Антикоррозионная защита в промышленном строительстве

В настоящее время трудно найти отрасль народного хозяйства, где бы ни возникала необходимость защиты от коррозии металла, бетона, железобетона, асбестоцемента и других материалов.

Стоимость антикоррозионной защиты весьма высока и для отдельных отраслей промышленности, таких, как химическая, нефтехимическая, цветная металлургия достигает 10-15% общей стоимости строительных конструкций.

Следствием коррозионных повреждений элементов зданий, а также сооружений и оборудования при наличии сильноагрессивных сред является загрязнение окружающей среды, изменение гидрогеологических условий строительных площадок, деструкция грунтов.

В вопросах обеспечения химической стойкости зданий, сооружений и оборудования значительную роль играет технический уровень разработки проектно-сметной документации.

Предлагаемый материал польских специалистов Я. Фиалковского, Б. Игнатовича и А. Квятковского представляет интерес, прежде всего для инженеров-разработчиков проектной документации по защите от коррозии и может быть с успехом использована при производстве строительных работ, а также ремонте и восстановлении зданий.

Ее особенностью является комплексный подход к проблеме: защита элементов зданий и сооружений (в виде окраски, оклейки, футеровки) рассматривается в неразрывной связи с напряженным состоянием материала, спецификой его работы в агрессивных средах, конструктивными особенностями. В книге собрана обширная информация по различным вопросам антикоррозионной защиты. Авторами систематизирован большой фактический материал по видам агрессивных сред в различных отраслях промышленности, данные о химической стойкости бетона, кирпича, стали и других основных строительных материалов в кислотах, щелочах, агрессивных газах.

Специалисты, занимающиеся вопросами антикоррозионной защиты промышленных зданий и сооружений, найдут интересные инженерные решения многочисленных деталей зданий (лотков, трапов, каналов, деформационных швов и т. д.), информацию о наиболее распространенных химически стойких материалах, выпускаемых ведущими зарубежными фирмами, а также рекомендации по выбору защитных покрытий.

Химически стойкие материалы

Химически стойкие материалы могут быть сгруппированы следующим образом:

• материалы для грунтовки бетонных поверхностей;
• материалы для изоляции бетона, железобетона и кирпича, которые делятся на битумные, пленки и искусственные покрытия;
• вяжущие материалы для укладки штучных изделий, которые включают битумные вяжущие, силикатные и синтетические вяжущие польского производства, импортные вяжущие;
• облицовочные материалы: керамические, из каменного литья и угольные;
• лакокрасочные материалы.

Наряду с химической стойкостью материалов польского производства приводятся для сравнения данные о стойкости некоторых импортных мастик типа Асплит и Хабенит.

Данные по химической стойкости материалов, следует считать приближенными, поскольку нет единых норм по методике их испытаний, а характеристики стойкости, приведенные по различным источникам, часто не сопоставимы.

Агрессивные среды

Способ определения агрессивности среды и ее классификация приведены в нормах PN-71/H-04651. Эти нормы оценивают степень коррозионной активности среды в зависимости от макроклимата, микроклимата, а также дополнительных агрессивных воздействий.

Макро- и микроклимат классифицируется в нормах PN-68/H-04650. Польша находится в зоне с умеренным макроклиматом, который обозначается символом N. Условия, определяющие микроклимат, могут быть следующими: первое - открытая атмосфера, второе - наличие навесов или кровли, третье - закрытые помещения без отопления, четвертое - помещения с отоплением.

Классификации сред, агрессивных к стальным конструкциям

Дополнительные агрессивные воздействия на стальные конструкции (кроме макро- и микроклимата) определены в нормах PN-71/H-04651 следующим образом:

АО - нет дополнительных агрессивных воздействий, кроме тех, которые вызваны влиянием макро- и микроклимата;

АР - конструкции работают в условиях сильной запыленности;

АК - наблюдается конденсация водяных паров на поверхности конструкций в условиях низкой температуры или при наличии п помещении значительных влаговыделений;

AG - имеются агрессивные газы и пары, вызывающие коррозионное воздействие (например, сернистый газ, пары уксусной кислоты);

АЕ - действие кислот, оснований и солей в виде аэрозолей или брызг.

Степень агрессивного воздействия окружающей среды на стальные конструкции имеет следующие обозначения: В - очень слабое; L - слабое; U - умеренное; С - сильное; W - очень сильное.

Комплексные данные по условиям эксплуатации стальных конструкций приводятся в нормах PN-71/H-04653. Условия эксплуатации в этих нормах определены с помощью так называемых факторов повреждения: термических, механических, физико-химических, биологических, коррозионных.

Деление на отдельные факторы повреждения производится в зависимости от механизма разрушающего действия среды на конструкцию или защитное покрытие. Нормы детально описывают способ определения и обозначения отдельных видов повреждения, а коррозионный фактор определяется степенью агрессивности среды.

Условия эксплуатации конструкции можно обозначить символически, исходя из следующих данных: например, температура среды до 60° С; колебания температур нормальные, т. е. не больше 20° С/г; поверхность лакокрасочного покрытия подвержена интенсивному истиранию от воздействия песка и пыли; в воздухе имеются пары бензола; отсутствует биологическое повреждение (ВО); действует химически активная среда со степенью агрессивности по норме PN-71/H-04651.

Классификация сред, агрессивных к бетонным и железобетонным конструкциям

По разработанной Институтом строительной техники ПНР «Инструкции по защите от коррозии» среды, в которых работают бетонные конструкции, делятся на внутренние и внешние. Внутренние среды: газовые (Г), жидкие (Ж), твердые (Т); внешние: воздушные (В), водно-грунтовые (В-Г).

Внутренние газовые среды (Г) разделены на пять классов (от IT до V-Г) в зависимости от относительной влажности воздуха и состава агрессивных газов и пыли. Внутренние жидкие среды (Ж) имеют четыре класса (от I-Ж до IV-Ж) в зависимости от интенсивности воздействия. В каждом классе введено дополнительное деление, учитывающее химическую активность жидкости.

