Транспортное строительство

Транспортное строительство 2-2006

Опыт применения полиуретановых лакокрасочных материалов
на заводах ОАО «Мостостройиндустрия»
 

Транспортные магистрали являются важнейшим элементом экономики. Без грузовых и пассажирских перевозок невозможно представить себе функционирование современного государства. Важнейшими узлами транспортных магистралей являются мосты.

Для полноценного функционирования транспортных систем крайне важной являются надежность и долговечность эксплуатации мостовых сооружений. В данном случае важно не только обеспечить удачные проектные и строительные решения, но и качественную защиту от агрессивного воздействия внешней среды. Условия, в которых эксплуатируются металлические конструкции мостов и путепроводов: воздействие агрессивных атмосфер, осадков, перепадов температур, постоянной влажности с конденсацией, знакопеременных механических нагрузок и т.д. являются причиной возникновения коррозии. Проблема коррозии особо остро стоит в мостостроении.

Пренебрежение коррозионными процессами, которые всегда протекают на металле, приводит к большим затратам на устранение последствий, а в ряде случаев к вынужденному выводу мостовых сооружений из эксплуатации. Можно привести пример со станцией Московского метро «Воробьевы горы», которая была закрыта из-за коррозионных разрушений стальной арматуры бетонных элементов моста вследствие хлоридной коррозии. Замена металлоконструкций, восстановление станции, устранение коррозионных разрушений и противокоррозионная защита потребовали больших капиталовложений и затрат времени. На момент реконструкции было приостановлено движение как на линии метро, так и движение автотранспорта на важной транспортной магистрали столицы.

Существуют различные методы борьбы с коррозией металла, однако наиболее перспективным является применение лакокрасочных материалов. Защита металлоконструкций при помощи лакокрасочных материалов позволяет увеличить срок их службы и сохранить физико-механические свойства металла.

В мостостроении актуальна проблема повышения эффективности защиты от коррозии стальных металлоконструкций. Применение новых марок сталей, новые конструктивные решения мостовых конструкций с высококачественными деформационными швами и другими новыми элементами конструкций требуют использования современной и эффективной противокоррозионной защиты, фундамент которой в виде грунтовочного слоя закладывается на заводах-изготовителях мостовых металлоконструкций. Используемым для этой цели лакокрасочным материалам  необходимо отвечать следующим требованиям:

  1. Обладать высокой эффективностью защитного действия;
  2. Иметь высокую адгезию к металлу;
  3. Сохранять защитные свойства отдельных слоев системы покрытия (грунт и грунт + промежуточный слой) на максимально длительный срок в процессе монтажных и строительных работ;
  4. Обладать протекторными свойствами, чтобы, в случае повреждения покрытия при транспортировке или монтаже, обеспечивать защиту конструкций;
  5. Легко наноситься высокопроизводительными способами;
  6. Не иметь короткого «времени жизни» готового к нанесению материала;
  7. Обладать хорошей ремонтопригодностью;
  8. Не требовать дополнительной подготовки поверхности при нанесении покрывных защитных слоев после монтажа мостовых конструкций;
  9. Не нагружать атмосферу заводских окрасочных участков высокими концентрациями паров растворителя.

Такими свойствами в полной мере обладают лакокрасочные материалы фирмы Steelpaint GmbH. Эти материалы используются с 1997 года в мостостроении и входят в качестве рекомендованных в СТП 001-095 корпорации «Трансстрой».

Заводы металлоконструкций ОАО «Мостостройиндустрия» испытали более 30 различных грунтовок, но наиболее подходящей, по совокупности характеристик технического и экономического плана, оказалась Stelpant-PU-Zink, которая наносится в заводских условиях и широко применяется в мостостроении на стадии предварительной защиты мостовых конструкций на срок транспортировки и монтажа конструкций с последующим нанесением окончательных защитных и декоративных слоев в условиях строительной площадки.

В течение последних 8 лет такие заводы как ЗАО «Воронежстальмост», ЗАО «Курганстальмост», ЗАО «Улан-Удэстальмост», Ярославский завод мостовых металлоконструкций, Люберецкий завод мостостроительного оборудования, Чеховский завод мостовых металлоконструкций успешно применяют в качестве защиты материалы Steelpaint, в частности цинкнаполненную полиуретановую грунтовку Stelpant-Pu-Zink с высоким сухим остатком (71% по объему или 90 % по весу) для защиты металлоконструкций мостовых сооружений.

Окрашивание металлоконструкций на заводах происходит по схеме:

  1. Струйная очистка до степени Sa 2,5
  2. Цинкнаполненная полиуретановая грунтовка Stelpant-Pu-Zink, толщиной 80 мкм.

Подготовка поверхности металлоконструкций под окраску на ведущих заводах ОАО «Мостостройиндустрия» достигается путем качественной струйной очистки металлопроката, а затем обработки готовых металлоконструкций в дробеметных камерах, что позволяет получать степень подготовки поверхности Sa 2,5 по ИСО 8501-1 (Рис 1).

