Korrosion hos fästdon i brandskyddat trä - KTH
Korrosion hos fästdon i brandskyddat trä - KTH
Korrosion hos fästdon i brandskyddat trä - KTH
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Korrosion</strong> <strong>hos</strong> <strong>fästdon</strong> i<br />
brandsskyddat <strong>trä</strong><br />
Corrosion on metal fasteners in fire<br />
retardant treated wood<br />
MALIN KÄLLMAN<br />
Examensarbete<br />
Stockholm 2009
<strong>Korrosion</strong> <strong>hos</strong> <strong>fästdon</strong> i<br />
<strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong><br />
(Corrosion on metal fasteners in fire retardant<br />
treated wood)<br />
Malin Källman<br />
Stockholm 2009
<strong>Korrosion</strong> <strong>hos</strong> <strong>fästdon</strong> i<br />
<strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong><br />
Corrosion on metal fasteners in fire<br />
retardant treated wood<br />
Malin Källman
4<br />
SP Trätek<br />
Stockholm 2009
Förord<br />
Detta examensarbete inom området byggmateriallära har utförts under<br />
sommaren och hösten 2009 vid SP Trätek i Stockholm.<br />
Initiativtagare och handledare har varit tekn. Dr Lazaros Tsantaridis, SP Trätek.<br />
Examinator har varit professor Ove Söderström, <strong>KTH</strong>.<br />
Jag vill tacka alla som bidragit till detta examensarbete. Lazaros Tsantaridis, Birgit<br />
Östman och Jöran Jermer från SP Trätek. Bo‐Lennart Andersson från SP Sveriges<br />
Tekniska Forskningsinstitut. Ove Söderström och Kjell Nilvér från <strong>KTH</strong>.<br />
Jag vill dessutom tacka Fred G. Evans från Norsk Treteknisk Institutt som ställt<br />
prover från Norge till förfogande.<br />
6
Sammanfattning<br />
En studie om korrosion <strong>hos</strong> <strong>fästdon</strong> i olika typer av <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> efter<br />
accelererad och naturlig väderpåverkan slutförs genom detta examensarbete.<br />
Fästdon har utvärderats visuellt enligt Nordtest Method NT Fire 056.<br />
Sex olika typer av <strong>fästdon</strong> placerade i fem olika typer av <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> samt en<br />
obehandlad referens har varit placerade utomhus i Borås i Sverige och i Oslo i<br />
Norge i sju år. De ingår i en studie som påbörjades av Fred G. Evans från Norsk<br />
Treteknisk Institutt.<br />
Fästdonen korroderar inte generellt mer i de studerade typerna av <strong>brandskyddat</strong><br />
<strong>trä</strong> än i obehandlat <strong>trä</strong>. Det går heller inte att säga att ett av de studerade<br />
brandskyddsmedlen är bättre eller sämre än något av de andra utan det beror på<br />
vilken typ av <strong>fästdon</strong> man tittar på. Det brandskyddsmedel som är bäst för en typ<br />
av <strong>fästdon</strong> kan vara sämst för en annan.<br />
Fästdonen av obehandlat stål har som väntat korroderat mest. De flesta <strong>fästdon</strong> är<br />
helt täckta av röda korrosionsprodukter. De <strong>fästdon</strong> som varit placerade i prover<br />
med brandskyddsmedlet BR5/M har korroderat minst, till och med mindre än<br />
<strong>fästdon</strong>en i de obehandlade referensproverna.<br />
De elektrolytiskt förzinkade <strong>fästdon</strong>en har i de flesta fall korroderat mer i de<br />
brandskyddade proverna än i de obehandlade. De har korroderat mest efter<br />
<strong>fästdon</strong>en av obehandlat stål. En del av <strong>fästdon</strong>en är helt täckta av röd rost medan<br />
andra bara delvis är det, de <strong>fästdon</strong>en är även delvis täckta av vitrost. De<br />
varmförzinkade <strong>fästdon</strong>en har alla korroderat mer i de brandskyddade proverna<br />
än i de av obehandlat <strong>trä</strong>. De flesta av <strong>fästdon</strong>en är endast angripna av vitrost.<br />
Fästdonen av aluminium har till skillnad från de andra <strong>fästdon</strong>en korroderat mer i<br />
obehandlat <strong>trä</strong> än i <strong>brandskyddat</strong>. Det har också visat sig att de korroderat mer än<br />
de varmförzinkade <strong>fästdon</strong>en. En del av <strong>fästdon</strong>en har dock inte korroderat alls<br />
medan andra har mer eller mindre vita korrosionsprodukter.<br />
De rostfria <strong>fästdon</strong>en har inte korroderat alls.<br />
7
Abstract<br />
A study about corrosion on metal fasteners in different kinds of fire retardant<br />
treated wood after accelerated and natural weathering is finished through this<br />
master’s thesis. Metal fasteners have been evaluated visually according to<br />
Nordtest Method NT Fire 056.<br />
Six different types of metal fasteners placed in five different types of fire retardant<br />
treated wood and one untreated reference have been placed outdoors in Borås in<br />
Sweden and in Oslo in Norway for seven years. They are a part of a study initiated<br />
by Fred G. Evans from Norsk Treteknisk Institutt.<br />
In general it can not be said that metal fasteners corrode more in fire retardant<br />
treated wood than in untreated wood. Nor can it be said that one fire retardant<br />
treatment is better or worse than another, it depends on what type of fastener<br />
you’re looking at. The fire retardant treatment that is best for one type of fastener<br />
can be worst for another.<br />
The fasteners of mild steel have, as expected, corroded the most. Most of the<br />
fasteners are completely covered by red corrosion products. The fasteners that<br />
have been placed in the samples BR5/M have corroded least, even less than the<br />
fasteners in the untreated reference samples.<br />
The zink plated steel fasteners have in most cases corroded more in the fire<br />
retardant treated samples than in the untreated. They are the fasteners that have<br />
corroded the most after the ones of mild steel. Some of the fasteners are<br />
completely covered with red corrosion products while others only partially are,<br />
t<strong>hos</strong>e fasteners are also partially covered by white corrosion products. The hot dip<br />
galvanized steel fasteners have all corroded more in the fire retardant treated<br />
samples than in the untreated. Most of these fasteners are only attacked by white<br />
rust.<br />
The fasteners of alumiunium have, in contrast of the other fasteners, corroded<br />
more in the untreated wood samples than in the fire retardant treated samples.<br />
They have also corroded more than the hot dip galvanized fasteners. Some of the<br />
fasteners have not corroded at all while others have been more or less attacked by<br />
white rust.<br />
The stainless steel fasteners have not corroded at all.<br />
8
Innehåll<br />
1.1 Bakgrund ....................................................................................................... 10<br />
1.2 Problemställning ........................................................................................... 12<br />
2 <strong>Korrosion</strong> ....................................................................................................... 13<br />
2.1 <strong>Korrosion</strong>sförlopp i <strong>trä</strong> .................................................................................. 13<br />
2.2 Elektrokemisk korrosion ............................................................................... 13<br />
3 Metod ........................................................................................................... 15<br />
3.1 <strong>Korrosion</strong>stest för <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong>, NT Fire 056 ........................................ 15<br />
3.2 Allmänt korrosionstest, NT Mat 003 ............................................................. 17<br />
3.3 Utvärderingsmetoder ................................................................................... 17<br />
3.3.1 Visuell bedömning, viktminskning och hållfasthetsprovning ................ 17<br />
3.3.2 Oförstörande bedömning, EDX och EIS .................................................. 18<br />
