A cerca ornamental da ponte de pedestres sobre o rio Hudson, em Nova Iorque recebeu pintura sobre a galvanização.
Por muitos anos proteger pontes de aço contra corrosão significou usar galvanização a quente ou algum tipo de sistema de pintura em vigas, colunas, corrimãos, gradeados ou cabos.
Hoje os projetistas e proprietários cada vez mais se inclinam para uma combinação de ambos os métodos de proteção o que é comumente conhecido como sistema duplo " pintura ou pintura a pó sobre aço previamente galvanizado a quente.
Quando pintura e galvanização a quente são usadas em conjunto, o controle da corrosão é superior a cada um dos métodos usados isoladamente.
A galvanização protege o aço base, proporcionando proteção catódica e de barreira. Adicionalmente a camada de galvanização impede o desenvolvimento de óxido de ferro sob o sistema de pintura.
A pressão para o exterior causada pelo óxido de ferro conduz no final à formação de bolhas e escamação. A pintura por sua vez dá proteção adicional de barreira à camada de galvanização, isolando-a do ataque corrosivo dos cloretos e sulfetos da atmosfera. A pintura diminui a velocidade com que o zinco é consumido, aumentando bastante a vida do aço galvanizado. Por outro lado, uma vez que a pintura tenha sido
danificada ou desgastada pela ação das intempéries, o zinco estará disponível para proporcionar proteção catódica e por barreira de tal forma que a ferrugem não vai se formar e a pintura não vai descascar. Com esse efeito sinérgico é comum que um sistema duplo proporcione proteção contra corrosão por um tempo de 1,5 a 2,5 vezes maiores do que a soma dos períodos de vida proporcionados pelo zinco ou pintura usados individualmente. Isso equivale a se ter pontes livres de manutenção por 75 a 100 anos na maioria das localidades.
O mais importante aspecto da pintura sobre galvanização a quente é entender as características da camada de zinco em cada estágio do seu "envelhecimento". Embora o zinco comece a reagir com o ambiente imediatamente após a saída do banho de galvanização, podem ser necessários até dois anos para que "envelheça" completamente.
Para se determinar o estágio de "envelhecimento", também chamado desenvolvimento de pátina de zinco (óxidos de zinco, hidróxidos de zinco e carbonato de zinco " vide tabela a abaixo), o aço galvanizado é dividido em três categorias: recém galvanizado a quente, parcialmente "envelhecido" e completamente "envelhecido".
Considerando que o aço galvanizado tem diferentes características em cada estágio, é necessário que ele seja preparado diferentemente, dependendo do estágio.
A pintura do aço recentemente galvanizado, no qual a formação de óxido de zinco ainda não se iniciou, requer pouca ou nenhuma preparação superficial para favorecer a aderência da tinta ou do pó. Entre 24 e 48 horas após galvanização, entretanto, o oxido de zinco se forma. O primeiro estágio no desenvolvimento de uma pátina protetora de zinco é um produto de corrosão pulverulento e ligeiramente aderente.
Quando o óxido de zinco é exposto ao ar em movimento, a superfície reage com a umidade da atmosfera, seja ela proveniente de orvalho, chuva, ou mesmo da própria umidade natural, para formar uma mistura porosa, gelatinosa, branco-acinzentada de óxido de zinco e hidróxido de zinco. Esse aço galvanizado parcialmente "envelhecido" se forma normalmente entre 48 horas e seis meses após a galvanização. O óxido de zinco e hidróxidos são partículas eletrostaticamente ligadas à superfície do aço e devem ser removidas ou neutralizadas usando-se jato de ar e/ou limpeza química.
A remoção por jato de ar (com um agente mais mole que o zinco) ou a utilização de um "primer" caustico são recomendadas para tornar a superfície ligeiramente áspera de modo a melhorar a aderência da tinta. Solvente sozinho não remove óxidos e hidróxidos de zinco.
Conforme o processo de "envelhecimento" progride, os óxidos e hidróxidos de zinco reagem com o dióxido de carbono da atmosfera e evoluem para uma fina compacta e fortemente aderente camada de carbonato básico de zinco.
Essa progressão faz aumentar a barreira de proteção. Por ser relativamente insolúvel essa patina de zinco na fase carbonato evita a rápida corrosão atmosférica do zinco na superfície do aço galvanizado. Esse aço galvanizado completamente "envelhecido" tem entre seis meses e dois anos de idade e a pátina de zinco está completamente formada. A pátina tem uma superfície muito estável e ligeiramente áspera proporcionando excelente aderência à tinta. A única preparação necessária é uma lavagem com água quente pressurizada para remover da superfície as partículas soltas de óxido e hidróxido de zinco.
