Хімічно стійкі матеріали для захисту будівельних конструкцій від корозії
Корозія металу і бетону
Широке застосування нових високоякісних матеріалів та підвищеннядовговічності конструкцій за рахунок проведення протикорозійного захисту --один з важливих народногосподарських завдань. Практика показує, що тількипрямі безповоротні втрати металу від корозії становлять 10 ... 12% усієївиробленої сталі. Найбільш інтенсивна корозія спостерігається в будівлях іспорудах хімічних виробництв, що пояснюється дією різнихгазів, рідин і дрібнодисперсних часток безпосередньо на будівельніконструкції, обладнання та споруди, а також проникненням цих агентівв грунти і дією їх на фундаменти. Основним завданням, що стоїть передпротикорозійного технікою, є підвищення надійності захищаєтьсяобладнання, будівельних конструкцій та споруд. Це повинноздійснюватися за рахунок широкого застосування високоякісних матеріалів, ів першу чергу епоксидних смол, склопластиків, полімерних подслоечнихматеріалів і нових герметиків.
Корозія: процес руйнування матеріалів внаслідок хімічних абоелектрохімічних процесів. Ерозія - механічне пошкодження поверхні.
За характером самого процесу корозії поділяють на дві основні групи:хімічну і електрохімічну. Хімічна корозія протікає внеелектролітів - рідинах, не проводять електричного струму і в сухихгазах при високій температурі. Електрохімічна корозія відбувається велектролітах і у вологих газах і характеризується наявністю двох паралельнощо йдуть процесів: окислювального (розчинення металів) івідновного (виділення металу з розчину).
За зовнішнім виглядом корозію розрізняють: плямами, виразками, крапками,внутрікрісталлітную, підповерхневих. За характером корозійної середовищарозрізняють наступні основні види корозії: газову, атмосферну,рідинну і грунтову.
Газова корозія відбувається за відсутності конденсації вологи наповерхні. На практиці такий вид корозії зустрічається при експлуатаціїметалів при підвищених температурах.
Атмосферна корозія відноситься до найбільш поширеній увазіелектрохімічної корозії, тому що більшість металевих конструкційексплуатуються в атмосферних умовах. Корозія, що протікає в умовахбудь-якого вологого газу, також може бути віднесена до атмосферної корозії.
Рідинна корозія в залежності від рідкого середовища буває кислотна,лужна, сольова, морські та річкові. За умовами впливу рідини наповерхню металу ці види корозії отримують додаткові характеристики: зповним і змінним зануренням, краплинна, струминна. Крім того похарактеру руйнування розрізняють корозію рівномірне і нерівномірне.
Бетон і залізобетон знаходять широке застосування якконструкційного матеріалу при будівництві будинків і споруд хімічнихвиробництв. Але вони не володіють достатньою хімічною стійкістю протидії кислих середовищ. Властивості бетону і його стійкість в першу чергузалежить від хімічного складу цементу з якого він виготовлений.
Найбільше застосування в конструкціях і обладнанні знаходять бетони напортландцементі. Причиною низької хімічної стійкості бетону до діїмінеральних і органічних кислот є наявність вільної гідроокисукальцію (до 20%), трехкальциевого алюмінату (3CaO (Al2O3) і іншихгідратованих сполук кальцію.
При безпосередній дії кислих середовищ на бетон відбуваєтьсянейтралізація лугів з утворенням добре розчинних у воді солей, апотім взаємодія кислих розчинів з вільним гідроксиду кальцію зосвітою в бетоні солей, що володіють різною розчинність в воді.
Корозія бетону відбувається тим інтенсивніше, чим вище концентрація воднихрозчинів кислот. При підвищених температурах агресивного середовища корозіябетонів прискорюється. Кілька більш високої кислотостійкості володієбетон, виготовлений на глиноземистому цементі, з-за зниженого змістуоксиду кальцію. Кислотостійкості бетонів на цементах з підвищенимвмістом оксиду кальцію в деякій мірі залежить від щільності бетону.
При більшій щільності бетону кислоти роблять на нього дещо меншедію через труднощі проникнення агресивного середовища всерединуматеріалу.
Лугостійкість бетонів визначається головним чином хімічнимскладом в'яжучих, на яких вони виготовлені, а також лугостійкістьдрібних і великих заповнювачів.
Збільшення терміну служби будівельних конструкцій та обладнаннядосягається шляхом правильного вибору матеріалу з урахуванням його стійкості доагресивних середовищ, що діють у виробничих умовах. Крім того,необхідно вживати заходів профілактичного характеру. До таких заходіввідносяться герметизація виробничої апаратури і трубопроводів, хорошавентиляція приміщення, вловлювання газоподібних і пилоподібних продуктів,що виділяються в процесі виробництва; правильна експлуатація різнихзливних пристроїв, що виключає можливість проникнення в грунтагресивних речовин; застосування гідроізолюючих пристроїв та ін
Безпосередній захист металів від корозії здійснюється нанесеннямна їх поверхню неметалевих і металевих покриттів або зміноюхімічного складу металів у поверхневих шарах: оксидуванням,Азотування, фосфатуванням.
Найбільш поширеним способом захисту від корозії будівельнихконструкцій, споруд та обладнання є використаннянеметалічних хімічно стійких матеріалів: кислототривкої кераміки,рідких гумових сумішей, листових і плівкових полімерних матеріалів
(вініпласту, полівінілхлориду, поліетилену, гуми), лакофарбовихматеріалів, синтетичних смол і ін Для правильного використаннянеметалічних хімічно стійких матеріалів необхідно знати не тільки їххімічну стійкість, але і фізико-хімічні властивості, що забезпечуютьумови спільної роботи покриття і поверхонь. Привикористанні комбінованих захисних покриттів, що складаються з органічногопідшару і футеровочних покриття, важливим є забезпечення на подслоетемператури, що не перевищує максимальної для даного виду підшару.