3.4 Åldring ........................................................................................................... 19<br />
4 Problemdefinition ......................................................................................... 20<br />
5 Genomförande .............................................................................................. 21<br />
5.1 Bakgrund ....................................................................................................... 21<br />
5.2 Experimentell undersökning ......................................................................... 23<br />
5.2.1. Materialberedning ................................................................................ 23<br />
5.2.2 Utvärdering ........................................................................................... 25<br />
6 Resultat och analys ........................................................................................ 26<br />
6.1 Visuell bedömning ........................................................................................ 26<br />
6.2 Utvärdering av prover exponerade utomhus i 7 år ...................................... 32<br />
6.3 Utvärdering av prover exponerade utomhus i 3 år ...................................... 36<br />
6.4 Utvärdering av prover accelererat åldrade i 1, 3, 6 och utomhus exponerade<br />
i 12 månader. ...................................................................................................... 37<br />
7 Slutsats och diskussion .................................................................................. 41<br />
Bilaga 1 ............................................................................................................ 45<br />
Bilaga 2 ............................................................................................................ 46<br />
Bilaga 3 ............................................................................................................ 47<br />
Bilaga 4 ............................................................................................................ 48<br />
9
1 Inledning<br />
De studier som gjorts om miljöbelastning från vaggan till graven för olika<br />
byggsystem, så kallade livscykelanalyser, visar att <strong>trä</strong> har en avsevärt mindre<br />
miljöbelastning än stål och betong. Dessutom är <strong>trä</strong> ett inhemskt och förnyelsebart<br />
material och genom en lag på återplantering av skog som infördes 1903 har vi<br />
säkrat en god återväxt. En annan positiv sak med <strong>trä</strong> är dess brandförlopp. När <strong>trä</strong><br />
fattar eld förkolnar det gradvis och kolet bildar ett isolerande skikt som bromsar<br />
upp den fortsatta förbränningen. Denna egenskap gör att det kan vara möjligt att<br />
efter en brand åtgärda brandskadade konstruktionsdelar istället för att riva<br />
byggnaden [1].<br />
1.1 Bakgrund<br />
Trä har använts länge som byggmaterial. Dess egenskaper från brandsynpunkt har<br />
lett till en rad restriktioner vad gäller byggande i <strong>trä</strong>. Exempelvis förbjuder Gustav<br />
Vasa 1547 kyrkobyggnader i <strong>trä</strong>. 1786 förbjuder Gustaf III offentligt byggande i <strong>trä</strong><br />
och år 1874 förbjuds <strong>trä</strong>stomme i hus högre än två våningar. Detta förbud står sig i<br />
mer än hundra år och först 1994 införs istället funktionskrav i byggregelverket<br />
vilket öppnar upp för ett ökat byggande i <strong>trä</strong>. Regeringen har nu som mål att om<br />
10‐15 år har 30 % av alla nya byggnader <strong>trä</strong>stomme [2].<br />
De funktionskrav med avseende på brand som idag ställs på byggnadsdelar är<br />
bärförmåga (R), integritet/täthet (E) och isolering (I). Funktionerna kan kombineras<br />
på olika sätt och åtföljs av ett tidskrav på 15‐360 min som anger hur länge<br />
funktionen ska vara uppfylld [3].<br />
Bild 1.1. Funktionskrav för brandmotstånd [4]<br />
10
Förutom funktionskraven finns även ytskiktsklasser. 2002 började ett europeiskt<br />
klassifikationssystem för detta introduceras som ett alternativ till de svenska<br />
klasserna i Boverkets byggregler, BBR [4]. I tabellen nedan visas vilken euroklass<br />
som motsvarar de gamla svenska ytskiktsklasserna samt exempel på vilka material<br />
som hör till vilken klass.<br />
Tabell 1.1 Ytskiktsklasser för byggnadsmaterial [5]<br />
Euroklass Svensk ytskiktsklass Typiska produkter<br />
A1 Obrännbart Sten, betong<br />
A2 obrännbart Gipsskivor (med tunt<br />
papper), mineralull<br />
B I Brandskyddat <strong>trä</strong>, gipsskivor<br />
(med tjockt papper)<br />
C II Brandskyddat <strong>trä</strong>, tapet på<br />
gipsskiva<br />
D III Trä, <strong>trä</strong>skivor<br />
E oklassat Vissa plaster<br />
F oklassat Inga krav, ej provat<br />
Som ett komplement till euroklasserna finns även tilläggsklasser för rök, s1‐s3,<br />
samt för brinnande droppar, d0‐d2 [3]. Till exempel kan <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> vara<br />
klassat B‐s1,d0. Som synes kan <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> tillhöra antingen klass B eller C<br />
medan obehandlat <strong>trä</strong> är klassat som D [5].<br />
11
De senaste 15 åren har användningen och produktionen av <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> i<br />
Norden ökat [6]. Generellt sätt behövs dock stora mängder av<br />
impregneringsmedel för att uppnå tillräckligt brandskydd, upp till 10‐20<br />
viktsprocent, vilket gör att <strong>trä</strong>ets övriga egenskaper kan påverkas [7].<br />
1.2 Problemställning<br />
Trä som brandskyddas med de medel som finns idag blir ofta fuktkänsligt och<br />
korrosivt men det kan även bli missfärgat, orsaka sprödhet, förhindra eller försvåra<br />
limning och målning. Även den mekaniska hållfastheten kan reduceras. En annan<br />
nackdel är att de flesta behandlingar inte tål utvändig användning. Väderfaktorer<br />
som kan påverka egenskaperna <strong>hos</strong> behandlat <strong>trä</strong> är fukt, solstrålning, temperatur,<br />
syre och luftföroreningar. De kan ge effekter såsom urlakning av medlet,<br />
hållfasthetsminskning och volymförändring. Dessutom är brandskyddsmedel ofta<br />
sura eller alkaliska och bådadera kan orsaka korrosion på <strong>fästdon</strong> [8].<br />
En hög fuktkvot i <strong>trä</strong> medför en ökad risk för korrosion av <strong>fästdon</strong> och annan<br />
metall som är i kontakt med <strong>trä</strong>. För att få vetskap om hur olika brandskyddsmedel<br />
påverkar korrosion av <strong>fästdon</strong> som varit väderexponerade utomhus eller utsatta<br />
för en accelererad väderpåverkan krävs forskning på ämnet, detta sker på SP<br />
Trätek i samarbete med Norsk Treteknisk Institutt. <strong>Korrosion</strong>spåverkningen<br />
utvärderas visuellt enligt NT Fire 056 och genom en analys av resultaten och<br />
jämförelse med andra utvärderingsmetoder kan förslag på utveckling och<br />
förbättring ges.<br />
1.3 Syfte<br />
Syftet med detta examensarbete är att slutföra en studie om korrosion <strong>hos</strong><br />
<strong>fästdon</strong> i olika typer av <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> efter accelererad och naturlig<br />
väderpåverkan. Genom visuell utvärdering enligt Nordtest Method NT Fire 056 och<br />
analys av olika sätt att bedöma korrosion <strong>hos</strong> <strong>fästdon</strong> kan slutsatser dras och<br />
förslag på förbättringar ges. Resultat från tidigare utvärderingar finns publicerade i<br />
Nordtest Technical Report TR 546 [6].<br />
12
2 <strong>Korrosion</strong><br />
Ordet korrosion härstammar från det latinska verbet corrodere som betyder<br />
”gnaga sönder”. Den mest kända formen av korrosion är rostning av järn och stål<br />
men motsvarande processer förekommer också <strong>hos</strong> andra metaller. Även icke‐<br />
metalliska material kan korrodera, exempelvis plast, betong och keramer [9].<br />
