esquemas de pintura

Protecção de estruturas metá me tálilica cass - aç açoo Revestimentos por pintura

M. Paula Rodrigues (Investigadora) Laboratório Nacional de Engenharia Civil  LNEC 2010

TÓPICOS > Esquemas de protecção anticorrosiva e sua constituição > Selecção de esquemas de pintura Exposição ambiental  Durabilidade requerida  Características de desempenho 

> Preparação da superfície > Controlo da execução em obra > Factores que condicionam o desempenho 2 LNEC 2010

Estr Es trut utur uras as metá metálilica cass - aç açoo > Principal factor de degradação: corrosão > Como evitar a corrosão 

Concepção da estrutura:



Actuando sobre o meio envolvente: abrigos; ventilação e secagem (ambiente interior)



Actuando sobre o metal: alteração química da superfície (fosfatação, conversão), protecção catódica



o Evitando locais de retenção de água (vértices, juntas) e superfícies horizontais o Prever drenagem e ventilação, etc.

Isolando o metal do meio envolvente: revestimentos metálicos, revestimento por pintura

NP EN 12944 LNEC 2010

3

Constituição do esquema de protecção anticorrosiva de estruturas de aço  Aço com revestimento metálico

> Galvanização; metalização; electrozincagem; sheradização > Esquema de pintura

Sist. mistos

 Aço

> Esquema de pintura 

Acabamento



Intermédio

Subcapa  Primário 

4 LNEC 2010

Constituição de esquema de pintura: primário+subcapa+acabamento primário+ subcapa+acabamento

> Primário Primário:a :apl plic icaç ação ão dir directa ecta na na sup sup met metálic álicaa previamente preparada Promover aderência entre camadas subsequente subsequentess  Confe Conferir rir inib inibição ição de corr corrosão osão – pigm pigmentos entos anód anódicos icos relativam rela tivamente ente ao aço (pó (pó de zinco); zinco); pigmentos pigmentos inibido inibidores res da reacção de corrosão (fosfato de zinco) 

5 LNEC 2010

Constituição de esquema de pintura: primário+subcapa+acabamento

>Subcapa Conferir “corpo/espessura” ao esquema total  Geralmente com teor de pigmentos e cargas elevados 

o Impermeabilidade à água e oxigénio 

Pigmentos laminares (óxido ferro micáceo-MIO) o Redução da penetração da humidade o Maior resistência mecânica

6 LNEC 2010

Constituição de esquema de pintura: primário+subcapa+acabamento

>Acabamento Aparência: cor; brilho  Resistência superficial: radiação; abrasão; impacto; acção química; fungos e algas, etc (depende do ambiente e acções durante o uso) 

7 LNEC 2010

Principais constituintes de um produto de pintura >Ligante >(Solventes e diluentes) >Pigmentos e cargas

++

+

+

Ligante Pigmentos e (resinas/polímeros) cargas

(aditivos diversos)

Solventes e diluentes 8

LNEC 2010

Principais constituintes de um produto de pintura (protecção anticorrosiva) >Ligante: responsável pela formação da película 







Secagem por oxidação ao ar (alquídico, alquídico uretanado, ésteres epoxídicos) Secagem física - base solvente orgânico (borracha clorada, PVC, acrílicos, betuminosos) ou água (dispersões acrílicas, vinílicas, de poliuretano) Secagem por reacção química - epoxídicas 2 comp. (epoxídicas, vinil epóxi/acril epoxi, combinações epoxi – epoxi hidrocarboneto) ou poliuretano 2 comp. (base: poliéster, acrílica, epoxídica, poliéter, fluorada) Secagem por reacção com a humidade (poliuretanos de 1 comp., silicatos de alquilo (2 comp. e 1 comp.)) 9

LNEC 2010

Principais constituintes de um produto de pintura (protecção anticorrosiva) >Solventes e diluentes: dissolvem ou dispersam o ligante para facilitar a aplicação da tinta  

Água Líquidos orgânicos o Nafta de petróleo, xilenos, MEK, acetato de butilo, etilbenzeno…

>Produtos sem solvente (2 componentes – 1 dos componentes reactivo)

10 LNEC 2010

Principais constituintes dos produtos de pintura (protecção anticorrosiva)

