Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.

Ochrona przed korozją elementów stalowych (metalowych) występujących w infrastrukturze miejskiej

25.09.2015

Czas, aby podstawowa wiedza o ochronie przed korozją znalazła właściwe zrozumienie wśród ludzi zajmujących się szeroko pojętym budownictwem, w tym także drobnymi elementami stalowymi.

Obecnie, kiedy mówi się o no­wej gospodarce XXI w. opartej na wiedzy, innowacji i jakości, społeczna świadomość ochrony przed korozją jest dość niska, a co gorsza ta podstawowa wiedza jest niedosta­teczna wśród projektantów i inwesto­rów, którzy tę dziedzinę budownictwa lekceważą jako rzecz drugorzędną. Projekty ochrony przed korozją na­wet dużych konstrukcji stalowych są często źle wykonywane; natomiast wszystkie drobne elementy stalowe, powszechnie występujące w prze­strzeni publicznej, są zupełnie pomija­ne w zakresie ochrony przed korozją, nawet w prestiżowych projektach. Rezultat takiego działania można za­uważyć prawie na każdej ulicy, rów­nież w otoczeniu nowych inwestycji. Wiedza o ochronie przed korozją pozwo­li ograniczyć straty korozyjne w gospo­darce narodowej, wynoszące obecnie miliony złotych w skali roku, nie mówiąc już o skutkach społecznych - nawyku przyzwyczajania się do niechlujstwa - skorodowanych i zniszczonych ele­mentów w przestrzeni publicznej.

 

Małe konstrukcje i elementy stalowe

Artykuł dotyczy następujących ele­mentów, powszechnie występujących w miastach i osiedlach:

- różnego rodzaju słupy i słupki lamp oświetlenia ulic, placów, parkingów itp.;

- balustrady zewnętrzne na schodach terenowych;

- ogrodzenia posesji, parków, ogro­dów, terenów rekreacyjnych, placów zabaw;

- ogrodzenia rzek, kanałów, jezior i ulic;

- ogrodzenia torów tramwajowych, ko­lejowych, przejść dla pieszych itp.;

- ogrodzenia ogródków przydomowych w miastach i osiedlach;

- bariery ochronne na mostach, wia­duktach, drogach i ulicach w obrę­bie miast;

- słupy trakcyjne tramwajowe i kole­jowe;

- kładki dla pieszych nad ulicami lub autostradami w miastach;

- podpory małych i dużych znaków drogowych, wielu różnych znaków informacyjnych i wielkich tablic re­klamowych;

- elementy instalacji np. na parkingach;

- podpory instalacji i urządzeń tech­nicznych na zewnątrz obiektów i w ich otoczeniu;

- różnego rodzaju drabiny zewnętrz­ne i schody ewakuacyjne;

- maszty flagowe i antenowe;

- drobne elementy elewacyjne na wielu obiektach - integralne części elewa­cji (np. konstrukcje do mycia elewa­cji), uchwyty flagowe, daszki ochron­ne, zamocowania instalacji itp.;

-  słupki porządkujące ruch uliczny. Wiele wymienionych elementów, a za­pewne i inne podobnego rodzaju są wykonywane ze źle dobranych profi­lów, których trwałość i odporność ko­rozyjna już z tego powodu jest niska, źle zabezpieczane przed korozją i niepoprawnie montowane.

Wszystkie tego typu konstrukcje i wy­roby ślusarskie są lekceważone nawet przez zarządy dróg miejskich, które odpowiadają nie tylko za nawierzchnię ulic, lecz również za całą ich technicz­ną i estetyczną infrastrukturę.

 

Tab. Przydatność profilów do drobnych elementów metalowych

 

Błędny dobór profilów stalowych (metalowych)

Profile otwarte korodują nawet kil­kanaście razy szybciej niż profile za­mknięte; zbiera się w nich woda, kurz, pył, substancje chemiczne, a również chlorek sodu, wszystko to inicjuje nisz­czenie powłoki malarskiej oraz korozję stali. Poza tym profile otwarte mają znacznie gorsze wskaźniki statycz­ne, są trudniejsze do konstruowania węzłów i dużo gorsze ze względów ekonomicznych. Z powyższych po­wodów nie nadają się na wymienione wyżej konstrukcje kątowniki, dwuteowniki, teowniki, ceowniki, zetowniki, a nawet płaskowniki.

