Содержание
Защита винтовых свай от коррозии
Содержание:
- Почему ржавеют винтовые сваи?
- Защищаем винтовые сваи от коррозии
- Чем обработать винтовые сваи перед вкручиванием?
Долговечность свайно-винтового фундамента зависит от устойчивости материала к коррозийным процессам. Существуют способы, которые позволяют увеличить эксплуатационный срок вкручиваемых опор. Часть мероприятий может быть проведена только в заводских условиях. Метод защиты от коррозии зависит от поражающего воздействия.
Почему ржавеют винтовые сваи?
Коррозией винтовых свай называют разрушение металла под воздействием окружающей среды химической или физико-химической природы. Процесс классифицируют на три группы:
- электрохимическая. Эрозия данного типа актуальна, если применяемый в изготовлении материал и реагент из окружающей среды (например, грунтовые воды или конденсат) имеют разный потенциал.
В итоге возникают окислительно-восстановительные реакции с обменом ионов, разрушающие сплав. Активатором процесса является электроток; - химическая. Разрушительные явления возникают на границе контактирования сред. Винтовые сваи ржавеют в результате взаимодействия слава и реагентов. Это реакции окисления кислородом воздуха или контактирование с грунтовыми водами и атмосферными осадками. Важным параметром является уровень кислотности грунта. В кислых почвах процесс протекает быстрее;
- механическая. Эрозия механического характера основывается на физвоздействии на сплав. Последствиями появляется деформация, разрушение, трещины в изделии из-за резкого температурного перепада, например во время наступления заморозков. При отрицательных температурах материал сужается, при потеплении расширяется. Несущественные изменения в характеристиках металлосплава позволяет пренебречь воздействием данного вида.
В итоге возникают окислительно-восстановительные реакции с обменом ионов, разрушающие сплав. Активатором процесса является электроток;
Классификация основывается по принципу протекания разрушительных явлений в металле под действием контактирующего вещества, поступающего извне.
Самый распространенный вид — это коррозия электрохимического характера, которую классифицируют на атмосферную и почвенную.
Защищаем винтовые сваи от коррозии
Необработанные защитными средствами винтовые сваи ржавеют. Что делать, чтобы сохранить прочность металлических опор и увеличить срок службы фундамента? Для монтажа свайного поля следует приобретать стойки, которые в заводских условиях были подвержены гальванизации или оцинковке.
Готовые изделия с приваренными лопастями помещают в производственную ванну помещаются обрабатываемые детали, электролит, катализатор и вещество, которое в после реакции обмена ионами создаст на поверхности герметичную предохраняющую оболочку. Оцинковка горячим способом основывается на погружении в емкость с расплавленным цинком готовых стоек. Образующаяся на поверхности пленка представляет собой защиту для контактирования стали с кислородом воздуха и водой.
Одним из важнейших показателей является толщина металла, из которого изготавливаются винтовые сваи.
Защита от коррозии требуется каждому изделию, вне зависимости от толщины металлопроката. Заводская обработка опор обеспечивает срок эксплуатации фундамента данного вида до 50 лет.
Чем обработать винтовые сваи перед вкручиванием?
В соответствии с госстандартом 9.032-74 антикоррозийная защита винтовых свай с помощью обработки специальными лакокрасочными смесями увеличивает срок службы фундамента на 10 лет. Для постройки жилых домов, хозяйственных блоков, переправ, беседок, мостов, террас рекомендуется использовать опоры с толщиной металла 4,5 мм. Стойки отливаются из стальных сплавов, что позволяет свайному полю из металлических толстостенных изделий иметь характеристики, соответствующие ГОСТ Р 54257-2010.
Изготовители предлагают на выбор потребителя металлоопоры из трубного проката из стального сплава марки 3, в том числе легированных сталей. Высокие физико-механические характеристики имеет углеродистая конструкционная сталь марок 20 и 30ХМА.