> Pigmentos:cor, opacidade, protecção anticorrosiva  Inorgânicos o Cor branca – TiO2 o Outras cores – Óxidos de ferro (vermelho, amarelo, castanho,  preto); óxidos mistos de crómio e diferentes metais (Co, Al, Cu, Mn, Zn, Fe, Ni) para dif. Cores (amarelo, azul, violeta, verde, castanho…) o Propriedades anticorr. - pó de Zn, MIO (óxido ferro micácio), fosfato de Zn 

Orgânicos (dependem da cor pretendida) o Verdes (ex. verde de ftalocianina) o Azuis (ex. azul de ftalocianina) o Amarelos (ex. amarelo azo de níquel) o Vermelhos (ex. vermelho de toluidina)

> Cargas: dar “corpo” à tinta, facilidade aplicação, resistência mecânica à película seca, maior imperm. água…  Talco, carbonato de cálcio, sílica, mica… 11 LNEC 2010

Suportes metálicos - Aço >NP EN ISO 12944 “Tintas e vernizes. Protecção anticorrosiva de estruturas de aço por esquemas de pintura” 

Parte 1 – Introdução geral;  Parte 2 – Classificação de ambientes;  Parte 3 – Concepção e disposições construtivas;  Parte 4 – Tipos de superfície e de preparação de superfícies;  Parte 5 – Esquemas de pintura;  Parte 6 – Ensaios laboratoriais de desempenho;  Parte 7 – Execução de supervisão dos trabalhos de pintura;  Parte 8 – Desenvolvimento de especificações para obras novas e de manutenção. 

>Certificação de esquemas de pintura

12 LNEC 2010

Selecção do esquema de protecção anticorrosiva >Objectivo: Protecção anti-corrosiva

EN 12944

Efeito estético  Outros 

o Acções específicas (químicas, mecânicas…)

13 LNEC 2010

Na utilização: obra ou estrutura em que se aplica o produto ou esquema de pintura Entidades envolvidas: dono de obra, projectista, empreiteiro e fiscalização.

> dono de obra > projectista

Informação: tipo de produtos disponíveis no mercado; respectivas características gerais; especificações técnicas; documentos normativos aplicáveis

Produtos em evolução Pesquisa actualizada do mercado

Caderno de encargos

Detalhado Preciso Completo

14 LNEC 2010

Caderno de Encargos (dono de obra/projectista) (O Quadro 1 da EN ISO 12044-8 pode servir de base)

> Deve fornecer informações gerais sobre a obra Tipo de estrutura e material/materiais que a constitui  Ligações, métodos de montagem (p.e. parafusos, soldaduras…)  Áreas… 

> Tipo de substrato a proteger (aço, aço galvanizado…) > Ambiente de exposição (classe de exposição) > Durabilidade pretendida 

Quanto à protecção anticorrosiva (2-5, 5-15,>15 anos)

> Gama de espessura de película seca nominal (p.e. de 190 a 250m) ou mínima (EN 12944-5) > Solicitações mecânicas, químicas ou ambientes especiais (condensação, temperaturas elevadas, radiação solar) adicionais 15 LNEC 2010

Caderno de Encargos (cont.) (dono de obra/projectista) > Aspecto pretendido para o acabamento  Cor (p.ex. RAL XPTO), brilho (alto, médio, baixo), textura… > Tipo de preparação de superfície pretendida e onde é feita ½ em oficina no caso de aço  P.e. Sa 2  Aço galvanizado por imersão a quente: preparado por passagem ligeira com jacto abrasivo até uma rugosidade fina (G) de acordo com a ISO 8503-2 > Elementos com tratamento especial (p.e. rebites, soldaduras…) > Constituição do esquema de pintura (EN 12944-5)  P.e. primário epoxídico de zinco+subcapa epoxidica com pigmentos de oxido de ferro aplicados em oficina e tinta de acabamento de base poliuretano aplicada em obra  Cada demão com cor diferente > Método de aplicação  Por ex. Oficina: airless; Obra: manualmente 16 LNEC 2010