Для твердых внутренних сред (Т) дополнительное деление не предусмотрено. Внешние воздушные среды (В) делятся на пять классов (от I-B до V-B) в зависимости от степени загрязнения воздуха и от климатических условий.

Введено деление на сельскую, городскую, промышленную, химическую (вокруг химических предприятий) и приморскую атмосферы.

Внешние водно-грунтовые среды (В-Г) делятся на пять классов (от I-В-Г до V-B-Г) в зависимости от уровня грунтовых вод, коэффициента фильтрации, наличия одностороннего гидростатического напора или загрязнения минеральными кислотами. В классе I-В-Г (грунты с уровнем вод ниже подошвы фундамента здания) введено дополнительное деление в зависимости от содержания агрессивных продуктов в грунте.

В Инструкции приводится информация об области применения различных конструкций и элементов в соответствующих агрессивных средах. Для элементов, допущенных к применению в данном классе, определены требования, которые касаются марки бетона, значения В/Ц, максимальной ширины раскрытия трещин, необходимости защиты поверхности. Для некоторых классов запрещается применение сборных элементов из предварительно напряженного бетона, армированного прядями.

Агрессивные среды в различных отраслях промышленности

Специфика некоторых отраслей промышленности, например химической, в которой существует значительная коррозионная опасность, требует детального знания агрессивных сред, в которых работают строительные конструкции различных производств.

Данные о различных средах дают исходные сведения для оценки их действия на строительные конструкции, выбора соответствующих строительных материалов, проектирования надлежащей защиты зданий от коррозии.

Характеристика сред определяет: промышленность, производство, объект, помещение, в отдельных случаях краткое описание технологического процесса; агрессивные среды, которые действуют в помещениях (газовые, твердые и жидкие).

Следует помнить, что изменения технологических процессов могут существенно повлиять на характер коррозионного воздействия среды. Поэтому при проектировании защиты необходимы исходные данные, уточненные с инженерами-технологами.

Проектирование зданий с учетом воздействия агрессивных сред

Степень коррозии в зданиях определяется характером среды, в которой они эксплуатируются. В наибольшей степени подвержены коррозии конструктивные элементы, непосредственно соприкасающиеся с агрессивными продуктами, например резервуары, поддоны под насосы, каналы; фундаменты и подземные конструкции, соприкасающиеся с агрессивными грунтовыми водами; кровельные конструкции, эстакады и другие элементы, подвергающиеся воздействию агрессивных газов, паров и пыли.

Долговечность зданий в агрессивной среде зависит от качества проектных решений, выполнения строительных работ в культуры эксплуатации объекта. Это подтверждают анализы причин коррозионных повреждений инженерных конструкций.

Наиболее частыми дефектами проектирования являются некомплектность исходных данных о характере среды и степени ее агрессивности по отношению к строительным материалам; выбор материалов для защиты поверхности конструкций без учета условий эксплуатации (факторы химические, механические, термические и т.п.).

Ошибки при выполнении строительных работ

Типичные ошибки при выполнении строительных работ: отступление от проектных решений с целью удешевления или упрощения строительства; замена материалов, обусловленная конъюнктурой, без глубокого анализа ее последствий или применение материалов, не соответствующих требованиям норм и технических условий; небрежность в ходе выполнения работ и неквалифицированный технический надзор.

Основные ошибки, допускаемые при эксплуатации конструкций, которые приводят к преждевременным повреждениям: изменения (по сравнению с заложенным в проекте) технологического регламента и, как следствие, возникновение угрозы коррозии; увеличение степени агрессивности среды из-за неправильного обслуживания технологического и вентиляционного оборудования; отсутствие постоянной профилактики технологического оборудования и трубопроводов; отсутствие периодических осмотров состояния конструкций и противокоррозионной защиты, а также текущих ремонтов; повреждения защиты при ремонтах оборудования и трубопроводов.

Проблему коррозии необходимо учитывать уже при выборе строительной площадки. В технико-экономических обоснованиях следует прежде всего стремиться к уменьшению агрессивности среды и лишь затем проектировать необходимую защиту конструкций и оборудования.

С этой целью объекты, выделяющие в атмосферу большое количество агрессивной пыли, пара и газов, следует располагать с подветренной стороны по отношению к направлению господствующих ветров, что позволит снизить затраты на защиту соседних объектов и уменьшить стоимость будущих ремонтов; необходимо учитывать рельеф местности, который влияет на скопление пыли, паров и газов. Объект, расположенный на возвышенности (благодаря свободной циркуляции воздуха), меньше подвергается агрессивному воздействию газов, выделяемых технологическим оборудованием, чем объект, расположенный в низине. Следует иметь в виду водно-грунтовые условия участка и в первую очередь уровень и характеристику грунтовых вод.

Защита конструкций от температурно-влажностных условий

Агрессивные воздействия от технологического оборудования можно уменьшить путем размещения технологических процессов на открытом воздухе, герметизации оборудования, изменения параметров технологических процессов (например, снижение температуры среды, поддержание рН на уровне 7), нейтрализации стоков в помещениях и т. д.

Строительные конструкции должны обладать наибольшей устойчивостью к действию данной среды, а также учитывать реальные возможности выполнения защиты и ее восстановление.

Температурно-влажностные условия в значительной степени влияют на интенсивность агрессивного воздействия. Особенно опасна конденсация водяных паров на внутренних поверхностях стен и перегородок, если в помещении имеются агрессивные газы и пыль. При высокой относительной влажности воздуха в помещении нельзя применять конструкцию бесчердачных покрытий. Необходимо выбрать одну из приведенных ниже:

• использование паронепроницаемой изоляции между конструктивным элементом и теплоизоляцией;
• обдув теплым воздухом бесчердачного покрытия с целью исключения конденсации водяных паров;
• применение вентилируемой кровли, особенно при высокой относительной влажности воздуха.