2.1 <strong>Korrosion</strong>sförlopp i <strong>trä</strong><br />
Generellt sätt räknas inte <strong>trä</strong> som en aggressiv miljö men ändå korroderar metall i<br />
kontakt med <strong>trä</strong>. Om <strong>trä</strong> behandlas med <strong>trä</strong>skyddsmedel eller brandskyddsmedel<br />
finns risk för att korrosionen ökar, men i vissa fall förekommer det att den<br />
minskar. Metallen utsätts för korrosion av vattnet och syret som finns i <strong>trä</strong>ets<br />
cellstruktur. Processen är elektrokemisk och består av två steg. Först måste<br />
reaktanterna, som mest består av vatten och syre, diffundera till metallytan. När<br />
de nått ytan krävs att de har tillräckligt med energi för att slutföra reaktionen, dvs.<br />
ta upp elektroner [10].<br />
<strong>Korrosion</strong>sprocessen är inte bara beroende av vatten och syre utan även av pH‐<br />
värdet och olika salter. Syre är dock det som är avgörande för reaktionen. För att<br />
korrosion ska kunna ske behövs en elektrolyt, en substans med fritt rörliga joner,<br />
vilket är vattnet [9]. Om fuktkvoten är låg, under 15‐18 % finns det för lite vatten i<br />
<strong>trä</strong>et för att vattnet ska fungera som elektrolyt och därför sker ingen korrosion<br />
[11].<br />
2.2 Elektrokemisk korrosion<br />
Den elektrokemiska korrosionen äger rum genom galvaniska celler som också<br />
kallas korrosionsceller. Dessa kan vara med eller utan särskiljbara anod‐ och<br />
katodytor. Om det inte finns särskiljbara ytor tjänstgör hela metallen som både<br />
katod och anod. Detta är ofta fallet vid jämn korrosion, dvs. att korrosionen sker<br />
med ungefär samma hastighet över hela ytan.<br />
13
Bild 2.1. <strong>Korrosion</strong>ens elektrokemiska natur [12]<br />
För att elektrokemisk korrosion ska ske av en metall krävs det att ett<br />
oxidationsmedel, som kan reduceras, finns närvarande. Vanligtvis är detta syre löst<br />
i vatten och i vissa fall kan det vara vätejoner. Reaktionen vid katoden blir då:<br />
½O2 + H2O + 2e ‐ 2H2O<br />
resp<br />
H + + e ‐ ½H2<br />
Anodreaktionen blir:<br />
Me Me n+ + ne ‐<br />
[9]<br />
Bild 2.2. Principen för galvanisering. Katod är den metall som reduceras, dvs.<br />
avger elektroner och anod är den metall som oxideras, tar upp elektroner [13]<br />
14
3 Metod<br />
Det finns inte mycket rapporter skrivna om korrosion <strong>hos</strong> <strong>fästdon</strong> i <strong>brandskyddat</strong><br />
<strong>trä</strong> men det finns en del skrivet om korrosion <strong>hos</strong> <strong>fästdon</strong> och metaller i <strong>trä</strong> som är<br />
behandlat på annat sätt. Metoderna som använts för att utvärdera korrosion<br />
beskrivs i detta avsnitt. Den metod som använts för att utvärdera korrosionen i<br />
detta examensarbete är Nordtest NT Fire 056 [14].<br />
3.1 <strong>Korrosion</strong>stest för <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong>, NT<br />
Fire 056<br />
Nordtestmetoden NT Fire 056, som godkändes 2004, är en vidareutveckling av en<br />
metod som skapats av Boliden AB för att prova hur korrosionen påverkas av<br />
impregnerat virke [6]. <strong>Korrosion</strong> av spik och skruv i impregnerat virke [15] och<br />
Fältförsök med <strong>trä</strong>skyddsmedel för klass AB [16] är två tidigare försök som är<br />
utförda med Boliden AB:s metod för utvädering av korrosion <strong>hos</strong> <strong>fästdon</strong>. Den<br />
senare av dessa är utförd helt enligt det som senare blev Nordtestmetoden NT Fire<br />
056.<br />
Nordtestmetoden specificerar tillvägagångssättet för att bestämma<br />
korrosionsskador på metaller och <strong>fästdon</strong> från brandskyddade <strong>trä</strong>produkter efter<br />
att de åldrats accelererat i laboratorium. Provningen baseras på att proverna<br />
exponeras i ett fuktigt klimat med 90 ± 5 % RF och 27 ± 2 °C. Efter 6 månader visar<br />
provningen om det brandskyddade <strong>trä</strong>et är mer korrosivt än obehandlat <strong>trä</strong> i en<br />
miljö med hög fuktighet. Träproverna ska vara plana och ha raka kanter även om<br />
den godkända produkten är profilerad. Proverna ska behandlas som den<br />
godkända produkten och torkas till samma fuktkvot som produkten har vid<br />
slutanvändning. Ett obehandlat <strong>trä</strong>prov ska alltid finnas med som referens.<br />
Ett <strong>fästdon</strong> av varje sort appliceras i vart och ett av proverna. Ett prov kan dock<br />
innehålla en eller flera paralleller. Avståndet mellan <strong>fästdon</strong>en ska vara minst 30<br />
mm. Vid varje utvärderingstillfälle ska minst fyra paralleller utvärderas.<br />
Fästdonen i <strong>trä</strong>proverna får vara vilka som helst men följande ska alltid ingå:<br />
obehandlat stål, elektrolytiskt förzinkat stål, varmförzinkat stål, rostfritt stål av<br />
typen A2 och aluminium. Fästdonens korrosion utvärderas sedan visuellt enligt<br />
tabellen nedan och om man bedömer att behovet finns kan även viktminskningen<br />
mätas. Man kan även mäta korrosionsdjupet. Utvärderingen ska ske efter 1, 3 och<br />
6 månader.<br />
15
Tabell 3.1. Visuell bedömning av korrosionen.<br />
Betyg Beskrivning Definition<br />
0 Inget angrepp<br />
1 Obetydligt angrepp 95 % av ytan angripen<br />
Denna bedömningsskala används både om korrosion endast skett i ytbeläggningen<br />
eller om det skett i både ytbeläggningen och basmaterialet. Följande ekvation<br />
används för att beräkna den totala korrosionen.<br />
betyg ytbeläggning + 3 ⋅betyg<br />
basmaterial<br />
Viktat betyg =<br />
4<br />
Om man väljer att använda sig av viktminskning som bedömningsmetod ska alla<br />
<strong>fästdon</strong> tvättas i etanol och därefter vägas innan de appliceras i <strong>trä</strong>proverna. För<br />
att förhindra att galvanisk korrosion in<strong>trä</strong>ffar kan man lägga en s<strong>trä</strong>ng fogmassa<br />
mellan de olika spikarna så de inte får kontakt med varandra genom en vattenfilm<br />
på ytan. <strong>Korrosion</strong>sprodukterna avlägsnas sedan genom följande metod:<br />
1. Betning fem minuter i ultraljudsbad<br />
2. Rengöring två minuter i varmt vatten i ultraljudsbad<br />
3. Renspolning 10 sekunder i rinnande varmt vatten<br />
4. Avtorkning med rent papper<br />
5. Doppning 30 sekunder i 96 % etanol<br />
6. Avtorkning med rent papper<br />
7. Förvaring minst en timme i excikator med torkmedel. För att<br />
temperaturutjämning ska ske görs detta i samma rum där vägningen görs.<br />
Viktminskningen anges i enheten g/cm 2 , dvs viktminskningen delas med<br />
<strong>fästdon</strong>ets mantelarea [14].<br />
<strong>Korrosion</strong>sdjupet kan också anges genom att man delar viktminskningen med<br />
densiteten. I ekvationen nedan anges viktminskningen som g/m 2 istället för g/cm 2<br />
som angivits i nordtestmetoden NT Fire 056. Anledningen till detta är att<br />
korrosionsdjupet ska få enheten µm.<br />
korrosionsdjup (µm) = viktminskning (g/m 2 )/densitet (kg/dm 3 )<br />
[17]<br />
16
3.2 Allmänt korrosionstest, NT Mat 003<br />
En mer allmän nordtestmetod för bedömning av korrosion på stål är NT Mat 003.<br />
Denna metod används för typgodkännande av belagt stål och beskriver<br />
tillvägagångssättet för bedömning av korrosivitetsklass för oorganiska<br />
beläggningar på stål baserat på resultatet av ett accelererat korrosionstest.<br />
Det accelererade korrosionstestet görs under fem dygn och börjar med att<br />
proverna sprejas med en saltlösning i ett dygn. Därefter konditioneras de i fyra<br />
dygn enligt följande cykel:<br />
1. 8 timmar i 100 % RF och 40 ± 2°C<br />
2. 16 timmar i 75 ± 5 % RF och 23 ± 2°C<br />
Till sist torkas de i 48 timmar vid 23 ± 2°C och 50 ± 5 % RF. Totalt s<strong>trä</strong>cker sig denna<br />
cykel alltså över sju dygn. Rekommendationen är att cykeln upprepas 1, 2, 3, 4, 6<br />
och 9 gånger.<br />
Efter att en produkt genomgått dessa cykler, tas korrosionsprodukterna bort<br />