Caderno de Encargos (cont.) (dono de obra/projectista) > Defeitos admissíveis no final do período de garantia  P.e. corrosão grau Ri 1 (ISO 4628-3), empolamento grau 2(S2) (ISO 4628-2), fissuração grau 2(S3) (ISO 4628-4) e esfoliação grau 2(S2) (ISO 4628-5) > Outras propriedades para além das anticorrosivas  Cor: a cor da tinta de acabamento deve ser RAL XPTO  Estabilidade da cor oPode por ex. exigir-se que no fim do período de garantia a cor da tinta de acabamento possa apresentar uma alteração homogénea e ligeira de cor  > Reparação de trabalho deficiente  Indicar procedimento a adoptar no caso de detecção de falhas, defeitos, falta de espessura (reposição de zonas defeituosas) 17 LNEC 2010

Caderno de Encargos (cont.) (dono de obra/projectista) > Inspecção  Métodos e equipamento (preparação do suporte, espessuras)  Condições de T (suporte) e T. e HR ambiente  Placas de referência aprovadas por todas as partes > Áreas de controlo: padrão mínimo aceitável  Preparadas na presença de todas as partes  Localização, dimensão e quantidade  Registos

18 LNEC 2010

Selecção do esquema de protecção anticorrosiva: EN 12944-5 >Ambiente de exposição: EN 12944-2 >Durabilidade pretendida:EN 12944-1 e Características de desempenho

Ensaios laboratoriais preconizados na EN 12944-6

>Tipo de estrutura, sua acessibilidade e facilidade de manutenção, acções 



LNEC 2010

Características especiais ou adicionais às previstas na EN 12944-6 Características de desempenho superiores às correspondentes a determinada classe ambiental 19

Ambiente de exposição: EN 12944-2 Categorias de corrosividade atmosférica e exemplos de ambientes típicos

> C1 muito baixa > C2 Baixa > C3 Média > C4 Alta > C5-I muito alta (industrial) > C5-M muito alta (marinha) Categorias de corrosividade para água e solo e ambientes típicos

>Im 1 (água doce) >Im 2 (água do mar ou salobra) >Im 3 (solo) 20 LNEC 2010

Durabilidade (relativa à protecção anticorrosiva): EN 12944-1 >Baixa (B) – 2 a 5 anos >Média (M) – 5 a 15 anos >Elevada (E) - > 15 anos

21 LNEC 2010

Durabilidade depende >Configuração da estrutura >Estado do substrato antes da aplicação >Eficiência da preparação da superfície >Qualidade da aplicação Fichas técnicas; Diluições; Método de aplicação;Tempos de secagem entre demãos  Controlo da aplicação (espessuras) 

>Condições ambientais durante a aplicação 

T, HR, vento, chuva

>Tipo de esquema de pintura >Condições de exposição após aplicação Selecção adequada ao uso e classe ambiental  Acções de manutenção 

22 LNEC 2010

Estado do substrato: EN 12944-4 > Superfícies de aço (não revestido) 

ISO 8501-1 Preparação visual de sup de aço antes da aplicação de tintas e prod similares – Avaliação visual da limpeza de superficies. Parte 1 - Graus de enferrujamento e graus de preparação de sup de aço sem revestimento e após remoção total de revestimento preexistente

A – superfície de aço extensamente coberta com calamina aderente mas pouca ou nenhuma ferrugem LNEC 2010

B - superfície de aço com início de enferrujamento e da qual começa a soltar-se calamina

C - superfície de aço na qual a calamina deu já lugar em grande parte ao enferrujamento podendo a restante ser retirada por raspagem mas com ligeira formação de picadas visíveis a olho nu

D - superfície de aço na qual a calamina desapareceu por acção do enferrujamento e na qual uma considerável corrosão por picadas é visível a olho nu 23

Estado do substrato: EN 12944-4 >Superfícies de aço com revestimento metálico  Metalização por projecção a quente (Zn, Al ou suas ligas) – ISO 2063  Galvanização (Zn ou liga de Zn) por imersão a quente – ISO 1461  Electrozincagem  Aço sheradizado (camadas de ligas zinco-ferro) oIsenção de óleo, gordura e poeiras ou materiais estranhos oIsenção de sais – sulfatos e cloretos oIsenção de humidade