W tabeli pokazano profile stalowe (metalowe) w różnych położeniach i ich przydatność do konstruowania interesujących nas elementów. Wła­ściwy dobór profilów ma podstawowe znaczenie z wielu powodów: ochrony przed korozją, ekonomicznych, estetycznych, użytkowych i ergonomicz­nych (np. pochwyty balustrad). Nie­stety, w praktyce projektowej stosuje się bardzo często złe profile, a na dalszych etapach wykonawstwa brak jest woli do naprawienia tych błędów; mógłby to z powodzeniem zrobić in­westor, lecz często przy słabości jego służb staje się to mało realne. Czasami pojawia się tłumaczenie, że elementy te są chronione prawem au­torskim, nic jednak bardziej błędnego, gdyż rozwiązania techniczne tysiące razy powtarzane nie mogą stano­
wić niczyjej własności intelektualnej, a jeśli w dodatku są obarczone pod­stawowymi błędami, nie powinny być w żadnym przypadku realizowane. Nienaprawianie złych rozwiązań przy­nosi szkodę nie tylko inwestorowi, lecz również społeczną.

W mojej dość długiej praktyce bar­dzo rzadko zdarzało mi się widzieć profesjonalnie wykonany projekt wyżej wymienionych elementów. Chciałbym więc podkreślić, że wprowadzanie zmian na budowie jest wręcz etyczną koniecznością, jeśli chce się osiągnąć końcowy dobry efekt.

 

Fot. 1 Złe zabezpieczenie stali przed koro­zją i zły montaż

 

Właściwy dobór profilów

Optymalnym profilem pod każdym względem jest okrągła rura o cien­kiej ściance, która ma identyczne wskaźniki statyczne we wszystkich kierunkach, stosunkowo mały ciężar, jest więc profilem bardzo ekonomicz­nym, estetycznym i ergonomicznym, a poza tym charakteryzującym się dużą trwałością i odpornością na ko­rozję. Dobrym rozwiązaniem są rów­nież profile zamknięte, rury kwadrato­we i prostokątne, tłoczone na zimno, o cienkich ściankach i wyoblonych kra­wędziach. Mogą być z powodzeniem stosowane w pewnych wymienionych elementach, mają dobre wskaźniki statyczne i ekonomiczne, są trwałe i odporne na korozję, nie stwarzają problemów z malowaniem krawędzi. Znacznie gorsze są kątowniki usta­wione ostrym kątem ku górze i ceowniki obrócone półkami w dół. Jeśli kon­strukcje wymagają większych profilów niż wyżej wymienione i obecnie produ­kowane w hutach, bardzo „wdzięczny­mi" profilami są odpowiednie ceowniki zespawane półkami i tworzące za­mknięte rury prostokątne.

 

Błędne rozwiązania ochrony przed korozją

Dość często się zdarza, że projekt danej inwestycji zawiera stwierdze­nie „zabezpieczyć elementy stalowe przez malowanie farbą antykorozyj­ną” lub nieco lepiej - podaje klasę zagrożenia korozyjnego środowiska - i na tym kończy się część projektu, odnosząca się do ochrony konstruk­cji przed korozją. Takie projektowa­nie jest nie tylko błędne, lecz wręcz szkodliwe, gdyż przy słabości służb inwestora i pazernym wykonawcy, na­stawionym na zysk (niestety oba te przypadki również występują), ochro­na korozyjna konstrukcji może być wykonana byle jak. Lepiej, aby tego typu projekty zabezpieczenia przed korozją w ogóle nie występowały.