kemiskt och produkten vägs. Skillnaden i vikten delas med <strong>fästdon</strong>ets mantelarea<br />
för att få viktminskningen per areaenhet. Resultatet kan ritas upp i en graf som<br />
funktionen mellan deras metallförlust och exponeringstid med antagandet att en<br />
rät linje kan representera relationen. Genom att sedan följa ett antal grafer och<br />
tabeller i NT Mat 003 kan korrosivitetsklassen för produkten bestämmas [18].<br />
3.3 Utvärderingsmetoder<br />
3.3.1 Visuell bedömning, viktminskning och<br />
hållfasthetsprovning<br />
De metoder som används mest för att utvärdera korrosion är visuell bedömning<br />
och viktminskning. En visuell bedömning baseras på en bedömningsskala, antingen<br />
den som nämnts ovan i NT Fire 056 [14], en amerikansk standard [19] eller<br />
liknande. I vissa fall har mikroskop använts för att göra en mer noggrann<br />
bedömning [10].<br />
För att viktminskningen ska kunna räknas ut måste korrosionsprodukterna<br />
avlägsnas. Detta kan göras dels enligt NT Fire 056 [14] eller med hjälp av andra<br />
kemikalier [15]. <strong>Korrosion</strong>sprodukterna kan även tas bort mekaniskt genom att<br />
17
orsta <strong>fästdon</strong>en [19]. Fästdonen vägs efter att korrosionsprodukterna tagits bort<br />
och viktminskningen kan redovisas antingen som vikt per ytenhet eller som<br />
korrosionshastigheten i vikt per år [15]. <strong>Korrosion</strong>sangreppet kan även redovisas<br />
som korrosionsdjup [17] och diameterminskning [20].<br />
En <strong>trä</strong>konstruktions livslängd är relaterad till <strong>fästdon</strong>ens prestationsförmåga. Ett<br />
fåtal forskare har därför utfört hållfasthetsprovningar på <strong>fästdon</strong> i behandlat <strong>trä</strong>.<br />
Dessa provningar har utförts enligt amerikanska standardmetoder [10].<br />
När man gör en visuell bedömning eller mäter viktminskningen påverkar man<br />
proverna eftersom man utsätter dem för kemikalier eller mekanisk påfrestning.<br />
Nya metoder som innebär att proverna inte skadas under utvärderingsprocessen<br />
börjar nu komma starkt. Exempel på sådana metoder nämns nedan.<br />
3.3.2 Oförstörande bedömning, EDX och EIS<br />
Andra metoder för att utvärdera korrosion är EDX och EIS. Dessa metoder beskrivs<br />
nedan. Det är inte vanligt att man använder sig av någon av dessa metoder idag<br />
men det kommer säkerligen bli vanligare i framtiden.<br />
EDX står för Energy Dispersive X‐ray analysis och innebär att en elektronstråle<br />
skjuts på provet i ett elektronmikroskop. Elektronstrålen kolliderar med atomernas<br />
elektroner och slår ut en del ur sin omloppsbana. Denna process frigör energi och<br />
varje ämne har sin egen unika energimängd vilket gör att man kan se vilka ämnen<br />
som finns i provet och hur mycket [21].<br />
EIS står för Electrochemical Imdedance Spectroscopy och innebär att man mäter<br />
ett systems impedans som funktion av frekvensen. EIS kan ge information om<br />
kemiska reaktioner då olika reaktioner dominerar vid olika frekvenser [22].<br />
18
3.4 Åldring<br />
Åldring av prover kan ske på olika sätt, väderexponering, accelererad åldring och<br />
elektrokemisk åldring.<br />
Väderexponering innebär att proverna placeras utomhus. En fördel med detta är<br />
att proverna utsätts för naturliga förhållanden. Man kan även simulera de<br />
förhållanden som produkten kommer att utsättas för i verkligheten. Exponeringen<br />
kan vara från ett par månader till flera år och dessa långa exponeringstider är en<br />
klar nackdel då brandskyddsmedlen kan ha förändrats eller förbjudits när<br />
provningen är klar. En annan nackdel är att det är svårt att upprepa provningarna<br />
eftersom vädret ändras kontinuerligt och därför gör det svårt att få jämförbara<br />
resultat.<br />
För att komma ifrån problemet med långa exponeringstider kan man accelerera<br />
korrosionsprocessen. Detta kan man göra på olika sätt. Den vanligaste metoden är<br />
att man ökar fuktkvoten och temperaturen. Om proverna ska utsättas för en marin<br />
miljö kan man även spreja saltvatten på dem. En annan metod är att placera<br />
metall i kontakt med fuktigt sågspån för att ytterligare öka mängden vatten som<br />
<strong>trä</strong>et kan hålla.<br />
Man kan även accelerera korrosionsprocessen genom att lägga på en elektrisk<br />
ström på provet, vilket kallas för elektrokemisk åldring. Detta kan man göra vid<br />
vilken temperatur och fukthalt som helst, vilket är en klar fördel. Denna metod kan<br />
även utföras på plats. Man behöver alltså inte förvara proverna i ett laboratorium<br />
[10].<br />
19
4 Problemdefinition<br />
Sex olika typer av <strong>fästdon</strong> är placerade i vardera av fem typer av brandskyddade<br />
<strong>trä</strong>prover samt en obehandlad referens. <strong>Korrosion</strong>en på <strong>fästdon</strong>en ska utvärderas<br />
och resultatet analyseras.<br />
Träproverna har varit placerade utomhus i Borås i Sverige och i Oslo i Norge i 7 år<br />
och ingår i en studie påbörjad av Fred G. Evans från Norsk Treteknisk Institutt. En<br />
rapport publicerades på resultaten efter 1, 3 och 6 månaders accelererad åldring<br />
samt 1 års utomhusexponering [6]. En utvärdering på korrosionen gjordes även<br />
efter 3 års utomhus exponering, resultaten ingår i denna studie.<br />
Undersökningen har utförts enligt NT Fire 056.<br />
20
5 Genomförande<br />
5.1 Bakgrund<br />
De <strong>trä</strong>prover som har använts är impregnerade av producenten och torkade till<br />
den fuktkvot som de säljs vid. Fem olika impregneringsmedel, vars kemiska<br />
sammansättning inte är känd, är provade och en referens, se tabell 5.1. Varje prov<br />
består av två paralleller och sex <strong>fästdon</strong> är placerade i varje parallell. Fästdonen<br />
finns listade i tabell 5.2.<br />
Tabell 5.1. Tabell över beteckningar på brandskyddade prover [23]<br />
Beteckning Behandling Mängd<br />
brandskyddsmedel<br />
BR1 Impregnering 27 kg/m 3<br />
BR2 Impregnering 200 kg/m 3<br />
BR3 Ytbehandling 700 kg/m 3<br />
Brandklass enligt<br />
NT Fire 004<br />
II‐III<br />
I<br />
II<br />
BR4 Impregnering ‐ ‐<br />
BR5 Impregnering 350 kg/m 3<br />
I<br />
Tabell 5.2. Tabell över <strong>fästdon</strong> [6]<br />
Nr. Fästdon<br />
1 Obehandlat stål<br />
2 Elektrolytiskt förzinkat stål<br />
3 Varmförzinkat stål<br />
4 Rostfritt stål (A2)<br />
5 Aluminium<br />
6 Rostfritt stål (A4), syrafast<br />
21
Bild 5.1. Träprov med två paralleller och sex <strong>fästdon</strong> i varje parallell [6]<br />
Bild 5.2. Principiell montering av prover [6]<br />
Bild 5.3. Prover som monterats för utomhusexponering i Bogesund<br />
Proverna monterades på ställningar enligt bild 5.2 och åldrades <strong>hos</strong> Norsk<br />
Treteknisk Intitutt i Norge, VTT i Finland, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut<br />
och SP Trätek i Sverige, se tabell 5.3. Proverna har utvärderats vid två tillfällen<br />
tidigare, först efter 1, 3 och 6 månaders accelererad åldring och 1 års<br />
utomhusexponering [6] och sedan efter 3 års utomhusexponering. I varje grupp av<br />
prover ingick fyra paralleller som utvärderades. Allt gjordes enligt Nordtest<br />
Method NT Fire 056.<br />
22
Tabell 5.3. Provplatser för accelererad åldring och utomhusexponering<br />
Accelererad åldring Stockholm, Oslo och Helsingfors<br />
1 års utomhusexponering Bogesund, Oslo, Helsingfors<br />
3 års utomhusexponering Bogesund<br />
7 års utomhusexponering Borås, Oslo<br />
5.2 Experimentell undersökning<br />
Fyra paralleller från Norge och fyra från Borås i Sverige skickades till SP Trätek i<br />
Stockholm efter att de exponerats utomhus i 7 år. De placerades i ett<br />
konditioneringsrum tills deras vikt inte ändrades mer är 0,1 % över ett dygn.<br />
Bild 5.4. Bild på en av provbitarna, BR1 A1, som varit placerad i Norge.<br />
5.2.1. Materialberedning<br />