24 LNEC 2010

Preparação da superfície > Objectivo Assegurar o bom desempenho do revestimento por pintura (protecção e/ou de decoração) aplicado numa superfície.  Obter uma superfície limpa, homogénea, sem produtos de oxidação e de rugosidade conhecida e apta a receber a pintura 

boa aderência continuidade e homogeneidade da película 

25 LNEC 2010

Métodos de preparação de superfícies: EN 12944-4 > Métodos por acção mecânica:

limpeza manual (ferramentas manuais – escovas de arame, espátulas, lixas, martelos de picar…): ISO 8504-3  limpeza mecânica 

o Com ferramentas pneumáticas ou eléctricas: ISO 8504-3. o Por projecção de abrasivo: ISO 8504-2 o Por jacto de água (alta pressão – 70 a 170MPa; muito alta pressão - >170 MPa)

> Métodos com água, solventes e químicos (limpeza)

A vapor  Com jacto de água ( Decapagem à chama

26 LNEC 2010

Preparação de superfícies de aço antes da aplicação de tintas. Graus de preparação Normas ISO 8501 e SIS-05 5900 e especificações SSPC (Steel Structures Painting Council)

> graus de preparação St - limpeza com ferramentas manuais e mecânicas (B,C,D St 2;B,C,D St 3) Sa - limpeza por projecção de abrasivos (B,C,D Sa 1;B,C,D Sa 2; A,B,C,D Sa 2 ½; A,B,C,D Sa 3) Fl - limpeza com chama (A,B,C,D Fl)

> padrões fotográficos

27 LNEC 2010

Limpeza com chama: graus de preparação

B Fl –

D Fl –

28

D St 2LNEC – 2010

Limpeza com ferramentas manuais (escovas de arame, raspadeiras…) e mecânicas (escovas rotativas, martelos de agulhas…): graus de preparação:

B St 2 –

B St 3 – LNEC 2010

D St 2 –

D St 3 –

29

Limpeza por projecção de abrasivos: graus de preparação

B Sa 2 1/2 –

B Sa 3 –

EN 12944 Sa 2 1/2

D Sa 2 1/2 – LNEC 2010

D Sa 3 –

30

Preparação de superfícies galvanizadas Superfícies novas

> Reparação de zonas com defeitos > Decapagem ligeira Superfícies envelhecidas no exterior

> Eliminar produtos de corrosão do Zn, sais e outros contaminantes >Lavagem com água e detergente; abrasão ligeira e limpeza com água >Jacto de água, limpeza a vapor >Decapagem ligeira >Limpeza manual ou mecânica >Conversão da superfície

31 LNEC 2010

Preparação de superfícies metalizadas (Zn, Al), electrozincadas e sheradizadas

> Reparação de zonas com defeitos > Selagem dos revestimentos metalizados > Remoção de revestimentos electrozincados ou sheradizados pouco aderentes > Eliminar sais e outros contaminantes >Lavagem com água e detergente e limpeza com água >Jacto de água, limpeza a vapor >Conversão da superfície

32 LNEC 2010

Mas: Selecção do método de preparação Depende:  Natureza e estado da superfície metálica  Tipo de estrutura (design)  Condições da superfície  Rugosidade pretendida  Espessura E ainda

Produtos a aplicar  Condições e processos de aplicação  Condições ambientais  Custos económicos 

33 LNEC 2010

Durabilidade depende >Configuração da estrutura >Estado do substrato antes da aplicação >Eficiência da preparação da superfície >Qualidade da aplicação Fichas técnicas; Diluições; Método de aplicação;Tempos de secagem entre demãos  Controlo da aplicação (espessuras) 

>Condições ambientais durante a aplicação 

T, HR, vento, chuva

>Tipo de esquema de pintura >Condições de exposição após aplicação Selecção adequada ao uso e classe ambiental  Acções de manutenção 

34 LNEC 2010

Qualidade da aplicação >Condições de aplicação 

Ficha técnica do produto – NP 3284 o Designação comercial  o Identificação do produto o Campo de utilização o Características físicas o Estabilidade em armazém o Condições de aplicação o Condições de segurança

