Förbehandling

Ytpreparering / Förbehandling

För att uppnå ett fullgott resultat med en beläggning, så räcker det inte med en tekniskt sett perfekt produkt. Underarbetet, yttemperaturen, fuktförhållande och betonghållfasthet är faktorer som har mycket stor betydelse. Alla föroreningar på ett underlag har negativ inverkan på vidhäftningen. Ytan som skall beläggas måste vara stark nog att hålla fast en beläggning. Vidare kan det vara ödesdigert att lägga en diffusionstät beläggning på ett betongunderlag där fukt vandrar mot ytan. Temperaturen måste självklart vara sådan att härdningen kommer till stånd inom rimlig tid.

Underlagets ythållfasthet

Betong och liknande cementbaserade produkter utgör ofta underlag för beläggningar av epoxiplast. Hållfastheten hos dessa beror i första hand på sammansättningen, men appliceringen och förhållandena under appliceringen kan ha stor inverkan på överytans drag och tryckhållfasthet. Man måste betänka att betong och epoxiplast har olika egenskaper vad gäller t.ex. längdutvidgningskoefficient och elasticitetsmodul. Vid uppvärmning eller avkylning av ett golv, så rör sig epoxibe-läggningen betydligt mer än betongen. Det uppstår skjuvspänningar i gränsskiktet. Om inte underlaget har tillräckligt hög ytdraghållfasthet, så kan spänningarna förorsaka att beläggningen lossnar. Praktiska försök har visat att ett betong eller cementbaserat underlag behöver en ytdraghållfasthet på minst 1.5 MPa (ca 15 kp/cm2) för att kunna hålla kvar en beläggning. En normal golvbetong håller ca 3 MPa.

Cementhud även kallat laitanceskikt eller cementslamskikt har en draghållfasthet ner mot 0.1 MPa, och måste alltid tas bort före beläggning. Bäst görs detta med stålkuleblästring eller slipning.

Man kan även använda sig av utspädd saltsyra (10 – 20%) för att avlägsna cementhud. Metoden är snabb men förknippad med vissa nackdelar, maskiner och järnföremål i lokalen rostar fort i saltsyrabemängd luft. Vidare måste de salter som bildas under saltsyrans inverkan på betongen bortskaffas, detta görs med kraftig vattenspolning och borstning. Man måste kontrollera att betongytan efter spolning har neutral eller svagt alkalisk reaktion, prova med pH-papper. Finns sprickor i betongen kan saltsyran tränga ner och förorsaka rostbildning på armeringen. Ytterligare en nackdel är att man väter ner ytan kraftigt och man måste därför vänta med beläggningen tills den är torr.

Elcometer

Elcometer

Draghållfastheten kan endast bestämmas genom mätning på platsen. Metoden som används kallas Pull-off metoden, och går ut på att mäta den kraft som åtgår för att dra loss pålimmade provklackar. Lämpligt instrument är Elcometer 106 med skala 0 – 3.5 MPa, och utförs på följande sätt:

För att provklacken inte skall limmas snett i förhållande till instrumentets dragvinkel, skall NM Centreringsdon användas. Centreringsdonet består av en stålring och en rektangulär plexiglasskiva med ett spår.

Lägg stålringen på den rengjorda betongytan. Sätt en provklack i spåret på plexiglasskivan. Lägg skivan på ringen så att sidorna sammanfaller med ringens periferi. Provklacken skall gå att skjuta fram och tillbaka i spåret utan att röra vid betongytan.

Lyft upp skivan med provklacken. Blås betongen ren från damm. Applicera lim på provklacken. Se till att provklacken är intryckt så långt det går i spåret. Lägg ner skivan på ringen så att kanterna sammanfaller med ringens periferi. Tryck på provklacken så att överskottslim pressas ut. Provklacken vilar nu på plexiglasskivan.