Preparação para a pintura
Além de se determinar em que fase da pátina de zinco os componentes da ponte podem estar, o sucesso na preparação da superfície é a chave para se produzir camadas aderentes de pintura para obter os benefícios de um sistema duplo. Informações sobre preparação de superfícies de aço galvanizado a quente após a fabricação para receber camadas duplas de proteção podem ser encontradas no ASTM D 6386, "Practice for Preparation of Zinc (Hot-Dip Galvanized) Coated Iron and Steel Product and Hardware Surfaces for Painting". De forma geral, a limpeza e perfilagem de superfícies estão descritas abaixo:
Quando se limpa uma superfície galvanizada antes da pintura busca-se remover qualquer sujeira graxa ou óleo.
Ao mesmo tempo deve-se cuidar para não remover muito da camada de galvanização. Os produtos alcalinos, amônia, e solventes são os meios mais comuns para remover sujidades de superfícies galvanizadas. Como alguns removedores podem reagir diferentemente com os diversos sistemas de pintura, o fabricante da tinta deve ser consultado sobre problemas específicos de reações indesejadas.
Óleo, graxa, e sujidades podem ser removidos usandose uma solução alcalina com pH entre 11 e 12, mas não maior do que 13, pois isso danificará a camada de zinco.
A maior parte das soluções alcalinas é constituída com componentes de sódio com concentrações variando de 2 a 5 por cento com a adição de pequenas quantidades de emulsificadores ou quelatos. A solução é aplicada por meio de imersão, pulverização ou escovação. Se for utilizada escovação, a solução deve ser aplicada preferivelmente com uma escova de cerdas macias de nylon e nunca de aço ou cobre. Se forem utilizadas imersão ou pulverização considerar que as temperaturas que produzem os melhores resultados estão entre 60º C (140º F) e 85º C (185º F). Para aço recém galvanizado um emulsificador em base água removerá os agentes contaminadores. Solventes minerais,
terebintina, nafta de alto ponto de fulgor, e outros solventes típicos também irão limpar superfícies galvanizadas " desde que sejam aplicados com estopas, trapos livres de bolinhas ou escovas de cerdas macias, que devem ser trocados freqüentemente para não se trazer de volta os agentes contaminadores. Uma solução com 1 a 2 por cento de amônia aplicada com uma escova de cerdas macias é normalmente usada para limpar as partes com películas de zinco. Esse resíduo é proveniente das partículas de zinco oxidado presentes na superfície do banho de galvanização. Resíduos de cinza devem ser removidos antes da pintura. Após a limpeza a superfície deverá ser inteiramente enxaguada com água quente e deixada para uma secagem completa.
Perfilagem da superfície
Para se obter um bom perfil para aderência da tinta, a superfície galvanizada deve ser plana, sem protuberâncias e ligeiramente áspera para proporcionar uma boa ancoragem para tinta. Durante a remoção das peças do banho de galvanização o excesso de zinco escorre pelos
cantos e pode muitas vezes se acumular na forma de protuberâncias ou arestas irregulares. O zinco pode também formar gotas nas extremidades por onde ele escorre. Esses pontos altos na forma de gotas devem ser removidos por esmerilhamento com ferramentas manuais ou elétricas. Cuidados devem ser tomados para que a camada de galvanização não seja removida além da espessura especificada.
Uma limpeza abrasiva ou jateamento proporcionará a aspereza necessária. Não se deve confundir jateamento com jateamento quase branco que se usa para limpar aço sem proteção antes de se aplicar qualquer sistema de pintura o que removerá a camada de galvanização.
Para o jateamento o tamanho das partículas deve estar entre 200 e 500 micra. Entre os materiais de maior uso incluem-se silicatos de Alumínio/Magnésio; meios orgânicos tais como espiga de milho e casca de noz; ou minerais como coríndon, calcário, e areias com uma dureza Mohs de 5 ou menos. Alerta-se novamente para que sejam tomados todos os cuidados para não se remover a camada de zinco além do limite. Se o ângulo de jateamento se torna quase perpendicular à superfície galvanizada, o jateamento pode remover rapidamente a camada protetora de zinco em vez das partículas de zinco da superfície. O processo será melhor aplicado se for confiado a um operador experiente.
