دراسة حالة: تقادم الدهانات والورنيشات على الخشب

نظرة عامة وبيان المشكلة

يعد قسم معالجة الأخشاب والمواد الحيوية في الجامعة التشيكية (CZU) شريكًا في صناعة البناء ، حيث يقدم خدمة تقييم لطلاءات وبقع الخشب المتاحة تجاريًا.

يتم استخدام الخدمات من قبل الشركات المصنعة لطلاء الخشب والبقع المستخدمة في صناعة البناء والشركات التي تستخدم هذه البقع والورنيش في صناعة البناء. الصناعة الأخرى التي تستخدم هذه الخدمات هي قطاع السيارات ، الذي يستخدم رقائق الخشب على الأجزاء الداخلية التي تكون دائمًا ملطخة و / أو مطلية للحماية.

تنقسم متطلبات أداء هذه الطلاءات والبقع إلى فئتين متساويتين في الأهمية:

الجماليات - مظهر الخشب ولونه

الحماية - يجب أن يحتفظ الطلاء بالمظهر الطبيعي للركيزة الخشبية مع منع أنماط الفشل مثل تغير اللون والتشقق وتقشير الطلاء أو البقع المستخدمة. بالنسبة للطلاءات الشفافة ، يعد فقدان اللمعان أحد أوضاع الفشل المهمة الأخرى.

في صناعة البناء ، يمكن استخدام الخشب المطلي أو الملون في العديد من الاتجاهات المختلفة. الرأسي والأفقي هما الأكثر شيوعًا ، على الرغم من أن أي اتجاه ممكن اعتمادًا على تصميم البناء. المناخ الرئيسي أوروبي. نظرًا لأن هذا يشمل مجموعة واسعة جدًا من المناخات - فالسويد مختلفة تمامًا عن جنوب إسبانيا ، على سبيل المثال - يجب مراعاة ظروف التعرض القاسية. يتمثل التحدي الذي يواجه CZU في تحديد الأداء الجمالي والوقائي لانحياز الخشب في هذه المناخات. للقيام بذلك ، توفر CZU خدمة اختبار الشيخوخة التي تشمل الاختبارات المعملية السريعة والتعرضات الطبيعية بحيث يمكن ربط الأداء ويمكن فهم مستوى الثقة في عمر الطلاء.

كانت أهداف CZU في العمل مع Q-Lab هي زيادة أعمال اختبار الشيخوخة وتعزيز سمعتها القوية بالفعل كمؤسسة أكاديمية رائدة في مجال معالجة الأخشاب و المواد الحيوية. مع النتائج التي تم الحصول عليها من خلال إجراء الاختبارات المعملية باستخدام اختبارات QUV المتسارعة وكذلك التعرض الطبيعي في الهواء الطلق ، أصبحت CZU المختبر المفضل لطلاء الخشب والبقع في جمهورية التشيك - أعمالهم تضاعف الاختبار الإجمالي ، وزادت قاعدة عملائها بمقدار 150% وارتفعت الأرباح بسبب انخفاض تكلفة تشغيل QUV. بالإضافة إلى ذلك ، عزز عملهم الفني المنشور من نتائج الشيخوخة هذه مكانة CZU كمنظمة أكاديمية تتمتع بخبرة حقيقية في اختبار مقاومة الطقس وتحليل طلاء الخشب.

الوصف ونتائج الاختبار

اختبار خارجي طبيعي

يتم إجراء اختبارات التجوية الطبيعية في الهواء الطلق باستخدام التعرض 45 درجة جنوبًا و 90 درجة جنوبًا كما هو موضح أدناه.

التعرض 90 درجة هو محاكاة لبيئة الاستخدام النهائي. التعرض الجنوبي عند 45 درجة كما هو محدد في العديد من طرق الاختبار الدولية للتعرضات الطبيعية مثل ISO 877-1 و ASTM G24 و EN 927-3.

أظهرت العينات التي تم الكشف عنها باستخدام هذه الاختبارات تدهورًا كبيرًا في العوامل الجوية. فيما يلي صور لعينات انحياز الخشب قبل وبعد التعرض على سطح مبنى CZU لمدة 12 شهرًا:

• • أ - خشب التنوب الحراري بدون طلاء
  • ب - خشب التنوب الحراري مع طلاء زيتي مخترق
  • ج - لارش مع طلاء زيتي شفاف
  • د - التنوب مع طلاء زيتي واضح
  • ه - بلوط مع طلاء زيتي شفاف
  • F - طلاء مصطبغ قائم على زيت اللارك
  • G - خشب التنوب مع طلاء زيتي مصطبغ
  • ح- بلوط مطلي بطلاء زيتي

على الرغم من أنه يمكن ملاحظة التحلل بوضوح بعد عام واحد فقط ، يمكن أن تتعرض العينات لمدة تصل إلى 3 سنوات لتحديد الأداء الفعلي في جمهورية التشيك. تُستخدم هذه البيانات كأساس للمقارنة عند الحصول على النتائج من الاختبارات المعملية السريعة.

