Антикоррозионная защита



Защита минеральных поверхностей от атмосферных воздействий осуществляется их покрытием специальными штукатурными растворами, плиткой или защитно-декоративными блоками, созданием специальных фасадов, пропиткой гидрофобизирующими жидкостями, применением лакокрасочных материалов, использованием для ремонтных работ (ликвидации трещин, раковин, мелких отколов) и заделки швов мастик или шпатлевок, полимербетонов. По соотношению эффективности и стоимости предпочтение отдается покрытиям на основе лакокрасочных материалов, по долговечности, надежности и универсальности – полиуретановым.
С учетом серьезности ситуации многими фирмами разработаны комплексные системы восстановления поврежденных поверхностей с их последующей коррозионной защитой. Эти системы включают санацию поверхности (ее «оздоровление» от биологических, химических и механических повреждений), нанесение грунтовочных слоев и финишных атмосферо- и коррозионностойких покрытий. Некоторые из этих систем представлены в настоящем разделе.
Современные строительные материалы на основе цемента в неблагоприятных условиях или при некорректной эксплуатации быстро приобретают поверхностные разрушения и глубинные волосяные трещины. В железобетонных конструкциях появляются изломы по линиям напряжений, сколы, обнажения арматуры с ее интенсивным разрушением. Особенно быстрые и сильные разрушения бетона (железобетона) и камня наблюдаются при совместном действии низких температур (мороза), глубокого водонасыщения и электролитов: кислот, щелочей, солей; влажности и продуктов метаболизма.
Для повышения стойкости бетона при коррозии первого и второго вида используют бетоны повышенной плотности, естественную или искусственную карбонизацию его поверхностного слоя, вяжущие или добавки, обладающие пуццолановой активностью, гидроизоляцию поверхности, облицовку, покраску, поверхностную пропитку. Основные мероприятия по предотвращению коррозии третьего вида – это выбор цемента в зависимости от условий службы конструкции и степени агрессивности среды; повышение плотности бетона; введение добавок, увеличивающих растворимость гидрата окиси кальция и сульфата кальция. В общем, методы защиты сводятся к введению добавок, изменяющих в нужном направлении свойства бетона, и различным приемам его барьерной защиты.
В отсутствии влаги химического взаимодействия цементного камня с газами практически не происходит. Коррозия бетона в агрессивных газовых средах определяется механизмом взаимодействия газа и бетона.
В микробиологическом разрушении камня основная роль принадлежит автотрофным бактериям, которые не нуждаются для своего развития в органических веществах. К этой группе относят нитрифицирующие (выделяющие в процессе своего метаболизма азотную кислоту) и тионовые бактерии (окисляющие соединения серы до серной кислоты), в том числе сульфаторедуцирующие, окисляющие сероводород, тиосульфат, политионаты до серной кислоты.
Серьезные повреждения природного и искусственного камня могут вызывать также плесневые грибки; некоторые из них могут стать причиной аллергических заболеваний. В отличие от бактерий они не способны к самостоятельному синтезу органических веществ и существуют за счет готовых форм таких соединений. Поэтому грибки обычно встречаются на загрязненных поверхностях камня или при наличии в нем органических веществ (в том числе и органических модификаторов). Преобладающими являются представители видов Penicillium, Aspergillus, Cephalosporum, Thichoderma.
Причина разрушения камня грибками – выделение ими органических кислот, таких, как лимонная и щавелевая. Эти кислоты могут образовывать с минералами растворимые комплексные соединения. Воздействие органических кислот вызывает снижение поверхностной прочности бетона, разрыхление его наружного слоя, осыпание штукатурки, частичное разрушение стен и потолков. Образование налета плесени на поверхности конструкций значительно ухудшает санитарно-гигиеническое состояние помещений, их внешний вид.
В условиях резкого углеродного голодания (отсутствия органики) и при наличии в субстрате доступных источников азота (воздуха) грибки способны вести себя как бактерии – нитрификаторы: добывать энергию путем окисления аминного и аммиачного азота до нитратов, продуцируя азотную кислоту. При контакте с древесиной, пораженной присущими ей грибками (например Serpula lacrimas), нитевидные грибницы последних переходят на влажные поверхности таких материалов, как бетон, керамика, известняк, проникая в их внутренние области.
