Адгезия бетона к оцинкованному металлу

Обновлено: 15.05.2024

Премычка над окном выполнена из пары угоков, сваренных через арматуру. Уголок около 50 мм. Окрашен грунтом красного цвета. Необходимо следать откос. В одном месте слой будет очень тонкий, т.к. все криво

Вопрос: Можно ли на металл наносить Бетонконтакт? "Дружат" ли они - и в плане адгезии и в плане коррозии?

GVK написал :
Вопрос: Можно ли на металл наносить Бетонконтакт?

нанесите на металл антикорр. грунтовку ( ГФ-021 или аналоги ), после высыхания грунтовки - уже бетоконтакт.

iale написал :
нанесите на металл антикорр. грунтовку ( ГФ-021 или аналоги ), после высыхания грунтовки - уже бетоконтакт.

GVK написал :
пары угоков, сваренных через арматуру

грунтануть бетоконтактом , без глупостей с суриком ( ждать долго , пока высохнет, к тому ж на чёрный металл сначала всё равно потребуется обработка каким-нибудь составом для нейтрализации ржавчины . ещё часов 12 !) - если есть возможность - в места свободные от металла , крепим дюбеля с шурупами, на шурупы накручиваем металлическую сетку из тонкой проволки , через металлический угол заносим на стену и фиксируем так же на дюбеля с шурупами - далее штукатурим гипсом и - радуемся результату на ближайшие лет двадцать . если хочется запечатлеть сей шедевр для внуков - тогда технология покраски металла , как подготовка железа на автомобильном железе - нейтрализатор + 2К акриловый грунт ( либо тупо как для крыш суриком ) - а дальше по общестроительной технологии - грунт под покрытие и . но вот именно из-иза уголков металлических на откосах , крайне рекомендую металлическую сетку .

iale написал :
нанесите на металл антикорр. грунтовку ( ГФ-021 или аналоги )

Митрич1 написал :
ждать долго , пока высохнет, к тому ж на чёрный металл сначала всё равно потребуется обработка каким-нибудь составом для нейтрализации ржавчины . ещё часов 12 !

Дом - новостройка (монолит), все металлические детали (перемычки над дверями, над окнами - где сдалбливал строительную штукатурку и т.д.) покрашены чем-то красно-бурым. Это может быть ГВ-021? Окрашено в 1 слой, ржавчины вроде нет. Достаточно для бетонконтакта? или стоит еще слой ГФ-021 положить? Время не торопит, т.к. это не последний этап работ - это место может подождать запросто еще неделю.

Митрич1 написал :
но вот именно из-иза уголков металлических на откосах , крайне рекомендую металлическую сетку .

А неметаллическая сетка может "спасти отца русской демократии"? (с) Ради одного (может, двух) окон покупать рулон сетки (1м х 10 м) жаба не позволяет (душит). Кусками - не продают (не нашел). Стекловолоконная (ячейка 5мм) - уже доступнее.

GVK написал :
покрашены чем-то красно-бурым. Это может быть ГВ-021?

GVK написал :
Достаточно для бетонконтакта? или стоит еще слой ГФ-021 положить?

В принципе достаточно, но 2-й слой усилит защиту от коррозии.

GVK написал :
А неметаллическая сетка может "спасти отца русской демократии"?

-Лучше , чем вообще ничего .

Еще одним слоем антикоррозионного грунта пройти обязательно, но желательно все-таки не ГФ, поскольку достаточно сложно найти качественный ГФ. Лучше все-таки чем-нибудь хорошим, типа Ростекс или ,

И есть еще один момент, на который надо обратить внимание. Поскольку у металла и бетона разные коэффициенты температурного расширения, есть вероятность, что штукатурка может растрескаться. Поэтому имеет смысл применить сетку, как посоветовал Митрич1, либо воспользоваться высокоэластичным материалом типа Кнауф Унифлот. Согласно рекомендациям Кнауфа, он наносится слоем до 5 мм, и поэтому если выравнивать надо больше, без сетки видимо не обойтись.

july-m написал :
поскольку достаточно сложно найти качественный ГФ. Лучше все-таки чем-нибудь хорошим, типа Ростекс

цена на Ростекс может неприятно "удивить"

july-m написал :
имеет смысл применить сетку, как посоветовал Митрич1

вечером заехал, купил 5х5 мм "стеклянную", самой высокой плотности пару метров (2х29руб= 58 руб)

july-m написал :
Согласно рекомендациям Кнауфа, он наносится слоем до 5 мм,

К сожалению, перемычка не в горизонт - справа около 1.5 см получится, если слева делать по-минимуму.

july-m написал :
либо воспользоваться высокоэластичным материалом типа Кнауф Унифлот.

