Чем обрабатывают свайный фундамент

Защита свай от коррозии – что предохранит металлические и бетонные поверхности

В вопросе долговечности свай большую роль играет защита бетонных и металлических поверхностей от коррозии. Первичной мерой устранения негативных процессов является использование при изготовлении изделий стойких к агрессивным условиям эксплуатации марок стали и бетона, а также различных добавок и наполнителей, значительно увеличивающих коррозионную выносливость материалов. Вторичная защита представляет собой обработку готовых изделий различными составами, в том числе битумными, полимерными, антисептическими, гидрофобизирующими и т.д.

На забивные, вибропогружные и винтовые сваи, изготавливаемые в заводских условиях, финишные покрытия наносят непосредственно на предприятии, что в значительной степени гарантирует качество изолируемого слоя. При затрудненном доступе к поверхностям, например в случае устройства буронабивных свай, антикоррозионные меры ограничиваются использованием определенных видов цемента и введением в состав бетона специальных добавок.

Определение требуемой защиты

Способы, предотвращающие негативные последствия при взаимодействии поверхности свай с грунтами, подземными водами и окружающей средой, разрабатываются еще на этапе проектирования. При этом учитываются конкретные условия площадки строительства, а именно:

• климат;
• химический состав и тип грунта;
• характеристика агрессивных составляющих и их концентрация;
• уровень грунтовых вод;
• риски подтопления;
• условия эксплуатации;
• механические нагрузки на фундамент;
• материал изготовления свай.

Данные принимаются, исходя из геологических изысканий участка, метеорологических карт, технического задания и расчетов. После обработки результатов принимается решение, каким образом можно будет защитить подземные конструкции от коррозии.

Железобетонные и металлические винтовые сваи имеют различные варианты антикоррозионной защиты, определенные в СНиП 2.03.11-85. Однако, указания нормативного документа не распространяются на радиационную коррозию изделий. В нем не рассматриваются, также, конструкции, выполненные из кислотостойких и полимербетонов, но определяются меры по максимальному устранению таких видов разрушения как:

• механическое;
• химическое;
• электрохимическое.

По степени воздействия срéды бывают неагрессивными или мало-, средне- и сильноагрессивными. Они могут находиться в жидком, газообразном либо твердом физическом состоянии.

Защитить от коррозии и увеличить срок эксплуатации подземных конструкций поможет своевременное определение предохранительных мер в проектной документации.

Защита металлических свай

Наиболее значимой для винтовых свай является химическая коррозия, появляющаяся на границе соприкосновения металлических поверхностей с водой или кислородом. Скорость разрушения, в этих случаях, во многом зависит от уровня кислотности (рН) среды и типа грунта. Чем ниже показатель рН, тем быстрее происходит процесс коррозии.

По данным исследований, глубина проникновения ржавчины в стенки незащищенной сваи за год зависит от характеристик грунта и составляет при размещении фундамента:

• в глине – 0,0032мм;
• в песке – 0,00292мм;
• на границе с водой/грунтом – 0,0814мм.

Также на скорость коррозии металлической сваи оказывает влияние размер ее заглубления. Под толщей грунта доступа кислорода к стенкам фундамента нет, поэтому его нижняя часть сохраняется лучше, хотя там свое действие может оказывать вода.

Защитить винтовые сваи помогает исключение взаимодействия воды и кислорода с металлом. Некоторые специалисты считают, что сама ржавчина, полностью покрыв поверхность, создает защитный слой, мешающий дальнейшему развитию коррозии. В результате негативные реакции прекращаются, и сваю с успехом вкручивают в грунт. Но разумнее будет, все же, воспользоваться более цивилизованными методами защиты, заключающимися в нанесении специальных пленок.

Не поддаются действию ржавчины винтовые сваи, изготовленные из нержавейки. Но они в несколько раз дороже изделий из черного металла.

Возникновение электрохимической коррозии связывают с попаданием электролита в виде водного раствора, находящегося в агрессивной почвенной среде, на стенки металлической сваи. Под действием блуждающих токов, появляющихся в результате различных утечек, в такой среде начинает происходить реакция электролитической диссоциации, разрушающая структуру металла. Единичные случаи во внимание не принимаются, но близость к трамвайным и железнодорожным путям, к подземной технике и метрополитену дают понять, что блуждающие токи могут иметь постоянный характер. На данный фактор следует обращать особое внимание.