Бактерии могут активно воздействовать не только на бетон, но и на стальную арматуру и металлы вообще. В наибольшей мере на металлы воздействуют бактерии, образующие кислоты: сульфаторедуцирующие, нитрифицирующие и тионовокислые. Действие микроорганизмов носит биоэлектрохимический характер. Бактериальная деполяризация железа приводит к активизации процессов взаимодействия сульфатов с водородом. Образующийся при этом сероводород активно связывается с ионами железа с образованием сернистого железа. Получающийся попутно углекислый газ понижает пассивность стальной арматуры и тормозит образование защитных пленок.
Защита материалов от биокоррозии основана на использовании биологически активных химических веществ, способных предотвращать развитие, ослаблять или прекращать жизнедеятельность вредоносных организмов. Такие вещества и препараты называют биоцидами, а отдельные из них – антисептиками, техническими пестицидами, препаратами комплексного действия. В качестве химических средств защиты применяют различные группы веществ: фунгициды и бактерициды – для защиты от грибков и бактерий различного вида; альгициды и моллюскоциды – для защиты от обрастания в водной среде водорослями и моллюсками трубопроводов, гидротехнических сооружений, морских судов, систем водоснабжения и мелиорации; инсектициды и гербициды – для защиты от насекомых и от обрастания растениями высших форм; зооциды, в том числе родентициды, – для защиты от позвоночных животных, в том числе от крыс, мышей и других грызунов.
В качестве химических средств защиты применяют вещества, относящиеся к различным классам: неорганические соединения – окислы и соли бора, меди, хрома, цинка, мышьяка; органические соединения – фенолы и хлорфенолы, производные карбоновых, оксикарбоновых, карбаминовых, тиокарбаминовых кислот, гетероциклические соединения, а также элементоорганические и комплексные соединения олова, меди, свинца, цинка, мышьяка, кремния, ртути. Для предотвращения поселения биологических агентов в теле бетона или в строительном растворе поверхность сооружений покрывают биоцидными и пленкообразующими составами, пропитывают биоцидными растворами или вводят модификаторы биоцидного действия в бетонную смесь вместе с водой затворения.
Наиболее распространенной формой защиты минеральных поверхностей от атмосферных явлений в целом и от коррозионных процессов в частности является барьерная защита: применение различных покрытий и поверхностных пропиток. Эффективными материалами, обладающими высокими атмосферо-, тепло- и морозостойкостью, являются композиции на основе кремнийорганических соединений (КОС). Эти материалы (в том числе и отечественные) широко применяют в России. В США основными фирмами, производящими КОС, являются Dow Corning, выпускающая каучуки, смолы, модификаторы цементных систем, Union Carbid Corp, занимающая третье место по продаже КОС и органофункциональных силанов; в Великобритании – ICI; во Франции – Rhone-Poulenc, занимающая четвертое место по продажам КОС и выпускающая в широком ассортименте силиконы; в Германии – фирмы Yoker-Chemie, Goldshmit, первой из которых принадлежит ведущая роль в создании силиконовых эластомеров холодной вулканизации – клеев-герметиков марки Elastosil.
Упрочнение, повышение водонепроницаемости, морозостойкости и коррозионной стойкости бетона достигаются его пропиткой низковязкими мономерами с последующей полимеризацией. В качестве пропитывающих материалов используют метилметакрилат, стирол, смесь стирола с дивинилбензолом.
Наибольшее распространение для отделки и вторичной защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций получили системы лакокрасочных и мастичных покрытий. Применяют краски силикатные (ГОСТ 18958), полимерцементные (ГОСТ 19279), водно-дисперсионные (ГОСТ 28196), полимерные лаки и краски: поливинилацетатные, бутадиенстирольные, глифталевые, акрилатные, перхлорвиниловые, пентафталевые, карбамидные и масляные (ГОСТ 9825, ГОСТ 28246, ГОСТ 28456). По степени агрессивности воздействия среды (в соответствии со СНиП 2.03.11-85) ЛКМ подразделяют на группы: I и II (слабая агрессивность среды), III (средняя), IV (сильная).



Назад в раздел