Для листових і плівкових полімерних матеріалів необхідно знативеличину їх адгезії з захищається поверхнею. Ряд неметалічниххімічно стійких матеріалів, які широко використовуються в протикорозійноготехніці, містить у своєму складі агресивні сполуки, які прибезпосередньому контакті з поверхнею металу або бетону можуть викликатиутворення побічних продуктів корозії, що, у свою чергу, знизитьвеличину їх адгезії з захищається поверхнею. Ці особливості необхідновраховувати при використанні того чи іншого матеріалу для створення надійногопротикорозійного покриття.
Матеріли, пріменямие для захисту від корозії
Лакофарбові покриття внаслідок економічності, зручності та простотинанесення, гарної стійкості до дії агресивних промислових газівзнайшли широке застосування для захисту металевих і залізобетоннихконструкцій від корозії. Захисні властивості лакофарбового покриття взначній мірі обумовлюються механічними і хімічнимивластивостями, зчепленням плівки з захищається поверхнею.
перхлорвінілові і сополімерно-лакофарбові матеріали широковикористовуються в протикорозійного техніці.
Лакофарбові матеріали в залежності від призначення та умовексплуатації діляться на вісім груп: А - покриття стійкі на відкритомуповітрі; АН - той же, під навісом; П - те ж, в приміщенні; Х - хімічностійкі; Т - термостійкі; М - маслостійке; В - водостійкі; ХК --кислостійких; ХЩ - лугостійкі; Б - бензостійкі.
Для протикорозійного захисту застосовуються хімічно стійкіперхлорвінілові матеріали: лак ХС-724, емалі ХС і сополімерние грунти ХС-
010, ХС-068, а також покриття на основі лаку ХС-724 і кам'яновугільноїсмоли, лаки ХС-724 з епоксидної шпаклівкою ЕП-0010. Захисні покриттяотримують послідовним нанесенням на поверхню грунту, емалі й лаку.
Число шарів залежить від умов експлуатації покриття, але має бути неменше 6. Товщина одного шару покриття при нанесенні пульверизатором 15 ... 20мкм. Проміжна сушка становить 2 ... 3 годин при температурі 18 ... 20 (С.
Остаточна сушка триває 5 діб для відкритих поверхонь і до 15 дібв закритих приміщеннях.
Забарвлення хімічно стійким комплексом (грунт ХС-059, емаль 759, лак ХС-
724) призначена для захисту від корозії зовнішніх металевихповерхонь обладнання, що піддаються впливу агресивних середовищлужного і кислотного характеру. Цей комплекс відрізняється підвищеноюадгезією за рахунок добавки епоксидної смоли. Хімічно стійке покриття наоснові композиції з епоксидної шпаклівки і лаку ХС-724 поєднує в собівисокі адгезіонні властивості, характерні для епоксидних матеріалів ігарну хімічну стійкість, властиву перхлорвінілам. Для нанесеннякомпозицій з епоксидної шпаклівки і лаку ХС-724 рекомендується готуватинаступні два склади:
Склад шару грунтовки, 4 за масою
епоксидні шпаклівка ЕП-0010 100
Затверджувач № 1 8,5
Розчинник Р-4 35 ... 45
Склад перехідного шару, 4 за масою
Епоксидні шпаклівка ЕП-0010 15
Лак ХС-724
100
Затверджувач № 1 1,3
Розчинник Р-4 до робочоїв'язкості
Для покривного шару використовується лак ХС-724.
Склад комплексного п'ятишарового покриття, г/м2
епоксидні шпаклівка 300
Лак ХС-724 450
Затверджувач № 1 60
Розчинник Р-4 260
Для механічного зміцнення покриття його полірують склотканиною.
Орієнтовні витрати матеріалів при нанесенні на металевуповерхня становить 550 ... 600 г/м2, на бетонну - 600 ... 650 г/м2.
Тріщиностійкість хімічно стійкі покриття застосовують на основіхлорсульфірованного поліетилену ХСПЕ. Для захисту від корозії залізобетоннихнесучих та огороджуючих будівельних конструкцій з шириною розкриття тріщиндо 0,3 мм застосовують емаль ХП-799 на основі хлорсульфірованного поліетилену.
Захисні покриття наносять на поверхню бетону після закінчення в ньомуосновних усадочних процесів. При цьому конструкції не повинні піддаватисявпливу рідини (води) під тиском протилежної покриттю бокуабо цей вплив слід запобігати спеціальною гідроізоляцією.
Матеріали на основі хлорсульфірованного поліетилену придатні для роботипри температурі -60 до +130 (С (вище 100 (С - для короткочасної роботи взалежно від термостійкості що входять до складу покриття пігментів).
Покриття на основі ХСПЕ, стійкі до озону, парогазової середовищі, що міститькислі гази Cl2, HCl, SO2, SO3, NO2 і до розчинів кислот, можуть наноситисяфарборозпилювачем, пензлем, установкою для безповітряного нанесення.
При роботі фарборозпилювачем і пензлем лакофарбові матеріали слідрозводити до робочої в'язкості ксилолом або толуолом, а при нанесенніустановкою безповітряного напилення - сумішшю ксилолу (30%) і сольвенту
(70 %).
Металлізаціонно-лакофарбові покриття знаходять широке застосування длязахисту від корозії металевих конструкцій, що експлуатуються в атмосфернихумовах і агресивних середовищах. Такі комбіновані покриття найбільшдовговічні (20 років і більше).
