Способы защиты металлоконструкций от коррозии

Металл используется для изготовления самых разных изделий, в том числе и строительных конструкций. Высокая прочность, стойкость к износу, деформации, воздействию влажности, ультрафиолета и перепадам температурного режима, простота монтажа и доступная цена — все это делает стальные профили чрезвычайно популярными при возведении объектов по технологии БМЗ. Для улучшения эксплуатационных свойств конструкции необходимо дополнительно защитить металл от коррозии. Современные технологии обработки направлены на прекращение и подавление развития этих процессов, сохранение и поддержание работоспособности стальных элементов на протяжении длительного периода, то есть увеличение срока службы БМЗ до 50 и более лет.  Комплекс защитных мероприятий выбирается исходя из анализа условий эксплуатации металлоконструкций.

Как происходит коррозия

В повседневной жизни ее называют ржавчиной. Коррозия возникает в результате контакта металла с кислородом. Поэтому защита стальных конструкций от ржавчины обязательно предусматривается еще на начальном этапе проектирования.

Коррозия поражает поверхность изделия под воздействием разных факторов:

• перепады температурного режима;
• увеличенная влажность.

Воздействие на металл агрессивной среды также может запустить процесс окисления.

Нормы и правила СНиП, касающиеся защиты стальных изделий

Антикоррозионная защита строительных металлоконструкций предусматривается на этапе проектирования. Стоимость соответствующих работ включается в цену готового изделия. Строительные нормы и правила (сокращенно СНиП) предусматривают конструктивные способы защиты, суть которых — подобрать подходящий материал для ограничения доступа агрессивных факторов к металлу, а также правильное его нанесение.

Кроме того, СНиП содержит ряд рекомендаций по режиму эксплуатации металлических конструкций:

• предотвращение возникновения на поверхности изделия щелей или углублений, в которых может скапливаться вода. Еще один неблагоприятный фактор — формирование аномальной температуры в проблемной зоне. В любом из этих случаев имеет место повреждение антикоррозионного покрытия;
• предотвращение попадания на металлическую конструкцию брызг, капель воды.

К тому же рекомендуется добавлять ингибиторы в агрессивную среду, чтобы уменьшить ее негативное влияние на металл.

Виды антикоррозийной защиты

Условно способы, обеспечивающие защиту металлических конструкций от ржавчины, можно разделить на:

• методы, предусматривающие воздействие на окружающую среду;
• способы защиты металла;
• комбинированный метод.

Первый способ предусматривает удаление из воздуха влаги или других агрессивных соединений, а также поддержание оптимальной температуры. Данный метод хорошо работает, но на практике его можно применить далеко не всегда.

Второй способ более удобный. Его суть заключается в нанесении на металлоконструкцию защитного состава. В настоящее время на профильном рынке предоставлен широкий ассортимент специальных средств. Они различаются эффективностью и технологией нанесения.

Комбинированный способ предполагает использование одновременно двух способов.

Интересно! Отдельно стоит выделить защитные покрытия органического и неорганического происхождения, призванные изолировать металл от агрессивной среды. Так, обработка изделий пенополиуретаном исключает их контакт с влагой.

Пассивная антикоррозийная защита металлоизделий

Суть метода заключается в покрытии стальных элементов лакокрасочным составом. Еще 10 лет тому назад данный способ позволял лишь временно защитить элементы от влияния внешних факторов и обработка объемных конструкций представляла собой слишком трудоемкую задачу. В настоящее время появились новые химические составы, которые успешно предотвращают появление ржавчины на металлической поверхности. Чтобы лакокрасочное покрытие прослужило максимально долго, необходимо предварительно очистить рабочее основание от оксидной пленки. Затем наносится грунтовка, после этого — краска, которая надежно защищает поверхность независимо от погодных условий.

Покрытия с ингибиторами

Средства с фосфорной кислотой или солями хромовой кислоты обеспечивают невосприимчивость металлоконструкций к негативному воздействию внешней среды. Эти составы успешно противостоят даже появлению ржавчины, которая может «завестись» под слоем защиты.

Внимание! Краски с ингибиторами рекомендуется наносить на предварительно подготовленную поверхность.

Как используется метод протектора

СНиП рассматривает пассивную защиту в качестве протектора. Для получения желаемого эффекта в краску добавляется металлическая пыль. Такое лакокрасочное покрытие эффективно противостоит коррозионным процессам. Для достижения цели рекомендуется использовать цинковую пыль.

Интересно! Обработку металлоконструкции таким способом называют «холодным цинкованием».  Основа состава — эпоксидные смолы или термопластичные полимеры (пенополиуретан).

Обработка протектором может вестись при любых погодных условиях – в жару, мороз или дождь. Применение состава обеспечивает изделию двойную защиту: смолы создают своеобразный буфер, а протектор формируется из слоя металла. Под таким покрытием конструкции не страшна ржавчина в течение следующих нескольких десятилетий.

Важно! Холодное цинкование обходится гораздо дешевле горячего способа.

