Защита от коррозии строительных конструкций

Подавляющее большинство строительных конструкций возводятся и изготавливаются из следующих материалов и изделий: природных каменных, глиняного кирпича, силикатного кирпича, изделий из стекла, бетона, железобетона, стали, алюминия и древесины. Конст­рукции из камня изверженных горных пород обладают достаточной стойкостью и не требуют специальной защиты от коррозии. Конст­рукции из карбонатных пород не рекомендуются для применения в зданиях с агрессивными средами. При применении таких конструк­ций в ограждениях обычных зданий провидится их защита от атмо­сферной коррозии методами: флюатирования, кремнефторизацией, пропиткой мономерами и растворами парафина, стеарина или ме­таллических мыл.

Силикатный кирпич не рекомендуется для устройства конструк­ций в зданиях с агрессивными средами и повышенной влажностью.

Абсолютное большинство агрессивных сред, в условиях воздей­ствия которых эксплуатируются строительные конструкции, явля­ются неагрессивными по отношению к глиняному кирпичу и стеклу. В связи с этим конструкции из этих материалов не требуют защиты от коррозии и рекомендуются для применения в сооружениях с аг­рессивными средами практически без ограничений. При этом следу­ет предусматривать лишь применение соответствующих по физико- химической стойкости кладочных растворов.

Наибольший объем работ по антикоррозионной защите прово­дится при применении в сооружениях с агрессивными средами кон­струкции из бетона, железобетона, стали и древесины.

Подготовка поверхности конструкции к защите от коррозии

Подготовку поверхности бетонных и железобетонных конструк­ции оценивают по влажности поверхностного слоя, шероховатости и чистоте. Все раковины и трещины заделывают бетоном или рас­твором одинакового состава с конструкцией. Жировые пятна уда­ляют растворителем, солеобразования - чистой водой, продукты взаимодействия с кислотами - 4-5% раствором кальцинированной соды. Выравнивание поверхности бетона и очистку от загряз нений производят вручную, а при больших объемах работ с использовани­ем пескоструйных, дробеструйных и шлифовальных машин. Влаж­ность поверхностного слоя бетона при нанесении защитных покры­тий должна быть в пределах 5-6%. Очищенную поверхность покры­вают грунтом или промазывают клеем в соответствии с выбранного для конструкции защитного покрытия.

Подготовка поверхности металлических конструкции под анти­коррозионные покрытия состоит в ее очистке от ржавчины, окали­ны, жира и загрязнений.

Из существующих способов очистки - механического, химическо­го и термического - наиболее эффективен механический способ пу­тем обдува абразивом (металлической дробью, кварцевым песком или электрокорундом). Если к степени очистки поверхности от окси­дов предъявляются более низкие требования, очистку осуществляют с помощью металлических щеток.

Защита от коррозии металлических конструкций

Пассивная защита от коррозии металлических конструкций обеспечивается выбором стойких в заданных условиях эксплуатации марок металлов; запрещением применения в зданиях со средне- и сильноагрессивными средами применения металлических конструк­ций с тавровыми сечениями из двух уголков, крестовыми сечениями из 4-х уголков, с незамкнутыми прямоугольными сечениями, двутав­ровыми сечениями из швеллеров или из гнутого профиля; конструк­ции из труб и замкнутого прямоугольного профиля изготавливаются со сплошными швами и заваркой торцов.

Активная защита металлических конструкций производится на­несением преимущественно лакокрасочных покрытий на полимерной основе (грунтовки, краски, эмали, лаки).

Для защиты стальных конструкций с болтовыми соединениями, из незамкнутого профиля со стыковой сваркой и угловыми швами, а также болтов, шайб применяется горячее газотермическое или галь­ваническое цинкование или алюминироваиие.

Для стальных конструкций сооружений в грунтах, частично или полностью погруженных в неорганические жидкие среды, защита от коррозии лакокрасочным покрытием сочетается с электрохимической защитой. При этом защита элементов круглого и прямоугольного сечения в том числе труб, канатов, тросов производится полимерны­ми липкими лентами или битумно-полимерными составами с арми­рующей обмоткой. Внутренние поверхности емкостей из углероди­стой стали для хранения жидких минеральных удобрений, кислот и щелочей защищаются футеровкой неметаллическими химически стойкими материалами.

Наиболее эффективно защищает алюминий покрытие чистыми металлами (Al, Zn, Сг, Cd) - плакирование и анодное оксидирование с наполнителем, обеспечивающее в первом случае надежную катодную защиту основного металла, а во-втором - образование высокотвердой, жаро- и химстойкой пленки, окрашенной в разные цвета.

Защита от коррозии каменных, бетонных и железобетонных конструкций

Пассивная защита конструкций обеспечивается выполнением проектных требований, выбором стойких в соответствующих усло­виях цемента, заполнителей и арматуры; применением бетонов W4- W8; применением в бетонах ингибиторов коррозии арматуры; изго­товлением железобетонных изделий с нормированным защитным для арматуры слоем бетона от 15 до 25 мм; защитой арматуры лакокра­сочным покрытием в ячеистых и на легких заполнителях бетонах при применении их в слабоагрессивных средах; защитой закладных дета­лей металлизацией, лакокрасочными и комбинированными покры­тиями.