Существуют ли какие добавки-пластификаторы в обычную гипсовую штукатурку для придания эластичности? В старину я бы ПВА налил. Но не знаю, может сейчас так не прилично?

iale написал :
цена на Ростекс может неприятно "удивить"

Видел сегодня грунт с защитой от коррозии (что-то типа 3-в-1 - и грунт и антикор и цвет разный) наш, отечественный. Ярославль кажется Что-то вроде ХВ-074 (не ручаюсь за цифры). 1 кг банка стоит ок 250 рублей. Оно?

Цена 250 руб за кг даже с учетом розничной наценки вполне вмещает в себя качественный продукт. Но! Именно такую краску - 3 в одном, я бы не советовала. Здесь есть один нюанс - поскольку это грунт-эмаль, то ее поверхность будет скорей всего глянцевой и гладкой. Она не рассчитана на то, что на нее сверху будут наносить что-то еще. Нормальный бетоконтакт с высокой долей вероятности к ней прилипнет, а штукатурка прилипнет к бетоконтакту. Но это лишние сложности, и можно просто найти антикоррозионную грунтовку. Если уж Вы присмотрелись к Яр. краскам, то вот, к примеру, эта пойдет больше

Помню у нас в зале были турники, покрашенные краской вперемешку с песком Кожа стиралась здорово, но соскользнуть с турника было гораздо тяжелее. Никто при защите металла не пробовал добавить песок в покрытие? В сочетании с сеткой должно давать хороший результат.

july-m написал :
просто найти антикоррозионную грунтовку

нормального лакокорасочного завода. Проще это сделать в магазине автохимии

iale написал :
Никто при защите металла не пробовал добавить песок в покрытие?

Эврика!
Это же и есть рецепт "бетонконтакта" для металлических оснований.
Мастера, СПАСИБО за участие - ясность в сути необходимых действий наступила.
Примерно вижу это так:
1) По возможности отдираю с металла старый грунт (то, что слабо держится). Использую "ершик" на дрель.
2) Грунтую металл антикоррозионным грунтом (с маркой - до субботы определюсь). В грунт добавляю мелкий песок.
3) Грунтую примыкающие кирпичи церезитом-17
4) По металлической перемычке - слой "бетонконтакта" от FEIDAL (в знак признательности Юлии за внимание к проблемам потребителей )
5) Слой гипсовой штукатурки ок 5 мм на всю ширину откоса с заворотом на стену над окном (тема эластичности штукатурки пока не раскрыта - ПВА, акриловый грунт, . и надо ли вообще?)
6) В свежий слой штукатурки - штукатурную стекловолоконную сетку, поверх - еще немного штукатурки, чтобы сетка оказалась внутри.
7) По шаблону проверяем, чтобы поверхность откоса не выходила за "чистовой" габарит (про шаблон "угла рассвета" - я писал уже кому-то. Чуть позднее попробую дать ссылку)
8) Когда высохнет - опять грунтуем церезитом-17 и начисто шпатлюем Юнис-блик. (по натертым маякам с учетом углов и т.д)

Горячее цинкование в производстве арматуры

Вопрос безопасности и долговечности дорог, мостов и береговых сооружений весьма актуален в условиях все возрастающего глобального транспортного потока. Определяющую роль в надежности составляющих их бетонных конструкций играет стальная арматура. Особенно опасными для нее с точки зрения коррозии являются противогололедные смеси и морская солевая среда.

Обеспечивая как барьерную, так и жертвенную защиту стали, цинковое покрытие арматуры способно значительно снизить скорость ее разрушения. Цинк невосприимчив к карбонизации в бетоне. Еще более важно то, что цинк гораздо более стоек к хлоридам, чем черная сталь. Предельная концентрация хлоридов, выше которой начинается коррозия, для оцинкованной стали примерно в 2-3 раза выше, чем для непокрытой. В условиях высокохлористых сред бетонные конструкции с оцинкованной арматурой могут служить до 50-100-лет.

