Jern

En god og holdbar beskyttelse af jern afhænger af jerntype, nedbrydning, afrensning samt grundbehandling og færdigbehandling. Det er derfor nyttigt at kende disse forhold, før man vælger metode til hindring af rust.

Smedejern var helt op til midten af 1800-tallet det eneste anvendte jern til brug i bygninger.

Ved forarbejdning af smedejern bliver det bukket og banket sammen i glødende tilstand, hvorved der opstår lommer og revner, der, selv om de er mikroskopiske eller skjulte, kan give anledning til rustdannelser inde i materialet. Man kan altså selv med en grundig overfladebehandling risikere, at der opstår rust indefra.

I midten af 1800-tallet blev det muligt at fremstille varmtvalset stål. Råjernet blev bearbejdet rationelt og direkte fra ovnene og valset til færdige profiler, rør og plader.

Valset jern er mere homogent, end det jern, der er bearbejdet af smeden. Man risikerer derfor ikke, som ved smedejern, rustdannelser inde i jernet. Alligevel viser erfaringen, at smedet jern er mere modstandsdygtigt over for rustangreb end valset jern. Fra midten af 1800-tallet blev valset jern brugt til bl.a. bærende bjælker over vinduer og i murede kappehvælv. I slutningen af århundredet begyndte man også at bruge det i rækværker og gitterkonstruktioner, og i slutningen af forrige århundrede anvendtes valset jern også til vinduer.

Støbejern støbes i sandform, og det udvider sig i størkningsøjeblikket, hvilket giver meget præcise afstøbninger. Støbejern er relativt modstandsdygtigt over for rust og har ikke samme tendens til grubetæring som smedet og valset jern. Støbejern blev anvendt til kakkelovne, vinduer, trapper og rækværker.

Vinduesbeslag rustbeskyttet med jernmønje.

Hvis jern er udsat for fugtighed, ruster det, men er det tørt, dvs. udsat for en relativ luftfugtighed på under 60 %, ruster det ikke. Det er sjældent muligt at holde en normal bolig under denne grænse, og alt jern i bygninger skal derfor beskyttes mod rust.

Rustangreb på jern forstærkes drastisk, jo fugtigere det er. Hertil kommer kemiske påvirkninger fra f.eks. den salte havluft ved kysterne og den svovlsure regn i byerne. Jern i fugtige og kemisk aggressive omgivelser skal altså beskyttes bedre mod rust, end jern, der opbevares indvendigt.

I tilfælde, hvor man sammensætter såkaldt ædle og uædle materialer som f.eks. kobber og jern, opstår der i forbindelse med fugt en elektrisk strøm, som nedbryder metallerne. Hvor man ikke kan undgå at bruge disse materialer sammen, skal de isoleres fra hinanden med f.eks. blyplader.

Rust fylder syv gange mere end jern! Rumfangsforøgelsen ved indemurede jerndele sker med så stor kraft, at mursten og sten kan revne. På denne måde bliver meget smedearbejde deformeret ved samlinger og svejsninger.

Jern, der har været glødet, danner ved afkøling et tyndt, delvist løstsiddende blåsort lag, som kaldes glødeskal. Ved temperaturforskelle og deraf følgende bevægelser i materialet følger glødeskallen ikke jernet, og den begynder at skalle af. I spalten mellem lagene opstår der en galvanisk strøm, hvorved jernet begynder at ruste.

En god afrensning bør derfor fjerne glødeskallen. Det gøres enten ved slibning eller sandblæsning. Slibning kan kun bruges på glatte flader som f.eks. valsede bjælker og plader, mens sandblæsningen tillige egner sig til håndsmedet jern uden plane flader. Afrensningernes effektivitet begrænses ved boltede eller nittede samlinger og hvor ikke alt jern er synligt, f.eks. ved sammensatte rækværker og gitre.
Sandblæst jern begynder straks at ruste og skal derfor males umiddelbart efter sandblæsningen.

Sandblæsning er en effektiv afrensningsmetode. Hvis man selv vil male sit gitter, sine beslag eller andre mindre jerndele, er sandblæsningen en voldsom foranstaltning. En mindre effektiv, men alligevel udmærket afrensning, kan foretages med stålbørste. Hermed kan man ikke rense al rust bort, og jernet bør derfor grundes med jernmønje på linoliebasis.

Udglødning af beslagene i esse har flere fordele i forbindelse med reparation, dels bliver beslagene, som med tiden er blevet hårde og skøre, blødgjorte, dels bliver overfladen helt ren. Ulempen er, at der på ny sætter sig en glødeskal, men med en god, tæt overfladebehandling giver udglødning dog et holdbart resultat.