När limmet härdat tages skivan bort. Tag bort det limöverskott som ligger utanför provklacken med hålsåg. Skjut på Elcometerns gripdon på provklacken och justera ringen så att yttersta delen av Elcometerns fötter sammanfaller med ringens periferi. Ställ skalans släpvisare på noll. Håll fast instrumentet med den ena handen och vrid ratten med mjuka tag. Läs av värdet där släpvisaren stannat. En provning bör alltid omfatta minst 5 provklackar. Noteras bör att andra instrument och andra mätmetoder kan ge avvikande värden.

Underlagets renhetsgrad.

Alla föroreningar på en yta inverkar negativt på vidhäftningen. Vanligt förekommande föroreningar är damm, olja, fett och kemikalier. Damm på ytan utgör t.ex. en spärr för epoxiplasten att tränga ner i betongporerna och där förankra sig. Det måste avlägsnas och detta görs med kraftig dammsugare, att borsta ytan med kvast är ej tillräckligt.

Slipkax efter betongslipning kan vara svårt att dammsuga upp. Vattenspolning kan vara nödvändigt för att få ytan ren.

Är betongen nedsmutsad med maskinolja, fett eller liknande kan detta borttagas med emulgeringsmedel. Thinner och lacknafta får däremot inte användas eftersom dessa medel endast löser upp oljan och sprider ut den på en större yta eller djupare ner i betongen. Efter emulgeringen skall ytan avspolas med vatten. Har olja trängt ned djupt i betongen kan det vara nödvändigt att fräsa av ytskiktet. Animaliska och vegetabiliska oljor kan avlägsnas genom tvättning med 10%-ig kausticsoda, härvid förtvålas oljorna och blir vattenlösliga. Metallytor som skall beläggas måste vara rena från olja, fett, damm, rost, glödskal etc. Det bästa sättet att rengöra metaller är blästring. Är ytan oljig kan det vara nödvändigt med en avtvättning med lösningsmedel, exempelvis thinner eller toluen, före blästringen. En nyblästrad yta angrips mycket snabbt av luftfuktighet och syre, beläggningen skall därför utföras så snart som möjligt efter avslutad blästring. Kan blästring ej utföras skall man slipa ytorna med slipskiva, stålborstning bör undvikas. Rostfria stålkvaliteter kräver en specialprimer.

Betongytans fuktighetsgrad.

Betong innehåller efter tillverkning ett överskott av vatten. Överskottets storlek beror på betongkvalitéten. Allmänt kan sägas att det tar mycket lång tid för överskottsvattnet, vilket även benämns byggfukt, att torka ur en betongkonstruktion. Betongen benämns torr, då dess relativa fuktigheten står i jämvikt med den omgivande luftens relativa fuktighet. Torktiden kan i vissa fall uppgå till ett år.

I våt betong stiger vatten kapilärt genom betongens porsystem upp mot ytan. Denna process upphör inte när man lägger på ett diffusionstätt material. Eftersom det tar relativt lång tid för epoxiplasten att härda så kommer vatten att anrikas i gränsskiktet betong – epoxi. Det räcker teoretiskt med en vattenfilm som är fem Ångström (5·10-7mm eller 0.5 miljontedels millimeter) tjock för att vidhäftning skall utebli. Detta gäller för alla diffusionstäta material som är avsedda att vidhäfta ett underlag. Betong som är torr till jämvikt, kan utan problem beläggas med en diffusionstät beläggning. Betong som inte har torkat till jämvikt kan endast beläggas med ett material som tillåter vattenånga att passera under härdningsprocessen. Sådana material kallas diffusionsöppna. Mängden vattenånga som kan passera under en viss tid är beroende av skikttjockleken.

Genom att kombinera en diffusionsöppen epoxiplast med en diffusionstät, är det möjligt att utföra täta beläggningar på våta underlag. Betongens fuktighetsgrad kan mätas med hjälp av en hygrometer, men det är inte alltid nödvändigt att känna till det exakta mätvärdet. En övertäckt hygrometer på betongunderlaget ger en snabb indikation på om vatten vandrar mot ytan och avdunstar. Denna kontroll tillgår i praktiken så att en bit polyetenfolie läggs på golvet. Hygrometern placeras ovanpå plastfolien och får ligga där i ca 15 minuter för att ställa in sig på golvets temperatur. Hygrometern avläses nu och värdet noteras. Hygrometern placeras därefter under plastfolien och kanterna tätas med t ex maskeringstejp. Efter en timma avläses hygrometern och värdet jämförs med det första. Om betongens fuktighet är i jämvikt med luftens, är det sista värdet samma som det första.