Общая вентиляция, а также местные отсосы в зонах выделения агрессивных газов, паров или пыли позволяют значительно уменьшить или исключить коррозионную опасность для конструкций. Примером может служить склад аммиачной селитры, где защита конструкций от агрессивного воздействия требует дорогих химически стойких материалов. Во Франции в настоящее время для подобных объектов применяют непрерывную подачу сухого теплого воздуха, поскольку аммиачная селитра в твердом и сухом состоянии не является коррозионно-опасной для строительных материалов.

Наиболее радикальный способ защиты конструкций - выделение зон с агрессивными продуктами с помощью непроницаемых ограждений или изоляция покрытия применением подвесного потолка. Подвесной потолок должен быть герметичным или над ним следует создать избыточное давление.

Проектирование стальных конструкций с учетом агрессивности среды

При выборе типа конструкции и определении размеров ее элементов недостаточно руководствоваться только критериями прочности, жесткости и устойчивости. Для агрессивных сред необходим выбор формы конструкции и ее элементов с учетом максимального ограничения коррозионного воздействия и создания условий для выполнения защитных покрытий и проведения их восстановления. Следует проанализировать размеры пролетов. Применение больших пролетов предпочтительнее, так как это позволяет использовать профили с большей толщиной стенок, что способствует концентрации материала (уменьшается отношение периметра профиля к его сечению).

Элементы даже одной конструкции по-разному реагируют на. коррозионное воздействие среды. Наблюдения за стальными конструкциями, работающими в агрессивных средах, показали, что в большей степени повреждаются решетчатые фермы, балки и связи, выполненные из тонкостенных элементов; в меньшей степени - подкрановые балки, а также колонны из простых профилей.

Уменьшению скорости коррозии способствуют следующие факторы:

1. установка профилей (уголков, швеллеров, двутавровых балок) таким образом, чтобы в них не собиралась жидкость. В противном случае следует предусмотреть дренажные отверстия или запроектировать замкнутые герметичные профили;
2. создание условий для беспрепятственного испарения конденсата. При проектировании сечений стальных элементов необходимо выбирать форму, позволяющую воздуху свободно обтекать профиль и обеспечивающую быстрое испарение влаги. С этой точки зрения наилучшими являются трубчатые и коробчатые сечения;
3. учет влияния формы на ослабление сечения в результате коррозионных потерь материала; с этой целью используется коэффициент сопротивления профиля воздействию коррозии или отношение площади прокорродировавшего сечения Fh к номинальной площади сечения F (этим коэффициентом можно пользоваться лишь при равномерной коррозии).

Наиболее выгодны с этой точки зрения стержни и герметичные трубы. Менее выгодны открытые трубы, а также сечения тавровые и состоящие из двух уголков.

Элементы, состоящие из двух уголков, невыгодны из-за неудобства нанесения и восстановления лакокрасочных покрытий; рекомендуется заменять их одиночными уголками. Например, если верхний пояс решетчатой балки пролетом 30 м, запроектированный из двух уголков 150х100х10, заменить одним профилем 200х120х16, то коэффициент сопротивления К изменится от 0,85 до 0,9.

Замкнутые сечения, в которых невозможен контроль внутренних поверхностей, должны быть герметичными, а конденсация водяных паров на внутренних поверхностях таких элементов исключена, поэтому они не могут находиться частично в закрытом отапливаемом помещении, а частично снаружи.

Уменьшение допустимых напряжений

Выбор соответствующих профилей элементов и применение защитных покрытий не всегда достаточны для обеспечения стойкости, например при опасности коррозионного растрескивания, возникающей при определенной структуре стали, значительных растягивающих напряжениях и в отдельных видах агрессивных сред (например, в водных растворах нитратов азотнокислых солей и др.) Контакт конструкций с такими средами может возникнуть при накоплении гигроскопичной пыли, которая поглотает влагу из атмосферы, создавая среду, вызывающую коррозию напряженного металла. В этом случае при проектировании следует предусматривать снижение допустимых напряжений. В практике проектирования иногда применяется уменьшение нормативных допустимых напряжений путем введения коэффициента 0,8.

Для конструкций, работающих в особенно неблагоприятных условиях, допустимое напряжение снижалось даже до 1000 - 1100 кгс/см². Такая практика существует и в других странах. Например, некоторые французские фирмы оговаривали условие, при котором напряжение в стальных конструкциях не должно превышать 1000 кгс/см².

Монтажные соединения элементов конструкций

Обычно применяют комбинированные соединения: после болтовых монтажных соединений выполняется сварка. Однако сварка разрушает лакокрасочное покрытие, а зачистка мест у швов при восстановлении окраски довольно затруднительна. Поэтому при монтаже необходимо стремиться только к болтовым соединениям элементов конструкций. Это имеет особенное значение при использовании грунтовок и покрытий на основе эпоксидных, неохлорвиниловых или хлоркаучуковых составов.

Проектирование бетонных, железобетонных и предварительно напряженных конструкций, подверженных воздействию агрессивной среды

При расчетах железобетонных и предварительно напряженных конструкций, которые должны работать в агрессивной среде, необходимо учитывать возможные перегрузки и поэтому использовать максимальные коэффициенты надежности. Как и для стальных конструкций, следует применять элементы простой формы. С целью уменьшения влияния коррозии па несущую способность конструктивных элементов необходимо ограничить до минимума его поверхность, соприкасающуюся с агрессивной средой, т. е. применять сечения с минимальным модулем поверхности. По этим соображениям диаметры арматурных стержней должны быть возможно большими.

При проектировании железобетонных конструкций в агрессивных средах нормативные документы требуют применения высоких марок бетона, ограничения использования отдельных видов сталей, ограничения или полного исключения трещин в конструкциях, применения плотного бетона, увеличения защитного слоя арматуры.