С 1950-х годов оцинкованная арматура широко используется при возведении мостов, в дорожном покрытии, ливневках, аварийных барьерах и ограждениях, а также в морских и прибрежных сооружениях: доках, причалах, понтонах и аквариумах.

Характеристики и поведение оцинкованной арматуры обширно исследовались как в лабораторных, так и в полевых условиях. Подробный отчет об этом был опубликован в работах:

International Lead Zinc Research Organization, Galvanized Reinforcement for Concrete – II. NC: USA; 1981;
Committee Euro-International du Beton, “Coating Protection for Reinforcement: State of the Art Report”, CEB Bulletin d’Information No. 211. London: Thomas Telford Services; 1995;
S. Yeomans (Editor), Galvanized Steel Reinforcement in Concrete. Oxford: Elsevier; 2004.

Все общие стандарты цинкования, а также стандарты армирования, такие как ISO14657 и ASTM A767, определяют минимальную толщину цинкового покрытия 85-87 мкм (600-610 г/м2) для изделий толщиной более 5 мм. На практике цинковое покрытие обычно имеет толщину 110-120 мкм, хотя для тяжелых изделий может составлять и 150-200 мкм.

2. Процесс цинкования арматуры.

В чем особенности покрытия бетонной арматуры цинком? В первую очередь, для этого применяется горячее цинкование. Объясняется это выгодами в цене и производительности, которые возникают при работе с крупногабаритными изделиями и большой требуемой толщиной покрытия.

Горячее цинкование может выполняться периодическим погружением и непрерывно. Первый способ представляет собой погружение отрезков арматурной стали в ванну с расплавленным цинком при температуре около 450°C. Время цинкования колеблется от нескольких минут для прутков малого диаметра до 10-20 минут для тяжелых прутков и сборных каркасов.

При периодическом горячем цинковании на границе сталь/покрытие образуется достаточно толстый переходный слой из железо-цинковых сплавов (гамма, дельта и зета). Поверхностный слой покрытия составляет чистый цинк (эта) (рисунок 1).

Рисунок 1 — Поперечный срез горячеоцинкованной стали, покрытой методом периодического погружения.

Следует заметить, что переходные слои менее устойчивы к коррозии, чем чистый цинк.

Непрерывное покрытие арматуры или рулонного продукта обеспечивает легкость, скорость и экономичность производства. По сравнению с периодическим погружением, непрерывный метод является более энергоэффективным и оказывает меньшее негативное воздействие на окружающую среду.

Технически, в непрерывном горячем цинковании предварительно нагретая заготовка проходит со скоростью около 10 м/мин через ванну с расплавленным цинком. Заготовка остается в ванне всего несколько секунд.

Добавление 0,2% алюминия в расплав позволяет получать покрытия толщиной 50-60 мкм, представляющие собой чистый цинк с очень тонким слоем (0,1 мкм) тройного сплава (Al-Zn-Fe) на границе раздела цинк/сталь. Поперечный срез стали после непрерывного цинкования показан на рисунке 2.

Рисунок 2 — Поперечный срез стального изделия, горячеоцинкованного непрерывным методом.

Высокая скорость реакции и добавка алюминия уменьшают толщину переходного слоя цинк-железо, по сравнению с методом периодического погружения. Это значительно улучшает формуемость заготовок, т.к. большая толщина интерметаллидов уменьшает прочность покрытия на изгиб. Кроме этого, при непрерывном цинковании создается более равномерное по толщине покрытие, чем при периодическом погружении в расплав.

Стандарт для непрерывно оцинкованной арматуры ASTM A1094 определяет среднюю толщину покрытия не менее 50 мкм (360 г/м 2 ).

3. Поведение цинка в бетоне.

3.1 Пассивация.

Цинковое покрытие пассивируется естественным путем во влажном цементе путем образования адгезионного слоя гидроксицинката кальция (CaHZn), морфология которого изменяется в зависимости от рН. Примерно при рН=12,6 поверхность цинка полностью покрывается плотным и компактным слоем кристаллов CaHZn, хотя с увеличением рН кристаллы грубеют и не могут полностью покрыть всю поверхность. На формирование пассивного слоя расходуется около 10 мкм чистого цинка. После образования пассивной пленки она остается неповрежденной, даже если произойдет защелачивание до рН=13,6.