Preparação da tinta – EN ISO 1513  Condições ambientais 

o T entre 5 e 35 ºC (nem frio nem sol forte) o Superfícies secas  

metais: T > no mínimo em 2 ºC à T do ponto de orvalho

Método de aplicação 35

LNEC 2010

Durabilidade depende >Configuração da estrutura >Estado do substrato antes da aplicação >Eficiência da preparação da superfície >Qualidade da aplicação Fichas técnicas; Diluições; Método de aplicação;Tempos de secagem entre demãos  Controlo da aplicação (espessuras) 

>Condições ambientais durante a aplicação 

T, HR, vento, chuva

>Tipo de esquema de pintura >Condições de exposição após aplicação Selecção adequada ao uso e classe ambiental  Acções de manutenção 

36 LNEC 2010

Tipos de esquemas de pintura: Exs. na EN ISO 12944-5 Protecção anticorrosiva >Selecção em função de: Durabilidade requerida  Classe de exposição ambiental 

37 LNEC 2010

Selecção de esquemas de pintura (C2, C3 e C4 e durabilidades Low, Med e High   – tab. A.1 EN12944-5)

38 LNEC 2010

Selecção de esquemas de pintura (C2, C3 e C4 e durabilidades Low, Med e High   – tab. A.1 EN12944-5)

39 LNEC 2010

A selecção depende também: >Que tratamento prévio será possível efectuar? >Qual o estado do substrato antes da pintura? A EN 12944-5 exige pelo menos Sa 21/2

>Como mudará o ambiente envolvente da estrutura ao longo do tempo? >A que tipo de acções mecânicas e químicas o sistema de protecção estará exposto? >Quais são as condições de aplicação e secagem/endurecimento da tinta, particularmente a temperatura e humidade? >Quais são os custos iniciais e de manutenção do esquema de pintura e dos trabalhos de aplicação? 40

LNEC 2010

Factores de escolha Graus de preparação por jacto abrasivo recomendadas para alguns sistemas de pintura SISTEMAS DE PINTURA

GRAU DE DECAPAGEM

Betuminoso/óleo – resinoso/alquídico

Sa 2; Sa 1

Ésteres epoxídicos Borracha clorada/Epoxídicos (2 componentes) /Vinílico/Epoxídicoalcatrão/Poliuretanos/Silicatos de zinco

Sa 2 1/2; Sa 2

Sa 3; Sa 2 1/2

41 LNEC 2010

Factores de escolha para o esquema de pintura >Exterior de elevada exp. solar e ventos fortes com arrastamento de poeiras/abrasivos Resistência aos UV (alteração de cor e perda brilho)  Resistência à abrasão 

>Gravilha, exposição solar não relevante Resistência à abrasão  Resistência ao choque 

>Ambiente industrial, exposição solar não relevante, zonas com condensação elevada Resistência a químicas (necessário saber tipo de químicos)  Resistência a condensação 

42 LNEC 2010

Características genéricas de diferentes tipos de tinta de acabamento

43 LNEC 2010

Avaliação em lab com vista à protecção anticorrosiva (EN 12944-6) Características

Resistência a uma Resistência ao nevoeiro atmosfera de condensação salino neutro, continua, EN ISO 7253 (agora ISO 9227) ISO 6270

Categoria de Durabilidade corrosividade

Avaliação

-

Observação visual 0h ISO 4628 Aderência Quadrícula, Esp.secas ≤250 µm ISO 2409 Aderência tracção, Esp. Secas >250 µm ISO 4624

C3

C4

LNEC 2010

-

Baixa Média Alta Baixa Média Alta Baixa Média Alta

Observação visual ISO 4628

Baixa Média Alta Baixa Média Alta Baixa Média Alta

Observação visual ISO 4628

Tempo Requisito

48 h 120 h 240 h Aderência por 48 h Quadrícula 120 h 2409 240 h Aderência por tracção 48 h 4624 120 h 240 h 120 h 240 h 480 h Aderência por 120 h Quadrícula 240 h 2409 480 h Aderência por tracção 120 h 4624 240 h 480 h

Sem defeitos

Tempo

Requisito

0h

Sem defeitos

0 ou1

0 ou 1

Perda de aderência ao substrato: não admitida; A/B para ≥5MPa Sem defeitos. 120 h 240 h 480 h 0 ou 1 120 h 240 h 480 h Perda de aderência 120 h ao substrato: não 240 h admitida; 480 h A/B para ≥5MPa Sem defeitos., 240 h 480 h 720 h 0 ou 1 240 h 480 h 720 h Perda de aderência 240 h ao substrato: não 480 h admitida; 720 h A/B para ≥5MPa