Ширину раскрытия швов следует проверять в железобетонных конструкциях, работающих в газовых средах класса выше II-G, в жидких средах классов III-G и W-G, а также в герметичных конструкциях (стенки резервуаров, трубы).

Для армирования железобетонных конструкций, работающих в газовых средах класса выше II-G, жидких с агрессивными жидкостями и водно-грунтовых класса выше II-W-G не следует применять арматурные стержни диаметром менее 6 мм.

Конструкции из сборного железобетона

При проектировании предварительно напряженных конструкций следует также предусматривать тщательную проверку напряжений в зоне анкерных креплений и защиту арматурной стали.

Конструкции из сборного железобетона, армированного прядями, не должны применяться в газовых средах класса III-G и выше, а также в водно-грунтовых средах. Струнобетонные элементы можно использовать только в среде класса I-W-G.

Повышение коррозионной стойкости бетона путем подбора его состава

Стойкость бетона зависит от вида цемента (его химического состава и минералогической структуры), свойств заполнителя, его состава и плотности.

В Польше выпускают цементы с увеличенной стойкостью к сульфатной коррозии: портландцементы М350 цементных заводов «Сатурн», «Век», «Пшиязнь» и «Хелм»; шлакопортландцементы М250 цементных заводов «Нова Гута» и «Варшава». Они содержат наименьшее количество трехкальциевого алюмината.

В агрессивных средах содержание цемента в 1 м³ бетона должно быть в пределах 300-400 кг.

Гранулометрический состав заполнителя подбирается из условий минимума пустотности с учетом стойкости к действию агрессивных сред. Поэтому следует применять для бетона, подвергающегося действию кислых сред, мелкий и крупный щебень из вулканических горных пород; для бетона, подвергающегося действию щелочных сред, - гравий и крупный щебень из любых плотных пород.

При незначительной агрессивности грунтовой воды можно применять в качестве заполнителя для бетона плотные известняки.

На стойкость бетона большое влияние оказывает его плотность. Условиями получения плотного бетона является правильный подбор компонентов, выбор консистенции, обеспечивающей хорошую укладываемость смеси и уплотнение. Плотный бетон можно получить, используя природный заполнитель, а также дробленый щебень. При этом должно быть обеспечено минимальное водоцементное отношение.

Обеспечение максимальной плотности бетона

Для увеличения плотности и улучшения укладываемости бетона с низким водоцементным отношением применяются пластифицирующие (Клутанит, Клутан) и уплотняющие (Гидробет) добавки.

При выполнении бетонных, железобетонных и предварительно напряженных конструкций обеспечение максимальной плотности бетона может быть достигнуто благодаря:

1. Правильной дозировке вяжущего и заполнителей; заполнитель можно дозировать по массе или объему, периодически контролируя его влажность, цемент - по массе. При добавлении в смесь воды должна учитываться влажность заполнителя;
2. Тщательному приготовлению бетонной смеси; перемешивание должно производиться в бетономешалках принудительного действия, а продолжительность перемешивания должна быть больше, чем для обычных бетонов;
3. Соответствующим условиям транспортирования бетонной смеси, не допускающим седиментации;
4. Применению герметичной, гладкой и невлагоемкой опалубки; укладке бетона способом, обеспечивающим постоянность его состава. При этом бетон не должен сбрасываться с большой высоты (максимум 1,5 м);
5. Хорошему уплотнению бетонной смеси, которое следует производить слоями толщиной не более 15-20 см при ручном уплотнении, 30 см - при использовании наружных вибраторов и 30-40 см - при наличии глубинных вибраторов. Наружные вибраторы могут применяться только для тонкостенных конструкций и для бетонов пластичной консистенции;
6. Непрерывной укладке бетона. В случае возникновения перерывов необходимо применять средства, повышающие сцепляемость двух слоев. Увеличение плотности бетона может быть достигнуто при использовании лент из ПВХ, соединяющих оба слоя;
7. Правильному уходу за забетонированной конструкцией. Следует удерживать бетон в увлажненном состоянии по меньшей мере 14 сут с момента окончания бетонирования. Для этого может быть использован препарат Гидролит, после распыления, которого по поверхности бетона образуется плотная пленка, защищающая материал от испарения воды. Кроме того, в течение 3-4 недель не следует допускать контакт конструкции с агрессивной средой.

Защита арматурной стали

Арматура, используемая для конструкций, возводимых вблизи действующих предприятий, выбрасывающих в атмосферу агрессивные газы и пыль, должна тщательно храниться и контролироваться. В отдельных случаях рекомендуется предварительная защита арматуры, например, латексно-цементным покрытием. Арматурная сталь для предварительно напряженных конструкций при наличии каких-либо коррозионных повреждений язвенного характера использоваться не может. Она должна храниться в помещениях с относительной влажностью ниже 60%. При этом недопустимо складирование арматуры непосредственно на земле.

Защита арматурной стали предварительно напряженных конструкций от коррозии может быть временной и постоянной.

Временную защиту арматурной стали можно обеспечить, используя латекспо-цементное покрытие или нафтеновое калийно-натриевое мыло.

Латексно-цементные покрытия применяются для защиты арматурной стали, расположенной на внешней стороне конструкции. Это покрытие является постоянным. Временная защита нафтеновым калийно-натриевым мылом применяется на время транспортировки, складирования, а также для защиты арматурных пучков в незаинъектированных каналах для арматуры. Покрытие следует смывать водой перед выполнением постоянной защиты.

Постоянная защита арматурной стали для предварительно напряженных конструкций достигается путем заполнения каналов для арматуры водно-цементными эмульсиями, выполнения защитного слоя в виде торкретбетона (в случае наружных пучков арматуры), защиты стали цинковыми покрытиями.

Проектирование кирпичных стен с учетом агрессивности среды

При выборе материала стен следует учитывать его стойкость к коррозионному воздействию, а толщину выбирать таким образом, чтобы не допустить конденсации водяных паров на внутренней поверхности.

