Een slechte eigenschap van het ijzer is het roesten.
De roest, ijzeroxihydraat, ontstaat door de inwerking van water en zuurstof en het koolzuur uit de lucht op het ijzer. Op de oppervlakte van het ijzer wordt koolzuur-ijzeroxidul gevormd, dat door de inwerking van zuurstof en waterstof in ijzeroxihydraat overgaat, hierbij komt koolzuur vrij, dat op zich tast opnieuw het ijzer aan. Op deze wijze gaat de roestvorming steeds voort, tot binnen in het ijzer; men zegt dan ook wel: het ijzer wordt door de roest opgevreten. Het roesten wordt door de inwerking van zeer zuiver water en van verdunde zuren op het ijzer bevorderd, in zeewater bevordert het chloormagnesium het roesten.
Zoals reeds gezegd is, biedt gietijzer van alle ijzersoorten het meest weerstand tegen roesten.
Op verschillende wijzen tracht men het ijzer tegen het roesten te beschermen; bij al deze methoden tracht men zoveel mogelijk te verhinderen dat de oppervlakte van het ijzer door vochtige lucht kan worden aangetast. Hieronder worden de meest gebruikte methoden uitgelegd. Voor de gewone bouw wordt verven het meest gebruikt. In de industriebouw maar vooral in agro (landbouw-doeleinden) wordt er overgegaan naar warm elektrisch galvaniseren daar er vele zure lucht vrijkomt van varkens, kippen en koeien.
Verven
In verreweg de meeste gevallen bedekt men het ijzer met een laagje verf, om het tegen de inwerking van de lucht te beschermen.
Als een verflaag het ijzer beschermd, dan is een hoofdvereiste, dat het ijzer geheel vrij van roest en onreinheden is, voordat de eerste laag verf of olie aangebracht wordt. Het ijzer kan door werktuigen of op scheikundige wijze van roest bevrijd worden. In het eerste geval wordt het ijzer met staalborstels of door middel van een zandblaasmachine gereinigd. In het laatste geval, bij de reiniging op scheikundige wijze, wordt het ijzer in een bad van verdund zoutzuur gelegd, of wat minder goed is met verdund zoutzuur afgewassen en flink afgeborsteld. Vervolgens moet het zoutzuur weer van het ijzer verwijderd worden, omdat het aanwezige zoutzuur de verflaag geheel doelloos kan maken. In de regel wordt hiervoor het ijzer in bakken met kalkwater gebaad of met kalkwater afgewassen. Nadat het kalkwater door baden in of spoelen met al dan niet warm water verwijderd is, wordt het ijzer, nadat het flink gedroogd is, zo spoedig mogelijk, liefst in warme toestand met dun vloeibare en vlug drogende lijnolie bekent om het roesten tijdens de verdere bewerking te voorkomen.
Bij alle ijzerconstructies* is het zeer aan te bevelen, de eerste verf, de grondverflaag, eveneens in de werkplaats aan te brengen, zodat het ijzer na de bewerking in de werkplaats heel tegen de inwerking van buitenlucht beschermd is. Voordat met de montage begonnen wordt, moet deze verflaag flink droog zijn. Voor deze grondverflaag is loodmenie met lijnolie het meest aan te bevelen. Verven, die in hoofdzaak uit ijzeroxiden bestaan, zijn minder goed dan de loodmenie, vooral doodekop (caput mortuum) en Berlijns rood, waarin vrije zuren aanwezig zijn, zijn te verwerpen**.
* paragraaf 29 4 der A. V. IJ. luidt:
Bij de opstelling van brug en bouwconstructies moeten de boutkoppen ter stond na het klinken worden geverfd en moeten alle naden, waarin zich, als gevolg van de constructie en niet door onvoldoende klinkwerk, water kan verzamelen, voor zover deze naden niet zonder schade voor de constructie dichtgedreven kunnen worden, met een door de besteller voor het doel geschikt geacht vullingsmateriaal gedicht worden, waarna het gehele ijzerwerk nog eenmaal geverfd moet worden en daarna in de, in het bestek of de overeenkomst, voorgeschreven deklagen overgeverfd moet worden.
