Die DeFelsko Corporation bietet eine Reihe von Instrumentenlösungen an, die ideal sind, um eine korrekte Praxis für die praktische Anwendung und quantitative Messung von Polyharnstoffbeschichtungen auf Beton, Metall und anderen Materialien sicherzustellen.
Technologisch advanced kann das Auftragen einer Polyharnstoffbeschichtung auf einen verunreinigten oder anderweitig unsachgemäß vorbereiteten Untergrund oder unter Bedingungen, die für eine ordnungsgemäße Haftung ungünstig sind, oder in einer nicht für das gewünschte Schutzniveau spezifizierten Dicke dazu beitragen, dass eine Polyharnstoffbeschichtung die Kosten- und Leistungserwartungen nicht erfüllt. Die jüngste Veröffentlichung standard, SSPC-PA 14 "Application of Thick Film Polyurea and Polyurethane Coatings to Concrete and Steel Using Plural-Component Equipment" (Auftragen von Dickschicht-Polyharnstoff- und Polyurethan-Beschichtungen auf Beton und Stahl mit Mehrkomponenten-Anlagen), bietet eine umfassende Anleitung zum Erreichen der gewünschten Leistung von Polyharnstoff-Beschichtungen, die auf Beton- und Stahluntergründe aufgetragen werden.
Unter der Voraussetzung, dass ein ordnungsgemäßes Qualitätskontrollverfahren für ein Betonsubstrat in Kraft ist und die zu beschichtende Oberfläche als einwandfrei und sauber angesehen wird, muss auf die physikalische Oberflächenstruktur des Betons (auch bekannt als Anker oder Oberflächenprofil") geachtet werden. SSPC-PA 14 verlangt, dass die Oberflächenrauhigkeit visuell mit ICRI (International Concrete Repair Institute) CSP (concrete surface profile) Coupons verglichen wird und in den CSP-Bereich von 2-6 fällt, sofern nicht anders angegeben.
Für Polyharnstoffsysteme, die auf Stahl aufgetragen werden, gelten ähnliche Anforderungen an die Oberflächenvorbereitung wie für SSPC-PA 14. Vor der Beschichtung muss die Stahloberfläche entweder gemäß den Projektanforderungen oder gemäß den Angaben des Beschichtungsherstellers so vorbereitet werden, dass sie sowohl von sichtbaren als auch von nicht sichtbaren Verunreinigungen sauber ist. Außerdem muss der Stahl ein Oberflächenprofil von mindestens 76 µm (3 mils) aufweisen, gemessen nach ASTM D 4417 Methode B. Wie unter Methode B beschrieben, ist das PosiTector SPG (siehe Abbildung) ist ideal für die schnelle Bestimmung des Oberflächenprofils des zu beschichtenden Stahls.
Bei verschiedenen Demonstrationen von Polyharnstoff-Beschichtungssystemen wurde die Beschichtung über Eis und Wasser gesprüht, ohne dass dies Auswirkungen auf die Reaktivität der Komponenten hatte. Obwohl dies aus technischer Sicht beeindruckend ist, ist es unwahrscheinlich, dass solche Bedingungen in der Praxis vorkommen(SSPC-PA 14 verbietet ausdrücklich das Auftragen von Polyharnstoffbeschichtungen auf eine vereiste oder eisbedeckte Oberfläche).
Während die Umgebungs- und Untergrundtemperaturen nur geringe Auswirkungen auf die Reaktion und Aushärtung eines Polyharnstoffsystems haben, kann das Auftragen einer Beschichtung auf einem zu nassen oder zu kalten Untergrund negative Auswirkungen auf die Haftung haben. Die ordnungsgemäße Aufbringung eines Polyharnstoff-Beschichtungssystems erfordert die Einhaltung der branchenüblichen standard Praktiken und die Einhaltung einer Untergrundtemperatur von 3° C (5° F) über dem Taupunkt und steigend, wie in SSPC-PA 14 angegeben.
Die Oberflächenvorbereitung und das Auftragen der Beschichtung sollten unter optimalen Umweltbedingungen erfolgen, um ein mögliches Versagen der Beschichtung zu verhindern. Ein wichtiger Faktor, der sich auf die langfristige Leistungsfähigkeit von Polyharnstoffbeschichtungen auf Beton und Stahl auswirkt, sind die klimatischen Bedingungen während der Vorbehandlung und des Auftragens der Beschichtung. Elektronische Handgeräte ermöglichen es Malerbetrieben, Inspektoren und Eigentümern, die Umgebungsbedingungen zu messen und aufzuzeichnen.
Das PosiTector DPM Taupunktmessgerät (siehe Abbildung) überwacht und speichert die klimatischen Bedingungen, einschließlich der relativen Luftfeuchtigkeit, der Lufttemperatur, der Oberflächentemperatur und der Differenz zwischen Oberflächen- und Taupunkttemperatur.