Стойкость стен

Конденсация водяных паров внутри стены вызывает ее увлажнение и ухудшает тем самым изоляционную способность, а также приводит к повреждениям при размораживании в условиях низких температур. В таких стенах возможна коррозия при наличии агрессивных газов и пыли. Поэтому оценка конструкции стен только с точки зрения теплоизоляции недостаточна: необходимо проведение расчетов ее влажностного состояния.

Когда конструкция стен не удовлетворяет теплоизоляционным требованиям следует конструировать стены таким образом, чтобы материал с большим сопротивлением диффузии располагался с внутренней стороны или же применять пароизоляцию.

Наибольшей стойкостью к агрессивным воздействиям обладают кирпичные стены в воздушно-сухом состоянии.

В условиях агрессивной среды не рекомендуется использовать силикатный кирпич и газобетонные блоки. Более стойки стены из клинкерного кирпича марки 250 или 350 на цементном растворе, однако возможности применения таких стен ограничено техническим условиям.

Поэтому находят широкое применение многослойные наружные стены из многопустотного и клинкерного кирпича или стены других типов из неоднородных материалов, например:

• тип I - стена из многопустотного и клинкерного кирпича марки 250. Последний используется в качестве наружного слоя;
• тип II - стена из многопустотного и клинкерного кирпича марки 250;
• тип III - стена из газобетонных блоков и клинкерного кирпича марки 250;
• тип IV - стена из многопустотного кирпича с облицовкой клинкерным кирпичом марки 350 с одной или двух сторон;
• тип V - стена из полнотелого глиняного кирпича, утепленная слоем пеностирола.

В стенах из различных материалов допускается конденсация водяных паров (внутри стены), не вызывающая ее переувлажнения. Такие стены должны высыхать в течение летнего периода.

Для помещений с относительной влажностью воздуха больше 75% можно применять стены только типа V с пароизоляцией с внутренней стороны.

Стойкость стен этого типа к агрессивным воздействиям можно повысить, используя вместо сплошного керамического кирпича клинкерный марок 250 или 350 без штукатурки.

Проектирование вентилируемых совмещенных покрытий

В вентилируемой совмещенной крыше можно выделить три основных элемента: несущую конструкцию, теплоизоляцию, покрытие с воздушной прослойкой.

Конструкция вентилируемых совмещенных покрытий не должна допускать конденсации водяных паров внутри ограждения. Наиболее предпочтительным является сооружение из железобетонных сплошных покрытий. В многопустотных плитах конденсация возможна.

Теплоизоляция, применяемая в совмещенных кровлях, должна обладать большим термическим сопротивлением, незначительной гигроскопичностью и стойкостью к биологической коррозии. Из производимых в Польше материалов этим условиям лучше всего отвечают пеностирол и пеностекло. Хорошими утеплителями являются также пенополиуретан, минеральная вата, газобетон. Все эти материалы требуют защиты от увлажнения.

• Тип I. По несущей конструкции уложена пароизоляция, теплоизоляция из пеностирола, на которую укладываются волнистые асбестоцементные листы, образующие воздушные пустоты. Асбестоцемент выровнен керамзитобетоном, а сверху покрыт рубероидом на мастике. Несущая конструкция может быть выполнена из сборных или монолитных железобетонных плит.
• Тип II. Волнистые асбестоцементные листы уложены на деревянные опоры, образующие воздушные зазоры, а теплоизоляция выполнена из минераловатных матов.
• Тип III. Теплоизоляция выполнена из газобетонных плит.
• Тип IV. На пароизоляцию уложены газобетонные блоки, на которые опираются конструктивные фиброцементные плиты, покрытые слоем цементной стяжки и рубероидом на мастике. Часть пространства между блоками заполнена минеральной ватой, а выше оставлена воздушная прослойка.
• Тип V. Теплоизоляция выполнена из пеностирола, а конструктивные фиброцементиые плиты покрытия уложены на прокладки из пеностирола.

Выбор типа совмещенной крыши должен производиться на основе проверки теплофизических характеристик и влажностных условий.

Проектирование вентилируемых покрытий над помещениями с агрессивной средой

Если имеющиеся внутри помещений агрессивные среды значительно влияют на прочность кровли, ее необходимо изолировать. Это достигается выполнением герметичного перекрытия (из мятериала, устойчивого агрессивной атмосфере), подвешенного к конструкции совмещенной крыши а также путем постоянной подачи чистого воздуха. Применяются три основных типа вентилируемой кровли. Вариант решения следует применять в помещениях, где производство имеет непрерывный характер и воздух в помещения поступает сверху. В других случаях необходимо использовать совмещенную кровлю с подвешенным утепленным перекрытием. Конструкция применяется в случае высокой влажности внутреннего воздуха (больше 80%), а также при отсутствии приточной вентиляции сверху.

Материалы, используемые для изготовления подвесного перекрытия, должны быть устойчивы к воздействию агрессивных сред. Чаще всего применяются алюминий, искусственные материалы и стекло. При проектировании перекрытий из искусственных материалов необходимо обеспечить противопожарную безопасность.

Конструкция подвесного покрытия может состоять из профилей, изготовленных из химически стойкой стали, алюминия или из обыкновенной стали.

Применение легких ограждающих конструкций в агрессивных средах

Использование в производственных зданиях волнистого листового металла (стальные и алюминиевые листы), а также новых изоляционных материалов (пеностирола, минеральной ваты, утеплителей из вспененного полиуретана и фенолформальдегида) обеспечило быстрое развитие легких ограждающих конструкций.

В Центральном научно-проектном институте промышленного строительства «Бистип» разработаны новые легкие кровельные и стеновые покрытия для ограждающих конструкций отапливаемых промышленных зданий. К ним относятся стены из многослойных плит с пеностироловым заполнением и наружной облицовкой из прессованных асбестоцементных листов. Их можно использовать в помещениях с относительной влажностью воздуха до 60% (при температуре +18° С).