** paragraaf 29 5 der A. V. IJ. luidt:
Indien het bestek of de overeenkomst geen ander voorschrift bevat, moet voor het verven van de eerste twee lagen ijzermenie gebruikt worden, aangemengd naar gewicht in de verhouding van 5 delen ijzermenie in 4 delen gekookte lijnolie. De ijzermenie moet zuurvrij en naar gewicht ten minste 85% in zoutzuur oplosbaar ijzeroxide bevatte.
Na de montage wordt de tweede laag grondverf of worden direct de deklagen aangebracht. Het is aan te bevelen die gedeelten van het ijzer, welke na de montage niet meer te bereiken zijn, voor de montage van een tweede laag menieverf te voorzien.
De deklagen bestaan in de regel uit loodwit- of zinkwitverven. Het gebruik van loodwit, dat door de inwerking van zwavelwaterstof donker gekleurd wordt, is op die plaatsen, waar de aanwezigheid van riool-, closetgassen enz. mogelijk is, niettegenstaande zijn betere dekkracht voor lichte dekverven minder goed bruikbaar. Er worden ook dekverven, bestaande uit fijn gemalen grafiet (potlood), gekookte lijnolie en terpentijn, gebruikt met betrekkelijke resultaat.
Een groot aantal verven voor ijzerwerken zijn zo in de handel te koop, vooral in Duitsland is het aanbod zeer groot al vanaf de jaren 1900 is Duitsland een haantje de voorste in dekverven voor ijzer.
Vroeger werden tal van verven gebruikt waarvan de werking nog niet gekent was na x aantal jaren, maar uit ervaring leert ons dat sommige verven niet langer geschikt zijn voor dit soort werken. Men kon vroeger maar de resultaten zien van betrekkelijke korte waarnemingen en de resultaten van de verschillende proefnemingen waren toen nog te verschillend. Een aantal verven bewezen wel hun doeltreffendheid bij bepaalde doeleinden en werden (zie bijvoorbeeld het Centralblatt der Bauverwaltung 1902, Nr. 36 en 99.
Overal waar het ijzer onder water of in de grond gebruikt wordt is het aan te bevelen het met warme steenkolenteer te bestrijken.
De hoofdvereisten voor het aanbrengen van verlaag op ijzer zijn:
- ze moeten vlug drogen
- ze moeten vast op het ijzer gehecht zijn
- ze moeten enigsinds elastisch blijven en meerekken met het ijzer onder bepaalde temperatuursomstandigheden, opdat er zo weinig mogelijke barstjes (haarscheurtjes) in de verlaag zouden ontstaan, vooral in de knooppunten.
Het verven van het ijzer is geheel overbodig, ja zelfs te verwerpen, indien het ijzer met portland cement omhuld wordt. De portland cement hecht zeer vast aan het ijzer en beschermt het ijzer uitstekend tegen de roest. Reeds het enkele malen bestreken wordt met dunvloeibare zuiver cement.
Verzinken
Het verzinken, is het bedekken van het ijzer met een laagje zink, en is 1 der beste middelen om het ijzer tegen de invloed van de atmosfeer te beschermen. De met verdund zoutzuur en salmiak gereinigde ijzeren voorwerpen worden, nog in warme toestand, in een bad met gesmolten zink gedompeld; zij blijven hierin, totdat het ijzer de temperatuur van het smolten zink aangenomen heeft.
Per m wordt +/- 0,25 kg zink gebruikt.
Gewoonlijk komen voor het
verzinken slechts kleine voorwerpen en dunne platen in aanmerking, daar het verzinken van grote voorwerpen moeilijk is. In de nieuwste inrichtingen kunnen platen, van 5 m lang en 3 m breed verzinkt worden. In de 21ste eeuw zijn er tal van bedrijven die deze methode ter beschikking stellen hierdoor is het galvaniseren in grote schaal toegepast en kunnen zeer grote voorwerpen zoals een oplegger in 1 stuk worden
gegalvaniseerd.