Покрытие металлических свай защитными смесями — это дополнительная мера защиты от коррозии. Чтобы уберечь стойки от коррозийных разрушений, необходимо подобрать эффективный состав для обработки. Нанесение лакокрасочного состава проводится в два этапа — грунтование и окраска. Мероприятие направлено на защиту:
- электрохимического типа. Проявляется в виде оболочки на опоре, которая возникает во время окислительно-восстановительной реакции между трубопрокатом и наносимым веществом;
- физического характере. Достигается за счет свойств эластичности, укрывистости, водонепроницаемости.
Перед тем, как уберечь металлопрокат от коррозийного поражения, необходимо оценить свойства краски, метод распределения краски и характеристику грунта.
Среди ассортимента неметаллических специальных смесей для нанесения на стойки перед вркучиванием оптимальные характеристики имеют защиты от коррозии:
- полимерные. Краска создает герметичный барьер и хорошее сцепление с металлом. Недостатком является механическое скалывание во время монтажа на сварных стыках и образование впоследствии коррозии точечного характера;
- полиуретановые. Двухкомпонентный химсостав обеспечивает прочную пленку-барьер, характеризуется высокой адгезией, надежную укрывистость на сварных швах, устойчивость к агрессивной среде.
Краска создает герметичный барьер и хорошее сцепление с металлом. Недостатком является механическое скалывание во время монтажа на сварных стыках и образование впоследствии коррозии точечного характера;
Применяемые ранее эпоксидные краски создавали неустойчивое покрытие с низкой эластичностью. Окрашенные растворами данного типа опоры требовали бережной транспортировки и аккуратного монтажа. По этим причинам следует отдать предпочтение составам на основе полиуретановых смол и полимеров.
Также при организации защиты вкручивающихся стоек следует подобрать оптимальный способ распределения состава. Средство можно нанести с помощью пневмораспылителя, окунания в емкость, обливом или ручным окрашиванием с помощью кисти и валика.
После возведения постройки дополнительными мерами предохранения от воздействия окружающей среды и защиты от коррозии надземной части являются заполнение остова бетонным раствором и зашивка свайного поля отделкой.
Выбор в пользу толстостенного трубного проката, заводская обработка или окрашивание специальными составами и дополнительные меры создают в комплексе эффективное сохранение свойств и характеристик сплава, что существенно увеличит защиту от коррозии и срок эксплуатации металлического фундамента.
Защита винтовых свай от коррозии
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.
Воздействие коррозии на спиральные изделия
Установка оцинкованной винтовой сваи.
Термин «коррозия» используется для описания разрушения материала или его свойств вследствие реакции с окружающей средой. Хотя известно, что большинство материалов подвержены коррозии с течением времени, коррозию обычно рассматривают как разрушительное воздействие на металл в результате химической или электрохимической реакции.
Во время этого процесса ионы основного металла мигрируют с поверхности, что приводит к потере материала. По мере продолжения процесса коррозии и потери металла может происходить уменьшение толщины и площади материала, что может привести к потере конструктивной способности данного элемента.
Для возникновения коррозии должны быть соблюдены следующие условия:
- На металлической конструкции должны быть две точки (анод и катод) с разным электрическим потенциалом, и эти две точки должны быть электрически соединены для замыкания цепи. Разница в электрическом потенциале может быть вызвана неоднородностью металла, различными точками напряжения/деформации, контактом с разнородными металлами или материалами и т. д.
- Для проведения тока должен быть электролит, и для подземных свай этой цели служит влага почвы. Присутствие растворимых солей увеличивает электропроводность (или снижает удельное сопротивление) электролита, тем самым увеличивая потенциал коррозии.
Разница в электрическом потенциале может быть вызвана неоднородностью металла, различными точками напряжения/деформации, контактом с разнородными металлами или материалами и т. д. До сих пор ведется много дискуссий и споров о коррозии и скорости коррозии подземного металла, причем центральным аргументом обычно является количество доступного кислорода. Количество кислорода в почве значительно уменьшается всего в нескольких футах от поверхности, если только почва не является рыхлой насыпью или зернистой почвой с открытой градацией. Наличие уровня грунтовых вод еще больше усложняет обсуждение, поскольку вы ожидаете, что ниже уровня грунтовых вод кислорода будет меньше, чем над ним. Хотя среда с кислородным голоданием будет подавлять ржавление, которое является особым типом коррозии, все же возможны другие типы гальванической или бактериальной коррозии.