تتراوح التغيرات في درجات الحرارة في منطقة CZ من 35 درجة مئوية في الصيف إلى -25 درجة مئوية في الشتاء. يجب أن يكون الطلاء قادرًا على تحمل هذا النطاق الواسع من درجات الحرارة ، والذي لا يمكن رؤيته في كل مكان في أوروبا. هذا العنصر المتطرف في الاختبار الخارجي لـ CZU مهم لصناعة البناء ومصنعي البقع والورنيش.

اختبار الشيخوخة المعجل

يستخدم اختبار الشيخوخة المعجل QUV / الرذاذ للاختبارات المعملية. يتم تنفيذ دورة EN 927-6 على مدار 6 أو 12 أسبوعًا). يتم تحضير العينات بنفس الطريقة للتعرض السريع والتعرض الخارجي ، باستثناء حجم العينة. غالبًا ما يتم إجراء دورات درجة حرارة إضافية في الغرف المناخية (80 درجة مئوية و -25 درجة مئوية) أسبوعيًا. النتائج موضحة أدناه لمقارنة نتائج الاختبار الطبيعي والمتسارع. 1

أ- زيت القرطم الطبيعي

ب - طلاء زيتي صافٍ تجاري يخلق طبقة رقيقة

NW- التجوية الطبيعية (بالأشهر)

AW - التجوية الاصطناعية (بالساعات). 2

بلوط طبيعي بدون طلاء

أشارت نتائج الاختبار إلى أنه يمكن إنتاج أوضاع فشل مختلفة بشكل أكثر كفاءة في أجهزة اختبار متسارعة مختلفة. يعد اختبار QUV المُسرَّع مفيدًا للتنبؤ بالفشل الملحوظ في الحياة الواقعية (السطح في براغ) على مدى ثلاث سنوات وينتج إخفاقات في اللمعان جيدًا. تكون بعض التغييرات اللونية أكثر دقة من غيرها بعد التعرض لـ QUV ، حيث يمكن أن تتفاعل تفاعلات أنواع الخشب نفسه بالإضافة إلى تدهور الطلاء لإنتاج تأثير كبير. يمكن أن تؤثر خشونة السطح وأنواع الخشب أيضًا على تسريع الاختبار.

فوائد الاختبار

منذ أن قامت CZU بشراء QUV ، فقد أصبحوا مختبر الاختبار المفضل لطلاء الخشب والبقع في جمهورية التشيك ، وتضاعف نشاط الاختبار الإجمالي لديهم. ويرجع ذلك أساسًا إلى أنه يمكنهم الآن تقديم اختبار سريع يتم إجراؤه في المختبر في غضون آلاف الساعات ، وهو ما قد يستغرق سنوات في الخارج. زادت هذه السعة من عدد العملاء بمقدار 150% وتزداد الأرباح بسبب التكلفة المنخفضة لتشغيل QUV.

كتب Milos Panek العديد من الأوراق العلمية التي تم نشرها على أساس هذا العمل والتي ولدت مكانة واعتراف CZU كمنظمة أكاديمية. كان هذا أحد أهداف CZU. كهيئة اختبار تجارية ، أعطى هذا CZU ميزة في جمهورية التشيك ، والتي تستمر في جذب عملاء جدد. لقد تعلمت CZU الكثير عن سلوك التجوية لبقع الخشب والطلاء لدرجة أنهم يعتبرون خبراء في هذا المجال.

المصادر:

1 نتائج الاختبارات التي تم إجراؤها بالتعاون مع شركة MATRIX باسم (جمهورية التشيك) وبدعم من منحة "تحسين متانة الطلاء على أنواع خشبية مختارة في التطبيقات الخارجية" ، رقم TH02020873 بتمويل من TAČR معروضة هنا أدناه.

2 Oberhofnerová، E.، Pánek، M.، Böhm، M. (2018): تأثير المعالجة المسبقة للأسطح بالزيوت الأساسية الطبيعية على أداء الشيخوخة لخشب التنوب. الموارد الحيوية 13 (3). 7053-7070. ISSN 1930-2126

اساسي : NF EN 927-6