Der Hauptzweck der Messung der Schichtdicke besteht darin, die Beschichtungskosten zu kontrollieren und gleichzeitig eine angemessene Schutzabdeckung zu gewährleisten. Kommerzielle Verträge verlangen oft eine unabhängige Inspektion der Arbeiten nach Abschluss. Angesichts der weit verbreiteten Verwendung von Polyharnstoff-Beschichtungen und -Auskleidungen in Containment-Systemen ist die Gewährleistung einer angemessenen Schichtdicke unerlässlich.
Zur Bestimmung der Beschichtungsdicke auf Substraten wie Beton und Stahl kann eine zerstörende Prüfmethode verwendet werden. Die elastischen und/oder elastomeren Eigenschaften dickerer Polyharnstoffbeschichtungen können jedoch einen sauberen Schnitt erschweren und zu uneinheitlichen Messwerten führen. Ein weiterer Nachteil dieser Methode besteht darin, dass der Prüfbereich repariert werden muss, bevor die Struktur wieder in Betrieb genommen werden kann.
ASTM D6132 und D7091 beschreiben eine zerstörungsfreie Prüfmethode, die eine Reparatur der Beschichtung nach der Prüfung überflüssig macht und sowohl dem Prüfer als auch dem Auftragnehmer Zeit und Kosten spart. Zu den zerstörungsfreien Methoden gehören magnetische und Wirbelstrom-Prinzipprüfgeräte für Metallsubstrate und Ultraschallprüfgeräte für Nichtmetalle wie Beton.
Die zerstörungsfreie Messung der Polyharnstoffdicke auf Metallsubstraten ist ein einfaches Verfahren, vorausgesetzt, das verwendete Messgerät verfügt über einen für die erwartete Dicke geeigneten Messbereich. Polyharnstoffbeschichtungen erreichen die erwartete Gesamtdicke durch das Auftragen mehrerer Schichten übereinander (eine Technik, die durch die schnellen Aushärtungseigenschaften begünstigt wird), so dass es notwendig sein kann, die einzelnen Schichtdicken zu überwachen. Wenn die Polyharnstoffbeschichtung gemäß den Anforderungen von SSPC-PA2 und PA9 gemessen wird, muss die Dicke jeder einzelnen Schicht den Projektspezifikationen entsprechen, unabhängig davon, ob sie auf Beton oder Metalluntergründe aufgetragen wird.
Die Beschichtungsdickenmessgeräte der SeriePosiTector 6000 sind einfach zu bedienen und eignen sich ideal für die Messung der Dicke von Polyharnstoff, der auf Eisen- und Nichteisenmetallsubstrate aufgetragen wird.
Da Polyharnstoffbeschichtungen auf nichtmetallischen Substraten nicht mit magnetischen oder Wirbelstrom-Messgeräten gemessen werden können, ist ein Ultraschallmessgerät erforderlich. Ultraschallmessgeräte wie das PosiTector 200 D arbeiten, indem sie einen Hochfrequenz-Ultraschallimpuls mit Hilfe eines Prüfkopfes (d. h. eines Wandlers) in eine Beschichtung senden, wobei sie von einem auf der Oberfläche angebrachten Kopplungselement unterstützt werden. Vereinfacht ausgedrückt, wird die Zeit, die das Ultraschallsignal benötigt, um die Beschichtung zu durchdringen und vom Substrat zurückzuprallen, zur Berechnung der Beschichtungsdicke verwendet.
Die DPosiTector 200 Serie von Schichtdickenmessgeräten wurde speziell für die Messung sehr dicker, flexibler und schalldämpfender Beschichtungen, einschließlich Polyharnstoffen, entwickelt. PosiTector 200 D Advanced Modelle können bis zu drei einzelne Schichten in einem Polyharnstoff-Beschichtungssystem mit einer einzigen Messung messen. Betonsubstrate haben in der Regel höhere Oberflächenprofile als Metalle und können unterschiedlich porös sein, was dazu führen kann, dass die Messungen der Beschichtungsdicke je nach Position der Sonde erheblich variieren. Unter diesen Umständen sollte eine Methode zur Mittelwertbildung verwendet werden, um die Gesamtschichtdicke zu bestimmen.
Die Beschichtungsdickenmessgeräte der Serie PosiTector 200 D verwenden bewährte Ultraschalltechnologie zur Messung der Dicke von Polyharnstoffbeschichtungen von 50 - 5000 µm (2 - 200 mils) auf Beton, Holz und anderen nichtmetallischen Untergründen.