Frigörningen av spikarna från <strong>trä</strong>proverna ska ske så skonsamt som möjligt för att<br />
spikarna inte ska skadas och utvärderingen bli felaktig. Efter undersökning av ett<br />
par olika metoder valdes det bästa sättet att frilägga spikarna. Metoderna som<br />
undersöktes var:<br />
1. Klyvning av <strong>trä</strong>proverna endast med hjälp av stämjärn<br />
2. Sågning in till kantspikarna och sedan delning med stämjärn<br />
3. Kapa brädorna mellan spikarna, såga in till kanten på spiken och dela med<br />
stämjärn<br />
Den första metoden där brädorna klövs endast med hjälp av stämjärn var den<br />
snabbaste metoden att klyva brädorna. Metoden var dock svår att använda då<br />
brädorna inte kan spännas fast under klyvningen och provbitarna är mellan 20 och<br />
30 cm långa. Det kan också vara svårt att få en bra snittyta, eftersom klyvningen<br />
gärna följer årsringarna och det finns en del kvistar i <strong>trä</strong>et.<br />
23
Den andra metoden, att såga in till kantspikarna, gav bättre resultat än den första<br />
metoden. Problemet med att det är svårt att få bra snittytor är dock detsamma<br />
som för den första metoden.<br />
För att lösa problemet med för långa provbitar kapades brädorna mellan varje spik<br />
och 288 mindre <strong>trä</strong>prover erhölls med en spik i varje prov. Dessutom sågades det<br />
in till kanterna på spikarna, se bild 5.5, och sedan delades proverna med stämjärn.<br />
En del spikar satt snett i proverna. Stämjärn användes då för att frilägga dem.<br />
Denna metod tog längre tid att genomföra men gav det överlägset bästa<br />
resultatet.<br />
Bild 5.5. Träproverna sågades längs de streckade linjerna.<br />
Bild 5.6. Bild på en provbit efter delning<br />
24
5.2.2 Utvärdering<br />
När proverna delats och alla <strong>fästdon</strong> frilagts utvärderas de enligt NT Fire 056 och<br />
betygen skrivs in i en tabell. Då utvärdering skett på åtta paralleller sammanställs<br />
tabellen till ett betyg för varje <strong>fästdon</strong>. Huvuduppgiften är att se om vissa typer av<br />
<strong>fästdon</strong> klarar sig bättre eller sämre i <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> än i obehandlat <strong>trä</strong> och om<br />
det finns skillnader mellan brandskyddsmedlen.<br />
Under utvärderingen observerades det att en del <strong>fästdon</strong> dragit sig upp ur <strong>trä</strong>et.<br />
Främst var det <strong>fästdon</strong> nummer 6, rostfritt stål (A4), som dragit sig ut ur <strong>trä</strong>et, i<br />
vissa fall mer än 1 cm. Skillnader i korrosionsgraden kunde också anas, dels mellan<br />
de olika brandskyddsmedlen och dels jämfört med de obehandlade<br />
referensproverna.<br />
En del av <strong>fästdon</strong>en var svårare än andra att bedöma. För att få klarhet i vad som<br />
hänt med <strong>fästdon</strong>en skickades ett par exempel till Bo‐Lennart Andersson på SP<br />
Sveriges Tekniska Forskningsinstitut i Borås.<br />
25
6 Resultat och analys<br />
6.1 Visuell bedömning<br />
Bild 6.1 och bild 6.2 nedan visar <strong>fästdon</strong> 1, obehandlat stål, efter friläggning. De<br />
flesta är helt täckta av rost men man kan tydligt se att <strong>fästdon</strong>en i provbitarna BR5<br />
och M är betydligt mindre angripna än de övriga. Man kan också se att det finns en<br />
vit beläggning på dessa <strong>fästdon</strong>, vilket enligt SP:s expertis troligtvis är<br />
impregneringssalt som fällts ut på ytan. Man kan också se att <strong>fästdon</strong>et i provbiten<br />
BR3 är mindre angripet än övriga <strong>fästdon</strong>, bortsett från <strong>fästdon</strong>et i provbiten BR5.<br />
Bild 6.1. Bilder på <strong>fästdon</strong> 1 som varit placerade i Oslo i proverna Ref B2, BR1 A1,<br />
BR2 B2, BR3 B1, BR4 B2 och BR5 B2.<br />
Bild 6.2. Bilder på <strong>fästdon</strong> 1 som varit placerade i Borås i proverna Ref 29A, T 28A, I<br />
28B, Ie 29A, S 28A och M 29B.<br />
26
Bild 6.3 och bild 6.4 nedan visar <strong>fästdon</strong> 2, elektrolytiskt förzinkat stål, efter<br />
friläggning. Man kan här se tydliga skillnader mellan <strong>fästdon</strong>en i de olika<br />
brandskyddsbehandlade proverna och även mellan <strong>fästdon</strong>en i <strong>brandskyddat</strong> och<br />
obehandlat <strong>trä</strong>. Fästdonen i de obehandlade referensproverna har till synes ingen<br />
röd rost på sig, men däremot är de lite fläckiga. SP:s expertis, som tillfrågades i<br />
detta fall, berättade att förzinkade och kromaterade produkter brukar se ut så<br />
innan korrosionsprodukter dyker upp. Fästdonen i provbitarna BR1, BR2 och I är<br />
helt täckta i röd rost medan <strong>fästdon</strong>en i provbitarna BR3, BR4 och S endast delvis<br />
är det. Dessa <strong>fästdon</strong> är även täckta med en vit beläggning som är vitblemma.<br />
Vitblemma är även kallat vitrost och är benämningen på zinks<br />
korrosionsprodukter. Att man ser den vita beläggningen tyder på att ytmaterialet<br />
har börjat korrodera. Där röd rost syns har korrosionen gått igenom<br />
ytbeläggningen ner till basmaterialet. Fästdonen i provbitarna BR5, T och M visar<br />
upp alla nämnda steg.<br />
Bild 6.3. Bilder på <strong>fästdon</strong> 2 som varit placerade i Oslo i proverna Ref B2, BR1 A1,<br />
BR2<br />
B2, BR3 A2, BR4 B2 och BR5 B2.<br />
27
Bild 6.4. Bilder på <strong>fästdon</strong> 2 som varit placerade i Borås i proverna Ref 28B, T 28B, I<br />
29B, Ie 29A, S 28B och M 29A.<br />
Bild 6.5 och bild 6.6 nedan visar <strong>fästdon</strong> 3, varmförzinkat stål, efter friläggning.<br />
Skillnaden mellan <strong>fästdon</strong>en i de olika <strong>trä</strong>proverna är inte lika stor <strong>hos</strong> de<br />
varmförzinkade <strong>fästdon</strong>en som för de elektrolytiskt förzinkade, men man kan ändå<br />
se att <strong>fästdon</strong>en i de brandskyddade proverna är mer angripna av korrosion än<br />
<strong>fästdon</strong>et i det obehandlade referensprovet. De flesta <strong>fästdon</strong>en är endast<br />
angripna av vitrost, korrosion i ytmaterialet, men en del har börjat korrodera även<br />
i basmaterialet, som synes i provbiten BR1. I andra <strong>fästdon</strong> har ytmaterialet precis<br />
börjat korrodera och liknar de elektrolytiskt förzinkade <strong>fästdon</strong>en i de<br />
obehandlade proverna. Någon vitrost syns inte än på dessa.<br />
Bild 6.5. Bilder på <strong>fästdon</strong> 3 som varit placerade i Oslo i proverna Ref B2, BR1 B2,<br />
BR2 B2, BR3 A1, BR4 A1 och BR5 B1.<br />
28
Bild 6.6. Bilder på <strong>fästdon</strong> 3 som varit placerade i Borås i proverna Ref 28B, T 28A, I<br />
29B, Ie 28A, S 28B och M 28B.<br />
Bild 6.7 och bild 6.8 nedan visar <strong>fästdon</strong> 4, rostfritt stål, efter friläggning. Som<br />
synes är de efter 7 års exponering fortfarande helt opåverkade av korrosion.<br />
Bild 6.7. Bilder på <strong>fästdon</strong> 4 som varit placerade i Oslo i proverna Ref A2, BR1 A2,<br />
BR2 B2, BR3 B1, BR4 A1 och BR5 A2.<br />
29
Bild 6.8. Bilder på <strong>fästdon</strong> 4 som varit placerade i Borås i proverna Ref 28A, T 29A, I<br />
28B, Ie 28A, S 28B och M 28A.<br />
Bild 6.9 och bild 6.10 nedan visar <strong>fästdon</strong> 5, aluminium, efter friläggning. Dessa<br />
<strong>fästdon</strong> har klarat sig mycket bra. En del visar inga tecken alls på<br />
korrosionsangrepp medan andra har fått mer eller mindre vita<br />
korrosionsprodukter. En del av <strong>fästdon</strong>en hade ljust gråa fläckar vilket enligt SP:<br />
expertis är korrosionsangrepp i ett tidigt stadium.<br />
Bild 6.9. Bilder på <strong>fästdon</strong> 5 som varit placerade i Oslo i proverna Ref B2, BR1 A2,<br />
BR2 B1, BR3 A1, BR4 B1 och BR5 B1.<br />
Bild 6.10. Bilder på <strong>fästdon</strong> 5 som varit placerade i Borås i proverna Ref 28B, T 28A,<br />
I 28B, Ie 29B, S 29A och M 28A.<br />
30
Bild 6.11 och bild 6.12 nedan visar <strong>fästdon</strong> 6, rostfritt syrafast stål, efter<br />