A temperatura da peça galvanizada durante o jateamento pode ter um efeito significativo no perfil da superfície acabada. Jateamento em peça ainda quente pelo processo de galvanização, entre 79º C (175º F) e 199º C (390º F), proporciona um excelente perfil para pintura. A condição ideal do ambiente para jateamento é com menos de 50 % de umidade relativa e temperatura mínima de 21º C (70º F).
Selantes, coberturas e primers
Selantes penetrantes de epóxi de dois elementos são algumas vezes usados para formar uma cobertura espessa de 50 micra na superfície galvanizada após a limpeza. Esses produtos podem ser particularmente eficazes como métodos de tratamento de superfícies onde existiam resíduos de óxido ou hidróxido de zinco removidos durante o processo de limpeza. As instruções de aplicação do fabricante devem ser seguidas e sempre deve ser utilizada uma camada de cobertura sobre o selante penetrante.
A fosfatização com zinco é uma camada de conversão que torna passiva a superfície do zinco e bloqueia a formação de óxidos de zinco. O tratamento com fosfato é aplicado por imersão, borrifamento ou escova de cerdas leves, devendo o fosfato permanecer sobre a superfície durante três a seis minutos.
A superfície é então lavada com água limpa e deixada para secar completamente. Embora esse tratamento seja apropriado para a maioria das pinturas, ele não é adequado para tintas ricas em zinco.
Tratamentos do tipo "wash primer" utilizam condicionadores de metal para neutralizar os óxidos e hidróxidos da superfície bem como para tornar áspera a superfície galvanizada. Os "primers" devem ser aplicados para formar uma camada protetora com espessura entre 7 e 13 micra. Se a espessura exceder 13 micra a aderência da tinta pode se tornar um problema. Considerando-se que a aplicação no campo pode resultar em camadas de proteção espessas e irregulares, recomenda-se que a utilização desse processo se restrinja a oficinas. Para se obter o melhor desempenho quando são utilizados "wash primers" as instruções do fabricante devem ser seguidas rigorosamente.
A passivação acrílica usa uma solução com um acrílico acidulado para tornar passiva a superfície galvanizada e tornar áspera a camada de zinco. A espessura de aplicação deve ser de aproximadamente 1 mícron e a superfície deve ser previamente limpa e estar completamente seca antes de se aplicar a tinta.
Selecionando a tinta
São os engenheiros que normalmente especificam o sistema de pintura. Existem muitas opções dependendo do uso da peça protegida com dupla camada, do método de aplicação, do local de utilização, das preocupações ambientais e da estética. Muitos fornecedores de tinta oferecem bons sistemas de pintura que são projetados para trabalhar com aço galvanizado. A tabela "10 Combinações de Tintas" abaixo lista algumas tintas que trabalham juntas, mas o usuário deve consultar o fabricante para uma seleção correta.
O segredo de um desempenho excelente do aço galvanizado pintado é a preparação da superfície. Uma superfície recém galvanizada ou com até 48 horas após galvanização pode ser pintada após um procedimento para torná-la áspera. Se ela tiver sido exposta às intempéries por mais de um ano, a sujeira, a graxa e os óleos precisam ser removidos em primeiro lugar. Para se pintar aço galvanizado que tenha entre dois dias e um ano é necessária uma preparação mais cuidadosa para se obter a qualidade que um sistema duplo proporciona.
10 Combinações de Tintas
Esta tabela mostra 10 combinações de sistemas de pintura projetados para trabalhar com aço galvanizado, mas não inclui toda as combinações. Consulte seu fornecedor.
1. Wash Primer + Látex Acrílico
2. Wash Primer + Cobertura com Acrílico com base solvente
3. Wash Primer + Cobertura Epóxi
4. Epóxi Primer + Cobertura com Látex Acrílico
5. Epóxi Primer + Cobertura com Acrílico com base solvente
6. Epóxi Primer + Cobertura Epóxi
7. Epóxi Primer + Cobertura Poliuretano
8. Primer Inorgânico com zinco + Cobertura Epóxi
9. Primer Inorgânico com zinco + Cobertura Intermediária Epóxi e Cobertura Poliuretano.
10.Primer Acrílico em base água + Cobertura acrílica base água.
Fonte: ABCEM
Publicado na Edição 77 da Revista Construção Metálica, Editada pela ABCEM
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