Рис. 1. Подготовка металлоконструкций в дробеметной камере

Грунт Stelpant-Pu-Zink для подготовки к нанесению требует лишь вскрытия 10-ти литровой упаковки и тщательного перемешивания материала. То есть отсутствует операция дозирования и смешивания с отвердителем, которая характерна для двухкомпонентных материалов. Кроме этого, двухкомпонентные материалы после смешивания основного компонента с отвердителем имеют очень ограниченный «срок жизни» краски, составляющий в среднем 3-4 часа, после чего материал полностью непригоден к использованию. Грунт Stelpant-Pu-Zink после вскрытия упаковки пригоден к нанесению не менее 24 часов.

Для нанесения грунта на заводах применяются мощные аппараты безвоздушного рапыления моделей WIWA- Magnum и GRACO King (Рис 2). Использование этих аппаратов дает возможность наносить высоковязкие материалы с высоким сухим остатком без добавления в грунт растворителя, что позволяет снизить нагрузку парами углеводородов производственных помещений и не закупать лишнего количества растворителя. Окраска кантов, выкружек, подкрашивание отдельных повреждений легко выполняется ручным инструментом – кистью и валиком.

 

 

Рис. 2. Грунтовка металлоконструкций в цеху.

Следует отметить, что металлоконструкции загрунтованные Stelpant-Pu-Zink имеют высокую устойчивость к физико-механическим воздействиям при транспортировке и монтаже, а при хранении на монтажной площадке в течении продолжительного времени сохраняются защитные качества и высокая адгезия грунта.

Например, при строительстве моста через р. Нева в С-Петербурге в мае 2003 года было произведено обследование металлоконструкций, доставленных на строительную площадку в период с августа 2001 по март 2003 года. Срок хранения части металлоконструкций составил около 2-х лет. Обследование металлоконструкций, которое проводилось ФГУП ЦНИИКМ «Прометей», не выявило повреждений грунтовочного слоя, коррозии основного металла не наблюдалось, адгезия грунта составляла более 7 МПа. Металлоконструкции были полностью пригодны для нанесения последующих покрывных слоев, что и было выполнено на указанном объекте. Перед нанесением следующих слоев после длительного срока хранения не потребовалась активация поверхности в виде легкой пескоструйки, как этого часто требуют инструкции по эпоксидным материалам, были лишь удалены загрязнения конструкций мойкой водой под высоким давлением.

Грунтовочный материал Stelpant-PU-Zink может использоваться также непосредственно на стройплощадке и может наноситься в диапазоне температур от 0оС до +50оС и относительной влажности воздуха до 98%.

Для противокоррозионной защиты мостовых конструкций после их сборки на строительной площадке, окончательной отделки элементов мостов используется ряд систем. Эти системы, наряду с грунтовочным слоем PU-Zink обычно включают в себя промежуточный и покрывной слои. Промежуточный слой обладает высокой адгезией к грунтовочному слою, хорошей укрывистостью и высокими барьерными свойствами, которые обеспечивают минимальную влаго – и паропроницаемость покрытия. Покрывной слой, обладающий высокими защитными свойствами, хорошей укрывистостью, имеет высокую стойкость против УФ-излучения и придает мостовым сооружениям необходимые декоративные качества. В некоторых случаях на заводах «Мостостройиндустрии» наносится полная система покрытия материалами фирмы Стилпейнт ГмбХ.

В 2004 году Московским представительством фирмы Стилпейнт ГмбХ совместно с институтом «Гипротрансмост», Мостовой инспекцией, ОАО «Мостостройиндустрия», ЦНИИС, АО «Мостотрест», ФГУП «Гормост», Федеральным агенством по строительству  была проведена инспекция мостов и эстакад, отремонтированных и вновь построенных с применением окрасочных материалов фирмы в период с 1998 года по 2001 год. Были осмотрены следующие объекты эстакады пересечения МКАД с Ярославским шоссе (окраска в 1998 году ), эстакада ул.Бочкова – ул.Эйзенштейна (окраска в 2000 году), Пушкинский пешеходный мост (окраска в 1999 году), Андреевский ж.д. мост (окраска в 2000 году), Андреевский автомобильный (окраска в 2001 году), Лужнецкая эстакада (окраска в 1999 году), Киевский пешеходный мост (окраска 2000 году), мост «Сити» на 3-ем транспортном кольце (окраска в1999 году), Лужнецкий автомобильный и метромост (окраска в 2000-2001 годах). На всех объектах отмечено хорошое состояние покрытия без видимых коррозионных повреждений, адгезия имела высший показатель по методу решетчатого надреза. (Рис.3).

Рис. 3. Комиссионный осмотр московских объектов

Обследования состояния объектов, расположенных в других городах России, и защищенных материалами Steelpaint, показывают, что металлоконструкции также имеют красивый внешний вид, не имеют нарушений лакокрасочного покрытия и коррозионных поражений основного металла

Имеющийся 5-7 летний опыт эксплуатации мостов, защищенных системами покрытий Stelpant на основе однокомпонентных полиуретанов, а также исследования ЦНИИС позволяют прогнозировать срок службы этих систем не менее 15 лет. Для заводских мостовых конструкций, загрунтованных Stelpant-PU-Zink, срок защиты в условиях хранения и  монтажа до последующего перекрытия составляет не менее 2-х лет.

Уникальные свойства полиуретановых ЛКМ фирмы Стилпейнт, их высокая эффективность в части защиты металлоконструкций, технологические преимущества при нанесении и экономические показатели позволяют с успехом применять их в мостостроении.