Благодаря своим качествам, металлоконструкции широко применяются в строительстве зданий и сооружений. Однако одним из важных условий их надежности и долговечности остается обеспечение их эффективной защитой от коррозии и разрушающего воздействия агрессивных факторов окружающей среды.
Защитить металлоконструкции от разрушительной коррозии, которая возникает в результате химического и электрохимического воздействия внешней среды, можно разными способами.
Подходы и выходы
Электрохимическая коррозия металлоконструкций представляет собой процесс окисления железа кислородом с образованием оксида железа в присутствии воды и растворов электролитов. При этом для появления воды достаточно банального контакта конструкции с воздухом. Ввиду такого коварства коррозии современная борьба с ней ведется сразу по нескольким направлениям.
Среди основных – повышение химического сопротивления конструкционных материалов, изоляция поверхности металла от агрессивной среды, понижение агрессивности производственной среды, противостояние коррозии с помощью электрохимической защиты.
Одним из наиболее очевидных и доступных способов защиты традиционно является применение защитных лакокрасочных покрытий (ЛКП). Их миссия заключается либо в механической изоляции поверхности, либо в комплексном химическом (электрохимическом) «сотрудничестве» с поверхностью строительной конструкции.
Таким образом, в зависимости от состава пигментов и пленкообразующей основы ЛКП могут выполнять функции барьера, пассиватора или протектора. Под барьерной защитой понимается механическая изоляция поверхности. Большое значение приобретает прочность и износостокость такого покрытия, так как нарушение его целостности даже в виде микротрещин чревато проникновением агрессивной среды к металлу, что вызовет подпленочную коррозию.
Эффект пассивации поверхности металла достигается с помощью химического взаимодействия компонентов покрытия (грунты и эмали, содержащие фосфорную кислоту (фосфатирующие), составы с ингибирующими пигментами, замедляющими или предотвращающими процесс коррозии) с поверхностью металла. Протекторная защита достигается при нанесении ЛКП, в которое добавлены порошковые металлы (цинк, магний, алюминий), «отвлекающие внимание» коррозии от защищаемого металла. То есть агрессивная среда воздействует на порошок добавки, не разрушая основной материал.
К общепризнанным достоинствам ЛКП стоит отнести удобство их нанесения, «ремонтопригодность» (за счет обновляемости) и приличные декоративные качества получаемой поверхности. Достаточно успешно можно бороться с коррозией с помощью защиты металла полимерными составами. Хорошо себя зарекомендовали, например, материалы семейства «Уреплен», которые изначально создавались для нужд ВПК.
С помощью двухкомпонентного жидкого состава на основе полиуретановых эластомеров «Уреплен-Металлзащита» получается износостойкое защитное покрытие для металлических конструкций. Оно способно защитить материал не только от воздействия агрессивных сред, но и противостоять абразивному и гидроабразивному износу. После нанесения на поверхность такой состав полимеризуется на воздухе в результате химического взаимодействия. Пропитывая поверхностный слой обрабатываемого материала, создается прочное, водонепроницаемое адгезионное покрытие.
Также в борьбе с коррозией металлов весьма хорошо проявляют себя специальные ингибиторы коррозии. По мере введения их в небольших количествах в агрессивную среду, они способствуют образованию на поверхности металла адсорбционной пленки, заметно замедляющей электродные процессы и нормализующей электрохимические параметры металлов.
Варианты имеютсЯ
Одной из эффективных антикоррозионных технологий остается протекторная электрохимическая защита металла с помощью холодного цинкования. На поверхность защищаемой металлоконструкции (элементы навесных фасадов, кровля и т.д.) наносят специальные антикоррозионные лакокрасочные составы, содержащие цинк. По мере высыхания образуется антикоррозионное покрытие, которое является протекторным по отношению к основе и обеспечивает ее электрохимическую (катодную) защиту.
К достоинствам защиты металлов от коррозии путем холодного цинкования специалисты относят его высокие изоляционные, барьерные и прочностные характеристики. Также на должной «высоте» параметры по химической стойкости и износостойкости. Способ отличается технологичностью использования, так как для нанесения такого антикоррозионного покрытия возможно окрашивание кистью и валиком, воздушное и безвоздушное распыление, окунание. Процесс практически не зависит от погоды, являясь по сути всесезонным, что особенно важно в условиях петербургского тяжелого климата.
Растворяясь, нанесенные на основной металл цинковые антикоррозионные покрытия, препятствуют протеканию коррозии в течение 30 лет службы. Естественно, кроме этого способа существуют и другие, целесообразность применения и эффективность действия которых зависит от немалого спектра факторов. Поэтому исследования и разработки в области коррозионной защиты металлов ведутся с неослабевающей энергией.
Одним из важных направлений работы специалисты считают изучение особенностей протекания коррозии в строительных конструкциях выполненных из разных металлов. Собственно, ввиду особой трудности создания надежной антикоррозионной защиты в подобных ситуациях, рекомендуется сводить к минимуму риск образования активных гальванических пар.
Между тем в практике строительства используются по крайней мере три группы конструкционных материалов: «черные» стали, алюминиевые сплавы и нержавеющие стали. Заметно отличаясь друг от друга по механическим и физико-химическим свойствам, они соответственно, по-разному реагируют и на воздействие агрессивных сред.
Специалисты особо отмечают, что задачи по повышению комплексной коррозионной стойкости металлоконструкций следует начинать решать еще на стадии проектирования. Но для этого необходимо уметь с достаточной степенью достоверности прогнозировать поведение и взаимодействие различных материалов.
Каких бы успехов не добивались ученые-теоретики, полностью «наложить» такие знания на каждый конкретный строительный случай весьма затруднительно. Поэтому большое значение уделяется проведению ускоренных и натурных коррозионных испытаний. Опираясь на их результаты, удается точнее смоделировать поведение конструкции, выбрать материалы и способы их защиты от коррозии, в том числе варианты их дополнительной термомеханической и химической обработки с целью улучшения эксплуатационных характеристик.
Андрей Мельников (по данным «ЭкспертКорр-МИСиС», ПКФ «Кормет», «Кальматрон»)