Активная защита металла

Подразумевается обработка поверхности для придания ей определенных химических характеристик. Существует несколько разновидностей покрытия на основе цинка:

1. Горячее цинкование. Перед обработкой изделие нужно тщательно подготовить: очистить от оксидов, пройтись пескоструем. После этого заготовку помещают в емкость с расплавленным цинком. В процессе вращения формируется защитный слой, который превосходно противостоит коррозии;
2. Гальваническое цинкование. Данный способ считается самым трудоемким. На первом этапе конструкцию нужно поместить в ванну с электролитом. На изделие и заготовку из цинка крепится отдельный кабель, который подключается к постоянному току. В процессе диффузии ионы цинка меняют дислокацию и оседают на металлоконструкции. В результате реакции на поверхности образуется тонкий слой цинка, связанный с металлом на молекулярном уровне. Этот способ обеспечивает антикоррозийную защиту практически на неограниченное время;
3. Термодиффузионное цинкование. Процесс отличается сложностью, но гарантирует конструкциям надежную защиту. Сначала заготовка нагревается в печи (от +290 до +450 °C), затем она подвергается обработке цинковой пылью, молекулы которой расплавляются и беспрепятственно проникают в металл. В результате изделие не просто покрывается защитной пленкой. Фактически изготовление металлоконструкций происходит с применением нового сплава, способного неограниченное время противостоять коррозии и другим агрессивным средам — огню, морской воде. Но обработку невозможно провести без специального оборудования.

Правильный выбор способа защиты металлоконструкции не только предотвратит образование коррозии, но и позволит улучшить технические характеристики. Она прослужит без покраски и ремонта несколько десятилетий.

Как защитить металлоконструкции от почвенной коррозии

Ежегодно убытки от коррозии достигают колоссальных размеров. Уровень агрессивности грунта зависит от ряда факторов: показатель влажности, пористость, аэрация, электропроводность, pH, наличие в составе растворенных солей. Выделяют активную и пассивную защиту металлоконструкций от почвенной коррозии. Нередко в этих целях применяют комбинированный метод.

Хорошо зарекомендовала себя обработка изделий специальными изоляционными покрытиями (полимерными – накатываемые эмали; мастичными – составы на основе битума и др.).

Еще один способ борьбы с почвенной коррозией – электрохимическая защита металлоконструкции. Для предупреждения появления ржавчины на стальных изделиях, что будут находиться в земле, проводится их обработка так называемыми протекторами, в качестве которых могут выступать алюминий и его сплавы, магний, цинк.

Лакокрасочные покрытия

Специальные краски — простое и эффективное средство для повышения антикоррозионных свойств металлоконструкций. Преимущества данного способа состоят в следующем:

• адекватная цена;
• простота нанесения. Обработку можно проводить на строительной площадке или на уже готовых поверхностях;
• универсальность. Краску можно нанести на конструкции любых форм и размеров;
• долговечность защитного покрытия;
• изоляция металла от негативного воздействия.

Обработка проводится по аналогии с малярными работами. С поверхности требуется удалить грязь, шероховатости и окалины. Затем она подвергается обезжириванию. На подготовленную поверхность сначала наносится грунтовка, а затем идут несколько тонких слоев краски.

Чтобы обеспечить качественную защиту, необходимо придерживаться правил:

• работать только с сухой и чистой поверхностью;
• приступать к окраске непосредственно после подготовки конструкции;
• наносить следующий слой только после полного высыхания предыдущего.

Важно! При выборе краски нужно учитывать условия ее применения, в частности, уровень влажности, температурный режим и наличие агрессивных факторов.

Виды красок

Большой ассортимент составов ставит пользователя перед нелегким выбором: чем лучше красить? Для металлоконструкций разработаны средства, обеспечивающие антикоррозийную защиту:

• акриловые;
• специальные составы;
• масляные;
• эмаль.

Специальные краски предназначены для обработки металлоконструкций. Их особенности: огнестойкость, устойчивость к перепадам температурного режима, а также повышенный уровень антикоррозийной защиты.

Порядок ведения работ

Начальный этап предполагает очищение поверхности от мусора. Кроме того, необходимо удалить старую краску, ржавчину и пятна.

Перед окраской конструкция грунтуется. Материал улучшает сцепление изделия с лакокрасочным покрытием. Кроме того, в состав грунтовки добавляются антикоррозийные вещества. Иногда изделие только грунтуют, без нанесения краски. В этом случае следует положить несколько слоев грунтовки.

На следующем этапе осуществляется окраска конструкции. Ее можно проводить любым удобным способом – от кисти до компрессора.

Важно! Особое внимание требуется уделить угловым зонам и участкам со сложным рельефом.

Краску рекомендуется наносить в несколько слоев. Каждый последующий идет после полного высыхания предыдущего. Как правило, этот процесс занимает от получаса до полутора часов (зависит от погодных условий). Для надежности покрытия толщина слоев краски должна составлять не меньше 0,2 мм.

