formed by the leaching of the concrete strong caustic lime and other salt solutions to electrolytic effects on the metal surface Give cause so that the metal surface is subject to a pickling effect, a metal removal takes place and thus the bond between metal and concrete is gradually destroyed.
Schließlich hat man zur Verbesserung der Haftung von Stahlbetonarmierungen dieArmierungen mit Flußsäure abgebenden Verbindungen behandelt.Finally, one has to improve the adhesion of reinforced concrete reinforcement treated the armouring with compounds that release hydrofluoric acid.
Durch das Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Eisenmetallen gemäß der Erfindung werden die erwähnten Schwierigkeiten behoben oder verringert.Through the process of treating the surface of ferrous metals according to the invention the mentioned difficulties are eliminated or reduced.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die von Zunder und Oxyden befreite Oberfläche zunächst mit einem unlöslichen amorphen oder kristallinen Schwermetallphosphatüberzug und darauf mit einem ein organisches filmbildendes Mittel enthaltenden Überzug versehen wird. Der Überzug muß bei Berührung mit Beton u. dgl. beständig sein und darf unter den herrschenden Bedingungen beispielsweise in Gegenwart starker Ätzkalk- und/oder Salzlösungen nicht verseift werden. Der Überzug muß ferner fest an der phosphatierten Oberfläche und am Beton haften und darf auch nicht schmierend wirken, um nicht die Festigkeit des Verbundes von Beton und Metall zu verringern. Als filmbildendes Mittel wird ein lufttrocknendes oder hartbares Harz verwendet, das die vorstehenden Bedingungen erfüllt und das ein geeignetes Pigment als Streckmittel enthalten kann, durch das der Überzug die erforderliche Deckkraft zur Bildung eines kontinuierlichen Films erhält. Das Pigment selbst darf natürlich durch die Bedingungen, denen der Überzug ausgesetzt wird, nicht nachteilig beeinflußt werden, unter anderem soll es nicht reduzierbar sein.The method is characterized in that that of scale and oxides freed surface initially with an insoluble amorphous or crystalline heavy metal phosphate coating and provided thereon with a coating containing an organic film-forming agent will. The coating must be resistant to contact with concrete and the like and may under the prevailing conditions, for example in the presence of strong quicklime and / or salt solutions are not saponified. The coating must also be firmly attached to the phosphated surface and adhere to the concrete and must not have a lubricating effect, so as not to reduce the strength of the bond between concrete and metal. As a film-forming one Means an air-drying or curable resin is used, which the above Fulfills conditions and that can contain a suitable pigment as an extender, by which the coating has the necessary covering power to form a continuous Films receives. The pigment itself may of course be subject to the conditions Coating is exposed, should not be adversely affected, among other things it cannot be reducible.
Als Pigment verwendet man vorzugsweise Eisen(I11)-oxyd, Eisenphosphat, Strontiumchromat, Strontiumsulfat, Bariumchromat, Calciumplumbat und metallisches Blei für sich oder in Mischung miteinander. Die beiden ersten Substanzen schützen gegen Korrosion, verhindern sie aber nicht, während die restlichen Substanzen die Korrosion verhindern.Iron (I11) oxide, iron phosphate, Strontium chromate, strontium sulfate, barium chromate, calcium plumbate and metallic Lead alone or in combination with one another. The first two substances protect against corrosion, but not prevent it, while the remaining substances the Prevent corrosion.
Als filmbildendes Mittel werden die vorstehend aufgeführten Bedingungen erfüllende natürliche oder synthetische Harze, wie Chlorkautschuk, mit Chlorkautschuk modifizierter Kautschuk, Epoxyharze, Vinylharze, wie Polyvinylchlorid oder Polyvinylacetat, verwendet, die weich gemacht und in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert sind.As the film-forming agent, the above-mentioned conditions are used fulfilling natural or synthetic resins such as chlorinated rubber with chlorinated rubber modified rubber, epoxy resins, vinyl resins such as polyvinyl chloride or polyvinyl acetate, used that are softened and dissolved or dispersed in a suitable solvent are.
Vorzugsweise wird in die Lösung ein Wasserstoffakzeptor, z. B. Glyoxal, eingeführt.Preferably, a hydrogen acceptor, e.g. B. glyoxal, introduced.