Temperatur

Före beläggning med epoxiplast måste yttemperaturen kontrolleras. Temperaturer mellan +13 och +25°C förorsakar sällan några problem. Vid temperaturer under +8°C bör någon form av uppvärmning ske, under 4°C sker härdningen så långsamt att man bör undvika behandlingar med epoxi. Vattenemulgerad epoxi behöver som regel minst +10°C på underlaget i kombination med god ventilation.

En faktor att ta med i beräkningen är att luften i betongporerna utvidgar sig när temperaturen stiger, t.ex. vid solsken eller stark uppvärmning. Detta kan förorsaka blåsbildning.

Det är alltså fördelaktigare att belägga betongen vid fallande temperatur. Finns det risk för att en  beläggning eller dylikt med epoxiplast skall kylas ned kraftigt under härdningsprocessen skall värme  tillföras, t.ex. vid nattfrost.  Det är nämligen så att en reaktion som avstannat kan vara svår att få igång.

Trä och träfiberplattor

Epoxiplast har en mycket god vidhäftning till trä men man skall betänka att trä är ett levande material som rör sig relativt mycket. Trä sväller som bekant i fukt, det gör däremot inte epoxiplast, varför kraftiga spänningar uppstår. På träfiberplattor eller board kan däremot beläggningar utföras med gott resultat.

Nödvändig skikttjocklek

skikttjocklek

En golvbeläggnings skikttjocklek bestäms i huvudsak av två faktorer:

  • Kornmax det vill säga det största fyllnadsmedlet.
  • Belastningens storlek i förhållande till underlaget.

I allmänhet gäller den generella regeln som säger att minsta skikttjocklek skall vara tre gånger kornmax. De flesta epoxibeläggningar har en mycket hög tryckhållfasthet i förhållande till betong. Golvbetong har vanligtvis en tryckhållfasthet på 25 – 35 MPa medan en epoxibeläggning har en tryckhållfasthet på 70 – 100 MPa. Genom att öka skikttjockleken kan belastningen fördelas på en större yta av betongen. Fördelningsytans storlek framgår av nedanstående figur.

Användningsexempel

Ett betonggolv  av  btg  K30 (tryckhållfasthet 30 MPa) skall användas  för  trucktrafik  med en  beräknad last  av  70 MPa. Vilken är  minsta rekommenderade skikttjocklek på lämplig epoxibeläggning ?

För att erhålla fördelningsytan divideras 70 med 30 = 2,3. Fördelningsytan bör alltså vara 2,3 gånger större för att tåla den högre lasten. Sök upp 2,3 på lodräta axeln, gå ut till kurvan, gå rakt ned till den vågräta axeln och läs av 2,6 mm. En 3 mm epoxibeläggning är tillräcklig under förutsättning att beläggningen har en tryckhållfasthet som överstiger 70 MPa.

Blandning

Alla epoxiprodukter är två- eller flerkomponent produkter. Såsom tidigare beskrivits måste ett epoxiharts blandas med en härdare för att bli en plast. De inbördes mängderna av harts och härdare är noggrant bestämt, det varierar visserligen från fall till fall beroende på typ av harts och härdare, men i varje enskilt fall får det föreskrivna blandningsförhållandet ej ändras.

Vad som skall komma till stånd är en kemisk reaktion mellan syret i epoxihartset och vätet i aminerna i härdaren. Detta förutsätter att härdaren blandas mycket omsorgsfullt med epoxihartset så att alla härdarmolekyler kommer i kontakt med epoximolekyler. De skall liksom kroka i varandra för att bilda plastens jättemolekyl.