Технология подготовки поверхности, очистки металла

Для решения этой задачи применяют несколько технологий:

1. Гидродинамическая. Суть процесса состоит в подаче на рабочую зону воды или другой жидкости под высоким давлением. В ходе процедуры с металлической поверхности устраняется окалина, старое лакокрасочное покрытие, следы ржавчины. Очистку проводят ручными или механическими агрегатами;
2. Абразивоструйная. Очистка осуществляется абразивными веществами, например, песком. Подача под высоким давлением позволяет удалить с поверхности все лишнее, включая литейную корку. Согласно ГОСТу, для обработки антикоррозийным составом необходимо очистить конструкцию до появления белого металла;
3. Гидроабразивная-водопескоструйная. Технология предполагает применение воды и абразивных веществ для очищения металла. Рабочие средства смешиваются и подаются под напором на конструкцию. Смоченный абразив становится тяжелее, вследствие чего возрастает мощность его удара, а вода предотвращает повреждение металла. Данный способ оптимально подходит для очищения шероховатых изделий;
4. Аэрогидродинамическая. Очистка проводится водой с абразивными веществами. Мельчайшие капли жидкости разгоняются до скорости звука. При контакте с рабочей поверхностью они раскалывают старое лакокрасочное покрытие, ржавчину и прочие загрязнения на мелкие фрагменты. Этот способ применяется для зачистки основния любых конструкций, в том числе и тонких листов металла;
5. Сода-бластинг. Обработка конструкции проводиться посредством применения бластингового пистолета, распыляющего гидрокарбонат натрия. При ударе об рабочую поверхность возникает микровзрыв, энергия которого удаляет с металла загрязнения, не повреждая его при этом.

Сухой лед тоже эффективен для очистки металлоконструкций. Однако он не в состоянии удалить въевшуюся ржавчину. Преимущество технологии — для проведения процедуры нет необходимости разбирать оборудование.

Гидрохимическая (химическая) очистка

Технология предполагает воздействие на загрязнения специальными растворами, в основе которых — кислотные соединения или щелочные составы. Агрегат состоит из нескольких элементов:

• емкости для приготовления раствора;
• насосного агрегата;
• шланга;
• компрессорной установки.

Данный способ применяется для очищения конструкций со сложной геометрией. После завершения процедуры в обязательном порядке проводится пассивация металла.

Небольшие хитрости

Окраска проводится для решения двух задач: обеспечение защиты металла от коррозии и придание конструкции эстетичности. Чтобы окрашивание было максимально качественным, необходимо соблюдать несколько правил:

• начинать работу нужно с изгибов и углов, чтобы избежать появления потеков после высыхания поверхности;
• если для окраски используется пистолет, то он должен находиться на одинаковом расстоянии от рабочей поверхности, в противном случае слой будет неравномерным;
• после очищения конструкции необходимо дополнительно продуть ее компрессором, чтобы удалить невидимые глазу частицы мусора.

Процедуру рекомендуется проводить при t от -15 до +35 °C. Если температурный режим не подпадает под эти условия, то адгезивные свойства краски ухудшаются.

Ключевые преимущества металлических конструкций перед другими строительными материалами (ЖБИ, кирпич, шлакобетон)

Стальные профили используются в качестве несущих элементов в каркасе объекта, а сэндвич-панели – ограждающих. По сути, металлоконструкции представляют собой современный способ оперативного и экономного строительства. Здания, возводимые по технологии БМЗ, никак не уступают по своим техническим характеристикам кирпичным и шлакобетонным сооружениям. Качественная антикоррозионная защита обеспечивает повышение эксплуатационного ресурса таких объектов – 50 лет и более.

Среди достоинств металлоконструкций выделяют:

1. Небольшой вес. ЖБИ, кирпич или шлакобетон – стройматериалы, требующие сложного и хорошо укрепленного фундамента. Другое дело – металлоконструкции. Неглубокий и несложный фундамент – стандартная основа для возведения быстромонтируемых объектов;
2. Возможность возводить БМЗ при любой погоде. Строительство кирпичных или шлакобетонных объектов напрямую зависит от атмосферных явлений и нередко откладывается на некоторое время, что приводит к срыву установленных дедлайнов. Металлоконструкциям не страшны жара, снегопады, ливень или резкое снижение температуры – процесс застройки происходит без остановок;
3. Способность выдерживать большие нагрузки;
4. Оперативность застройки. Клиент получает готовый объект за 2-4 месяца;
5. Ремонтопригодность и сборно-разборный тип конструкции, позволяющий быстро демонтировать здание и перевести его на другое место.

Экономия времени, денежных средств и сопутствующих строительных материалов ни в коем случае не отражается отрицательно на качестве возведенного объекта – оно остается неизменно высоким. Поэтому металлоконструкции – рациональный выбор для качественной и оперативной застройки. При этом стальной профиль надежно защищен от негативного  воздействия окислительных процессов и атмосферных явлений (влажности, ультрафиолета, мороза) – достигать подобного эффекта помогает современное антикоррозионное покрытие, которым обрабатывается поверхность изделий.