Виды защитных мероприятий

В заводских условиях и непосредственно на стройплощадке винтовые сваи подвергаются целому комплексу антикоррозийных мероприятий, начиная с использования высоколегированных сталей и заканчивая заполнением свайного ствола цементным раствором, а также защитой участков, возвышающихся над землей. Технология монтажа фундамента требует тщательного соблюдения требований на каждом этапе работ. Только в этом случае металлические сваи получат 100% гарантию антикоррозийной защиты на длительный период времени.

Производители предлагают несколько видов покрытий:

• битумную мастику;
• лакокрасочные составы;
• холодное цинкование;
• полимерные смеси;
• термоусаживаемую пленку;
• комбинированную обработку и др.

Выбор защитного слоя зависит от многих факторов и заранее оговаривается с заказчиком. Цена и способ нанесения составов во многом влияет на формирование окончательной стоимости изделий.

Многие задаются вопросом о целесообразности антикоррозийной обработки винтовых свай в связи с тем, что покрытие, якобы, в процессе вкручивания стирается при взаимодействии с грунтом. Ради справедливости стоит отметить, что подобные случаи не редкость для металлических стволов с нанесенной на них битумной мастикой. Но свая, в этом случае, оголяется частично – только на острие и режущей кромке лопасти, а боковые поверхности остаются под слоем защиты.

Стершийся участок оказывается на глубине и практически не подвергается воздействию атмосферного кислорода, что значительно замедляет ржавление. Для сохранения покрытия в верхней части ствола, в точке установки сваи предварительно выкапывают ямки глубиной до 70см, благодаря которым защитный слой верха сваи остается нетронутым и цельным. После вкручивания конструкции до проектной отметки, ямки засыпают грунтом с послойной трамбовкой.

Защита от коррозии стенок винтовых свай с помощью полимерных составов и термоусаживающей пленки представляет собой более надежный, но дорогостоящий вариант обработки металлических поверхностей.

Битумная мастика

Высокоэластичная пленка создает водонепроницаемую пленку, способную надежно изолировать металл от негативных последствий воздействия влаги и кислорода. Мастика недорого стоит и легко наносится на поверхность, но также легко стирается при вкручивании металлической сваи. К тому же, битум оставляет черные пятна на поверхностях, с которыми соприкасается при транспортировке и хранении изделий, а также размягчается при высоких температурах.

Лакокрасочные покрытия

К данному сегменту относятся эмали, специальные краски и лаки. Такая защита считается надежной, наиболее простой и сравнительно недорогой. Она включает в себя нанесение грунтовочного и финишного слоя, в результате чего появляется покрытие, отличающееся:

• водонепроницаемостью;
• эластичностью;
• повышенной твердостью;
• химической и электрохимической пассивностью.

Вид ЛКМ выбирается в зависимости от марки стали, рельефности поверхности и габаритов металлической сваи, а также предполагаемых механических нагрузок (вибраций, ударов). Кроме того, учитываются внешние факторы, условия эксплуатации и ценовые критерии. К новому поколению красящих составов относятся смеси, в состав которых входят полиуретановые смолы, обладающие лучшими характеристиками по сравнению с эпоксидными аналогами.

Недостаток лакокрасочных покрытий очевиден. Далеко не все из них могут справиться с воздействием сил трения в момент вкручивания сваи в грунт, хотя современные полимерные составы показывают иные результаты. Их минусом является высокая стоимость.

Холодное цинкование

Металлическая поверхность обрабатывается специальными цинконаполненными красками, в составе которых содержится более 94% чистого цинка. Покрытие со временем уплотняется, образуя непроницаемый барьер и электрохимическую пару двух металлов. В результате все поры заполняются, что содействует появлению на сваях надежного щита, предотвращающего коррозию.

Холодное цинкование относится к дешевым, доступным и скоростным видам антикоррозионной защиты. Краска отличается высокой адгезией, но слой может легко разрушиться даже при малейших механических нагрузках.