Спиральные свинцовые секции, подвергнутые горячему цинкованию погружением.
Служба оценки Международного совета по нормам и правилам (ICC-ES) определяет агрессивные грунты в соответствии с Критериями приемлемости 358, Критерии приемлемости для систем и устройств со спиральными фундаментами, по: (1) удельному сопротивлению грунта менее 1000 Ом·см; (2) рН почвы менее 5,5; 3 – почвы с высоким содержанием органики; (4) концентрация сульфатов в почве более 1000 частей на миллион; (5) почвы, расположенные на свалках, или (6) почвы, содержащие шахтные отходы. В таких условиях сталь может быть защищена горячеоцинкованным цинковым покрытием или другими средствами, такими как расходуемые аноды. Для определения соответствующего уровня защиты может быть проведена оценка почвы на конкретном участке. Supportworks рекомендует проконсультироваться с инженером по коррозии, когда условия площадки или проекта требуют дальнейшей оценки.
Грузоподъемность изделий для опорных конструкций обычно представлена черной сталью без покрытия с запланированной потерей толщины из-за коррозии.
Запланированные потери от коррозии рассчитаны на период 50 лет и соответствуют ICC-ES AC358. Спиральные изделия и крепеж для опор можно заказать из черной стали без покрытия или с защитным покрытием для дальнейшего продления ожидаемого срока службы. Винтовые изделия (поводки, удлинители и кронштейны) оцинкованы горячим способом в соответствии с:
Черная сталь начинает проявлять коррозию.
- ASTM A123, Стандартные технические условия для цинковых (горячеоцинкованных) покрытий на изделиях из железа и стали
Крепежные изделия и крепежные детали могут быть оцинкованы методом горячего погружения, оцинкованы или механически оцинкованы в соответствии со следующими стандартами:
- ASTM A153, Стандартные технические условия для цинкового покрытия (горячее погружение) на металлическую и стальную фурнитуру
- ASTM B633, Стандартные технические условия для электроосажденных покрытий цинка на железе и стали
- ASTM B695, Стандартные технические условия для покрытий из цинка, нанесенного механическим способом на железо и сталь
Хотя сталь действительно подвергается коррозии со временем, на самом деле коррозия редко влияет на конструкцию.
Это связано с особенностями конструкции и установки винтовых свай. Проще говоря, количество стали, необходимое для создания необходимого крутящего момента во время установки, намного превышает количество стали, необходимое для сопротивления проектным осевым сжимающим усилиям.
Это можно продемонстрировать на следующем примере:
Винтовая свая должна выдерживать допустимую сжимающую нагрузку в 35 тысяч фунтов. Для проекта выбрана винтовая свая Supportworks Model 288 (внешний диаметр 2,875 дюйма). Свая устанавливается с крутящим моментом 7800 футо-фунтов, чтобы обеспечить предельную коррелированную с крутящим моментом грузоподъемность грунта 70 тысяч фунтов (FOS = 2). Свая имеет некорродированную площадь поперечного сечения ствола 2,11 дюйма2 и допустимую осевую нагрузку 75,9 тысяч фунтов в день установки сваи. Эту емкость также называют допустимой механической емкостью. Тем не менее, общая допустимая нагрузка сваи останется на уровне 35 тысяч фунтов, ограниченная крутящим моментом при установке и коррелированной допустимой мощностью грунта, даже несмотря на то, что секция стального ствола в земле способна на гораздо большее.