Стены из многослойных плит нельзя применять при действии паров органических растворителей (ацетон, бензин, бензол, тетрахлорметан, эфир, ксилол, стирол и т. п.), поскольку они разрушают структуру пеностирола. Плиты нельзя применять в помещениях, содержащих испарения соляной, серной кислоты, хлора, двуокиси серы, т. е. веществ, вызывающих коррозию асбестоцемента.

Однослойные плиты из стальных листов, утепленных минеральной ватой

Такие конструкции можно использовать для наружных стен в помещениях, где влажность воздуха не достигает 60%. Стальные тонкие листы, оцинкованные с двух сторон, могут использоваться в производстве, не содержащем агрессивную среду. Если в здании промышленного предприятия имеется цех травления, гальванический цех, склад кислот или из минеральной ваты в цехах, где нет агрессивной среды, а относительная влажность воздуха не превышает 60%.

Однослойные стены из профилированных алюминиевых панелей, утепленных минераловатными плитами можно использовать для наружных стен помещений, где относительная влажность воздуха не превышает 60% (при температуре +18°С) в случаях, когда нет агрессивной промышленной среды.

Стены из ограждающих панелей Монтомет

Панели состоят из пеанодированного или анодированного алюминия с утеплителем из пеностирола или минеральной ваты. Панели можно использовать для наружных стен помещений с относительной влажностью воздуха до 60%. В случае отсутствия агрессивной среды можно применять алюминиевые неанодированные плиты с утеплителем из пеностирола. Плиты, применяемые в условиях воздействия агрессивной среды, должны быть выполнены из анодированного алюминия. Кроме того, наружные поверхности панелей должны быть дополнительно защищены лакокрасочным покрытием. Плиты, утепленные пеностиролом, нельзя применять в средах агрессивных по отношению к этому материалу.

Стены из многослойных панелей

Стены из многослойных панелей с полиуретановым утеплителем и облицовкой из стальных листов могут использоваться как ограждающие конструкции в помещениях с относительной влажностью воздуха, не превышающей 90% (при температуре + 18°С), при условии тщательной герметизации стыков панелей. Эти стены не следует применять для тех помещений, где имеется агрессивная среда.

Стены из стеклопанелей типа Витролит применяются для облицовки помещений с агрессивной атмосферой и высокой относительной влажностью воздуха при условии тщательной герметизации швов эластичной тиоколовой мастикой, а также при специальной защите швеллеров, к которым крепятся стеклопрофили.

На заводе имени Ленина выпускают стальные профилированные листы, оцинкованные с двух сторон. На предприятии «Флориан» производство профилированных листов включает оцинковку с двух сторон и смазку, а также оцинковку и дальнейшее покрытие поверхностей защитной оболочкой.

Металлические листы можно покрывать защитной пленкой с одной и с двух сторон акриловыми или полиэфирно-силиконовыми эмалями. Предусматривается также нанесение пленки из ПВХ в случае особых коррозионных условий. Поверхности, не защищенные эмалями или пленкой, окрашивают защитным лаком.

Хорошо защищенные (вместе с соединительными элементами) стальные профилированные листы можно широко применять в легких ограждающих конструкциях, а также на предприятиях химической промышленности в условиях повышенной агрессивности.

Проектирование антикоррозионной защиты. Защита стальных конструкций

Защита стальных конструкций от действия агрессивной среды может быть обеспечена путем: выбора материала (тип стали); применения защитных металлических и лакокрасочных покрытий; использования электрохимической защиты.

Стали, устойчивые к действию коррозии, редко применяются для изготовления инженерных конструкций. Применение профилей из стали, стойкой к химической коррозии, ограничивается в основном изготовлением отдельных ограждающих элементов. Чаще применяются стали с небольшой примесью меди, стойкие к воздействию атмосферной коррозии.

Защитные металлические покрытия находят все более широкое применение в стальных конструкциях. Чаще применяются покрытия, наносимые металлизацией и горячим цинкованием. Металлизационные покрытия из цинка и алюминия имеют микропоры и в качестве защитного покрытия часто применяют в сочетании с лакокрасочными материалами. Комбинированные металлизационно-лакокрасочные покрытия отличаются большей долговечностью (около 20 лет), а также стойкостью к химическим воздействиям. Минимальная толщина металлизациоииых покрытий, применяемых в качестве основания под окрасочное покрытие, должна составлять 100 мкм.

Защита материалов методом погружения элемента в расплавленный металл (например, в цинк, олово, алюминий) обычно применяется для защиты от коррозии листового металла и стальных прокатных профилей.

Лакокрасочные покрытия являются наиболее распространенным видом защиты стальных конструкций вследствие простоты нанесения разнообразных лаков и красок, позволяющих приспособить покрытие к данным условиям эксплуатации. Они хорошо защищают конструкцию от атмосферных воздействий (влаги, воды, растворов солей и т. д.), а также устойчивы к действию агрессивных газов. Однако отрицательным фактором является ограниченная стойкость к действию кислот и щелочей.

Электрохимическая защита применяется главным образом для стальных трубопроводов в грунтах, а в отдельных случаях для стальных резервуаров.

Выбор лакокрасочных покрытий

Определяя состав покрытия, необходимо указывать: требования по подготовке поверхности для окраски и способ очистки; виды материалов, определяющих систему покрытия и метод их нанесения; количество слоев с указанием места нанесения (на заводе или на строительной площадке); общую толщину покрытия; время высыхания.

Лакокрасочное покрытие обеспечивает долговечность конструкции, а слои, нанесенные на заводе, защищают ее во время транспортировки, складирования и монтажа.

Число слоев покрытия и его требуемая общая толщина зависят от степени агрессивности среды.

При подготовке поверхности стали к окраске необходимо учитывать способ защиты металлоконструкции, который предусматривается на заводе. Раскроенные прокатные профили и листовой металл необходимо перед сборкой очистить и загрунтовать. После изготовления основного элемента места соединений следует еще раз зачистить и вновь загрунтовать.

