Как защитить винтовые сваи от коррозии

Коррозия — не проблема: как надежно защитить винтовые сваи

Защита поверхности металла от агрессивной внешней среды — первоочередная задача, решение которой позволит продлить срок службы сваи. Необработанная свая прослужит около 30-40 лет, обработанная — свыше 60-80-ти. Во многом зависит также и марка стали. Предпочтительнее — 20-я, хотя многие используют более бюджетную 3-ю.

Как защищают сваю от коррозии

• — механическая. Сюда относят разрушение металла в результате перепада температур. Единственная защита — качество металла;
• — химическая. Реакции металла с кислородом, органическими соединениями, кислотами и щелочью. Действенная защита — соответствующее покрытие;
• — электрохимическая. Блуждающие токи в почве, разрушающие металл.

Надземная часть сваи нуждается в косметическом ремонте, потому её рекомендуют периодически зачищать и подкрашивать обычной краской (раз в 3-5 лет). Потому очень удобно, когда сооружение чуть приподнято над уровнем земли — ремонт фундамента проще.

Методы защиты винтовой сваи:

• — оцинковка (применение оцинкованной стали или алюминиевого напыления);
• — применение ингибиторов (гидрохинон — ингибитор окисления) — веществ, замедляющих тот или иной химико-физический процесс;
• — электроплазменное напыление;
• — использование многослойных лакокрасочных покрытий.

Нанесение антикоррозионного слоя наносится с соблюдением технологических норм: только при определенно температуре стали и состава, при предварительной грунтовке и т.д. Наиболее прочные антикоррозионные составы не царапаются (не будут испорчены при погружении) и в почве не подвержены химическому влиянию.

При замене или новом монтаже фундамента обращайте внимание на кислотность почвы: например, цинкование и алюминиевое напыление наиболее долговечно при pH=3-7.

Часто причиной недолговечности фундамента является именно некачественная винтовая свая. И что самое неприятное, об этом вы узнаете только спустя 5-10 лет, когда претензию выставлять уже будет некому.

Дополнительная защита от коррозии

При выборе фундамента важны не только факторы стоимости, сроков монтажа и возможности применения, но и вопрос долговечности. Основное ограничение срока использования фундамента на стальных винтовых сваях связано с процессом коррозии.

Процесс этот применительно к винтовым сваям изучен хорошо.

Скорость коррозии сварных винтовых свай

Скорость проникновения коррозии в незащищенный металл миллиметры/ в год.

Граница грунт-атмосфера (средние)

Из таблицы хорошо видно, что наиболее подвержена корозии та часть винтовой сваи, которая находится на границе грунта и атмосферы, вне зависимости от типа грунта.Видно также, что незащищенный голый металл в этом месте может быть полностью уничтожен коррозией за 50 лет (если говорить о стандартной толщине стенки трубы в 4 мм.). Чтобы противостоять этому, сваи покрывают двухкомпонентным антикоррозийным покрытием, а изнутри – бетонируют.

Данные меры позволяют с уверенностью утверждать, что фундамент на винтовых сваях простоит не менее 50 лет, и, в случае с деревянными домами, не будет являться “слабым местом” в долговечности всего сооружения.

Однако известно, что защитное покрытие толщиной 0,3 мм при закручивании может быть поцарапано, после чего может начаться процесс коррозии через царапины на границе земля/воздух.. Поэтому логично задуматься о дополнительной защите самого слабого места винтовой сваи. Протестировав различные способы, мы остановились на варианте установки толстостенной термоусадочной трубы на границу земля/воздух. Монтаж термоусадочной трубы дает дополнительную цельную защиту толщиной 2.5 мм с клеевым слоем по всей длине (труба устанавливается с запасом 15 см в обе стороны).

Термоусадочные трубы изготавливаются из материалов, устойчивых к агрессивным средам и используются для создания прочного электроизолирующего слоя, а также герметизации и защиты от механических воздействий и коррозии. Их используют в том числе и для соединения электрических кабелей, чтобы внутрь не попало ни капли влаги.Под воздействием высокой температуры труба изменяет свой диаметр и плотно охватывает предмет (в данном случае, винтовую сваю).