После окончания электрохимической реакции, на поверхность сваи допускается наносить лакокрасочное покрытие.

Следует обратить внимание на одно важное требование, прописанное в СНиП. Оно заключается в недопустимости использования оцинкованных и других защитных покрытий из металла в грунтах или жидких средах, относящихся к средне- или сильноагрессивным и имеющих показатель кислотности менее 3 и более 11. Данное условие должно учитываться на стадии проектирования.

Термоусадочные кожухи

Изготавливаются из материалов, устойчивых к механическим воздействиям и агрессивным средам. Как правило, термоусадочные трубки или пленки располагают на винтовых сваях в наиболее слабом месте – на выходе металлического ствола из грунта. Их устанавливают с запасом в обе стороны от планировочной отметки на 10-15см.

Пластичную насадку прогревают, после чего она уменьшается в диаметре, плотно охватывая сваю. В результате получается дополнительная герметичная изоляция.

Внутренняя защита

Полости винтовых свай не допускается оставлять незаполненными. После установки в проектное положение их бетонируют, во избежание попадания внутрь атмосферного кислорода и воды. В зимнее время в раствор добавляют специальные присадки.

Защита бетонных и железобетонных свай

В процессе коррозии бетона происходит выщелачивание его растворимых составляющих, образование соединений, не имеющих вяжущих свойств и накопление малорастворимых твердеющих солей. В результате неблагоприятные участки в холодный период времени замораживаются, после чего бетон подвергается механическому разрушению.

К первичной защите забивных, вибропогружных и буронабивных свай относится:

• использование стойких к агрессивным средам бетонов;
• применение специальных добавок, снижающих проницаемость и повышающих защитную функцию бетона по отношению к арматурным стержням, заложенным в свае;
• соблюдение конструктивных требований.

Вторичная защита представляет собой обработку бетонных поверхностей уже готовых изделий различными составами:

• мастичными обмазочными;
• окрасочными;
• пропиточными;
• гидрофобизирующими;
• антисептическими.

В нормативах указывается, что для свай следует выбирать марку бетона по водонепроницаемости не ниже W6, а пропитки и покрытия должны быть настолько прочными, чтобы в процессе погружения фундаментного столба они не смогли потерять свои защитные свойства. Устойчивость окрасочного или обмазочного слоя проверяют после нанесения состава и сушки изделия путем предварительных испытаний.

Битумные защитные покрытия для забивных свай не рекомендуется использовать на участках с песчаными и гравелистыми грунтами.

В зависимости от агрессивности среды, в которой предполагается разместить забивные или вибропогружные свайные фундаменты, определяется вариант защитного покрытия, максимально ограничивающего появление коррозии:

• при слабой агрессивности – допускается наносить холодные и горячие битумные мастики;
• при средней агрессивности – выбор оставляют за составами на основе лака ХП734 или полиизоцианата;
• при сильной агрессивности – используют полимерное эпоксидное покрытие, пиропласт, а также пропитку глубиной более 5мм стирольно-инденовыми смолами или полиизоцианатом.

Защита железобетонных свай от электрокоррозии производится в случае расположения строения в поле блуждающего тока или при использовании конструкции в качестве заземлителя. Меры, ограничивающие негативное влияние, описывают в проектной документации после досконального изучения проблемы.

Источник

Защита свай от коррозии: найдены секреты

Защита свай от коррозии

В малоэтажном строительстве сегодня активно применяются свайные основы. Сооружаются они с помощью железобетонных или же металлических винтовых свай. В производстве первых применяют армокаркас и особо прочные марки бетона. Так обеспечивается защита свай от коррозии, влияния агрессивного характера. Несмотря на то, что каркас изготавливается из железной арматуры, он надежно защищен толстым бетонным слоем. Следовательно, о дополнительной защите данных изделий заботиться не стоит. Они прослужат десятилетиями, не требуя ремонта или замены.

