Klumme: Galvanisk korrosion i byggeriet
I byggeriet ser man i stigende grad, at metaller kombineres for at opnå et bestemt arkitektonisk udtryk. Det øger kravene til sammenføjningerne.
Inden for de seneste årtier er det inden for byggeriet blevet almindeligt at anvende en række forskellige metaller for at opnå et bestemt udseende eller arkitektonisk udtryk.
Det indebærer sammenføjning af forskellige metaller, og det er vigtigt, at sammenføjningen sker på en måde, så samlingerne får lang holdbarhed, som der er tradition for i dansk byggeri.
Samlingerne skal derfor udføres korrekt med den rette beskyttelse, så man undgår den kraftige tæring, der kan forekomme ved galvanisk korrosion eller bimetal-korrrosion, som det også kaldes.
Hvornår opstår galvanisk korrosion?
Galvanisk korrosion kan forekomme, når to metaller med forskellig ædelhed samles, så de har metallisk kontakt og er udsat for vand- eller fugtpåvirkning. Der er tre forudsætninger, der alle skal være til stede, før den galvaniske korrosion forekommer:
1. Metallerne skal have forskellig ædelhed (forskel i korrosionspotentiale)
2. Metallerne skal være forbundet med en elektronleder (fx ved direkte metallisk kontakt)
3. Metallerne skal være forbundet med en ionleder
Den galvaniske spændingsrække i figur 1 angiver korrosionspotentialerne for de almindeligt anvendte brugsmetaller. Korrosionspotentialerne er her målt mod en standard hydrogen elektrode (forkortet SHE). Et højt korrosionspotentiale angiver et ædelt metal og et lavere potentiale angiver et mindre ædelt metal.
Forudsætningen som elektronleder kan bestå i, at metallerne har direkte kontakt med hinanden, men kontakten kan også forekomme indirekte gennem andre konstruktionsdele eller fx via elektrisk jord, hvis der er monteret elektriske komponenter med jordforbindelse på de to metaller.
Ionlederen, der er nævnt som den 3. nødvendige forudsætning, udgøres af jorden, når metallerne er nedgravede eller af vandet, hvis der er tale om neddyppede konstruktioner. Under udendørs atmosfæriske forhold udgøres ionlederen af en tynd fugt- eller vandfilm på metaloverfladerne, og da ledningsevnen i den tynde film er begrænset, vil den galvaniske korrosion normalt kun forekomme på de nærmeste 2-3 mm af det uædle metal ved kontaktstedet mod det ædle metal.
Undgå galvanisk korrosion
Det er derfor muligt, at undgå den galvaniske korrosion på fx zinkbelægninger eller på aluminium fra rustfri bolte og møtrikker ved at anvende underlagsskiver af armeret plast, nylon eller gummi. Gummiet må ikke være elektrisk ledende, hvilket kan være tilfældet, hvis indholdet af kulstof er for højt.
Når skiverne har en overstørrelse på radien på 2 mm og tykkelse 1 mm, vil der være en afstand på 3 mm fra det rustfrie stål hen over skiven til aluminium- eller zinkoverfladen, og den galvaniske korrosion vil derfor ikke få praktisk omfang.
Udstansede zinkskiver kan også anvendes
En anden og mindre kendt mulighed er, at anvende underlagsskiver udstanset af massiv zinkplade. Zinkskiverne skal ligeledes have overstørrelse som plastskiverne, og den galvaniske korrosion vil da forekomme på zinkskiven lige uden for anlægsfladen mod det rustfrie stål.
Zinkskiven vil blive udsat for galvanisk korrosion, men korrosionen vil ikke forløbe hurtigere end at skivens holdbarhed ved en tykkelse på 1 mm vil være langt over 50 år under de forskellige atmosfæriske forhold, der forekommer her i Danmark. Zinkskiverne er desværre ikke almindelig handelsvare men skal fremstilles til den enkelte opgave.
Galvanisk korrosion på Aluzinkbelægning omkring stålnitter og langs klippekant efter 10 år i Københavnsområdet.
Eksempel på galvanisk korrosion omkring stålnitter
Fotoet viser et eksempel på galvanisk korrosion på Aluzinkplader omkring stålnitter efter 10 års brug i Københavnsområdet. Der er rustangreb omkring stålnitterne, hvor aluzink-belægningen er borttæret.
Desuden er der konstateret rustangreb omkring pladens klippekanter, hvor belægningen også udsættes for galvanisk korrosion fra klippekantens blottede ståloverflade. Anvendelse af nitter i rustfrit stål ville have ført til samme resultat.
Når beton er involveret
Armeringsstål i beton optræder ædelt på grund at betonens stærkt basiske miljø. Der er derfor ingen væsentlig forskel på korrosionspotentialet af rustfrit stål og af almindelig ulegeret stål, når dette er indstøbt i beton.
Det betyder, at limankre eller ekspansionsbolte af forzinket stål, der kommer i kontakt med betonarmeringen, vil blive udsat for galvanisk korrosion. Ionlederen udgøres her af betonen, og da armeringsstålet ofte er sammenhængende, kan den galvaniske korrosion på limankre/ekspansionsbolte blive meget kraftig på grund af et ugunstigt stort katodeareal (betonarmeringen) i forhold til anodearealet (limanker/ekspansionsbolt).
Løsningen er, at undgå kontakt til betonarmeringen eller alternativt at anvende limankre/ekspansionsbolte af rustfrit stål. I tilfælde af, at der er kontakt, skal man være opmærksom på, at overflader af malet stål eller forzinket stål, der ligger an mod betonen også vil blive udsat for galvanisk korrosion fra betonarmeringen. Løsningen kan være, at anvende en isolerende membran i anlægsfladen mellem beton og ståloverflade.
Pas på med gevind
En anden fejl, som vi ofte observerer, er gevind, der skæres i malet stål eller i varmforzinket stål i forbindelse med opførelsen, hvorefter der monteres en rustfri bolt eller skrue i gevindet.
Den ubeskyttede ståloverflade i gevindhullet vil herved blive udsat for galvanisk korrosion fra det rustfrie gevind, så samlingens styrke efterhånden mistes.
Anvendelse af en varmforzinket bolt er mere hensigtsmæssig, fordi hulgevindet herved beskyttes af zinkbelægningen på boltens gevind.
Kobber er en udfordring
Kobber og kobberlegeringer anvendes også i byggeriet, og man er i de fleste tilfælde klar over, at der ikke må foretages direkte sammenføjning af kobber med malet stål, forzinket stål eller med aluminium, ligesom der ikke må kunne løbe vand fra kobberoverflader og ned på disse, mindre ædle metaloverflader.
Vandet vil nemlig indeholde kobberioner fra en beskeden korrosion på kobberoverfladen, og kobberionerne vil blive reduceret til små, mikroskopiske kobberpartikler, når vandet kommer i kontakt med en stål-, zink- eller aluminiumoverflade, og dermed udsætte overfladen for galvanisk korrosion.
Søg hjælp hvis du er i tvivl
Det er således vigtigt, at der tages hensyn til galvanisk korrosion, når forskellige metaller skal sammenføjes i byggeriet, og det vil oftest være muligt, at undgå den galvaniske korrosion med simple beskyttelsesforanstaltninger. Det kan anbefales, at der i tvivlstilfælde søges sagkyndig bistand.