friläggning. Som synes är de efter 7 års exponering fortfarande helt opåverkade av<br />
korrosion. Man ser däremot att <strong>fästdon</strong>en rört sig upp ur <strong>trä</strong>et mer än övriga typer<br />
av <strong>fästdon</strong>.<br />
Bild 6.11. Bilder på <strong>fästdon</strong> 6 som varit placerade i Oslo i proverna Ref A1, BR1 A1,<br />
BR2 B2, BR3 B1, BR4 A1 och BR5 B2.<br />
Bild 6.12. Bilder på <strong>fästdon</strong> 6 som varit placerade i Borås i proverna Ref 28B, T 28A,<br />
I 29B, Ie 29B, S 28B och M 29B.<br />
31
6.2 Utvärdering av prover exponerade<br />
utomhus i 7 år<br />
Fästdonens betyg kan ses i tabellerna 6.1 och 6.2 samt i stapeldiagrammen bild<br />
6.13 och 6.14. I tabell 6.3 och bild 6.15 finns det totala resultatet sammanställt. De<br />
<strong>fästdon</strong> som är belagda med ett ytskikt har betygsatts enligt formeln i NT Fire 056,<br />
därför har de i vissa fall fått betyg med decimaler. Varje enskilt <strong>fästdon</strong>s betyg<br />
finns i tabeller i bilaga 1 och 2.<br />
I tabellerna 6.3, 6.4 och 6.5 nedan kan man se att det obehandlade stålet klarar sig<br />
mycket bättre i provbitarna BR5 och M samt något bättre i provbitarna BR3 än i<br />
obehandlat <strong>trä</strong>. I proverna BR5A1 och BR5A2 har <strong>fästdon</strong>en klarat sig så bra att de<br />
fått betyget 2. Trots att dessa <strong>fästdon</strong> presterar bättre i vissa typer av<br />
<strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> än i obehandlat <strong>trä</strong> rekommenderas det inte att använda dessa i<br />
<strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> då korrosionen har gått så pass långt ändå efter 7 års<br />
exponering.<br />
De elektrolytiskt förzinkade <strong>fästdon</strong>en klarar sig betydligt sämre i <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong><br />
än i obehandlat <strong>trä</strong>. I det obehandlade <strong>trä</strong>et har korrosionsangreppen precis<br />
kommit igång och <strong>fästdon</strong>en får totalt betyget 0,7 medan korrosionen kommit<br />
betydligt längre i de brandskyddade proverna och får som högst betyget 4. Det<br />
finns skillnader mellan de olika brandskyddade proverna, men också stora<br />
skillnader mellan de som varit placerade i Oslo och de som varit placerade i Borås.<br />
Fästdonen i provbitarna BR3 och BR5 från Oslo har fått ungefär ett poäng mindre<br />
än motsvarande provbitar Ie och M från Borås medan <strong>fästdon</strong>en i provbitarna S<br />
från Borås har fått ett halvt poäng lägre än motsvarande provbitar BR4 från Oslo.<br />
De elektrolytiskt förzinkade <strong>fästdon</strong>en får i de flesta fallen ett totalt betyg som är<br />
nära 4 och därför rekommenderas det inte att man använder denna typ av <strong>fästdon</strong><br />
i <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong>.<br />
De varmförzinkade <strong>fästdon</strong>en klarar sig överlägset bättre än de elektrolytiskt<br />
förzinkade och har i de flesta fall lägre betyg än 1. Fästdonen har klarat sig sämre i<br />
<strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> än i obehandlat <strong>trä</strong> men skillnaden mellan dem är inte alls lika<br />
stor som för de elektrolytiskt förzinkade. Fästdonen som varit placerade i Borås får<br />
något sämre betyg än de som varit placerade i Oslo förutom de i provbitarna BR4<br />
och S där det är tvärtom. Skillnaden mellan länderna är dock mycket liten.<br />
32
De båda typerna av rostfria <strong>fästdon</strong> har som tidigare nämnts inga tecken på<br />
korrosion. De har i alla prover fått betyget 0. Det som kunde observeras var att<br />
<strong>fästdon</strong> nr 6 drog sig ur <strong>trä</strong>et och det kan då vara bättre att använda <strong>fästdon</strong> nr 4.<br />
Det vore dock intressant att se om en av de rostfria <strong>fästdon</strong>styperna börjar<br />
korrodera innan den andra.<br />
Fästdonen av aluminium klarar sig något bättre i <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> än i obehandlat<br />
<strong>trä</strong>. Undantaget är <strong>fästdon</strong>en i provbitarna BR5 och M som klarar sig sämst. En del<br />
av dessa har fått betyget 3. De som varit placerade i Oslo får sämre betyg än de<br />
som varit placerade i Borås, bortsett från <strong>fästdon</strong>en i provbitarna BR4 och S där<br />
fallet återigen är tvärtom. Aluminium<strong>fästdon</strong>en har fått sämre betyg än de<br />
varmförzinkade <strong>fästdon</strong>en. I Nordtest Technical Report TR 546 [6] rekommenderas<br />
att man använder som sämst varmförzinkade <strong>fästdon</strong> i <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong>. Följer<br />
man denna rekommendation innebär det att man inte bör använda aluminium.<br />
Rekommendationen gjordes dock när <strong>fästdon</strong>en exponerats ett år utomhus samt<br />
1, 3 och 6 månader i accelererad miljö, då varken varmförzinkade <strong>fästdon</strong> eller<br />
<strong>fästdon</strong> av aluminium visade några tecken på korrosion. Skillnaderna mellan<br />
aluminium och varmförzinkat är i vissa fall inte så stora så det bör man kunna<br />
använda sig av med en viss försiktighet då typen av brandskyddsmedel verkar<br />
spela en stor roll. Aluminium är också oftast legerat med andra ämnen vilka kan ha<br />
betydelse för <strong>fästdon</strong>ets prestanda.<br />
Tabell 6.1. Betyg på <strong>fästdon</strong> exponerade utomhus i 7 år i Oslo.<br />
Fästdon Ref BR1 BR2 BR3 BR4 BR5<br />
1 4 4 4 3,8 4 2,5<br />
2 0,7 3,5 4 2,1 3,1 2,5<br />
3 0,3 0,7 0,6 0,8 1 1<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 2 1,5 1,5 1 1,5 3<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
33
Tabell 6.2. Betyg på <strong>fästdon</strong> exponerade utomhus i 7 år i Borås.<br />
Fästdon Ref T I Ie S M<br />
1 4 4 4 4 4 3,3<br />
2 0,7 3,6 3,8 3,2 2,5 3,4<br />
3 0,3 0,9 0,9 1,1 0,8 1<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 1 0,5 0 1 1 1,8<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
Tabell 6.3. Sammanställning av betygen från både Oslo och Borås.<br />
Fästdon Ref BR1/T BR2/I BR3/Ie BR4/S BR5/M<br />
1 4 4 4 3,9 4 2,9<br />
2 0,7 3,5 3,9 2,6 2,8 3<br />
3 0,3 0,8 0,8 1 0,9 1<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 1,5 1 0,8 1 1,3 2,4<br />
Betyg<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Ref BR1 BR2 BR3 BR4 BR5<br />
Impregneringsmedel<br />
Fästdon<br />
Rostfritt (A4)<br />
Aluminium<br />
Rostfritt (A2)<br />
Varmförzinkat<br />
Elektrolytiskt förzinkat<br />
Obehandlat stål<br />
Bild 6.13. Stapeldiagram baserat på tabell 6.1. 7 års utomhus exponering i Oslo<br />
34
Betyg<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Ref T I Ie S M<br />
Impregneringsmedel<br />
Fästdon<br />
Rostfritt (A4)<br />
Aluminium<br />
Rostfritt (A2)<br />
Varmförzinkat<br />
Elektrolytiskt förzinkat<br />
Obehandlat stål<br />
Bild 6.14. Stapeldiagram baserat på tabell 6.2. 7 års utomhus exponering i Borås<br />
Betyg<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Ref<br />
BR1/T<br />
BR2/I<br />
BR3/Ie<br />
BR4/S<br />
BR5/M<br />
Impregneringsmedel<br />
Fästdon<br />
Rostfritt (A4)<br />
Aluminium<br />
Rostfritt (A2)<br />
Varmförzinkat<br />
Elektrolytiskt förzinkat<br />
Obehandlat stål<br />
Bild 6.15. Stapeldiagram baserat på tabell 6.3.Medelvärden av 7 års utomhus<br />
exponering i Oslo och Borås<br />
35
6.3 Utvärdering av prover exponerade<br />
utomhus i 3 år<br />
Tabellen 6.4 och bilden 6.16 nedan visar resultaten efter 3 års utomhus<br />
exponering. Resultaten kommer endast från prover som varit placerade i<br />
Bogesund i Sverige och har inte blivit publicerade tidigare. Varje enskilt <strong>fästdon</strong>s<br />
betyg finns i tabellen i bilaga 3.<br />
Det man kan se är att <strong>fästdon</strong> 1 klarar sig mycket bättre i provbitarna M än i<br />
referensproven, vilket har varit en genomgående trend i alla utvärderingar. Efter 3<br />