Винтовые опоры

Для достижения максимальной долговечности винтовых, металлических изделий производители пользуются различными способами. Самым злейшим врагом такого стального проката считается коррозионный процесс. Это приводит к их постепенному разрушению. Вызван такой процесс влиянием влаги. Она содержится в грунте. Поэтому необходима дополнительная защита свай от коррозии. Она предотвращает вредное влияние влаги и увеличивает эксплуатационный срок стальных основ. Используются для этого различные антикоррозионные составы, которые наносятся на наружные стенки труб. Однако прежде чем говорить об этих смесях, необходимо разобраться в причинах коррозионных процессов.

Виды и защита свай от коррозии

Винтовые опоры всегда закручиваются в толщу земли. На поверхности остается лишь незначительная часть. Следовательно, больше половины опоры соприкасается с почвой. Изнутри такие столбы являются полыми, заполненными воздухом или же бетонной смесью. Любая почва в своем составе имеет определенный процент влаги. Температурные перепады и давления грунта вызывают скопление конденсата и изнутри. Таким образом происходит попадание влаги не только на внешнюю, но и внутреннюю структуру. Влага часто содержит различные химические вещества агрессивного характера. Они являются злейшими врагами металла.

Результатом влияния молекул влаги является окисление. Это приводит к необратимым разрушительным процессам. Постепенно нарушается кристаллическая решетка материала. Существует три вида эрозии:

1. Механическая;
2. Электрохимическая;
3. Химическая.

Каждый из перечисленных типов эрозии имеет свою специфику. Зависит это от характера воздействия на материал.

Химическая эрозия

С участием различных веществ, содержащихся в почве, происходит разрушение внешних слоев. Именно они соприкасаются больше всех остальных частей с агрессивными компонентами. Кроме грунта процесс может быть вызван влиянием атмосферного воздуха. В результате происходит реакция, вызванная влагой. Поверхность окисляется, образуется ржавчина, которая постепенно разъедает металл.

Скорость окисления напрямую зависит от количества кислорода, содержащегося в земле. Кроме этого земельные участки классифицируются по уровню кислотности. Данный параметр обозначается символами рН. Если он высокий, эрозионные явления ускоряются. Низкое насыщение земли кислородом препятствует развитию окисления.

Электрохимическая эрозия

В грунтовой воде растворены различные вещества. Прежде всего это солевые и кислотные компоненты. Поэтому она становится отличным электропроводником. Сравнить такую влагу можно с аккумуляторным электролитом. В земной коре много блуждающих электротоков. Причинами их образования являются поврежденные электрокабеля, железнодорожное полотно, а также различные заземлители.

Погруженный в грунт металл не имеет достаточного сопротивления. Поэтому токи легко переходят в этот материал. Затем возвращаются в почву. Постоянное прохождение таких токов через стальные опоры приводит к их постепенному разрушению. В этих ситуациях спасти может лишь защита свай от коррозии.

Механическая деформация

Данный тип вызван механическими нагрузками. Это может быть земля или же воздух, с которыми соприкасается винтовой столб. Прежде всего, во время закручивания на изделие оказывается огромное давление почвы. Сильные скачки температуры имеют разрушающее влияние не только на поверхность изделия, но и на лопасти.

Качественная защита свай от коррозии позволит сократить влияние такого характера. Тем самым увеличивается эксплуатационный срок свайных основ. Они обретают достаточную стойкость к различным факторам агрессивного характера.

Способы защиты

Окружающая среда воздействует на железо очень сильно, вызывая постепенное разрушение материала. Такой процесс проходит постепенно. Сначала повреждаются поверхностные слои. Производители борются с этим увеличивая толщину металлопроката. Стальной прокат с толстыми стенками служит дольше. Они также утолщают лопасти. Однако толстостенные изделия отличаются большим весом. Как известно от данного параметра зависит стоимость материала. Следовательно, фундамент из утолщенных опор обойдется дороже.

Для этих целей нередко применяются легирующие добавки. Чаще всего это нержавеющая сталь. Она представляет собой сплав:

Все перечисленные металлы и вещества предотвращают окисление стали. Очевидно, наиболее качественными будут опоры, полностью сделанные из нержавейки. Однако такое основание обойдется собственникам в разы дороже. Аналогичного эффекта производители достигают путем использования особых марок стали. Это касается сплава ст20. Также нередко встречается марка ст30ХМА. Железные столбы из этих сплавов меньше подвержены эрозии и выдерживают реакцию любых компонентов. Этого нельзя сказать о рядовых стальных сплавах. В пример можно привести ст3.