На практике часто очистку и окраску выполняют после сборки элементов конструкции. Грунтовку следует производить непосредственно после зачистки основания. Число слоев и тип лакокрасочных материалов должны соответствовать проекту.

Хранение и транспортировка стальных конструкций

В случае хранения конструкций в течение 6-18 мес на открытом воздухе необходимо защитное покрытие, состоящее как минимум из двух слоев грунтовки и одного покрывного слоя.

Во время транспортировки покрытие конструкции должно оберегаться от повреждений путем закрепления, подкладок и прокладок.

Хранение конструкций на строительной площадке можно осуществлять в условиях, обеспечивающих защиту их от коррозионных воздействий.

Для этого необходимо укладывать элементы на деревянные подкладки высотой 30 см; не допускать увлажнения и запыления; осуществлять своевременный ремонт поврежденных участков конструкции.

Хранить элементы надо под навесом; на промышленных предприятиях со значительной агрессивностью среды в закрытых складских помещениях.

Перед началом монтажа необходимо проверить состояние конструктивных элементов, при необходимости провести их очистку и обновление.

Дополнительные слои лакокрасочных покрытий

Дополнительные слои лакокрасочных покрытий могут наноситься по требованию проекта до или после монтажа.

В сварных соединениях поврежденное при сварке покрытие нужно очистить до той степени чистоты, которая соответствует данному виду грунтовки, а затем восстановить все последующие слои.

По окончанию окрасочных работ, перед сдачей объекта в эксплуатацию, необходимо выдержать покрытие в помещении, не подвергающемся воздействию агрессивных сред. Требуемый период выдержки зависит от вида примененного покрытия (от 7 до 14 дней).

Эксплуатационный уход за окрашенными конструкциями и ремонт покрытий. Периодичность проведения контрольных проверок состояний лакокрасочных покрытий зависит от степени агрессивности среды:

Простым способом устранения дефектов является промывка поверхности и восстановление верхнего слоя в случае его незначительного повреждения. Повреждения более глубокие (третья степень агрессивности) требуют зачистки элементов конструкции до металла. Эта работа очень трудоемкая и дорогая, а качество ее обычно невысокое.

Защита железобетонных конструкций

В средах, сильно агрессивных по отношению к бетону и арматурной стали, необходимо применять дополнительную защиту конструкций: обработку поверхности (флюатирование, гидрофобизация и т. п.); применение лакокрасочных покрытий и изоляцию из рулонных и пленочных материалов, а также химически стойкую облицовку.

Тип защиты конструкции зависит от состава среды, а также от механических воздействий. Большинство из видов защиты требует при их нанесении на поверхность сухого основания.

В агрессивной газовой среде применяются прежде всего лакокрасочные покрытия (битумные, покрытия из масляных, эмульсионных и химически стойких красок и из синтетических смол).

На выбор типа покрытия влияет агрессивность среды, возможность образования трещин в конструкции. В таких случаях следует выбирать эластичные покрытия соответствующей толщины.

В агрессивных жидкостях применяются материалы, устраняющие проникание вредных элементов среды к поверхности конструкции. Такая защита может быть выполнена из армированного битума, пленочных покрытий (пленка ПВХ, полиизобутиленовая) или покрытий из синтетических армированных смол (эпоксидных, полиэфирных и др.).

При наличии механических воздействий необходима защита изоляции керамической облицовкой, укладываемой на химически стойкие мастики. Подобная облицовка применяется для защиты полов, фундаментов под насосы, в каналах, резервуарах и т. п. конструкциях.

В зависимости от характера нагрузок облицовка может быть облегченной (из плиток) или тяжелой (из кислотоупорного кирпича или дорожного клинкера).

Выполнение химической защиты бетонных и железобетонных конструкций

Перед началом работ по изготовлению химической защиты технический надзор и исполнители должны произвести приемку основания под покрытия. Все закладные элементы должны быть забетонированы до начала работ по выполнению защиты.

Бетонные поверхности должны быть чистыми, сухими (влажность до 4%), ровными (без раковин и трещин) с необходимыми уклонами.

Химическую защиту следует проводить в соответствующих условиях: относительная влажность воздуха не должна превышать 70%, температура воздуха и основания должна быть в пределах плюс 15°С-25°С (в течение времени выполнения работы и выдержки).

При проведении работ с использованием битумов минимальная температура может составлять +10°С. В случае использования специальных отвердителей можно изготовлять эпоксидные покрытия даже при температуре, близкой к 0° С, и при мокром основании.

Хранение и транспортировка материалов для работ по выполнению химической защиты должны производиться в соответствии с рекомендациями изготовителей.

Качество выполнения защиты обеспечивается: контролем строительных материалов и оснований под изоляцию; текущим контролем выполнения работ; межоперационной и окончательной проверкой слоев.

Долговечность химической защиты в значительной мере зависит от правильной эксплуатации помещений.

В зависимости от степени агрессивности среды осмотры следует проводить каждые 3 или 6 мес.

Ремонтные работы проводятся в соответствии со специально разработанным проектом антикоррозионной защиты.

Выбор химически стойких материалов

Зная степень агрессивности среды и ее параметры, можно проверить химическую стойкость изоляционных, облицовочных и вяжущих материалов, на основании которой определяется область их применения. Материалы, обладающие повышенной стойкостью, можно использовать в проекте для антикоррозионной защиты. Если же материал менее стоек, применение его должно осуществляться в комплексе с дополнительными мероприятиями, разработанными в проекте и способствующими увеличению долговечности.

Необходимо отметить, что агрессивные среды, представляющие собой смеси различных химических продуктов, могут действовать значительно сильней, чем они действуют в отдельности, так как даже небольшое загрязнение химическими соединениями может существенно повлиять на снижение химической стойкости материала. Поэтому при проектировании защиты необходимо после предварительного выбора материалов использовать по возможности результаты лабораторных и натурных испытаний. Это в особенности касается переменного воздействия агрессивных сред на строительные конструкции.