Zunder und Oxyde werden von der Metalloberfläche vorteilhafterweise durch übliche bekannte Säurebeizverfahren entfernt, z. B. durch Behandeln mit verdünnter Salzsäure bei Raumtemperatur oder mit verdünnter Schwefelsäure bei Temperaturen von etwa 70° C. Nach Entnahme aus dem Entzunderungsbehälter, in dem der Stahl u. dgl. von allem Walzzunder, Glühzunder und Oxyden vollständig befreit wurde, werden die Teile gründlich mit Wasser gespült. Wahlweise kann der Zunder auch durch Auftragen einer Entzunderungspaste beseitigt werden. Bei Stahlteilen, die zu umfangreich sind, um eingetaucht zu werden, und in Fällen, in denen keine Entzunderungspaste verwendet werden soll. können die Oxyde und der lose Zunder auch auf mechanischem Wege, z. B. mit Drahtbürsten, entfernt werden.Scales and oxides are beneficial from the metal surface removed by commonly known acid pickling processes, e.g. B. by treating with dilute Hydrochloric acid at room temperature or with dilute sulfuric acid at temperatures of about 70 ° C. After removal from the descaling tank, in which the steel u. Like. Was completely freed from all mill scale, glow scale and oxides the parts rinsed thoroughly with water. Optionally, the tinder can also be applied a descaling paste. For steel parts that are too extensive, to be dipped, and in cases where no descaling paste is used shall be. the oxides and the loose scale can also be mechanical, e.g. B. with wire brushes can be removed.
Der unlösliche amorphe oder kristalline Schwermetallphosphatüberzug kann durch übliche bekannte Phosphatierungsbehandlung aufgebracht werden. Bei sachgemäßer Behandlung bildet sich hierbei auf der Metalloberfläche ein Überzug, der Rostbildung verhindert und unter alkalischen Bedingungen, wie sie insbesondere durch den beim Abbinden der nassen Betonmischung frei werdenden Ätzkalk herrschen, in Berührung mit dem Beton beständig ist. Derartige Überzüge werden durch Lösungen auf Phosphorsäurebasis gebildet, in die die Stahlteile eingetaucht oder auf deren Oberfläche die Lösung aufgestrichen oder aufgespritzt wird. Danach wird an der Luft unter Bildung eines vorwiegend aus praktisch amorphen Eisenphosphaten bestehenden Überzuges getrocknet. Wahlweise kann die Oberfläche auch der Einwirkung einer Schwermetallphosphate, beispielsweise Eisen-und/oder Manganphosphate enthaltenden Lösung ausgesetzt werden, die nach dem Trocknen auf der Oberfläche einen Überzug aus unlöslichem kristallinem Schwermetallphosphat bildet.The insoluble amorphous or crystalline heavy metal phosphate coating can be applied by conventionally known phosphating treatment. With appropriate Treatment creates a coating on the metal surface, the rust formation prevented and under alkaline conditions, as in particular by the when Hardening of the wet concrete mixture, released quicklime prevail, in contact with which concrete is resistant. Such coatings are made with solutions based on phosphoric acid formed into which the steel parts are immersed or the solution on their surface is painted on or sprayed on. It is then left in the air to form a mainly consisting of practically amorphous iron phosphates coating dried. Optionally, the surface can also be exposed to a heavy metal phosphate, for example Iron and / or manganese phosphate-containing solution are exposed after Dry a coating of insoluble crystalline heavy metal phosphate on the surface forms.
Derartige Phosphatüberzüge fördern die Verankerung des filmbildenden Überzuges an der Metalloberfläche.Such phosphate coatings promote the anchoring of the film-forming Coating on the metal surface.
Die Entfernung von Zunder und Oxyden und das Auftragen des Phosphatüberzuges kann dann gleichzeitig erfolgen, wenn auf dem zu behandelnden Stahlkörper nur Spuren von Walzzunder vorhanden sind, wobei es gleichgültig ist, ob er mit wesentlichen Mengen von Rost bedeckt ist. Dann wird der Stahlkörper in eine Phosphatlösung vorzugsweise eingetaucht, die den Rost und Reste von Zunder entfernt.The removal of scale and oxides and the application of the phosphate coating can then take place at the same time if there are only traces on the steel body to be treated of mill scale are present, whether or not it is substantial Lots of rust is covered. Then the steel body is preferably immersed in a phosphate solution submerged, which removes the rust and remnants of scale.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist anwendbar bei Gebäuden, Gegenständen oder Konstruktionen aller Art, einschließlich von Straßen, Rollbahnen u. dgl., oder bei Teilen solcher Konstruktionen, die Verstärkungen, Tragteile, Zugglieder oder Gerippe aus Eisenmetall enthalten, deren Oberfläche ganz oder teilweise in der vorstehend beschriebenen Weise behandelt wurde und die ganz oder teilweise in Beton u. dgl. eingebettet werden.The method according to the invention is applicable to buildings, objects or structures of any kind, including roads, runways, and the like, or in parts of such structures, the reinforcements, supporting parts, tension members or Frameworks made of ferrous metal contain, the surface of which is wholly or partially in the above Has been treated in the manner described and the wholly or partially in concrete and the like. be embedded.