Наибольшему разрушению подвержены приповерхностные слои металлических столбов. Следовательно, качественная защита свай от коррозии подразумевает их обязательное окрашивание. Также существует метод цинкования. Параллельно применяют метод бетонирования внутренней полости. Он позволяет предотвратить окислительные процессы внутри изделий. Бетонирование преграждает путь кислороду, вызывающему коррозионные процессы.

Оптимальная толщина

Защита свай от коррозии подразумевает увеличение толщины их стенок. Выбирается она с учетом кислотности/влажности почвы участка, на котором планируется закладка свайного основания. Если перечисленные параметры высокие, необходимо увеличить и толщину. Это касается не только стенок, но и лопастей. Следовательно, до закладки фундамента, необходимо выполнение геолого-геодезических изысканий на выбранном участке. Во время таких работ профильные инженеры детально изучают структуру грунта, добывают необходимые данные, анализируют их. Геологическая разведка считается обязательным этапом перед началом строительства.

Если добавить к имеющейся толщине миллиметр, эксплуатационный срок опорной трубы вырастет на десять-двадцать лет. Такие столбы можно вкручивать даже на участках, где отмечаются особо агрессивные среды. Хотя, такое увеличение толщины вызывает подорожание стоимости металлопроката до 30 процентов. Параллельно растут затраты на закладку основы будущего сооружения. Отдельно следует учесть сложности, возникающие при утолщении лопастей. Двух-, трех-миллиметровые лопасти режутся обычными инструментами. Однако резка сравнительно толстых листов выполняется на сложном оборудовании. Это могут быть специальные гильотинные ножницы или же иные станки. Утолщение стенок приводит к существенному росту массы. Данный показатель достигает 40 процентов. Это усложняет транспортировку и установку металлопроката. В конечном итоге стоимость закладки основы растет. Легковесные металлические опоры вкручиваются вручную. А для монтажа их тяжелых аналогов придется арендовать спецтехнику. А это дополнительные расходы, которые обязательно отразятся на общей стоимости фундамента.

Антикоррозионные покрытия

Лучшая защита свай от коррозии – это специальные покрытия. Чаще всего производители используют для таких целей обычные лакокрасочные материалы. Благодаря им обеспечивается качественная защита от эрозии и окисления. Идеально подходит антикоррозионное лакокрасочное покрытие на участках с низким процентом влажности. Лакокрасочный состав не подвержен воздействию воды. Никакие химические реакции не развиваются. Он обеспечивает и механическую безопасность столбов. Такое покрытие является нейтральным по отношению к блуждающим токам. Следовательно, бояться их воздействия не стоит. Сегодня используются двухслойные антикоррозионные покрытия. Первый из них является грунтовочным. Он выполняет функцию адгезионного слоя. Затем на него наносится основной слой. По-другому его называют покрывным. По способу нанесения различают несколько видов покрытий. Среди них необходимо выделить нанесение:

1. Кистью;
2. Краскопультом;
3. Электростатическим распылителем.

Нанесение лакокрасочных материалов кистью считается наиболее трудоемким процессом. Кроме этого данный способ профессионалы называют малоэффективным. Краскопульт существенно ускоряет работ. Он помогает в ровном распределении состава. Однако наиболее качественным считается электростатическое распыление. Благодаря ему мастера имеют возможность заполнения лакокрасочным составом даже мельчайшие поры металлической поверхности. Специальное оборудование для такого распыления не используется. Большие производственные предприятия применяют для этих задач специальные камеры. Окрашенные в таких боксах трубы отличаются высочайшим качеством окраски.

Значение имеет и тип лакокрасочного состава. Разрабатываются такие составы с учетом климатических условий, в которых будут использоваться винтовые сваи. Также производители учитывают агрессивные среды. Самыми распространенными считаются покрытия, базисом которых являются полиуретановые смолы. Отличаются такие составы высокими адгезионными свойствами. На них не действуют различные факторы. Отличаются покрытия и стойкостью перед сильными температурными перепадами.