års exponering har även <strong>fästdon</strong>en i provbitarna S klarat sig mycket bra, dessa<br />
klarade sig också något bättre än <strong>fästdon</strong>en i referensproverna efter 1 års<br />
exponering. I de övriga brandskyddade proverna klarar sig <strong>fästdon</strong> 1 sämre än i<br />
referensproverna.<br />
Det är intressant att <strong>fästdon</strong> 2 endast fått korrosionsangrepp i provbitarna T och I<br />
efter 3 års exponering medan de har fått korrosionsangrepp i alla brandskyddade<br />
prover förutom BR4 efter bara 1 års exponering.<br />
Tabell 6.4. Betyg på <strong>fästdon</strong> exponerade utomhus i 3 år i Bogesund.<br />
Fästdon Ref T I Ie S M<br />
36<br />
1 3,3 4 4 4 2 1<br />
2 0 3 3 0 0 0<br />
3 0 0 0 0 0 0<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 0 0 0 0 0 0<br />
6 0 0 0 0 0 0
Betyg<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Ref T I Ie S M<br />
Impregneringsmedel<br />
Fästdon<br />
Rostfritt (A4)<br />
Aluminium<br />
Rostfritt (A2)<br />
Varmförzinkat<br />
Elektrolytiskt förzinkat<br />
Obehandlat stål<br />
Bild 6.16. Stapeldiagram baserat på tabell 6.4. 3 års utomhus exponering i<br />
Bogesund<br />
6.4 Utvärdering av prover accelererat åldrade<br />
i 1, 3, 6 och utomhus exponerade i 12<br />
månader.<br />
Tabellen 6.5 nedan visar de sammanställda resultaten efter 1, 3 och 6 månaders<br />
accelererad åldring samt 1 års utomhus exponering från SP Trätek, VTT och<br />
Treteknisk Institutt som publicerats i Nordtest Technical Report TR 546. De röda<br />
siffrorna är de betyg som är högre än motsvarande betyg för referensprovet. De<br />
rutor som är tomma motsvarar betyget 0. Bild 6.17 är ett stapeldiagram över<br />
resultaten från 12 månaders utomhusexponering. Fästdonens betyg från SP<br />
Trätek, VTT och Treteknisk Institutt finns i bilaga 4.<br />
37
Tabell 6.5, del 1. Betyg på <strong>fästdon</strong> efter 1, 3 och 6 månaders accelererad åldring<br />
samt 12 månaders utomhus exponering [6]<br />
Fästdon<br />
Reference BR1 BR2<br />
Laboratory outdoor laboratory Outdoor laboratory outdoor<br />
1 m 3 m 6 m 12 m 1 m 3 m 6 m 12 m 1 m 3 m 6 m 12 m<br />
1 1,0 1,0 0,8 1,7 2,0 2,1 2,5 2,4 1,0 1,1 1,3 1,3<br />
2 0,4 0,1 0,1 0,8 1,1 0,1 0,1 0,8 0,4<br />
3 0,1<br />
4<br />
5<br />
6<br />
Tabell 6.5, del 2. Betyg på <strong>fästdon</strong> efter 1, 3 och 6 månaders accelererad åldring<br />
samt 12 månaders utomhus exponering [6]<br />
Fästdon<br />
38<br />
BR3 BR4 BR5<br />
Laboratory outdoor laboratory Outdoor laboratory outdoor<br />
1 m 3 m 6 m 12 m 1 m 3 m 6 m 12 m 1 m 3 m 6 m 12 m<br />
1 1,3 1,7 1,6 1,9 0,8 1,1 1,5 1,5 0,9 1,4 1,2 1,3<br />
2 0,1 0,6 0,3 0,1 0,1 0,4 0,4 0,5 1,2 0,9 0,8<br />
3 0,1 0,1 0,1<br />
4<br />
5<br />
6
Betyg<br />
4,0<br />
3,0<br />
2,0<br />
1,0<br />
0,0<br />
Ref<br />
BR1<br />
BR2<br />
BR3<br />
BR4<br />
BR5<br />
Impregneringsmedel<br />
Fästdon<br />
Rostfritt (A4)<br />
Aluminium<br />
Rostfritt (A2)<br />
Varmförzinkat<br />
Elektrolytiskt förzinkat<br />
Obehandlat stål<br />
Bild 6.17. Stapeldiagram baserat på tabell 6.5.1 års utomhus exponering,<br />
medelvärden av SP Trätek, VTT och NTI.<br />
Efter 7 års utomhus exponering kunde man se att <strong>fästdon</strong> 1 klarat sig bättre i<br />
provbitarna BR5 än i obehandlat <strong>trä</strong>, vilket man också kan se i tabellerna ovan där<br />
<strong>fästdon</strong>et fått det totala betyget 1,3 efter 12 månaders utomhus exponering,<br />
medan <strong>fästdon</strong>et i referensprovet fått 1,7 i betyg. Däremot har <strong>fästdon</strong> 1 fått<br />
sämre betyg i provbitarna BR5 än i referensprovet i de accelererade testerna. Man<br />
kunde också se efter 7 års exponering att <strong>fästdon</strong>en i provbitarna BR3 klarat sig<br />
något bättre än <strong>fästdon</strong>en i de obehandlade proverna. Efter 12 månader<br />
exponering är detta dock inte fallet. Fästdonen i provbitarna BR3 har fått det<br />
totala betyget 1,9. Fästdonen i provbitarna BR4 och BR2 har fått bättre betyg än<br />
<strong>fästdon</strong>en i referensproverna och <strong>fästdon</strong>en i provbitarna BR1 har fått sämst betyg<br />
av alla. Efter 7 års exponering får dock alla dessa <strong>fästdon</strong> betyg 4 så det är svårt att<br />
säga om denna trend hållit i sig. De flesta <strong>fästdon</strong> har fått sämre betyg i<br />
<strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> än i referensproverna i de accelererade testerna.<br />
Fästdon 2 är efter 7 års exponering betydligt sämre i alla brandskyddade prover än<br />
i de obehandlade. Samma tendens kan man se i tabellerna ovan för provbitarna<br />
BR1, BR2 och BR5. Fästdonen i provbitarna BR2 och BR3 har dock fått samma<br />
betyg eller något lägre än <strong>fästdon</strong>en i referensproverna.<br />
39
Fästdon 3 har efter 7 års utomhus exponering klarat sig sämre i alla de<br />
brandskyddade proverna än i de obehandlade. I tabellerna ovan har <strong>fästdon</strong>en fått<br />
betyg 0 i referensproverna och i de flesta brandskyddade proverna. Ett fåtal har<br />
dock fått betyget 0,1.<br />
De rostfria <strong>fästdon</strong>en, nr 4 och 6 samt aluminium<strong>fästdon</strong>en, nr 5 har här alla fått<br />
betyget 0. Det intressanta är att en del av de varmförzinkade <strong>fästdon</strong>en har<br />
korroderat lite men inga av aluminium<strong>fästdon</strong>en har det trots att de visar sig vara<br />
sämre än varmförzinkat stål efter 7 års utomhusexponering.<br />
40
7 Slutsats och diskussion<br />
De slutsatser som redovisas nedan gäller inte generellt för <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> utan<br />
endast för de typer som ingick i försöket. Minst två av de studerade<br />
brandskyddsmedlen hade använts i så låga tillsatsmängder att den högsta<br />
brandklassen, klass I enligt NT Fire 004, inte uppnåddes. Detta kan ha haft effekter<br />
på korrosionen.<br />
Fästdonen av obehandlat stål har korroderat minst i de brandskyddade proverna<br />
BR5/M och mest i proverna BR1/T. En del av de brandskyddade proverna har varit<br />
mer korrosiva än obehandlat <strong>trä</strong> och andra inte. Eftersom obehandlat stål<br />
korroderar först och snabbast är det svårt att dra fler slutsatser än de som redan<br />
gjorts utan att undersöka <strong>fästdon</strong>ens viktminskning.<br />
De elektrolytiskt förzinkade <strong>fästdon</strong>en har korroderat mest i de brandskyddade<br />
proverna BR1/T och BR2/I. I de flesta fall har <strong>fästdon</strong>en korroderat mer i<br />
<strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> än i obehandlat <strong>trä</strong>.<br />
De varmförzinkade <strong>fästdon</strong>en har alla presterat sämre i <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> än i<br />
obehandlat <strong>trä</strong>. Mellan de olika brandskyddade proverna är skillnaden liten och<br />
det är svårt att med säkerhet säga att något av dom är sämre eller bättre än de<br />
andra.<br />
Fästdonen av aluminium har i de flesta fall klarat sig bättre i <strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> än i<br />
obehandlat <strong>trä</strong>. De har till synes har klarat sig sämre än de varmförzinkade<br />
<strong>fästdon</strong>en.<br />
Båda typerna av rostfritt stål har efter 7 års utomhusexponering ännu inte<br />
uppvisat minsta tecken på korrosion.<br />
Det har alltså visat sig att man inte generellt kan säga att <strong>fästdon</strong> korroderar mer i<br />
<strong>brandskyddat</strong> <strong>trä</strong> än i obehandlat <strong>trä</strong>. Det går heller inte att säga att ett<br />
brandskyddsmedel är bättre eller sämre än något av de andra utan det beror på<br />
vilken typ av <strong>fästdon</strong> man tittar på. Det brandskyddsmedel som är bäst för en typ<br />
av <strong>fästdon</strong> kan vara sämst för en annan.<br />
41
Problemet med en visuell bedömning är att den till viss del blir subjektiv, trots att<br />
