Коррозия винтовых свай. Как продлить срок службы свайно-винтового фундамента?

korrozia

Винтовая свая выполняется из стального материала, потому срок службы фундамента на винтовых сваях определяется скоростью протекания коррозийного процесса. Коррозия винтовых свай заставляет разработчиков определять механизмы того, как продлить срок службы свайно-винтового фундамента.

  • Механическая эрозия под воздействием внешней среды.
  • Химическая коррозия металла винтовой сваи.
  • Электрохимическая коррозия металла винтовой сваи.

Коррозия сама по себе представляет разрушение конструкционных материалов и изделий, чаще всего выполненных из металла, при химическом контакте с окружающими веществами.

Металл может разрушаться под воздействием трёх факторов:

  1. механическая эрозия под воздействием внешней среды;
  2. химическая реакция коррозии;
  3. электрохимическая реакция коррозии.

Процесс повреждения металла под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов считается биологической коррозией, а разрушение под действием радиоактивного излучения – радиационной коррозии.

1.mehanicheskaja-korrozia

1. Механическая эрозия под воздействием внешней среды. Металл может разрушаться не только при химическом, но и при физическом воздействии. В случае с винтовыми сваями повреждение может быть от сезонного перепада температур, когда металл расширяется или сужается. Тем не менее, эрозия эта в грунте незначительна, потому как серьёзный фактор, влияющий на срок службы сваи, не рассматривается. Гораздо больший вред металлической структуре наносят химические реакции коррозии.

2.himicheskaja-korrozia

2. Химическая коррозия металла винтовой сваи.  Химическая реакция коррозии металла или сплава происходит, как правило, на границе раздела фаз, т. е. на границе соприкосновения твердого вещества с кислородом или жидкостью (в нашем случае – соприкосновение с содержащейся в грунте водой).  Срок службы при данном типе воздействия сваи будет определяться уровнем водородного показателя кислотности среды в грунте. При пониженном уровне pH, характерном для кислой среды, повышается скорость протекания коррозии. Также скорость химической коррозии зависит и от типа грунта.

2.1. Как защищают винтовые сваи от химического ржавления в Японии?  Возникающий в ходе реакции слой ржавчины со временем нарушает доступ кислорода к металлу, что останавливает данный процесс. Именно поэтому японские специалисты специально вызывают коррозию поверхности сваи до того, как закрутят их в грунт.  Кстати, это является разновидностью одного из основных методов защиты металла – создания химического покрытия, представляющего собой тонкие защитные пленки, которые образуются на металле вследствие химической реакции с различными соединениями. Из подобных способов химической защиты наиболее распространены оксидирование и фосфатирование.

3.electricheskaja-korrozia

3. Электрохимическая коррозия металла винтовой сваи.  Электрохимическая реакция возникает из-за попадания электролита (водного раствора, содержащегося в агрессивном грунте) на поверхность сваи, в результате чего там происходят окислительно-восстановительные процессы. Но для реакции электролитической диссоциации необходим электрический ток. Откуда он берётся в грунтовой поверхности?  Существует такое явление, как блуждающие токи. Образуются они путём утечки с различных источников: железнодорожных и трамвайных путей, подземной техники, повреждённого электрического кабеля, заземлителей и т.д. Удельное сопротивление сваи ниже, чем грунта, потому ток переходит в неё, образуя катодную зону, и покидает её, уходя обратно в землю, создавая при этом уже анодную зону. Единичные случаи прохождения блуждающего тока не оказывают влияние на сваю, но постоянное действие разрушает металлическую структуру сваи. Электрохимическая реакция зависит от удельного электрического сопротивления грунта (согласно ГОСТ 9.602-89 ЕСЗКС. «Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии»). Чем оно ниже, тем быстрее происходит деформация сваи.

3.1.electricheskaja-korrozia

3.1. Отрицательная сторона метода оцинковки винтовых свай.  Есть укоренившееся мнение, что для защиты от электрохимической коррозии необходимо использовать сваи, предварительно прошедшие процедуру цинкования. Это в корне неверно. Дело в том, что цинк и сталь станут электродами, что приведёт к ускоренной деградации сваи и, как следствие, снижению срока эксплуатации фундамента. Это подтверждает и п. 5.9. СНиП 2.03.11-85: «Не допускается предусматривать применение алюминия, оцинкованной стали или металлических защитных покрытий при проектировании конструкций зданий и сооружений, на которые воздействуют жидкие среды или грунты с рН до 3 и свыше 11, если твердая степень агрессивного воздействия среды соответствует среднеагрессивной или сильноагрессивной».

 Антикоррозийные мероприятия компании «ТМ-Пласт» для увеличения срока службы винтовых свай.

Обычно винтовые сваи могут прослужить не менее 50 лет, но если их защитить от коррозии, срок эксплуатации можно увеличить в 2 и даже в 4 раза. Чаще всего производители добиваются этого несколькими путями, таким как:

  • легирование металла при производстве свай;
  • применение ингибиторов;
  • электрохимическая защита;
  • электроплазменное напыление;
  • использование антикоррозийных лакокрасочных покрытий.

Взвесив все преимущества и недостатки указанных способов, мы выбрали для увеличения срока их службы три направления:  нанесение покрытия,   увеличение толщины ствола и лопасти сваи, а так же  бетонирование ствола сваи изнутри.  Рассмотрим особенности каждого из этих мероприятий.