После завинчивания винтовой сваи на нее одевается термоусадочная трубка с тем расчетом, чтобы она подностью перекрывала участок сваи, который находится на границе грунта и атмосферы. С помощью этой нехитрой меры устройчивость к корозии данного участка серьезно увеличивается и достигает уровня других участков винтовой сваи, продлевая, таким образом, общий срок службы фундамента на винтовых сваях.

1. ГОСТ 9.101-2002 ЕСЗКС. Основные положения.
2. ГОСТ 9.102-91 ЕСЗКС. Воздействие биологических факторов на технические объекты. Термины и определения.
3. ГОСТ 9.103-78 ЕСЗКС. Временная противокоррозионная защита металлов и изделий. Термины и определения.
4. ГОСТ 9.306-85 ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Обозначения.
5. ГОСТ 9.602-2005 «СООРУЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫЕ Общие требования к защите от коррозии»

Защита винтовых свай

Сегодня, винтовые сваи могут прослужить до 100 лет. Конечно, для того, чтобы этот срок выдержать, необходимо не только правильно устанавливать сваи, но применять правильную эксплуатацию на практике: обеспечить гидроизоляцию, защитить сваи от коррозии. Последнее особенно актуально для грунтов с большим содержанием влаги, уровнем талых и грунтовых вод.

Не все компании заранее ведают своим клиентам все секреты, рассказывают о данных ограничениях. В нашей компании мы стараемся быть открытыми с клиентами и заранее описываем необходимые работы, предлагаем вспомогательные меры для гидроизоляции свайно-винтового фундамента и защиту от коррозии, если оно того требует. Наша задача – выполнить заказ максимально хорошо с высоким сроком службы сооружения.

Осмотр винтовых свай и защита от коррозии

Перед началом всех работ специалисты нашей компании проведут осмотр всех поверхностей сваи и оценят их состояние, после чего будет сделано заключение о необходимой гидроизоляции.

Следующим шагом станет исследование участка на предмет риска подтоплений и составление списка работ по гидроизоляции.

Перед тем как создавать фундамент могут понадобиться дополнительные работы, например, отведение воды с участка, бетонирование скважин для монтажа опор, вспомогательные меры по защите конструкции от коррозии.

Проведенные работу помогут защитить опоры от разрушения металла (коррозии), обеспечив долгий срок службы.

При выборе ленточного фундамента гидроизоляция создается благодаря битумному покрытию с рубероидной основой. Срок службы – 10 лет. После рекомендуется проводить тщательный осмотр фундамента с последующей его заменой или ремонтом, так как грунтовые воды могут размывать фундамент и, если не принимать меры, через 15-20 лет начнутся проблемы с основой дома. Стоит заметить, что свайный фундамент позволяет избавиться от таких проблем.

Важно заметить, если вы планируете построить цокольный этаж и выбрали свайно-винтовой фундамент, то потребуется дополнительная гидроизоляция, так как потребуется строительство бетонной конструкции для стен подвала.

Для чего бетонируют винтовые сваи?

В различных источниках говориться о бетонировании внутренней полости сваи. Но для чего это нужно? Заметим, что на прочность и долговечность бетонирование никак не влияет. Не коррозия, может стать главным источником опасности. Разрушению ствола сваи в зимнее время может способствовать замершая вода, которая в нее попадает. Именно поэтому рекомендовано бетонировать сваю герметичным раствором.

В заключении также хочется отметить, что на долговечность сваи, а соответственно и фундамента, важную роль играет качество используемых материалов – от самих свай до выбора бетонной смеси.

Приобретая все материалы у проверенных компаний, которые могут подтвердить качество соответствующими сертификатами, вы также обеспечите себе гарантию долгого срока службы фундамента, а значит и дома в целом.

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

• 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:

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.

Слабые грунты требуют устройства свайного фундамента. Разновидностей свай достаточно много. Их делают из металла и железобетона, дерева, а также в сочетании разных видов материала. Подземные конструкции забивают, ввинчивают и вдавливают, а пробуренные скважины заполняют бетоном. Сваи имеют разную форму сечения и глубину погружения.

Уникальные возможности анкерных свай позволяют использовать конструкции для фиксации высоких точечных строений, укрепления железнодорожных насыпей и конструкций тоннелей. Эффективность технологии уже опробована и проверена при строительстве транспортных развязок, современных набережных и подпорных стен вдоль автомагистралей.