01.08.2013 Views

Korrosion hos fästdon i brandskyddat trä - KTH

Korrosion hos fästdon i brandskyddat trä - KTH

Korrosion hos fästdon i brandskyddat trä - KTH

SHOW MORE
SHOW LESS

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

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!