Schematiskt kan man rita det hela så här:

Epoximolekylernas bindning till härdarmolekyl

Epoximolekylernas bindning till härdarmolekyl

Ringarna med två krokar är epoximolekyler och ringen med fyra öglor är en härdarmolekyl. Om inte alla krokarna fastnar i öglorna blir det ingen hel epoxiplastmolekyl.

Limmet, beläggningen eller vad det är, blir försvagat, mjuka fläckar uppstår, hållfasthet och kemikalieresistens försämras.

Om förhållandet mellan epoxiharts och härdare (blandningsförhållande) är felaktigt, så hjälper det inte med en perfekt omrörning. Överskottet av den ena eller andra komponenten  kommer alltid att förbli oreagerat.

Detta sätter naturligtvis ner epoxiplastens fysikaliska egenskaper. Det kan inte nog betonas vikten av att använda satsförpackad epoxi och härdare.  Är komponenterna uppvägda på fabrik med ett fungerande kvalitetssystem så är risken för felaktiga blandningsproportioner så gott som obefintliga.

Skall en satsförpackning trots allt delas, så skall detta ske med hjälp av våg med tillräcklig noggrannhet. Blandningsförhållandet angivet i viktdelar skall finnas på förpackningen. Att dela förpackningar med volymmått kan ge mycket allvarliga fel.

blandare

Blandare

Små mängder det vill säga upp till ca 1 kg kan man blanda för hand med en rörkäpp som måste vara rektangulär. Lämplig dimension är ca 10 x 40 x 400-500 mm.

Att försöka blanda epoxi med hjälp av en rundstav, skruvmejsel eller en bit armeringsjärn är dömt att misslyckas. Större mängder är omöjliga att för hand blanda tillfredsställande, man får då ta till elektrisk eller trycksluftdriven maskinblandare t.ex. en lågvarvig borrmaskin med stänkskydd och lämplig blandarvinge (se fig.). Epoxibetong och andra massor med låg bindemedelshalt kan blandas i tombola eller tvångsblandare. Epoxiharts och härdare skall alltid blandas noga innan fillermaterial tillsätts.

Före blandningen av epoxiplasten kan det vara nödvändigt att temperera komponenterna, detta kan då göras med varmluft eller i vattenbad. Öppen låga får ej användas. Bäst är att lagra produkterna i uppvärmd lokal. På en arbetsplats förekommer ofta flera olika typer av epoxi och härdare, sortera alltid upp var sort för sig så att misstag undviks. Vid större arbetsställen upprättar man en blandningsstation där en man ansvarar för blandningen, det är det viktigaste arbetsmomentet.

Vidhäftning

Vid alla målnings och beläggningsarbeten är det viktigt att försäkra sig om att inte fukt kondenserar på underlaget under arbetets gång. Vatten i gränsskiktet kan förhindra vidhäftningen mellan epoxi och underlag. Kondenserat vatten kallas i dagligt tal för dagg.

Vattenånga är löslig i luft upp till en viss mängd som beror på luftens temperatur. Ju varmare luften är, ju mer vattenånga kan den lösa.

När luften är mättad med vattenånga har man uppnått mättnadsånghalten.

Vid + 20°C är t.ex. luftens mättnadsånghalt 17,3 g / m³. Detta kan också anges som att luftens relativa fuktighet ( RF ) är 100%.

Luft som vid + 20°C innehåller 10,4 gram vatten per kubikmeter har alltså en relativ fuktighet av (10,4 / 17,3 ) x 100 = 60,1%.

När luft som innehåller en viss mängd fukt kyls av, så kommer den så småningom att uppnå mättnadsånghalten. Denna temperatur kallas för daggpunkten.

Genom att mäta luftens relativa fuktighet med hjälp av hygrometer, kan man med hjälp av en daggpunktstabell fastställa daggpunkten för den rådande lufttemperaturen.