После установки мы можем рассмотреть последствия коррозии. В ICC-ES AC358 указаны запланированные потери или «расходные толщины» для черной стали или стали с защитным покрытием, и эти расходуемые толщины необходимо учитывать при проектировании. Эти жертвенные толщины основаны на умеренно коррозионных грунтах в течение 50 лет. Это только расчетный критерий, и его не следует путать со сроком службы. В нашем примере, после 50 лет пребывания в земле черная стальная свая без покрытия потеряла бы толщину стали 0,036 дюйма из-за коррозии. Свая будет иметь оставшуюся площадь поперечного сечения ствола 1,82 дюйма2 и допустимую (механическую) осевую нагрузку 65,3 тысячи фунтов. Это значение, которое Supportworks указывает в качестве допустимой механической осевой нагрузки на сжатие для HP288. Общая допустимая нагрузка сваи по-прежнему составляет 35 тысяч фунтов, что ограничивается крутящим моментом при установке, который применялся 50 лет назад.
Итак, сколько стали должно быть потеряно, прежде чем коррозия начнет управлять конструкцией? См.
Таблицу 1. Из этой таблицы оставшаяся допустимая механическая нагрузка не упадет ниже допустимой мощности сваи в 35 тысяч фунтов из нашего примера, пока жертвенная толщина не достигнет где-то между 0,135 дюйма и 0,140 дюйма. Это почти в четыре раза превышает запланированный уровень потерь от коррозии в течение 50 лет для черной стали и более чем в 10 раз превышает запланированный уровень потерь от коррозии в течение 50 лет для стали, оцинкованной горячим способом.
Коррозия является очень сложной проблемой, включающей множество факторов, которые могут повлиять на уровень потерь. При некотором понимании быстро становится очевидным, что даже если коррозионные свойства грунта в конкретном месте особенно агрессивны, коррозия все еще довольно редко влияет на конструкцию винтовой сваи.
|
|
11 1 - День установки
- Запланированные 50-летние потери от коррозии для оцинкованной стали в соответствии с AC358
- Запланированные потери от коррозии в течение 50 лет для обычной стали в соответствии с AC358
Винтовые напильники: удаление следов коррозии
Сэм Паркин, новый бизнес-инженер
Один из самых частых запросов, который мы
получить от инженеров-строителей, как стальные винтовые сваи предназначены для работы
с коррозией (ржавлением).
Пока там
Существует множество способов борьбы с коррозией, Piletech обычно рекомендует
борьба с коррозией с помощью самого мощного инструмента в нашем распоряжении: ДИЗАЙН.
Есть три типичных метода
используется для защиты от коррозии:
1. Системы покрытий (включая цинкование)
2. Катодная защита
3. Зона жертвенного сечения
По нашему опыту цинкования и
другие системы покрытия проблематичны, так как они повреждаются и царапаются.
сваи в процессе установки или еще до того, как они будут разгружены
от грузовика. Они также имеют ограниченный
жизнь дизайна. Хуже того, системы цинкования и покрытия также могут способствовать локальной интенсивности коррозии .
если в покрытиях образовалась трещина. Мы также видели такие системы, как лента Denso или
Рукава из полиэтилена высокой плотности – эти варианты не только увеличивают затраты, но и увеличивают программу и
может вызвать проблемы с охраной труда и техникой безопасности во время установки.
Катодная защита включает в себя
создание электрохимической ячейки, в которой котел становится катодом, а
жертвенный анод. Этот метод предотвращения коррозии является проблематичным, поскольку
анод имеет ограниченный жизненный цикл, и поэтому этот метод требует
постоянно поддерживать систему в течение проектного жизненного цикла свай. Исходный
затраты на установку катодной защиты также сравнительно высоки.
Piletech теперь считают лучшим способом
для обеспечения гарантии качества методологии защиты от коррозии
просто позвольте жертвенной толщине стенки достичь требуемого расчетного срока службы для
сваи. Так же дешевле, быстрее,
требует меньше контроля качества, безопаснее…. И это намного проще — делается одним движением пера.
до мобилизации на сайт.
Для расчета необходимого сечения
толщину вала и спирали необходимо сначала определить расчетный срок службы
свай, посмотрите на затронутую площадь поверхности, а затем оцените скорость в
который участок будет подвергаться коррозии.