Hvis man kan tage den rustangrebne bygningsdel helt ud, kan smedede, sammensatte emner renses fuldstændigt for rust ved en elektrolytisk behandling. Det foregår ved, at genstanden nedsænkes i et bad (en elektrolyt) bestående af soda opløst i vand. Jernet forbindes med den negative pol fra en strømgiver, og i elektrolytten neddyppes en jernplade, som tilsluttes den positive del. Strøm og spænding er lille, f.eks. 6 V og 250 mA. Med den fremgangsmåde kan man fjerne al rust - også på steder, hvor man normalt ikke kan komme til. Metoden er langsom og bruges mest ved museers konservering af jern.

Gitteret på Rundetårn er ved en tidligere restaurering hovedsageligt renset på denne måde.

Grundbehandling til rustbeskyttelse af jern skal forhindre vand i at trænge ind til jernet og hindre, at der opstår elektriske strømme, der nedbryder materialet. På grund af miljømæssige restriktioner over for anvendelsen af blymønje i malerfaget kan man alternativt anvende jernmønje til rustbeskyttelse af jern.

Jernmønje består af stoffet hæmatit, Fe203 (naturligt forekommende jernoxyd / jernilte), der glødes og finknuses til pigment, hvorefter det oprøres / rives i linoliefernis. Jernmønje er fuldkomment ugiftigt, og malingen indeholder ingen farlige opløsningsmidler. Jernmønje har derfor MAL-koden 00-1.

Pigmentet er kendt fra oldtiden, hvor det blev kaldt blodsten efter sin kraftige røde / rødbrune farve. Det er det samme navn, der går igen i hæmatit (græsk: haima = blod, og lithos = sten). Et andet navn er jernglans / rødjernsten.

Da hæmatit ligger lavere end rent jern i spændingsrækken, virker jernmønjen som et offerlag, der langsomt tæres før selve jernet. Det er derfor vigtigt, at jernmønjen påføres som fuldt dækkende lag på min. 1 my, påført med ringpensel i to tynde lag. Jernmønjen kan godt tilsættes sikkativer for at fremskynde hærdningen, der tager 1-3 døgn afhængigt af lys, luft og temperatur.

Det er meget vigtigt, at pigmentet er helt fri for svovl / sulfater, da disse udvaskes af vand, hvorved malingen bliver porøs og dermed ikke længere rustbeskyttende for jernet. Man må derfor ikke forveksle den naturlige, rene jernoxyd, hæmatit, med de kunstigt fremstillede jernoxyder som jernoxydrødt, italienskrødt, engelskrødt, svenskrødt, caput mortuum m.fl., der bl.a. fremstilles ved afbrænding af svovlkis eller jernsulfat, og som derfor indeholder gips (calciumsulfat), feldspat m.m., der nærmest virker befordrende for rustdannelsen på jern

Hæmatitten blandes i linoliefernis (kogt linolie) i forholdet 1:1 med lidt ekstra linolie i. Ved større mængder benyttes enten et riveværk eller en håndmikser. Da pigmentet er meget tungt, skal man røre i malingen med jævne mellemrum under brugen. Hvis jernmønjen står i bøtten i længere tid, f.eks. over 3 uger, bundfældes pigmentet og er herefter meget tungt at røre op igen. Man skal derfor kun udrøre den mængde jernmønje, man skal bruge, og ellers opbevare pigment og linoliefernis hver for sig.

For at få en god indtrængning i sprækker og kroge og for at sikre, at jernet er absolut frit for vand, er det en fordel at opvarme det til 50 grader C.

 

De fleste rusthindrende malingstyper til grundbehandling, herunder jernmønje, skal dækkes af en vandtæt maling, idet de ikke i sig selv yder fuld beskyttelse. Færdigmalingen kan ske med en række maleprodukter.

Det er gammel tradition at afslutte rustbeskyttelsen af jern med farven grafitsort i linoliefernis, der passer med sit smukke, metalliske udseende æstetisk godt til jern. Også dette pigment, der består af en blanding af stenkul og jernholdige mineraler, er ugiftigt og yder god rustbeskyttelse som offerlag. Grafitsort kan dog ikke bruges til rustbeskyttelse alene uden en bundbehandling af jernmønje / hæmatit. Pigmentet er meget tungt og kræver jævnlig omrøring under brugen, ligesom det bundfælder sig og er tungt at røre op igen ved længere tids henstand.

Blandingsforholdet mellem pigment og linoliefernis er ca. 1:1 plus lidt ekstra fernis.

Grafitmalingens ulempe er, at den smitter af. Ved håndlister og andre berøringsflader er det derfor nødvendigt at afslutte med en matlakering, f.eks. med linolie-standolie.