4.grunt-emal

Антикоррозионные покрытия винтовых свай.  Неметаллические покрытия (далее – покрытие) – это краски, эмали, лаки, которые изолируют металл от взаимодействия с окружающей средой. Нанесение неметаллических покрытий – достаточно надежный, простой и недорогой способ защиты металла от коррозии.  Покрытие – очень важный фактор для обеспечения защиты от электрохимической коррозии. Лакокрасочное покрытие сваи включает в себя один слой – грунтовочное покрытие — эмаль. Его функции:  физическая защита поверхности сваи за счёт повышения твёрдости, эластичности, водонепроницаемости;  химическая защита поверхности винтовой сваи за счёт образования в ходе окислительной реакции защитного слоя, приводящего показатель pH в щелочное значение; электрохимическая защита за счёт пассивации поверхности сваи путём образования необходимого потенциала.  При выборе антикоррозионной системы покрытий для решения задачи защиты металлической поверхности от воздействия различных факторов, вызывающих коррозию, руководствуются целым рядом критериев, из которых выбирают самый главный, определяющий (их может быть несколько), а остальные требования приводят в соответствие с ним. В любом случае, учитываются три фактора:  свойства изделия;  условия монтажа;  условия эксплуатации;  условия подготовки поверхности металла к нанесению и методы нанесения.  Решение о применении того или иного антикоррозийного покрытия всегда обусловлено рядом характеристик окрашиваемого изделия, таких как:  вид металла (сталь и ее марка); форма и рельефность и конфигурации поверхности; конструктивные особенности металлического изделия, в том числе его габариты.  Необходимо уточнить, выдержит ли покрытие механические нагрузки. Например, для некоторых конструкций, в ходе установки которых возможен прогиб металла, влияние механических вибраций и ударов, необходимо использовать эластичный лакокрасочный состав. Стоит учесть также реакцию покрытия на проведение сварки при установке металлического ростверка или обвязки арматуры во время строительства фундамента.  Способ подготовки поверхности к покраске также имеет значение, поскольку некоторые его разновидности могут быть дорогостоящими. Вот некоторые из них:  ручной (шлифование, обезжиривание, обработка специальными составами);  механизированный (пескоструйный, гидропескоструйный, пароструйный, дробеструйный, газоплазменный и т.д.);  химический (гальванический, производится в заводских условиях: травление, нейтрализация, фосфатирование, промывка и т.д.);  термический (обжиг пламенем).  Методы нанесения покрытия также могут лучше подходить для одних типов составов и быть абсолютно неприемлемыми для других. Чаще всего используются следующие виды окраски:  пневмораспыление;  безвоздушное распыление;  комбинированное распыление;  электростатическое;  окунание;  облив;  ручной способ (при помощи валика, кисти и т.п.).  Определяющими являются и другие внешние факторы, влияющие на срок службы покрытия, – высокие или низкие температуры окружающей среды, уровень влажности, давление, электрохимические процессы, радиоактивное или ультрафиолетовое облучение, абразивный износ, гидроабразивный износ, механическое воздействие, удары и т.д. Например, устойчивость к воздействию низких температур для винтовых свай, применяемых в условиях вечномёрзлых грунтов, условия нанесения состава Также на выбор состава влияют такие критерии, как стоимость, внешний вид (стойкость к воздействию ультрафиолетового света, цвет, декоративный вид, глянец или матовость, отражающая способность), экологичность и т.п.  Тем не менее, покрытие сваи не всегда может сохраниться – при завинчивании возможен контакт с мелкими камнями, находящимися в грунте. Потому в расчёт срока эксплуатации фактор наличия покрытия не входит.

4.tolshina-metallal

Увеличение толщины лопасти и стенки ствола винтовой сваи (под заказ). Толщина металла также влияет на срок службы сваи. Так увеличение толщины стенки и лопасти винтовой сваи на 1 мм увеличивает её работоспособность минимум на 20 лет. Именно поэтому мы изготавливаем сваи толщиной ствола 3,5 — 4 мм, лопасти – 4-6 мм, что позволяет нашему фундаменту успешно выполнять свою функцию не менее века.

4.betonirovaniel

Бетонирование ствола винтовой сваи изнутри.  Помимо вышеперечисленных, эффективным мероприятием по антикоррозийной защите является инъекция раствором внутрь ствола сваи, что предотвращает туда доступ влаги. О процедуре бетонирования вы можете узнать здесь, а о том, почему её необходимо проводить – здесь.  Таким образом, учитывая все негативные факторы, мы регулярно модернизируем обычные винтовые сваи.

Благодаря разработанным технологиям мы можем создавать фундаменты, которые будут сохранять свою надёжность на протяжении 150 и более лет.  «ТМ-Пласт» реализует винтовые сваи  в различных городах Башкирии, в том числе: Уфа, Стерлитамак, Октябрьский, Чишмы, Бирск, Белебей, Ишимбай, Кумертау, Белорецк, Мелеуз, Нефтекамск, Туймазы и др. Стоимость винтовых свай и установки винтового фундамента Вы можете узнать у наших менеджеров.

Читать еще: Винтовые сваи от ТМ-Пласт 

 

 

© 2017 - ТМ-ПЛАСТ — Cип панели, винтовые сваи, дома из СИП панелей, фундаменты на винтовых сваях, домокомплекты из сип Return to Top ▲Return to Top ▲