 

Fot. 2 Poprawne zabezpieczenie i montaż słupa oświetlenia

 

Poprawne zabezpieczenie przed korozją elementów stalowych
Przede wszystkim powinien być wy­konany dobry projekt zabezpieczenia przed korozją elementów stalowych; aby go wykonać, należy rzetelnie i profesjonalnie odpowiedzieć na na­stępujące problemy:

- Określić klasy zagrożenia korozyjne­go środowiska, w którym dana kon­strukcja zostanie umieszczona.

- Określić klasę czystości stali, me­tody jej wykonania i kontroli.

- Wybrać rodzaj farb i ich układu na konstrukcji.

- Przystąpić jeszcze w dniu zakończe­nia czyszczenia do malowania pierw­szej warstwy ochrony czasowej.

- Określić niezbędne czynności przy­gotowawcze przed rozpoczęciem malowania.

- Opisać konieczne warunki zewnętrz­ne, w jakich wykonywanie powłoki malarskiej jest dopuszczalne.

- Podać specyfikowaną grubość po­włoki malarskiej - SGP

- Określić czas trwałości zaprojek­towanej powłoki ochronnej, zależ­nej od rodzaju użytych farb i klasy zagrożenia środowiska, w jakim ma konstrukcja pracować, wg PN-EN ISO 12944-5:2007.

Bardzo ważne są:

- Technologia malowania, m.in. uzy­skanie odpowiedniej grubości po­włoki na krawędziach konstrukcji i w miejscach trudno dostępnych.

- Technologia i zakres czynności za­bezpieczających przed korozją, które mają być wykonane w zakładzie pro­dukującym elementy stalowe; pożą­dane jest wykonanie gotowej powłoki.

- Zasady transportu i składowania na budowie gotowych elementów - transport może odbywać się po zakończeniu sieciowania farby i uzy­skaniu twardości powłoki.

- Kontrola jakości wykonanej powłoki malarskiej, sprawdzenie przyczepno­ści powłoki do podłoża stalowego oraz określenie ilości pomiarów grubości powłoki, zależnych od powierzchni zabezpieczanej konstrukcji.

- Określenie metody oceny popraw­nej grubości powłoki ochronnej; ko­rzystne jest zastosowanie metody PGP (pomiarowa grubość powłoki) z obliczeniem odchylenia standar­dowego; PGP >= SGP - ta zasada określa poprawną grubość wykona­nego zabezpieczenia.

- Podanie technologii wykonania wszelkich poprawek malarskich po transporcie i montażu konstrukcji
(np. elementy ślusarskie powinny być tak zabezpieczone, aby podczas transportu i montażu powłoka ma­larska nie uległa uszkodzeniu).

- Technologia zabezpieczenia wszel­kich śrub, których niezwykle cien­ka warstwa cynku jest niszczona podczas montażu. Bardzo sku­teczne ich zabezpieczenie uzysku­je się przy użyciu plastykowych kapturków napełnionych smarem maszynowym - zabezpieczenie niezwykle tanie i prawie wieczne. Dobrym zabezpieczeniem jest rów­nież dokładne pomalowanie całych śrub zestawem malarskim użytym do malowania danej konstrukcji. Należy również pamiętać, aby dłu­gość śrub ponad nakrętką nie była większa niż trzy zwoje gwintu lub 10 mm.

- Metoda i technologia kontroli stanu powłoki malarskiej podczas przeglą­dów technicznych elementów stalo­wych w czasie eksploatacji.

- Technologia renowacji powłoki ma­larskiej.

 

Fot. 3 Poprawne zabezpieczenie i montaż słupów tablicy reklamowej

 

Przygotowywanie powierzchni stali i wykonywanie zabezpie­czeń przed korozją

Należy podkreślić, że właściwe przy­gotowanie powierzchni do malowania jest podstawowym warunkiem dobrze wykonanego zabezpieczenia przed korozją. Jedną z najlepszych metod przygotowania powierzchni przed malowaniem jest czyszczenie stru-mieniowo-ścierne całej konstrukcji przynamniej do stopnia Sa 2,5 po jej zespawaniu i ukształtowaniu w ele­menty wysyłkowe. Inne zalecane spo­soby, poza piaskowaniem, są mało skuteczne i nieefektywne.