Aufgrund der Herausforderungen, die mit der Messung eines Polyharnstoff-Beschichtungssystems verbunden sind, das in mehreren Durchgängen aufgetragen wird, empfehlen wir in der Regel unser PosiTector 200 D3 Advanced. In Kombination mit einer PosiTector 200 Sonde bietet das Modell Advanced einen Grafikmodus, der eine visuelle Darstellung des Ultraschallimpulses anzeigt, während er das Beschichtungssystem durchläuft. Diese visuelle Anzeige vereinfacht den Prozess der Einstellung des Messgeräts (falls erforderlich) und fördert das Vertrauen des Bedieners in die angezeigten Dickenmesswerte.
Haftfestigkeitsprüfungen können zu Zwecken der Qualitätskontrolle durchgeführt werden, werden aber in der Regel zur Einhaltung von Industrienormen und Kundenspezifikationen vorgenommen. Sofern nicht anders angegeben, schreibt SSPC-PA 14 vor, dass eine Polyharnstoffbeschichtung entweder am Bauwerk selbst oder an einer für das zu beschichtende Substrat repräsentativen Probe geprüft wird. Zweck der Prüfung ist es, "die Qualität der Anwendung zu bestätigen und die Betriebsparameter für die Oberflächenvorbereitung und -anwendung in großem Maßstab festzulegen".
Angesichts der angeborenen Haftungs- und Zugfestigkeitseigenschaften von Polyharnstoffbeschichtungen ist es nicht überraschend, dass SSPC-PA 14 im Vergleich zu anderen dicken und/oder flexiblen Beschichtungsarten relativ hohe Haftfestigkeiten fordert. Wenn die Haftfestigkeitsprüfung auf Stahluntergründen gemäß ASTM D4541 Methode D & E durchgeführt wird, schreibt SSPC-PA 14 einen Haftfestigkeitswert von mindestens 6,8 Megapascal [MPa] (1.000 Pfund pro Quadratzoll [psi]) für jeden der drei geforderten Züge vor, sofern nicht anders angegeben.
Darüber hinaus schreibt SSPC-PA 14 vor, dass bei der Prüfung der Haftung auf Beton (wie in ASTM D7234 beschrieben) jeder der drei Zugversuche zu einem kohäsiven Versagen innerhalb des Betonsubstrats führen muss und die Polyharnstoffbeschichtung haften bleibt. In Anbetracht dieser Anforderungen wird für die Prüfung der meisten Polyharnstoffanwendungen unabhängig von der Beschaffenheit des Untergrunds ein 20-mm-Dolly empfohlen, der eine maximale Abziehfestigkeit von 20 MPa (3.000 psi) aufweist.
Das PosiTest AT Pull-Off-Haftungsprüfgerät (erhältlich als manuelles oder automatisches Modell) misst präzise die Haftfestigkeit von Polyharnstoffbeschichtungen, die auf ein beliebiges starres Substrat aufgetragen werden.
Obwohl der Begriff "Polyharnstoff" im Allgemeinen als eine bestimmte Beschichtungsart bezeichnet wird, ist er genauer als eine Elastomertechnologie zu beschreiben, bei der eine Reaktion zwischen einer Isocyanatkomponente und einer Harzmischungskomponente ohne Verwendung eines Katalysators stattfindet. Auch wenn diese Beschreibung eine grobe Vereinfachung darstellt, so umfasst sie doch die grundlegenden Eigenschaften eines Polyharnstoffsystems: ein schnell reagierendes Mehrkomponentensystem, das von der Umgebungsfeuchtigkeit praktisch unbeeinflusst ist und eine schnelle und gleichmäßige Trocknungszeit über einen sehr breiten Temperaturbereich aufweist.
Die in den späten 1980er Jahren eingeführte Polyharnstofftechnologie verfügt über einzigartige Eigenschaften, die zu den bereits erwähnten hinzukommen: hervorragende Haftung, gleichmäßiges Ausfließen der Oberfläche, hohe Zugfestigkeit und Flexibilität, Schlag-, Hitze- und Feuerbeständigkeit, hohe Abriebfestigkeit und Langzeitstabilität.
Aufgrund ihrer Vielseitigkeit, Stärke und Langlebigkeit werden Polyharnstoffbeschichtungen in erster Linie zum Schutz und zur strukturellen Verbesserung von Beton und zementhaltigen Substraten eingesetzt. Weitere typische Anwendungen sind Baufahrzeuge (Pritschenbeläge), ATVs, Dachbeschichtungen, Rohre, primäre und sekundäre Containmentsysteme, Parkhausböden und Militärfahrzeuge (Explosionsschutz).
Die schnelle Aushärtungsgeschwindigkeit ist ein entscheidender Vorteil, der eine schnelle Wiederinbetriebnahme ermöglicht. Um die erwartete Beschichtungsleistung zu erreichen, muss jedoch in allen Fällen eine gute Praxis bei der Oberflächenvorbereitung und der physikalischen Abscheidung eingehalten werden.