3.2 Влияние карбонизации бетона.

Карбонизация, т.е. поглощение углекислого газа, влаги и кислорода из воздуха, снижает рН бетона. Коррозия черной стали начинается тогда, когда рН в области арматуры достигает значений 11,5 и ниже. Однако на оцинкованную арматуру карбонизация бетона существенно не влияет из-за повышенной коррозионной стойкости цинка в области рН=11,5.

3.3 Влияние хлоридов.

Коррозия стали резко ускоряется в присутствии хлоридов. Пороговая концентрация хлоридов, выше которой происходит ускорение, зависит от рН среды. Хлориды - известные депассиваторы металлов. Они разрушают пассивную пленку на стали даже при высоком рН и предотвращают ее повторное образование, что приводит к высоко локализованной питтинговой коррозии. Для черной стали концентрация хлоридов до 0,4% от общей массы цемента классифицируется как низкий риск коррозии.

В качестве предельной концентрации хлоридов для оцинкованной арматуры в бетоне используется прогнозное значение 1% от массы цемента. Это в 2,5 раза выше, чем для стали без покрытия. Хотя существуют некоторые расхождения во мнениях:

Измерить порог критической концентрации хлоридов довольно просто в моделируемом водном растворе в порах бетонного массива. Однако, реальные условия в бетоне совершенно разные и изменчивые. Поэтому нет ничего неожиданного в том, что сообщается о различиях в пороге концентрации хлоридов. Усреднив все приведенные данные можно заключить, что хлоридный порог для оцинкованной стали однозначно в 2-3 раза выше, чем для черной.

3.4 Поведение покрытия после пассивации.

После образования пассивной пленки CaHZn остальная часть покрытия (обычно 100 мкм и более) остается неповрежденной в течение длительного периода времени, пока среда с пороговой концентрацией хлоридов не достигнет глубины армирования. Если покрытие впоследствии депассивируется, то начнется растворение любого оставшегося свободного цинка. В результате будут образовываться богатые цинком рыхлые продукты коррозии, в первую очередь оксиды и гидроксиды. Будучи значительно менее объемными, чем продукты коррозии железа, они мигрируют в соседнюю бетонную матрицу, где заполняют пустоты и микротрещины. В отличие от ситуации, когда черная сталь корродирует в бетоне, цинковые продукты коррозии существенно не нарушают межфазную цементную матрицу. Тем самым сохраняется целостность бетонной массы. Имеются также данные о том, что заполнение порового пространства в межфазной зоне создает в матрице барьер пониженной проницаемости, который не только увеличивает адгезию матрицы к стержню, но и уменьшает переход хлоридов через матрицу к поверхности цинкового покрытия.

4. Проектирование и строительство конструкций с использованием оцинкованной арматуры.

Обширные испытания показали, что цинкование не оказывает отрицательного влияния на прочность и пластичность армирующих сталей, в том числе высокопрочных (T.Langill, and B. Dugan, “Zinc materials foruseinconcrete”, Galvanized Steel Reinforcementin Concrete, Chapter 2, Oxford: Elsevier; 2004, American Galvanizing Association, Hot-dip Galvanized Reinforcing Steel: A Specifiers Guide, 2011.)

Исследование оцинкованной арматуры не выявило снижения связующей способности оцинкованных прутков по сравнению с эквивалентными черными стальными прутками. На практике оцинкованные прутки обладают даже лучшей связующей способностью.

К транспортировке и обращению с оцинкованной арматурой не существует специальных требований, кроме отслеживания радиусов изгиба для минимизации растрескивания покрытия. Процесс размещения оцинкованной арматуры, заливки в нее бетона и его уплотнения также не требуют особых технологических мер.

5. Полевые исследования конструкций с оцинкованной арматурой.

Данные исследования многочисленных существующих конструкций, в частности мостовых палубных установок в США, показали, что цинкование продлевает срок службы арматуры в бетоне и обеспечивает надежную защиту от преждевременного растрескивания и скола.