Perda de aderência ao substrato: não admitida; A/B para ≥5MPa Sem defeitos; corrosão no corte ≤1mm 0 ou 1 Perda de aderência ao substrato: não admitida; A/B para ≥5MPa Sem defeitos, corrosão no corte ≤1mm 0 ou 1 Perda de aderência ao substrato: não admitida; A/B para ≥5MPa

44

Aderência Quadricula (EN ISO 2409) “Pull-off” (ISO 4624)

45 LNEC 2010

Aderência Quadricula (EN ISO 2409) “Pull-off” (ISO 4624)

46 LNEC 2010

Resistência à exposição Humidade (ISO 6270)

HR 100%; T=41ºC

NSN (ISO 9227)

NaCl 35,5 g/L; T=35ºC 47

LNEC 2010

Na utilização: obra ou material em que se aplica o produto ou esquema de pintura Entidades envolvidas: dono de obra, projectista, empreiteiro e fiscalização. > Empreiteiro / empresa encarregada das pinturas / aplicador

      

Plano de pinturas em resposta ao Caderno de Encargos

Satisfazer exigências do Caderno de Encargos Pormenorizar o tratamento a efectuar à base Indicar claramente a constituição do esquema de pintura (1 ou 2 demãos, diluição, necessidade ou não de primário ou selante) Definir o método de aplicação Propor o esquema de pintura tendo em consideração as informações contidas nas fichas técnicas dos produtos Propor alternativas face ao estado ou tipo de obra, caso considere impraticável ou inadequado o exigido, justificando as razões das alterações propostas Indicar como tratar zonas de soldadura, rebites, etc

48 LNEC 2010

Na utilização: obra ou material em que se aplica o produto ou esquema de pintura Entidades envolvidas: dono de obra, projectista, empreiteiro e fiscalização. > Empreiteiro / empresa encarregada das pinturas / aplicador

Fase de Execução

> Deve:  assegurar-se de que a superfície está reparada e/ou preparada para ser pintada  chamar a atenção do dono de obra ou da fiscalização para a existência de anomalias graves do substrato que afectam de modo adverso a pintura (o que exigirá uma intervenção especializada antes da pintura)  seguir as recomendações do fabricante, em especial quanto ao tipo de utilização para que o produto de pintura foi formulado, ao rendimento de aplicação e ao tempo de secagem da base, antes da aplicação da tinta. > Pode:  ser responsável pela execução dos trabalhos mínimos habitualmente necessários (por exemplo, retoques em zonas danificadas pela montagem). Esta responsabilidade deve ser claramente atribuída no Caderno de Encargos e definida no Plano de Pintura.

49 LNEC 2010

Na utilização: obra ou material em que se aplica o produto ou esquema de pintura

Entidades envolvidas: dono de obra, projectista, empreiteiro e fiscalização.

> Fiscalização

 Aprovar: estado de preparação do suporte; condições ambientais; condições de aplicação; superfície pintada (aspecto, espessura…) Suspender trabalhos não conformes

aprovação de uma superfície de referência relativa ao estado de preparação da base e aspecto final do acabamento, por todos os intervenientes

50 LNEC 2010

Controlo de execução em obra (EN 12944-7) >Aderência (método destrutivo) >Porosidade: detectores de fluxo ou de alta voltagem >Controlo de espessura ISO 2808 – método previamente acordado entre fiscalização e empreiteiro  Espessura nominal (especificada para a durabilidade), mínima e máxima (acordadas previamente) 

o Minimos:>=80% da nominal  o Individuais entre 80% e 100% da esp. nominal  o Máxima: recomendavel que não seja superior a 3X a esp. nominal 

51 LNEC 2010

Medição de espessura (EN ISO 2808)

52 LNEC 2010

Controlo de execução em obra (EN 12944-7) >Áreas de controlo seleccionadas na estrutura Padrão mínimo de trabalho aceitável  Avaliar o desempenho ao longo do tempo 

REGISTOS

53 LNEC 2010

54 LNEC 2010