Расчетный срок службы обычно определяется
Инженер-строитель; для постоянных построек это обычно 50 или 100 лет.
в зависимости от уровня важности структуры.
Что касается площади поверхности
считается, что Piletech допускает коррозию внешней поверхности вала CHS.
винтовой сваи и к обеим сторонам спирали сваи. Мы обычно не
включить для внутренней коррозии, потому что свая бетона, заполненного основанием
колпачок для предотвращения попадания почвы в кучу, тем самым устраняя свободный кислород
требуется для возникновения коррозии.
Скорость коррозии либо
определяется тестированием почвы на месте, или на него можно ссылаться либо в
AS2159:2009, Бюллетень HERA Design and Construct № 46 (переиздан как Бюллетень
№ 62), NZS3404:2009 и/или Строительный кодекс Новой Зеландии.
Строительный кодекс Новой Зеландии
метод проверки B1/VM4 указывает, что количество вычитаемой площади сечения
необходимо учитывать агрессивность почвы и что дальнейшее руководство
можно найти в разделе AS2159:2009 .
6,5 или ГЕРА Проектирование и строительство
Бюллетень № 46 .
AS2159:2009 требует равномерного припуска на коррозию (мм/год), который
зависит от классификации воздействия. Условия воздействия зависят от
PH, уровни хлорида, удельное сопротивление почвы и состояние почвы (высокое
или грунт с низкой водопроницаемостью). Использование AS2159: 2009 стальных секций наших свай
обычно относятся к неагрессивным (менее 0,01 мм/год) или умеренным (0,01–0,02 мм/год)
категория.
Бюллетень HERA Design and Construct № 46 специально написан
относительно коррозии стальных профилей в земле и в воде. Перед тем, как этот отчет будет выпущен,
Стандарт скорости коррозии был предоставлен Институтом стальных конструкций (SCI).
публикация, в которой указана скорость 0,015 мм / год, независимо от почвы
условия. Таким образом, в отчете HERA изложено
чтобы проверить эту норму по отношению к следующим переменным:
- Естественный рН почвы в диапазоне 2,3-9. 5
- Удельное сопротивление почвы в диапазоне 300–50 000
Ом - Почвенный N Значения от 4 до 40
- большинство всех участков включало пересекающиеся водные поверхности как с засоленными
и пресная вода с некоторыми проявлениями потока подземных вод.
5Основные выводы изложены ниже:
1. Самые высокие скорости коррозии
были обнаружены в проницаемых грунтах в пределах 2,5 метров от поверхности и которые были
на уровне или выше уровня грунтовых вод. Даже на верхнем уровне скорость коррозии была ниже
0,015 мм/год, указанные выше.
2. Среднее и максимальное
скорость коррозии снижается со временем после установки сваи.
3. Статистики нет
найдено значение между скоростью коррозии и любым из следующих параметров:
тип почвы и водопроницаемость, значение N почвы, рН почвы (была небольшая
увеличение скорости коррозии ниже pH 4), удельное сопротивление грунта и характер грунта
вода.
4. Скорость коррозии была одинаковой
по всем сторонам стальной сваи.
5. Тип стали не имеет
влияние.
Эти выводы показывают, что почвенные условия очень мало
влияние на скорость коррозии сваи, а при использовании 0,015 мм/год
скорость коррозии не только применима, но и консервативна.
В качестве последней ссылки, NZS3404:2009 — конструкционная сталь
код — имеет расчетную скорость коррозии в зависимости от места (открытое, водное и
почвы), тип встречающейся насыпи (контролируемая, неконтролируемая) и уровень
уровень грунтовых вод. Два случая, наиболее важные для винтовых свай Piletech, похоронены
в засыпке ниже постоянного уровня грунтовых вод и в засыпанной контролируемой засыпке выше
постоянный уровень грунтовых вод в обоих этих случаях расчетная скорость коррозии
0,015 мм/год. Что соответствует
другие требования к коду, как указано выше.