Ważne jest, aby w jak najkrótszym czasie po oczyszczeniu konstruk­cji nałożyć pierwszą warstwę farby; oczywiście konieczne jest uprzednie odpylenie i odtłuszczenie powierzchni. Oczyszczonej stali nie wolno pozosta­wić na drugi dzień do malowania, gdyż bardzo aktywna powierzchnia ponow­nie ulegnie korozji.

Należy używać farb wysokiej jakości i wyłącznie dopuszczonych do stoso­wania. Na rynku jest wiele dobrych farb bezrozpuszczalnikowych, o du­żej zawartości części stałych, jak np. epoksydowe, poliuretanowe, etylokrzemianowe.

Minimalna grubość powłoki malar­skiej, nawet przy dość niskiej klasie zagrożenia środowiska, nie powinna być mniejsza niż 160 mikrometrów; otrzymuje się wówczas długotrwa­łą ochronę konstrukcji przed korozją (ponad 15 lat).

Poza powłokami malarskimi następnym zabezpieczeniem przed korozją jest cynkowanie zanurzeniowe (ogniowe) lub termodyfuzyjne. Ten drugi sposób cynkowania daje bardzo dobre efekty, lecz na obecnym etapie możliwe jest zabezpieczenie jedynie niewielkich ele­mentów ze względu na małe wymiary komór. Cynkowanie ogniowe daje po­wierzchnię niezbyt estetyczną, gdyż mogą wystąpić na niej przebarwienia lub zacieki. Dlatego cynkowanie nale­ży zlecać jedynie sprawdzonym zakła­dom, które przestrzegają technologii i wysokiej jakości produkcji. Grubość powłoki cynkowej nie powinna wynosić mniej niż 80 mikrometrów.

Znacznie lepszym rozwiązaniem jest cynkowanie ogniowe, a następnie ma­lowanie farbami proszkowymi; takie zabezpieczenie pozwala na otrzyma­nie estetycznej powłoki o jednolitym połysku i barwie. Przed nałożeniem farby proszkowej konieczna jest lekka obróbka strumieniowo-ścierna, tzw. omiatanie ścierniwem powierzchni cynku w celu zwiększenia przyczep­ności farby, a tym samym wydłużenia trwałości zabezpieczenia. Grubość powłoki proszkowej powinna wynieść 60 mikrometrów.

Podstawowym warunkiem dobrego projektu jest również jego profesjo­nalna weryfikacja, natomiast realiza­cja tego projektu, dobre, poprawne wykonawstwo jest możliwe pod wa­runkiem etycznej i fachowej kontroli wykonawcy - służb kierownika budo­wy i inwestora, inspektorów nadzoru inwestorskiego.

 

Fot. 4 Poprawne zabezpieczenie i montaż słupa informacyjnego

 

Błędy w scalaniu i montażu stalowych elementów

Spawanie na budowie elementów z gotową powłoką malarską jest nie­dopuszczalne, gdyż powoduje nisz­czenie powłoki w miejscach spawania, a ponowne czyszczenie i malowanie w niesprzyjających warunkach budo­wy powoduje znaczne obniżenie jako­ści robót i trwałości zabezpieczenia przed korozją.

Często się zdarza montowanie ze­wnętrznych elementów infrastruktury miejskiej na betonowych podporach, które następnie zasypuje się ziemią; jest to montaż błędny, gdyż na sty­ku grunt-powietrze powłoka malarska ulega szybkiemu zniszczeniu, po czym następuje korozja stali; element tra­ci estetyczne i użytkowe walory oraz szpeci otoczenie swoim wyglądem. Podobny montaż dotyczy słupów oświetlenia i wielu innych, które są dość dobrze zabezpieczone przed korozją, lecz niestety bardzo często źle montowane, to znaczy ich podsta­wy łącznie ze śrubami umieszcza się poniżej powierzchni terenu. Montaż tych elementów często odbywa się na zasadach improwizacji i przypadkowo­ści. Regułą jest brak zabezpieczenia śrub, które w zewnętrznym środowi­sku szybko korodują.

