Como os proprietários de instalações do setor de transportes procuram proteger suas estruturas contra a corrosão e, ao mesmo tempo, diminuir os inconvenientes para o público que viaja, muitos estão recorrendo aos revestimentos por aspersão térmica em vez dos revestimentos líquidos mais convencionais. Os revestimentos por aspersão térmica têm um histórico de duração de 30 a 50 anos antes da necessidade de qualquer reparo; portanto, o custo inicial mais alto do TSC se paga e, com menos reparos necessários, o público não é incomodado com tanta frequência.
O material de revestimento por aspersão térmica (TSC) usado com mais frequência no setor de transportes dos EUA é o zinco-alumínio 85/15. O TSC é deixado exposto aos elementos para formar um selante natural por meio da oxidação do zinco e do alumínio, ou é selado com um selante penetrante logo após a aplicação do TSC. O teste de adesão do TSC geralmente é feito de acordo com a norma ASTM D4541, Test Method for Pull-Off Strength Using Portable Adhesion Testers. De acordo com a SSPC-CS 23.00(I), Interim Specification for the Application of Thermal Spray Coatings (Metallizing) of Aluminum, Zinc, and Their Alloys and Composites for the Corrosion Protection of Steel, o valor mínimo de adesão a ser aceito com o TSC 85/15 Zn/Al é de 700 psi. Veja como um projeto nos levou a investigar se a oxidação do TSC ou os selantes penetrantes afetam os valores de adesão do TSC. Embora o mecanismo de ligação e a duração da adesão melhorada não estejam completamente claros, nossos testes de campo indicam que os selantes podem melhorar a adesão do TSC. Mais importante, percebemos que, ao especificar o teste de adesão sobre o TSC, o especificador deve indicar se o teste deve ser feito no revestimento selado ou não selado.
Em 2002, a Niagara Falls Bridge Commission decidiu obter os benefícios de longo prazo do TSC em sua Rainbow Bridge, muito movimentada, que une Niagara Falls, Nova York, EUA, e Niagara Falls, Ontário, Canadá. Nossa empresa gerenciou o projeto de 450.000 pés quadrados (40.500 metros quadrados).
O trabalho de produção ficou a cargo da Clara Industrial Services, Ltd., Thunder Bay, ON. A MISCO Inspection Services Co. Ltd., de Picton, ON, forneceu o controle de qualidade da empreiteira. As especificações do projeto exigem de 8 a 12 milímetros de Zn/Al 85/15 em toda a estrutura, seguidos de 0,5 a 1,5 milímetros de um selante penetrante aplicado dentro de oito horas após a aplicação do TSC. O contrato também especificava testes de aderência periódicos, conforme exigido pelo engenheiro residente. Durante a realização dos testes de aderência, a equipe de inspeção notou uma diferença substancial nos valores de aderência quando os carrinhos de teste foram colocados na superfície antes da vedação, em comparação com os valores após a vedação. Embora todos os valores tenham atendido ao requisito mínimo especificado de 700 psi, ficamos curiosos e realizamos outros testes de campo
O objetivo do teste de campo foi determinar quais efeitos, se houver, o selante natural da oxidação do TSC ou o selante penetrante teria sobre os valores de adesão do TSC. Foi feito um teste com três placas separadas. Todas as placas foram limpas com jato abrasivo de acordo com a norma SSPC-SP 5, Limpeza com jato de metal branco, usando escória de níquel nº 20. O perfil da âncora era de 4,0 a 4,5 mils. Um adesivo epóxi de dois componentes foi usado para fixar os dollies. O teste de aderência foi realizado com um testador de aderência de alinhamento automático PosiTest® AT-M, de acordo com a norma ASTM D4541, método de teste E. A placa nº 1 (Fig. 1) teve o TSC aplicado a uma espessura média de 12,8 mils; três dollies foram colocados na placa e puxados no dia seguinte para representar 1A. O valor médio de adesão dos três foi de 733 psi, com resultados de falha de adesão do revestimento ao substrato e falha de coesão dentro do TSC. A placa permaneceu por três meses em temperaturas de 18 a 27 °C (65 a 80 °F) e 50 a 70% de umidade relativa (UR), permitindo a oxidação do TSC. Três dollies foram novamente colocados na placa nº 1 e puxados no dia seguinte para representar 1B. O valor médio de adesão dos três foi de 767 psi, com resultados de falha de adesão do revestimento ao substrato e falha de coesão dentro do TSC (Tabelas 1A e 1B). Houve um aumento de apenas 5% nos valores de adesão e nenhuma alteração nos modos de falha, sugerindo que o selante de óxido natural formado dentro do TSC não teve um efeito direto na adesão do TSC.
A placa nº 2 (Fig. 2) teve TSC aplicado a uma espessura média de 12 mils; três dollies foram colocados na placa e puxados no dia seguinte para representar 2A. O valor médio de adesão dos três foi de 620 psi, com resultados de falha na adesão do revestimento ao substrato. A placa ficou parada por três meses (65-80 F [18-27 C] e 50-70% UR), permitindo a oxidação. Em seguida, foi aplicada uma camada de vedação penetrante de Corothane I Preprime (curado a 800 F [427 C] e 60% de UR) em uma espessura de 0,5-1,5 mils (13-38 mícrons). Três dollies foram colocados na placa nº 2 e puxados no dia seguinte para representar 2B. O valor médio de adesão dos três foi de 1.133 psi com 100% de falha adesiva (Tabelas 2A e 2B). Esses resultados indicam que o selante teve um efeito definitivo sobre a adesão do TSC, com um aumento de 83% nos valores de adesão.
A placa nº 3 (Fig. 3) teve o TSC aplicado a 10,4 mils. A placa foi mascarada, dividindo-a em duas seções. O selante foi aplicado ao TSC exposto a 0,5-1,5 mils. Após a cura do selante, três dollies foram colocados em cada seção e puxados no dia seguinte, a seção não selada representando 3A e a seção selada representando 3B. O valor médio de adesão da seção não selada foi de 753 psi, com falhas de adesão do revestimento no substrato. O valor médio de adesão da seção selada foi de 2.127 psi, com falha de adesão (Tabelas 3A e 3B). O aumento de 183% nos valores de adesão com a seção selada em relação à não selada indica um aumento substancial nos valores de adesão quando o selador é aplicado logo após o TSC.
Nossos testes de campo constataram que os óxidos naturais, que se desenvolvem nos poros do TSC, não afetam seus valores de adesão. Os selantes líquidos podem afetar os valores de adesão do TSC mesmo quando aplicados após a ocorrência de oxidação mínima. Nossos testes constataram que eles também afetam os valores de adesão quando aplicados logo após o TSC. Os selantes com boas propriedades de umectação podem penetrar em áreas soltas (ou rachaduras) e vedar os espaços vazios e os poros do TSC. Pode ser que, quando um selante penetrante é aplicado sobre o TSC, o selante se infiltre nos poros e vazios do TSC e crie uma ligação mais forte.
Quando as TSCs são consideradas para controle de corrosão, o proprietário deve analisar os benefícios da aplicação de um selante líquido na TSC. A SSPC-CS 23.00(I) recomenda a aplicação do selante o mais rápido possível após as TSCs, ou dentro de oito horas. O aumento nos valores de adesão do TSC com o selante aplicado dentro desses parâmetros é aparente e deve ser observado. Ao especificar o teste de adesão em um projeto, certifique-se de especificar se o teste deve ser feito no TSC não selado ou selado.
Robert H. Unger, "Thermal Sprayying of Bridges", Thermal Spray: Advances in Coatings Technology, Proceedings of the National Thermal Spray Conference, Orlando, FL, EUA, 14 a 17 de setembro, 1988-8708-011.
Joseph T. Butler, Metallizing for Corrosion Control, Vol. 1, Issue 1 (janeiro de 2000).
SSPC-CS 23.00(I), Interim Specification for the Application of Thermal Spray Coating (Metallizing) of Aluminum, Zinc, and Their Alloys and Composites for the Corrosion Protection of Steel, SSPC Painting Manual, SSPC: Pittsburgh, PA (março de 2000).
Eric C. Lohrey, Metallizing Steel Bridges in the Field, JPCL (maio de 1995), pp. 39-50