Камерное окрашивание

Используемое большими производственными предприятиями камерное окрашивание имеет ряд преимуществ. При вкручивании изделий в землю они подвергаются большим истирающим нагрузкам. Под таким воздействием некачественное покрытие легко сходит с поверхности. Образуются очаги, на которых в дальнейшем развивается окисление. Ржавчина постепенно проедает трубы, вызывая разрушение всего помещения. Особое внимание при окраске следует уделять лопастях. Наиболее уязвимыми считаются места сварки. Если в этих участках лакокрасочный состав будет нанесен неравномерно и некачественно, произойдет быстрое развитие эрозии. Следовательно, лакокрасочная защита свай от коррозии должна быть достаточно прочной.

Оцинкованное покрытие

Данный вид также используется для предотвращения повреждения винтовых опор. Называется он горячим цинкованием. Тонкая цинковая пленка гораздо прочнее, чем лакокрасочные слои. Реакции цинковой пленке не грозят. Цинк считается достаточно стойким металлом, выдерживающим воздействие влаги. Этого нельзя сказать о сплавах железа. Хотя для нанесения такой пленки используется специальное оборудование. Отличается оно технологической сложностью. Кроме этого покрываемая площадь должна быть большой. Этим и обусловлена высокая стоимость оцинкованных винтовых труб. После оцинковки специалисты советуют нанести на поверхность специальную гидрофобную мастику. Особенное внимание следует уделить нижней части ствола. Именно она подвергается наибольшему воздействию агрессивных сред и различных веществ, содержащихся в почве.

Заливка бетоном

Лакокрасочные составы можно нанести и на внутренние стенки труб. Однако это требует полного погружения столба в заранее подготовленную ванну с краской. В обычных условиях это достаточно проблематично. Позволить данную манипуляцию могут только большие предприятия, имеющие соответствующее оборудование. Гораздо оптимальнее залить в полость бетонный раствор. Выполняется это после вкручивания винтового ствола. Заливка происходит перед надеванием оголовка. В приготовлении раствора используется обычная песчано-цементная смесь, разбавленная водой. Когда она затвердеет, предотвращается контакт полости с кислородом. Именно такой контакт является причиной окисления. Бетонирование увеличивает и несущую способность столбов.

Заключение

В производстве защита свай коррозии занимает особое место. Это обусловлено множеством факторов. Производители заботятся о качестве выпускаемой продукции, стараясь предложить потребителю долговечные, коррозиестойкие и доступные по стоимости изделия. Игнорирование проблемы приведет к существенному сокращению эксплуатационного срока железных опор. Особое внимание заказчики должны уделять вкручиванию стволов. Необходимо тщательно контролировать рабочих, чтобы не происходило повреждение металлопроката во время установки. Истирание антикоррозионного покрытия непременно приведет к образованию и разрастанию ржавчины. Кроме механического следует бояться и электрохимического воздействия. Также опасны различные химические вещества, содержащиеся в земле и растворенные в жидкости. Следовательно, необходимо заказывать только сертифицированный материал, который сопровождается соответствующей документацией.

Существуют правила нанесения антикоррозионных слоев, прописанные в соответствующем ГОСТе. Необходимо убедиться, что производитель придерживается этих правил. При покупке такого металлопроката особое внимание следует уделить сварным соединениям. Обработка таких соединений должна быть качественной.

Уязвимыми участками считаются наконечники стволов. Также опасны стыки лопастей. Учитывая вышеперечисленные нюансы, покупать подобные стройматериалы в кустарных цехах не стоит. Только профильное предприятие, работающее по общепринятым стандартам, может гарантировать высочайшее качество своей продукции и подтвердить это соответствующей документацией. Высококвалифицированные специалисты, работающие на таких предприятиях, помогут в выборе подходящего вида винтовых стволов и посоветуют подходящий способ монтажа. Это позволит собственникам избежать в дальнейшем проблем с эксплуатацией и дополнительных трат на ремонт фундамента. Разрушение структуры материала основания приведет к деформации помещения. В дальнейшем произойдет обрушение конструкции. Следовательно, каждый параметр, касательно качества или же защита свай от коррозии имеет огромное значение в строительстве любой сложности

Источник