Мостовые палубы, датируемые началом 1970-х годов в Айове, Пенсильвании и Флориде, были исследованы для сравнения надежности оцинкованной и черной арматуры, подверженной воздействию противогололедных солей или влажных морских сред. Через 24 года оцинкованные прутки подвергались только поверхностной коррозии, даже когда уровень хлоридов был высоким, а средняя толщина цинка, оставшегося на прутках, превышала минимальное требование ASTM A767 на 84 микрона.

Обследование мостов Афин (28 лет) и Тиога (27 лет) выявило среднее содержание хлоридов в 2,5 раза выше, чем для черной стали, а оставшаяся толщина покрытия также превысила указанный выше минимум.

На Бермудских островах обследование доков и причалов, датируемых 1950-ми годами, констатировало долговременную стойкость оцинкованной арматуры в морской среде. Дальнейшее обследование морских сооружений возрастом не менее 42 лет подтвердило эти выводы. Керны, взятые в это время, показали, что продукты коррозии цинка мигрировали на 300-500 мкм в соседнюю бетонную матрицу без видимого влияния на бетонную массу.

Хорошим примером использования стальной оцинкованной арматуры является мост Марио Куомо длиной 3,1 мили, пересекающий участок Таппан-Зи реки Гудзон. Он рассчитан на 100-летний срок службы. При его строительстве было использовано 30000 тонн горячеоцинкованной арматуры, включая 43 пары железобетонных опорных опор, а также все подъездные пролеты и устои, около 6000 оцинкованных армированных предварительно отлитых панелей с поверхности дорожного настила.

Первый мост, построенный с использованием непрерывно оцинкованной арматуры, был завершен в Индепенденсе, штат Айова с использованием 75 тонн непрерывно оцинкованного бруса в бетонных опорах, парапетах и палубе моста.

Возможность изготовления бруска с непрерывным покрытием на месте сэкономило время строительства и уменьшило местное разрушение дорог.

В прибрежных условиях 1200 тонн оцинкованной арматуры было использовано в 3200 фундаментных сваях для установки водоочистки Чанги в Сингапуре. Рассчитанный на 100-летний срок службы и расположенный на побережье, объект оказался подвержен сильному воздействию приливно-отливного столба соленой воды. Еще 10000 тонн рулонного оцинкованного бруса было использовано в 1300 выпускных трубах сточных вод, размещенных в дноуглубительных каналах морского дна.

В Чили оцинкованная арматура использовалась в системах ретикуляции морской воды для тепловой электростанции в порту Коронель, а также в бетонной палубе проекта кустарного рыболовного пирса.

В Испании оцинкованная арматура широко использовалась в пристани для яхт в порту Торревьеха и в сборных секциях морской дамбы в доке морского порта в Дении, Аликанте.

Что такое адгезия цемента?

Адгезия цемента к различным основам (поверхностям), является важной технической характеристикой определяющей следующие возможности. В частности: способность цемента удерживать элементы наполнителя бетона, способность цементной штукатурки «прилипать» и длительное время удерживаться на поверхностях стен выполненных из разных материалов.

Также это способность клея на основе цемента «приклеивать» отделочные и теплоизоляционные материалы (искусственный камень, керамическую плитку, пенополистирол, базальтовую вату и пр.) к кирпичу, бетону, пеноблоку, древесине и другим основам.

Технический смысл адгезии

Слово «Адгезия» в переводе с латинского означает – «прилипание». Имеется ввиду прилипание разнородных или однородных материалов друг к другу. В нашем случае рассматривается «прилипание» растворов на основе цемента: бетон, штукатурка, кладочный раствор, ремонтные составы, клей, другой строительный материал.

Существует три вида адгезии:

Физическая. Прилипание происходит на молекулярном уровне. Пример – прилипание магнита к стальной основе.
Химическая. Прилипание происходит на атомном уровне. Пример – сваривание и пайка деталей. Также химический смысл имеет адгезия стоматологической пломбы к пульпе зуба.
Механическая. Сцепление материалов происходит за счет проникновения адгезива (штукатурка, бетонный раствор, кладочный раствор, клей и т.п.) в поры и шероховатости основы. Пример: оштукатуривание, укладка плитки, окрашивание.