det finns riktlinjer för hur bedömningen ska göras. Detta måste man tänka på om<br />
man som i detta fall har jämfört resultat som är framtagna av olika personer. Att<br />
lägga till en fotografisk mall till nordtestmetoden kan vara en bra idé men man bör<br />
även komplettera den visuella bedömningen med att räkna ut viktminskningen.<br />
42
8 Referenser<br />
1. Argument för byggande med <strong>trä</strong>, LB‐hus, 2009,<br />
http://www.lbhus.se/page50387.php<br />
2. Bygg stort och spännande, Nationella <strong>trä</strong>byggnadsstrategin, Regeringskansliet,<br />
2007,<br />
http://www.vxu.se/td/bygg/trabyggstrategi/bygg_stort_och_spannande_/ned<br />
kortad.pdf<br />
3. Regelsamling för byggande, BBR 2008, Boverket, ISBN 978‐91‐86045‐03‐6<br />
4. Byggnadsklasser och brandtekniska funktionskrav, Träguiden, 2009,<br />
http://www.traguiden.se<br />
5. Nya och gamla brandklasser, Brandskyddat <strong>trä</strong>, 2009,<br />
http://<strong>brandskyddat</strong>tra.info/brandklasser.asp<br />
6. Evans F G m. fl. Korrosjonspåvirkning fra brannimpregnert trevirke – en<br />
ringtest og ny prøvemetode, Nordtest Technical Report TR 546, 2004<br />
7. Brandskyddat <strong>trä</strong>, Trätek kontenta 0311042, 2003<br />
8. Östman B, Voss A, Hughes A, Hovde P J, Grexa O, Durability of fire retardant<br />
treated wood products at humid and exterior conditions, review of literature,<br />
Fire and materials, 95‐104 (2001)<br />
9. Mattson E, Elektrokemi och korrosionslära, 1992, <strong>Korrosion</strong>sinstitutet,<br />
Stockholm, ISBN 91‐87400‐04‐9<br />
10. Zelinka S L, Rammer D R, Review of test methods used to determine the<br />
corrosion rate of metals in contact with treated wood, U.S. Department of<br />
Agrculture, 2005<br />
11. Zelinka S L, Rammer D R, Stone D S, Corrosion of metals in contact with treated<br />
wood: Developing test methods, Nace International, Paper 08403, 2008<br />
12. <strong>Korrosion</strong>, 2009, http://sv.wikipedia.org/wiki/<strong>Korrosion</strong><br />
13. Galvanisering, 2009, http://sv.wikipedia.org/wiki/Galvanisering<br />
14. Nordtest Method NT Fire 056: Corrosion test for fire retardant treated wooden<br />
products, 2004<br />
15. Berglund F, Wallin T, <strong>Korrosion</strong> av spik och skruv I impregnerat virke, Svenska<br />
Träskyddsinstitutet, Nr 131, 1978<br />
16. Johansson P, Jermer J, Johansson I, Fältförsök med <strong>trä</strong>skyddsmedel för klass<br />
AB, SP Rapport 2001:33<br />
17. Jermer J, Andersson B‐L, Corrosion of fasteners in heat‐treated wood –<br />
progress report after two years’ exposure outdoors, The International<br />
Research Group on Wood Protection, IRG/WP 05‐40296<br />
43
18. Nordtest Method NT Mat 003: Assessment of corrosion protection classes for<br />
inorganic coatings on steel, 2002<br />
19. Jin L, Preston A, Evaluation of the corrosivity of the treated wood – laboratory<br />
vs field test methodologies, The International Research Group on Wood<br />
Preservation, IRG/WP 00‐20211<br />
20. Ruddick J N R, Corrosion of fastener and connector in contact with alkaline<br />
copper treated wood – it is a problem, The International Research Group on<br />
Wood Protection, IRG/WP 08‐40437<br />
21. EDX Analysis and WDX Analysis, 2009,<br />
http://www.siliconfareast.com/edxwdx.htm<br />
22. Electrochemical impedance spectroscopy, 2009,<br />
http://en.wikipedia.org/wiki/Electrochemical_impedance_spectroscopy<br />
23. Östman B, Tsantarids L, Mikkola E, Hakkarainen T, Nilsen T‐N, Evans G, Grexa<br />
O: Durability of fire retardant wood. New test methods and round robin. Trätek<br />
Rapport P 0211040, 2002<br />
44
Bilaga 1<br />
Betyg på <strong>fästdon</strong> exponerade utomhus i 7 år i Oslo.<br />
Del Fästdon Ref BR1 BR2 BR3 BR4 BR5<br />
A1<br />
A2<br />
B1<br />
B2<br />
1 4 4 4 4 4 2<br />
2 0,8 4 4 2,3 3,3 2,5<br />
3 0,3 0,8 0,5 1 1 1<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 2 1 2 0 2 3<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
1 4 4 4 3 4 2<br />
2 0,8 4 4 2,3 3,3 2,5<br />
3 0,3 0,8 0,5 0,8 1 1<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 2 1 2 1 1 3<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
1 4 4 4 4 4 3<br />
2 0,8 3 4 3 3,3 2,5<br />
3 0,3 0,8 0,8 0,8 1 1<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 2 2 1 1 2 3<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
1 4 4 4 4 4 3<br />
2 0,5 3 4 0,8 2,5 2,5<br />
3 0,3 0,5 0,8 0,8 1 1<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 2 2 1 2 1 3<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
45
Bilaga 2<br />
Betyg på <strong>fästdon</strong> exponerade utomhus i 7 år i Borås.<br />
46<br />
Del Fästdon Ref T I Ie S M<br />
28A<br />
28B<br />
29A<br />
29B<br />
1 4 4 4 4 4 3<br />
2 0,8 4 4 3,3 2,3 4<br />
3 0,3 0,8 1 0,8 0,8 1<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 1 1 0 1 1 2<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
1 4 4 4 4 4 4<br />
2 0,8 4 4 3,3 2,3 3,3<br />
3 0,3 0,8 1 1,3 0,8 1<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 1 0 0 1 1 2<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
1 4 4 4 4 4 3<br />
2 0,8 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3<br />
3 0,3 1 0,8 1,3 0,8 1<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 1 0 0 1 1 2<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
1 4 4 4 4 4 3<br />
2 0,5 3 4 3 2,3 3,3<br />
3 0,3 1 0,8 1,3 0,8 1<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 1 1 0 1 1 1<br />
6 0 0 0 0 0 0
Bilaga 3<br />
Betyg på <strong>fästdon</strong> efter 3 års exponering utomhus i Bogesund.<br />
Del Fästdon Ref T I Ie S M<br />
9A<br />
9B<br />
10A<br />
10B<br />
1 3 4 4 4 2 1<br />
2 0 3 3 0 0 0<br />
3 0 0 0 0 0 0<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 0 0 0 0 0 0<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
1 4 4 4 4 2 1<br />
2 0 3 3 0 0 0<br />
3 0 0 0 0 0 0<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 0 0 0 0 0 0<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
1 3 4 4 4 2 1<br />
2 0 3 3 0 0 0<br />
3 0 0 0 0 0 0<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 0 0 0 0 0 0<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
1 3 4 4 4 2 1<br />
2 0 3 3 0 0 0<br />
3 0 0 0 0 0 0<br />
4 0 0 0 0 0 0<br />
5 0 0 0 0 0 0<br />
6 0 0 0 0 0 0<br />
47
Bilaga 4<br />
Tabell del 1. Betyg på <strong>fästdon</strong> efter 1, 3 och 6 månaders accelererad åldring samt<br />
12 månaders utomhus exponering [6]<br />
Inst. Fästdon<br />
Trätek<br />
VTT<br />
Treteknisk<br />
48<br />
Reference BR1 BR2<br />
laboratory outdoor laboratory outdoor Laboratory outdoor<br />
1 m 3 m 6 m 12 m 1 m 3 m 6 m 12 m 1 m 3 m 6 m 12 m<br />
1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,5 2,0 2,0 2,0 1,0 1,0 1,0 1,0<br />
2 1,0 0,8 1,0 1,0<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
1 2,0 1,0 1,0 2,0 2,5 2,5 2,3 3,3 1,0 1,0 1,0 1,5<br />
2 1,0 0,3 0,9 2,3 1,0 0,3<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
1 1,0 0,5 2,0 2,0 1,8 3,3 2,0 1,0 1,3 2,0 1,5<br />
2 0,3 0,3 0,5 0,4 0,3 0,3 0,5<br />
3 0,1 0,3<br />
4<br />
5<br />
6
Del 2. Betyg på <strong>fästdon</strong> efter 1, 3 och 6 månaders accelererad åldring samt 12<br />
månaders utomhus exponering [6]<br />
Inst. Fästdon<br />
Trätek<br />
VTT<br />
Treteknisk<br />
BR3 BR4 BR5<br />
laboratory outdoor laboratory outdoor laboratory outdoor<br />
1 m 3 m 6 m 12 m 1 m 3 m 6 m 12 m 1 m 3 m 6 m 12 m<br />
1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,5<br />
2 1,0 1,0 0,5<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
1 2,0 2,0 1,8 2,3 1,0 1,8 1,8 1,8 1,3 2,0 1,5 2,3<br />
2 1,3 0,4 0,3 0,3 1,2 1,1 0,9 2,2 1,1 1,8<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
1 1,0 2,0 2,0 2,5 0,3 0,5 1,8 1,8 0,5 1,3 1,0 1,0<br />
2 0,3 0,4 0,4 0,2 0,2 0,1 0,2 0,5 0,3 0,6 0,1<br />
3 0,3 0,3 0,2<br />
4<br />
5<br />
6<br />
49
TRIR<br />
SP Rapport 2009:42<br />
TRITA‐BYMA 2009:2E<br />
www.kth.se