Исходные данные для проектирования

Технические данные, относящиеся к защите от коррозии, должны включать следующие сведения:

• описание типа производства с перечислением сырья, промежуточных и конечных продуктов, а также отходов;
• перечень химических соединений, используемых в технологическом процессе, с описанием их агрегатного состояния и указанием показателя рН;
• описание характера действия этих соединений на строительные материалы;
• состав агрессивных жидких сред, имеющихся в помещениях с описанием концентрации вредных веществ, рН, температуры, частоты воздействий и т. п.;
• характеристику твердых сред с указанием их гигроскопичности и растворимости;
• химический состав и концентрацию газов в воздухе;
• состав стоков от отдельных сооружений, их концентрацию, степень агрессивности и температуру;
• характеристику атмосферных осадков в районе проектируемого объекта.

  Исходные данные для разработки защиты объекта от коррозии должны также содержать данные о составе и уровне грунтовых вод и степени их агрессивности по отношению к бетону.

Конструктивные решения химически стойкой защиты

Примеры конструктивных решений облицовок состоят из описательной части и чертежей.

В описательной части приводится необходимая информация об условиях применения отдельных видов облицовки, а также требования по подготовке материалов; технология выполнения облицовки; инструкции по эксплуатации и ремонту облицовки, а также основные данные по технике безопасности, охране труда и противопожарной безопасности.

В разделе, содержащем чертежи, показан состав различных типов облицовок, а также отдельные конструктивные элементы в местах, в наибольшей степени подверженных коррозии.

Справочник содержит примеры технических решений различных типов химически стойкой облицовки. Чертежи сгруппированы в нескольких комплектах, поскольку для отдельных типов облицовки конструктивные решения идентичны (одинаковая толщина слоя мастики под керамикой и одна и та же ширина швов). В примерах содержатся решения следующих узлов: деформационные швы, плинтусы, трапы, лотки, обрамления отверстий в перекрытиях, пороги, прокладка трубопроводов через перекрытия, фундаменты.

Типы антикоррозийных облицовок

Тип А. Облицовка из керамической кислотоупорной плитки пола РКК-30-1, которая укладывается на битумную мастику по слою изоляции из битумной мастики со стеклотканью. Бетонное основание предварительно грунтуется Битизолем R, а керамика битумным лаком. Общая толщина 43 мм.

Тип В. Облицовка та же, но укладывается на слой дорожного клинкера А-1000-1. Общая толщина облицовки 93 мм.

Тип С. Облицовка из кислотоупорной метлахской плитки РКК-30-1, укладываемой на битумную мастику с расшивкой фенолформальдегидной замазкой, по слою из армированной битумной мастики. Бетонное основание предварительно грунтуется Битизолем R, а керамика - битумным лаком. Общая толщина обтицовки 43 мм. Существует два подтипа облицовки: С1 - расшивка швов мастикой KDB-110 (KWB-110) и С2 - расшивка швов мастикой KWM-112.

Тип D (подтипы D1 и D2). Облицовка как предыдущая, но укладывается на слой дорожного клинкера А-1000-1. Общая толщина облицовки 93 мм.

Тип Е. Облицовка из кислотоупорной метлахской плитки, неглазу рованиой, РКК-30-1, укладываемой на битумную мастику с расшивкой швов эпоксидной мастикой, со слоем непрерывной изоляции. Бетонное основание предварительно грунтуется Битизолем R, а керамика - битумным лаком. Общая толщина облицовки 43 мм.

Тип F. Облицовка та же, но укладывается на слой дорожного клинкера А-1000-1. Общая толщина облицовки 93 мм.

Тип G. Облицовка из кислотоупорной метлахской плитки РКК-30-1, укладываемой на эпоксидную мастику со слоем непрерывной изоляции из стеклопластика (эпоксидная мастика со стеклотканью). Бетонное основание предварительно грунтуется эпоксидной композицией. Общая толщина облицовки 36 мм. Два подтипа облицовки; G1 - жесткий эпоксидный стеклопластик; G2 - эластичный эпоксидный пластик из Эпидиана-112.

Тип Н (подтипы Н1 и Н2). Облицовка, как предыдущая, но из кислотоупорного кирпича KW1. Общая толщина облицовки 72 мм.

Тип J. Облицовка из кислотоупорной метлахской плитки РКК-30-1, укладываемой на полиэфирную мастику, со слоем непрерывной изоляции из стеклопластика на полиэфирной основе. Бетонное основание предварительно обрабатывается раствором фторсиликата цинка, а затем грунтуется полиэфирной композицией. Общая толщина облицовки 36 мм. Два подтипа облицовки: J1 - кислотостойкая облицовка на основе смолы Полималь-109; J2 - облицовка кислото- и щелочестойкая - на основе смолы Полималь-136А.

Тип К (два подтипа K1 и К2). Облицовка, как предыдущая, но из кислотоупорного кирпича KW1. Общая толщина облицовки 72 мм.

Тип L. Облицовка из кислотоупорной метлахской плитки РКК-30-1, укладываемой на эпоксидно-дегтевую мастику по слою непрерывной изоляции из эпоксидно-дегтевого пластика со стекло-сеткой. Бетонное основание предварительно грунтуется эпоксидной композицией. Общая толщина облицовки 36 мм.

Тип М. Облицовка, как предыдущая, но из кислотоупорного кирпича KW1. Общая толщина облицовки 72 мм.

Тип N. Облицовка из кислотоупорной метлахской плитки РКК-30-1, укладываемой на фурановую мастику KWF-114 со слоем непрерывной изоляции из эпоксидно-стеклянного жесткого стеклопластика. Бетонное основание предварительно грунтуется эпоксидной композицией. Общая толщина облицовки 36 мм.

Тип О. Облицовка, как предыдущая, но из кислотоупорного кирпича KW1. Общая толщина 72 мм.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)