Степень адгезии измеряется в МПа. Цифровое значение обозначает величину силы, которую необходимо приложить для того чтобы оторвать адгезив от основания. Например, на упаковке сухой штукатурной смеси «ЭКО 44» указывается, что минимальная адгезия данного материала к основе составляет 0,5 МПа. Это значит что для того чтобы оторвать слой адгезива от основы понадобиться приложить усилие 5 кг на 1 см2 площади.

Степень адгезии материала к основе разнится от вида и возраста основы. Например старый бетон имеет степень адгезии к новому бетону от 0,9 до 1,0 МПа, в то время как современные сухие строительные смеси способны обеспечивать степень «прилипания» до 2 МПа и более.

Лабораторное испытание степени адгезии сухих строительных смесей осуществляют на специальных образцах, в соответствии с требованиями ГОСТ 31356-2007.

Способы увеличения адгезии

Степень «прилипания» адгезива к основе есть величина «переменная», зависящая от ряда факторов:

Чистоты поверхности от загрязнений: пыли, жирных пятен, аморфных масс и пр.
Шероховатости поверхности. Например, в силу практически нулевой шероховатости поверхности, величина адгезия цемента к стеклу значительно ниже, чем адгезия цемента к дереву или адгезия цемента к бетону.
Усадочные процессы. При усадке адгезива возникают напряжения вызывающие растрескивания и отслоения от основы.

Чтобы получить величину адгезии соответствующей заданным параметрам, необходимо устранить указанные выше факторы. Применяют следующий комплекс мер:

Тщательная очистка основы от загрязнений, краски, старой штукатурки и аморфных масс.
Увеличение степени шероховатости методом нанесения насечек или шлифовки абразивами. Хороший результат дает обработка гладкой поверхности составом для увеличения шероховатости поверхности «Бетоноконтакт».
Применение химического модифицирования бетона специальными добавками, такими как «МС-АДГЕЗИВ» или «SikaLatex®». «МС-АДГЕЗИВ» значительно увеличивает адгезию цементных растворов, в том числе адгезию цемента к металлу и адгезию цемента к краске. Добавка вводится одновременно с затворителем в соответствии с инструкцией по применению. «SikaLatex®» жидкая добавка в цементные растворы улучшающая прочность сцепления, снижающая усадочные процессы. Вводится в затворитель согласно инструкции. С помощью данных добавок получают цемент с высокой адгезией, даже к старому или «гладкому» основанию.
Грунтовка основы. Грунтовки глубоко проникают в толщу основы и значительно увеличивают степень сцепления основы с адгезивом. Распространенные бренды: Люксорит-Грунт, Joint Primer, Максбонд Латекс.

Как показывает практика, в частном строительстве применяют не весь комплекс мероприятий, а только некоторые пункты – очистку поверхности и увеличение степени шероховатости. Выполнение этих операций не требуют дополнительных затрат и обеспечивают достаточную степень сцепления при всех видах работ: штукатурке, укладке плитки, отделке пола и т.п.

Методы измерения величины адгезии

Числовое значение степени сцепления основы с адгезивом определяется специальным прибором «ОНИКС-АП» или его аналогами. Техническая суть технологии заключается в приклеивании рабочей пластины прибора на участок штукатурки, плитки, керамогранита и пр. При этом проверяемый участок должен соответствовать габаритам пластины. Соответствие габаритам пластины обеспечивается пропилами адгезива до основания.

Далее прибор начинает нагружать (отрывать) пластину, пока полностью не оторвет ее от основания вместе с испытуемым участком адгезива. По ходу процесса происходит индикация нарастания величины нагрузки. С помощью данного прибора можно измерять степень адгезии от 0 до 10 МПа. Учитывая высокую стоимость данного прибора, около 70 000 рублей, приобретать его для разового использования в частном строительстве экономически нецелесообразно.

Заключение

Производители строительных материалов и торговые сети предлагают потребителям широкий выбор сухих строительных смесей «на все варианты»: штукатурки для наружных и внутренних работ, клеи на основе цемента для плитки, керамогранита, искусственного камня, пенополистирола и других теплоизоляционных и отделочных материалов.

При этом адгезия той или иной смеси соответствует своему назначению при соблюдении инструкции по использованию. Поэтому, если застройщики, используя данные составы, четко придерживаются требований производителя, им не стоит беспокоиться и адгезии – величина адгезии обеспечивается автоматически.

Читайте также: