1. Allgemeines

Als Duplex-System bezeichnet man die Kombination aus einer Feuerverzinkung (Stückverzinken) mit einem nachfolgenden Beschichtungssystem.

Abb. 1: Vergleich zwischen dem Korrosionsverhalten

von konventioneller Beschichtung und Duplex-Systemen auf Stahl

Abb. 2: Duplex-geschützte Hochspannungsmasten bei Stade an der Unterelbe (mit 227 m Höhe die höchsten in Deutschland) 

2. Anwendungsbereiche

Duplex-Systeme sind aus vielen Bereichen des Korrosionsschutzes von Stahlbauten nicht mehr wegzudenken, z.B. im Bauwesen, im Straßenverkehr, in der Energieversorgung. Beide Korrosionsschutzsysteme ergänzen sich in idealer Weise. Als wesentliche Vorteile beim Einsatz von Duplex-Systemen sind zu nennen:

Lange Schutzdauer: Die Schutzdauer von Duplex-Systemen ist im Regelfall deutlich länger als die Summe der jeweiligen Einzelschutzdauer der beiden Systeme. Man spricht hier von einem Synergismus-Effekt. Der sich einstellende Verlängerungsfaktor liegt je nach System zwischen 1,2 und 2,5 Gestalterische Gründe: Im Gegensatz zum metallischen Zinküberzug mit silbrigem oder grauem Aussehen ist es bei Duplex-Systemen möglich, die gesamte Palette der farblichen Gestaltung zu nutzen Signalgebung/Tarnung: Bei manchen Objekten ist eine farbige Kennzeichnung zur Warnung oder Identifikation erforderlich, unter Umständen kann mit Hilfe von geeigneten Beschichtungsstoffen auch ein Tarneffekt erzeugt werden - kein Problem bei Duplex-Systemen

Das Duplex-System kommt der Forderung nach dem Korrosionsschutz ab Werk entgegen. Hierdurch wird es möglich, sowohl die Feuerverzinkung als auch die Beschichtungsarbeiten unter definierten und optimalen Bedingungen im Fachbetrieb durchzuführen. Arbeiten auf Baustellen und Unwägbarkeiten durch Witterung und Temperatur stellen kein Problem dar. Belastungen der Umwelt durch Korrosionsschutzarbeiten vor Ort werden ebenfalls minimiert.

3. Wirkungsweise

Die Wirkungsmechanismen von Duplex-Systemen beruhen auf einem gegensei-

tigen Schutz beider Partner. Der Zinküberzug wird durch die darüberliegende Beschichtung vor atmosphärischen und chemischen Einflüssen geschützt. Ein Abtrag des metallischen Zinks wird vermieden, der Zinküberzug bleibt lange Zeit in neuwertigem Zustand unter der Beschichtung erhalten. Hierdurch lebt das Zink länger.

Beschädigungen an der Beschichtung haben keine nachteiligen Auswirkungen zur Folge, da die hohe Widerstandsfähigkeit und Abriebfestigkeit des darunterlie-

genden Zinküberzuges auch hohen Belastungen standhält. Es kommt zu keinen Unterrostungen, der Stahl bleibt auch an Stellen, an denen die Beschichtung schadhaft ist, geschützt. Hierdurch lebt die Beschichtung länger (Abb. I).

Tabelle bitte grossklicken!

Abb.3 Beispiel von Beschichtungssystemen auf Stückverzinkung = Duplex-Systeme (in Anlehnung an DIN EN ISO 12944)

4. Normen/Regelwerke

Maßgeblich für den Korrosionsschutz von Stahlbauten ist in Deutschland die DIN EN ISO 12944 (Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme, Teil 1-8). In dieser Korrosionsschutz-Grundnorm sind alle relevanten Aspekte des Korrosionsschutzes an zentraler Stelle zusammengefaßt. Nähere Ausführungen zu Duplex-Systemen und Empfehlungen zu geeigneten Schutzsystemen enthält der Teil 5 der Norm (Beschichtungssysteme).

Eine kompetente Einführung in die Thematik bietet die "Verbände-Richtlinie Duplex-Systeme", die gemeinsam von mehreren Verbänden des Korrosions-schutzes und des Stahlbaus herausgegeben wurde. Sie kann kostenlos angefordert werden.

5. Oberflächenvorbereitung

Eine einwandfreie Oberflächenvorbereitung ist die Grundvoraussetzung für ein funktionierendes Duplex-System. Je nach Alter und Zustand des Zinküberzuges trifft man auf verschiedene Verhältnisse:

- frische Feuerverzinkung (unbewittert):

Bereits unmittelbar nach dem Verzinkungsvorgang überzieht sich der Zinküber-

zug mit sehr dünnen Schichten aus Oxiden. Sie sind für das menschliche Auge praktisch nicht sichtbar, ihre Dicke liegt bei wenigen Nanometern (nm). Kommen keine weiteren, erschwerenden Faktoren hinzu (z.B. Chloridrückstände auf der Oberfläche, kondensierte Feuchtigkeit usw.), ist eine Beschichtung kurz nach dem Verzinkungsvorgang vielfach ohne weitere Vorbereitungsmaßnahmen möglich. Normalerweise vergeht zwischen dem Feuerverzinken und Beschichten ein längerer Zeitraum: die Stahlteile werden transportiert, zwischengelagert usw. Unter diesen Umständen erfordert auch eine frische Feuerverzinkung eine entsprechende Oberflächenvorbereitung. Hierbei kommen bevorzugt in Betracht:

Abbürsten bzw. Abwaschen mit speziellen Reinigungsmitteln (z.B. ammoniakalische Netzmittelwäsche) Mechanisches Schleifen Heißwasser-, Druckwasser-, Dampfstrahlen Sweep-Strahlen (Sweepen).

- gealterte Feuerverzinkung (bewittert):

Je nach Dauer der Bewitterung und dem Standort des Objektes können sich außer Oberflächenverschmutzungen auch Korrosionsprodukte des Zinküberzuges von unterschiedlicher Art und Dicke gebildet haben. Die vorstehend genannten Verfahren sind auch in diesem Fall zur Oberflächenvorbereitung geeignet, jedoch muß mitunter mit größerer Intensität behandelt werden.

6. Beschichtungsstoffe

Beschichtungen für Duplex-Systeme werden mit Flüssig-Beschichtungsstoffen und Pulver-Beschichtungsstoffen unterschiedlicher Bindemittelbasis hergestellt. Die Zusammensetzung der Beschichtungsstoffe hat einen erheblichen Einfluss auf die Eigenschaften des Duplex-Systems.

Flüssig-Beschichtungsstoffe

Beschichtungen auf der Basis von Thermoplasten wie z.B. PVC, PVC-Acryl und Acryl verhalten sich auf unterschiedlichen Zinkoberflächen verträglicher als Zweikomponenten-Beschichtungen auf der Basis von Epoxid- oder Polyurethan-

harz. Epoxid- oder Polyurethanbeschichtungen (2-K Duromere) erfordern in der Regel eine sorgfältige und intensive Oberflächenvorbereitung, am besten durch Sweep-Strahlen, sie bieten dann jedoch ein hervorragendes Korrosionsschutz-

verhalten.

Pulver-Beschichtungsstoffe

Beim Einsatz von Pulverbeschichtungsstoffen kommen fast ausschließlich duro-

plastische Bindemittel zum Einsatz. Die dazugehörenden Epoxidharzpulverlacke zeichnen sich in der Regel durch besonders gute Haftfestigkeit und Chemikalien- und Korrosionsbeständigkeit aus. Exoxid-Polyesterharzpulverlacke sind oft sehr wirtschaftlich. Polyesterharzpulverlacke sind für die Außenbewitterung geeignet. Weniger häufig werden die ebenfalls außenbeständigen Polyurethanpulverlacke sowie Thermoplaste, wie z. B. PVC eingesetzt.

Eine Übersicht über den Einsatz von geeigneten Duplex-Systemen und ihren Ausführungen zeigt die Tabelle.

7. Eignungsprüfungen

Beschichtungsstoffe für Duplex-Systeme sollten vom Hersteller getestet und für diesen Anwendungsbereich freigegeben sein.

Duplex-Systeme haben sich ein weites Anwendungsgebiet erobert; sie bieten einen hervorragenden Schutz vor Korrosion, insbesondere wenn die Korrosions-

belastung überdurchschnittlich hoch ist.