Av tabellen kan man t.ex. se att daggpunkten vid en lufttemperatur på +20°C och en relativ luftfuktighet på 60% är +12°C, d v s om temperaturen faller från +20°C till +12°C så faller dagg ut. För att vara säker på att inte dagg faller ut på den yta som beläggs, bör den ha en temperatur som är minst 3°C över daggpunkten, alltså +15°C i ovanstående exempel.

Ett annat fenomen som kan påverka vidhäftningen mellan härdad epoxi och ett nytt lager epoxi är epoxihärdarens förmåga att bilda olösliga aminkarbonater och aminkarbamater.

Detta sker under härdningsförloppet vid aminernas reaktion med luftens innehåll av koldioxid ( CO2 ) och vatten. Olika härdartyper har olika benägenhet till karbonatisering. Rena aminer har t.ex. större benägenhet än aminaddukter. Låg härdningstemperatur gynnar dessutom karbonatbildning.

För att förvissa sig om en god vidhäftning är det nödvändigt att avlägsna ett eventuellt karbonatskikt. Det kan vara svårt att avgöra om ett epoxiskikt är överdraget med en karbonathinna eller ej, den är nämligen inte synlig för blotta ögat.

Slipning eller snarare nedmattning är oftast tillräckligt. Många gånger kan det räcka med en primering med vattenemulgerad epoxi, beroende på att aminkarbonatet är något vattenlösligt.

Daggpunktstabell

Luft-
temp.
Daggpunkt i °C vid relativ fuktighet av
°C 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90%
5 -4,1 -2,9 -1,8 -0,9 0,0 0,9 1,8 2,7 3,6
6 -3,2 -2,1 -1,0 -0,1 0,9 1,8 2,8 3,7 4,5
7 -2,4 -1,3 -0,2 0,8 1,8 2,8 3,7 4,6 5,5
8 -1,6 -0,4 0,8 1,8 2,8 3,8 4,7 5,6 6,5
9 -0,8 0,4 1,8 2,7 3,8 4,7 5,7 6,6 7,5
10 0,1 1,3 2,6 3,7 4,7 5,7 6,7 7,6 8,4
11 1,0 2,3 3,5 4,6 5,6 6,7 7,6 8,6 9,4
12 1,9 3,2 4,5 5,6 6,6 7,7 8,6 9,6 10,4
13 2,8 4,2 5,4 6,6 7,6 8,6 9,6 10,6 11,4
14 3,7 5,1 6,4 7,5 8,6 9,6 10,6 11,5 12,4
15 4,7 6,1 7,4 8,5 9,5 10,6 11,5 12,5 13,4
16 5,6 7,0 8,3 9,5 10,5 11,6 12,5 13,5 14,4
17 6,5 7,9 9,2 10,4 11,5 12,5 13,5 14,5 15,3
18 7,4 8,8 10,2 11,4 12,4 13,5 14,5 15,4 16,3
19 8,3 9,7 11,1 12,3 13,4 14,5 15,5 16,4 17,3
20 9,3 10,7 12,0 13,3 14,4 15,4 16,4 17,4 18,3
21 10,2 11,6 12,9 14,2 15,3 16,4 17,4 18,4 19,3
22 11,1 12,5 13,8 15,2 16,3 17,4 18,4 19,4 20,3
23 12,0 13,5 14,8 16,1 17,2 18,4 19,4 20,3 21,3
24 12,9 14,4 15,7 17,0 18,2 19,3 20,3 21,3 22,3
25 13,8 15,3 16,7 17,9 19,1 20,3 21,3 22,3 23,2
26 14,8 16,2 17,6 18,8 20,1 21,2 22,3 23,3 24,2
27 15,7 17,2 18,6 19,8 21,1 22,2 23,2 24,3 25,2
28 16,6 18,1 19,5 20,8 22,0 23,2 24,2 25,2 26,2
29 17,5 19,1 20,5 21,7 22,9 24,1 25,2 26,2 27,2
30 18,4 20,0 21,4 22,7 23,9 25,1 26,2 27,2 28,2

Förhållandet mellan relativa fuktigheten, lufttemperaturen och daggpunkten.