Indvendige overflader af jern i normal rumfugt behøver ikke en speciel grunding, men kan blot males med linoliebaserede malinger. Hvis de skal males med vandige plast- eller akrylmalinger, skal jernet dog være beskyttet i form af galvanisering eller tilsvarende.

		Rustsprængt anker. På det indemurede anker har rusten udviklet sig så meget, at jernet nu har dobbelt tykkelse.

Rækværket er behandlet med jernmønje og grafit.

Den mest effektive behandling overhovedet er at varmforzinke jernet ved neddypning i smeltet zink. Man kan bestemme lagtykkelsen, som gerne skal være 80-100 my. Varmforzinkning forudsætter, at emnet ikke er sammensat, således at der er skjulte flader, som zinken ikke kan komme ind til. Varmforzinkning er effektivt til beslag, men erfaringer har vist, at gamle, tynde, smedede beslag vrider sig på grund af varmen. Det er også risikabelt at varmforzinke støbejern, fordi varmen kan få det til at knække.

Man kan påføre jernet et lag zink ad galvanisk vej. Elektrogalvanisering giver som regel et meget tyndere lag og er ikke så modstandsdygtigt over for slitage. Metoden er mindre anvendt til beskyttelse af jern i bygningskonstruktioner, men anvendes til beskyttelse af søm, skruer og beslag. Til støbejern, som ikke kan tåle varmforzinkningen, har elektrogalvanisering været anvendt med held.

Til industriel rustbeskyttelse af beslag er varmtfosforisering meget udbredt. Fosforisering, ofte betegnet fosfatering eller parkerisering, udføres ved, at blankt, rent stål neddyppes i varm fosforsyre, som tillige er tilsat jernfosfat, manganfosfat eller zinkfosfat. Derved omdannes jernets overflade til en ganske tynd hinde, som er elektrisk isolerende mod galvanisk korrosion. Behandlingen afsluttes med en alkydemalje, der ovntørres. Fosforisering må ikke foretages på støbejern og fjederstål, fordi disse jerntyper nedbrydes af fosforsyre.

Behandling med zink og fosforsyre indebærer sundhedsfare og miljøbelastning, hvorfor de normalt skal udføres af miljøgodkendte virksomheder.

Tidligere blev indvendige hængsler og synlige låse rustbeskyttet ved neddypning i smeltet tin. Metoden var god, for sådanne beslag sidder stadig i vore gamle bygninger uden at ruste. Beslag er normalt malet oven på tinnet.

En del smedede beslag afleveres sortbrændte fra smeden - det foregår ved, at smeden dypper det ca. 150 grader C varme jern i rå linolie, brænder det let over essen, evt. flere gange, for afslutningsvis at gnide det endnu varme jern med bivoks. Sortbrænding giver nogen beskyttelse indendørs.

Tidligere beskyttede man indvendige, skjulte jernkonstruktioner ved at påføre (svumme) en cementvælling med kost eller pensel. Behandlingen bygger på, at den alkaliske cement hæmmer den galvaniske proces, som får jern til at ruste. Metoden er holdbar, så længe svumningen ikke udsættes for vedvarende fugt.

Man har i mange år brugt anoder til at beskytte skibe imod korrosion ved at sætte zinkklodser på dets sider under vandlinien. Samme fremgangsmåde er de senere år blevet aktuel i forbindelse med det stigende antal betonskader, hvor betonens nedsatte alkalitet ikke længere beskytter jernet. På jernet eller i jernets nærhed placeres en zinkklods, som er elektrisk forbundet til jernet. Hvis der er tilstrækkelig fugt til stede, vil ionerne fra zinkanoden vandre over på jernet; det kan f.eks. være jern placeret i fugtig jord eller under vand.

Ved at forstærke de galvaniske strømme elektrisk kan metoden i nogen grad udnyttes selv ved mindre fugt, hvor jern er placeret i murværk eller beton. Det forudsætter dog tilstedeværelsen af nogenlunde konstant fugtighed, som tillader elektrisk strøm at vandre fra anoden til jernet.

Metoden er i disse år under udvikling.

Fortinnet lås.

Information om Bygningsbevaring:
Dør- og portbeslag
Vinduesbeslag

Titel

Overfladebehandling af jern

Oplæg

Tekstoplæg og foto: Søren Lundqvist, arkitekt m.a.a.

Ansvarlig institution, Copyright, redaktion og udgiver

Kulturarvsstyrelsen, Kulturministeriet

Opdateret

December 2004

Yderligere oplysninger

Kulturarvsstyrelsen
H.C. Andersens Boulevard 2
1553 København V
Telefon 33 74 51 00

Litteratur

Malerbogen l og 2. Teknologisk Institut. Bind 1, 4. udgave, 1987; bind 2, 2. udgave, 1973.

Smedebogen. Teknologisk Institut. 4. udgave, 1941.