Если при выполнении всех этих требований нужная долговечность конструкций не обеспечивается, то осуществляется активная защи­та от коррозии их поверхностей. Вид защитного покрытия определя­ется разновидностью и степенью агрессивности сред.

От увлажнения водой и водными растворами эффективным видом защиты бетона является гидрофобизация его поверхности. Наиболее широко для этой цели применяют кремнийорганические материалы: метилсиликонаты и этилсиликонаты натрия (ГКЖ-10 и ГКЖ-11) и обладающий наибольшим гидрофобизующим эффектом - полиэти- ленсилоксан (ГКЖ-94). Гидрофобизующие составы наносят в виде 4- 5% растворов этих соединений в органических растворителях или 20% водных растворов. Гидрофобная пленка образуется через 2-5 часов после нанесения; а через 5 суток она приобретает водоотталки­вающие свойства. Эффект несмачиваемости поверхности бетона со­храняется до 10 лет. Способ устройства и материал защитного по­крытия конструкций, эксплуатируемых в условиях воздействия аг­рессивных сред, в значительной степени зависит от места расположе­ния в зданиях и сооружениях.

Для защиты подошвы фундаментов, расположенных ниже суще­ствующего уровня слабо- и среднеагрессивных грунтовых вод, уст­раивается подготовка из втрамбованного в грунт щебня не менее 100 мм с проливкой битумом до полного насыщения. Если среда сильно­агрессивная, то по подготовке укладывается стяжка из кислотостой­кого асфальта и двухслойная рулонная изоляция.

Защита поверхностей подземных конструкций и сооружений про­изводится соответственно: в слабоагрессивной среде - битумными и битумно-латексными покрытиями; в среднеагрессивной среде - ас­фальтобетоном, рулонными битумными материалами; в сильноагрес­сивной среде - эпоксидными, битумно-эпоксидными лакокрасочными материалами, полимеррастворами, оклеечными химически стойкими пленочными, листовыми и плиточными полимерными материалами. На рис.23.1. приведены некоторые варианты решений защиты от кор­розии фундамента колонн каркаса зданий. Железобетонные конст­рукции, находящиеся под воздействием электрических полей и при наличии блуждающих токов, подвержены действию электрохимиче­ской коррозии. В этих случаях помимо упомянутых выше применя­ются способы электрохимической защиты.

Антикоррозионная защита надземных бетонных и железобетон­ных конструкций выполняются в виде покрытий: лакокрасочных, штукатурных на основе битума и полимерных материалов; оклеен­ных, рулонных и пленочных химически стойких материалов; облицо­вочных из штучных химически стойких материалов (керамический кислотоупорный кирпич и плитка; каменное литье, ситаллы, пласт­массы и др.).

Защита от коррозии деревянных конструкций

Пассивная защита деревянных конструкций обеспечивается вы­бором пород древесины, стойких в заданных условиях эксплуатации, и предварительной пропиткой древесины синтетическими смолами и другими веществами.

Например, для деревянных конструкций, предназначенных к экс­плуатации в химических средах средне- и сильноагрессивных предъ­являются следующие требования: для изготовления конструкций применяется древесина хвойных пород; несущие конструкции изго­товляются из элементов сплошного сечения.

Активная защита деревянных конструкций от коррозии, вы­зываемой биологическими агентами, осуществляется: в слабо- и среднеагрессивных средах антисептиками и влагостойкими лако­красочными покрытиями или влагобиостойкими пропиточными составами (фтористый натрий и т.д.); в сильноагрессивных средах - консервированием маслянистыми или трудносмываемыми

антисептиками (масло каменноугольное, сланцевое, антраценовое), различными препаратами из сернокислой меди, буры, борной кисло­ты и других веществ. Для защиты от действия насекомых (долговой жук-усач и др.) - сильнодействующие интексициды: ДДТ, дихлофос, карбофос и др.

Вопросы для самоконтроля

1. Что служит агрессивной средой для строительных конструкций?

2. Какие материалы наиболее эффективны для антикоррозионной защиты конструкций?

3. Что такое пассивная и активная защита от коррозии?

4. Назовите основные мероприятия для антикоррозионной защиты металлических, бетонных и железобетонных и деревянных конструк­ций.

Дополнительная литература

1. Бабушкин В.И. Защита строительных конструкций от коррозии, старения и износа. - Харьков, 1989.

2. Рахимов Р.З. Долговечность строительных материалов: Учебное пособие. - Казань: КХТИ, 1988.

3. Сафрончик В.И. Защита от коррозии строительных конструкций и технологического оборудования. - JL: Стройиздат, 1988.

4. Соломитов В.И., Селяев В.П. Химическое сопротивление ком­позиционных строительных материалов. - М.: Стройиздат, 1987.

5. Алексеев С.Н. и др. Долговечность железобетона в агрессивных средах. - М.: Стройиздат, 1990.

6. Гусев Б.В. и др. Математические модели процессов коррозии бетона. М.: ТИМР. 1996.