Następnym przykładem są słupki ba­lustrad źle montowane na powierzch­ni stopni schodów, zamiast do czoła ich biegów i podestów; zalety takiego montażu są bezsporne.

Niezwykle częstym błędem jest zasy­pywanie ziemią słupków ogrodzeń.

To jedynie kilka przykładów niewłaści­wego montażu terenowych elemen­tów infrastruktury miejskiej.

 

Poprawny montaż elementów stalowych

Scalanie i montaż na budowie części większej konstrukcji, z gotowym za­bezpieczeniem przed korozją, powinny odbywać się wyłącznie na poprawnie zaprojektowane śruby. Zwykle odbywa się to za pomocą blach stykających się ze sobą. Należy szczególnie starannie zadbać, aby dokładnie uszczelnić sty­ki tych blach, co zapobiegnie korozji szczelinowej, która może być groźna dla każdej konstrukcji. Śruby, które są najsłabszym ogniwem każdego stalo­wego elementu, muszą być zabezpie­czone plastykowymi kapturkami, jak powiedziano już wyżej, lecz niestety w świadomości środowiska pracow­ników budowlanych takie zabezpiecze­nie jest słabo ugruntowane. żaden element stalowy nie może mieć bezpośredniego styku z ziemią, z tego względu wszelkiego rodzaju słupy oświetlenia, różne znaki drogo­we, informacyjne, bariery ochronne itd. należy montować na betonowych podporach wysuniętych ponad poziom powierzchni terenu ok. 0,05 m. Jeśli słupy te mają blachy montażowe, mu­szą być zastosowane podlewki bez- skurczowej zaprawy montażowej, np. Ceresit CX 15 lub Pagel. Konieczne jest zabezpieczenie śrub.

Najlepszym i dość prostym sposo­bem montowania wszelkiego ro­dzaju ogrodzeń terenowych jest osadzenie ich słupków na ciągłych cokołach betonowych, zagłębionych w gruncie na maks. 0,50 m i wy­suniętych ponad jego poziom na ok. 0,30 m (zależnie od sytuacji tere­nowej). Dylatacje takich cokołów są konieczne w odstępach 5,0 m, gdyż w przeciwnym razie pękają (dobrze jest zastosować niewielkie zbrojenie przeciwskurczowe).

Podano tylko rozwiązania najprost­sze, mogą oczywiście występować rozwiązania o charakterze dekoracyj­nym (kamień, elementy ceramiki).

 

Podsumowanie

Gdyby pracownicy branży budowlanej - projektanci, kierownicy budów, in­spektorzy nadzoru inwestorskiego, inwestorzy, służby utrzymania obiek­tów budowlanych i ich administra­torzy - kierowali się wysoką etyką zawodową i pełną świadomością odpowiedzialności, jaką ponoszą, spra­wując zaszczytny zawód zaufania publicznego, wówczas ulice i osiedla naszych miast byłyby bardziej este­tyczne i przyjazne ludziom, a straty w skali kraju spowodowane niepo­prawnym zabezpieczeniem przed ko­rozją byłyby minimalne.

Zarządy Dróg Miejskich i PINB-y również mają tu szerokie pole do działania, a politechniki, na wydzia­łach związanych z budownictwem, powinny poświęcić nieco uwagi na nauczanie studentów praktycznej wiedzy o ochronie konstrukcji przed korozją.

 

mgr inż. Arkadiusz Maciejewski

 

Fot. 2-4 wykonano w trakcie rozbudowy galerii Factory w Ursusie (Warszawa), realizowanej przez warszawską firmę Agmet Sp. z o.o., która prowadzi kontrolę jakości robót na zasadach TQM.

www.piib.org.pl

www.kreatorbudownictwaroku.pl

www.izbudujemy.pl

Kanał na YouTube