Beispiel Der in Beton einzubettende Stahlteil wird zunächst durch Eintauchen in eine verdünnte Salzsäurelösung, die. gegebenenfalls mit einem Sparbeizzusatz versetzt ist, bei Raumtemperatur von allem Walzzunder befreit. Wahlweise kann die Entzunderung auch mit heißer, verdünnter Schwefelsäure, gegebenenfalls mit Sparbeizzusatz, erfolgen. Wenn der Stahlteil völlig entzundert ist, wird er gründlich mit Wasser gespült.Example The steel part to be embedded in concrete is first carried out by Immersion in a dilute hydrochloric acid solution that. if necessary with a savings additive is added, freed from all mill scale at room temperature. Optionally, the Descaling also with hot, diluted sulfuric acid, if necessary with a saving pickle additive, take place. When the steel part is completely descaled, rinse it with water flushed.
Danach wird die Oberfläche des Stahlteils durch Eintauchen in eine heiße, verdünnte Mangan-, Eisen-oder Zinksalze enthaltende Phosphorsäurelösung mit einem wasserunlöslichen, nichtleitenden amorphen oder kristallinen Phosphatüberzug überzogen. Nach Entnahme aus dem Phosphatierungsbehälter wird der Stahlteil je nach Art des angewendeten Phosphatierungsverfahrens z. B. an der Luft oder mit einem Luftstrom getrocknet oder in Wasser gespült. Manche dieser Phosphatüberzüge altern durch Oxydation in trockner Luft.Then the surface of the steel part is immersed in a hot, dilute phosphoric acid solution containing manganese, iron or zinc salts with a water-insoluble, non-conductive amorphous or crystalline phosphate coating overdrawn. After removal from the phosphating tank, the steel part is depending on the Type of phosphating process used z. B. in the air or with a Airflow dried or rinsed in water. Some of these phosphate coatings age by oxidation in dry air.
Anschließend wird der phosphatierte Stahlteil mit einem organischen Überzug versehen, um den Phosphatüberzug völlig abzudichten und eine Unterrostung an den Poren zu verhindern. Der Schutzüberzug soll auch gegen Angriffe von im Beton frei gemachten Ätzkalklösungen beständig sein. Ein geeigneterSchutzüberzug ist wie folgt zusammengesetzt: Strontiumchromat . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Teile Strontiumsulfat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Teile Mit Leinölfirnis modifizierter Epoxyester ............................ 33 Teile Lackbenzin ........................ 16 Teile Kobaltnaphthenat . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Teil Ist der Stahlkörper zum Eintauchen zu groß, so kann der Zunder auch dadurch entfernt werden, daß der Metallteil an Ort und Stelle bewettert wird oder mit einer Entzunderungspaste behandelt wird. In letzterem Fall wird der Stahlteil anschließend gründlich mit Wasser gewaschen. Anschließend wird auf den Stahlteil ein dünner Überzug aus einer Lösung aufgestrichen, durch die sowohl der Rost gelöst als auch ein an der Luft beim Trocknen alternder amorpher, wasserunlöslicher Eisenphosphatüberzug gebildet wird. Nach dem Altern des Phosphatüberzuges wird der organische Schutzüberzug aufgebracht, und der Stahlteil kann dann nach dem Trocknen des Überzuges in Beton eingebettet werden.The phosphated steel part is then coated with an organic Coating provided to completely seal the phosphate coating and rusting underneath to prevent pores. The protective coating is also intended to protect against attacks from inside the concrete exposed caustic lime solutions be resistant. A suitable protective cover is like composed as follows: strontium chromate. . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 parts Strontium sulfate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 parts with linseed oil varnish modified epoxy ester ............................ 33 parts mineral spirits ................. ....... 16 parts cobalt naphthenate. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 part is the steel body Too large for immersion, the scale can also be removed by removing the Metal part is weathered in place or treated with a descaling paste will. In the latter case, the steel part is then thoroughly washed with water. Then a thin coating of a solution is applied to the steel part, by which both the rust is loosened and one that ages in the air while drying amorphous, water-insoluble iron phosphate coating is formed. After the phosphate coating has aged the organic protective coating is applied and the steel part can then after embedded in concrete after the coating has dried.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1153589X | 1957-03-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1153589B true DE1153589B (en) | 1963-08-29 |
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ID=10878137
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEI14574A Pending DE1153589B (en) | 1957-03-21 | 1958-03-20 | Process for the treatment of the surface of objects made of ferrous metals which are embedded in concrete |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1153589B (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1958
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