Bij het verzinken vormt zich op de oppervlakte van het ijzer een legering van zink en ijzer, welke het ijzer tegen het roesten beschermt. Het verzinkt ijzer wordt gewoonlijk gegalvaniseerd ijzer genoemd. Aan het zink wordt dikwijls tin toegevoegd; hoewel de voorwerpen daardoor een gladdere oppervlakte verkrijgen, is het niet aan te bevelen, omdat het weerstandsvermogen tegen de invloed van de atmosfeer vermindert. Gegalvaniseerd ijzer die afgekoeld is vertoont een ruw oppervlak, met puntjes die soms scherp aanvoelen. De chemische reactie heeft het zink tot een aantal millimeter in het ijzer gemengeld en vast gezet hierdoor kan deze laag moeilijk afspringen van het ijzer en blijft hierdoor quasi voor de rest van de tijd aan het ijzer vastgehecht.
Wanneer het verzinkte voorwerp ene groot weerstandsvermogen tegen de inwerking van zuren moet bezitten, bv. in scheikundige werkplaatsen, gasfabrieken enz. wordt het verzinkt ijzer bovendien met een laagje lood bedekt (0,4-0,5 kg lood per m), omdat het lood een groot weerstandsvermogen tegen de inwerking van zuren bezit.
Het verzinkte ijzer kan niet gesoldeerd of sterk geboven worden, omdaat de zinklaag hierdoor beschadigd wordt. Verf hecht zich zeer slecht op verzinkt ijzer.
Het gegalvaniseerde ijzer werd zeer veel gebruikt voor dakbedekking; tegenwoordig komt men hiervan terug, vooral op plaatsen waar de lucht met zuren enz. bezwangerd is, omdat het door deze lucht zeer vlug wordt aangetast. Voor fabrieken, perronoverpakkingen, locomotiefloodsen enz. wordt het weinig meer gebruikt.
In de 21ste eeuw kan er ook koud gegalvaniseerd worden. Dit is minder goed beschermend tegen de roest dan het warmbad-galvaniseren maar duurt minder lang. Men onderscheidt 2 soorten: het verven met een vloeistof lijkende op verf of de methode van het ijzer te spuiten met een spuitbus. In de handel zijn zelfs galvaplaten verkrijgbaar die meteen met het ijzer en galva warm gevormd worden (getrokken uit moelen).
Polyester - Plastisol
Bij platen gebeurt het wel eens dat er een beschermingslaag wordt aangebracht in de vorm van plastiek. Polyester is een dun laagje van 25 die op de platen wordt vastgeplakt. Plastisol is de betere variant met 200 dikte. Men dient er wel op te letten bij heb verwerken van deze platen op de werf. Wanneer een stuk van een plaat wordt afgescheven wordt het ijzer weer blood gesteld aan de atmosfeer en kan de plaat in het slechtste geval helemaal oproesten, het schijven aan de plaat is zelf al roestbevorderend door de hitte die vrijkomt bij het schijven. Een betere oplossing hiervoor is het afknappelen met bepaalde gereeschappen waardoor het ijzer niet verwarmd wordt en zo minder snel zal roesten.
Bruneren
Rond de jaren 1920 een opkomend fenomeen maar in de 21ste eeuw nog weinig gebruikt. Ook wel de methode van Barff, deBruneer- of inoxidatiemethode genoemd. Deze methode is betrekkelijk goedkoop en daarom veelvuldig toegepast. Het ijzer wordt aan de inwerking van oververhitte waterdamp blootgesteld, tot het roodgloeiend wordt. De oppervlakte van het ijzer wordt hierdoor met een laagje ijzeroxyduloxid bedenkt, dit hecht zich zeer goed vast. Bij uitzetting van het ijzer door de warmte, blijft dit laagje onveranderd.
Emailleren
Het emailleren wordt slechts bij betrekkelijk weinig in de bouwkunde gebruikte ijzeren voorwerpen toegepast. Een uitzondering zijn aluminium ramen, deuren en veranda's. Bij het emailleren wordt eerst een mengsel van veldspaat, kwarts, borax en klei in poedervorm op het ijzer aangebracht. Het ijzer wordt dan sterk verbrand. Daarna wordt het eigenlijke email (silikaten van tinoxid) aangebracht en vervolgens het voorwerp voor de tweede keer, nu totdat het email smelt, verhit.
Het ijzer en het email zetten zich bij verwarming verschillend uit, zodat bij temperatuursveranderingen het email zou barsten of afspringen. Door het aanbrengen van de eerste laag (de grond-laag) wordt dit vermeden.
Relevante onderwerpen:
Bescherming van het ijzer tegen de invloed van vuur
