Лакокрасочные материалы для отделки и защиты железобетонных конструкций от атмосферной агресии



Распределение ЛКМ по группам в зависимости от агрессивности среды приведено в табл. 1.

В качестве критериев вторичной защиты покрытий на бетоне рассматриваются: адгезия к защищаемой поверхности, диффузионная проницаемость, химическая стойкость, трещиностойкость, водонепроницаемость и морозостойкость бетона с покрытием.
Защитное действие бетона по отношению к арматуре определяется способностью цементного камня пассивировать сталь в щелочной среде – жидкой фазе щелочной природы. В подавляющем большинстве случаев коррозия металлов происходит по электрохимическому механизму. Неплотная структура бетона способствует быстрой нейтрализации щелочей кислыми жидкостями и газами, а хлориды, например, вызывают коррозию арматуры даже при сохранении высокой щелочности жидкой фазы.
Сохранность арматуры в тяжелых и легких бетонах обеспечивают повышением плотности самих бетонов, уменьшением их проницаемости, повышением их защитных свойств путем введения уплотняющих и ингибирующих добавок. В большинстве случаев ингибиторы используют в составе ускорителей твердения, модификаторов противоморозного действия, повышающих прочность, снижающих проницаемость бетона. При этом вопрос о защите стальной арматуры решается попутно. Со временем эффективность действия большинства ингибиторов снижается.
Европейская ассоциация коррозии подразделяет ингибиторы на три класса: поверхностно-активные (ПАИ), пленочные (ПИ) и мембранные (МИ). ПАИ преимущественно применяют в кислых и щелочных водных средах. Они сорбируются на поверхности и лакируют ее. ПИ действуют только в разбавленных электролитах, сорбируются на чистых металлических поверхностях и тормозят проникновение агрессивных агентов. МИ формируют пористые пленки на металлических поверхностях и оказывают тормозящее действие.
В бетонах с уменьшенным содержанием гидроксида кальция (автоклавного твердения или содержащих добавки, обладающие пуццолановой активностью) сохранность арматуры обеспечивается нанесением на нее специальных покрытий. Допустимым коррозионным поражением арматуры считается такое, при котором налет ржавчины может быть удален протиркой сухой ветошью. Для защиты арматуры применяется оцинковка, алюминиевое покрытие, использование порошковых полимеров, наносимых в электрическом поле с последующим оплавлением.
Защита арматуры, используемой в ячеистых и силикатных бетонах автоклавного твердения, осуществляется нанесением покрытий (обмазок) в виде холодной цементно-битумной мастики, горячих ингибированных битумно-цементной, латексно-минеральной и других видов обмазок. Толщина высушенного защитного покрытия на арматуре должна быть 0,3-0,4 мм при использовании холодной цементно-битумной мастики и не менее 0,5 мм – цементно-полистирольной. При нанесении покрытий в электрическом поле их толщина может быть уменьшена до 0,2-0,3 и 0,4 мм. Защита арматуры от коррозии, то есть ее длительная сохранность в процессе эксплуатации железобетонных изделий, зависит от способа изготовления этих изделий; соблюдения толщины защитных слоев бетона относительно расположения арматурных каркасов.
Методы защиты металлических поверхностей и конструкций от коррозийных процессов можно разделить на два основных направления: легирование и нанесение покрытий.
При защите легированием в металл вводят элементы, повышающие сопротивляемость сплава разрушению. Большей стойкостью к коррозии характеризуются высоколегированные, нержавеющие стали. Металлические покрытия наносят на металлы гальваническим, химическим, горячим способами, металлизацией. Гальванический способ заключается в создании тонкого защитного слоя на поверхности металла в результате электролитического осаждения из растворов солей другого металла. Например, оцинковка железных листов или закладных деталей. Химическая обработка металлических изделий обеспечивает создание на поверхности металла защитной пленки. При горячем способе покрытия изделия погружают в ванну с расплавленным защитном металлом: цинком, оловом или свинцом. Металлизация покрытий заключается в нанесении сжатым воздухом тончайшего слоя распыленного расплавленного металла на поверхность защищаемого от коррозии металлического изделия. К неметаллическим покрытиям относят: эмалирование, покрытие стеклом, листовым пластиком и плитками, напыление пластмасс и пр. Все эти способы защиты металлических поверхностей предполагают использование специального оборудования и реализуются вне строительной площадки.
Независимо от типа конструкции и условий ее эксплуатации наиболее простым и доступным способом борьбы с коррозией является применение защитных лакокрасочных покрытий (ЛКП). Они удобны в нанесении, обновимы, создают декоративный фон. Защитное действие их обусловливается либо механической изоляцией поверхности, либо химическим и электрохимическим взаимодействием покрытия и поверхности. Основными недостатками большинства ЛКП являются их ограниченные паро-, газо- и водопроницаемость, недостаточная термо- и в ряде случаев морозостойкость.
В зависимости от состава пигментов и пленкообразующей основы ЛКП могут выполнять роль барьера, пассиватора или протектора. Барьерная защита – это механическая изоляция поверхности. Ее эффективность зависит от проницаемости, стойкости покрытия, степени его сцепления с изолируемой поверхностью и быстроты появления в нем микротрещин. Нарушение целостности покрытия даже на уровне появления микротрещин предопределяет проникновение агрессивной среды к основанию и возникновение подпленочной коррозии. Пассивация поверхности металла с помощью ЛКП достигается при химическом взаимодействии металла и компонентов покрытия. К этой группе относят грунты и эмали, содержащие фосфорную кислоту, а также составы с ингибирующими пигментами, замедляющими или предотвращающими процесс коррозии. Протекторная защита металла достигается добавлением в материал покрытия порошковых металлов, создающих с защищаемым металлом донорные электронные пары. Для стали таковыми являются цинк, магний, алюминий. Под действием агрессивной среды происходит постепенное растворение порошка добавки, а основной материал коррозии не подвергается.
Долговечность защиты металла от коррозии с помощью ЛКП в значительной степени зависит от тщательности подготовки поверхности металла под покраску. Наиболее трудоемким процессом при этом является удаление продуктов коррозии. В некоторых случаях удаление ржавчины практически невозможно осуществить, что предполагает широкое применение материалов, которые можно наносить непосредственно на поверхности, поврежденные коррозией, – ЛКМ по ржавчине. К этой группе относят некоторые специальные грунты и эмали, используемые в многослойных или самостоятельных покрытиях.
На стадии изготовления металлических конструкций в заводских условиях осуществляется нанесение межоперационных грунтовок. К таким грунтовкам предъявляют следующие требования: обеспечение срока межоперационной защиты не менее одного года; невыделение вредных веществ при проведении сварочных работ и газовой резки; совместимость с покрывными ЛКМ. В пассивирующих грунтовках (ФЛ-03К, ГФ-0119, ГФ-063) содержатся пигменты-ингибиторы, которые подавляют катодные и анодные процессы коррозии за счет образования пленок или изменения рН среды на границе пленка-подложка. Протекторные грунтовки (ЭП-057, 65-71-92, ЦВЭС, Steelpant-Pu-Zink) содержат 90-95 % цинкового наполнителя, обеспечивающего катодную защиту железа. Механизм действия грунтовок-преобразователей ржавчины (ЭП-199, «Афал-1») заключается в химическом взаимодействии с продуктами коррозии металла с образованием малорастворимых соединений.



Назад в раздел