Ochrana výztuže a ocelových prvků v konstrukci proti korozi dle EN 1504-7 v návaznosti na povrchové úpravy a izolace mostních konstrukcí – teorie a praxe – technologie BASF

Článek krátce popisuje BASF řešení ochrany ocelových prvků a nátěry betonových a ocelových konstrukcí, mostů a jiných inženýrských staveb ve vztahu k ČSN EN 1504/část 7/10. Evropská norma ČSN EN 1504 Výrobky a systémy pro opravu a ochranu betonových konstrukcí zahrnuje všechna hlediska v celém procesu oprav betonových konstrukcí včetně ochrany proti korozi. Článek představuje vybrané materiály BASF splňující požadavky normy na funkční vlastnosti materiálů a příklady aplikace těchto hmot, včetně ostatních systémů ve vztahu k protikorozní ochraně oceli a kovů před aplikacemi vlastních povrchových úprav konstrukcí a před izolacemi mostovek.

ČSN EN 1504 – ZÁKLADNÍ NORMA V OBLAST I SANACÍ
Evropská norma EN 1504 Výrobky a systémy pro opravu a ochranu betonových konstrukcí zahrnuje všechna hlediska v celém procesu oprav betonových konstrukcí a je členěna celkem do 10 částí. (viz tab. 1)

EN 1504–7: OCHRANA VÝZTUŽE PROTI KOROZI (ZÁSADA 7 A 11)
Výrobky a systémy pro ochranu a opravy betonových konstrukcí – Definice, požadavky, kontrola kvality a hodnocení shody – ČÁST 7: Ochrana výztuže proti korozi.

Tato norma je českou verzí evropské normy EN 1504-7:2006 Překlad byl zajištěn Českým normalizačním institutem. Má stejný status jako oficiální verze.

Aktivní nátěry (active coatings) „AP“ (Emaco® Nanocrete AP)
Nátěr, který obsahuje elektrochemicky aktivní pigmenty, které mohou působit jako inhibitory, nebo které mohou poskytovat lokální katodovou ochranu.

Poznámka: Cement je, kvůli své alkalitě, považován za aktivní pigment.

Bariérové nátěry (barier coatings) „BP“ (Emaco® Nanocrete BP/Concresive 1002)
Nátěry, které oddělují výztuž od pórové vody obsažené v cementové matrici obklopující výztuž.

FUNKČNÍ VLASTNOSTI PRO URČENÁ POUŽITÍ
V tabulce 1 jsou vyjmenovány funkční vlastnosti výrobků a systémů pro ochranu výztuže proti korozi, které jsou vyžadovány pro „všechna určená použití“ nebo pro „některá určená použití“ v závislosti na „zásadách“ a „metodách“ definovaných v ENV 1504-9. Funkční vlastnosti, které jsou vyžadovány pro „všechna určená použití“ jsou označeny.

Všechny ostatní funkční vlastnosti, které jsou neoznačeny, mohou být vyžadovány pro „určitá určená použití“. Požadavky na funkční vlastnosti jsou uvedeny v bodě 5., tabulka 1 a následně konkretizováno v tabulce 3.

POŽADAVKY
Identifikační požadavky
Výrobce musí provést vybrané reprezentativní počáteční identifikační zkoušky pro výrobek nebo systém, jak je specifikováno v tabulce 4. Tyto zkoušky mohou být kdykoli použity pro ověření složení výrobku. Přijatelné tolerance jsou uvedeny v tabulce 4. (např. barva, hustota, těkavé látky, viskozita, tixotropie, tvrdost apod.)

Výrobky pro ochranu proti korozi nesmí uvolňovat látky nebezpečné pro zdraví, hygienu a životní prostředí.

APLIKACE INHIBITORŮ - DLE ZÁSADY 11, BOD 11.3
Tj. ochrana výztuže proti aktivní korozi v železobetonové konstrukci – níže se popisuje účinnost inhibitorů. Silany se ve stavební praxi používají již od roku 1972. Díky svým vlastnostem se uplatňují jako výtečná ochrana železobetonu před účinky chemických a rozmrazovacích látek. Vlastní vývoj společnosti BASF v této oblasti přinesl i hmatatelný výsledek – PROTECTOSIL^® CIT. PROTECTOSIL^® CIT není jen ochranný nátěr na železobetonové konstrukce, je to aktivní inhibitor koroze prověřený mnohaletou praxí.

Princip působení koroze v železobetonu (resp. ve výztužných vložkách) je známý, ale neškodí si ho občas připomenout. Koroze výztužných vložek začíná, klesne-li alkalita pod pH 9. To bývá způsobeno reakcí CO₂ s volným Ca(OH)₂, známou jako karbonatace betonu. Elektrochemickou reakcí dochází ke zvětšování objemu výztužných složek a k oddělování krycí betonové vrstvy.

K obdobnému jevu dochází i v přítomnosti agresivních chloridových iontů, kde elektrochemické reakce vedou k rozpouštění oceli a k vytváření oxidů železa.

Silany jako účinná ochrana výztuže v železobetonových konstrukcích
Jak již bylo zmíněno, nabízejí silany poměrně hospodárnou ochranu železobetonu před účinky koroze výztužných vložek. Mohou být syntetizovány s množstvím podskupin, umožňujících cíleně zlepšit vlastnosti betonu.

Změnou délky reaktivní skupiny molekul lze ovlivňovat penetrační schopnost či reaktivitu. Během posledních 20 let se ve stavební praxi používaly silany a siloxany hlavně jako hydrofobizační nátěry. Pokud byly aplikovány na nových, korozí nenapadených konstrukcích, hlavně v prostředí s vysokou agresivitou (průmyslové zóny, mořské pobřeží, …), jasně prokázaly vysoký stupeň ochrany.

Důvodů, proč tomu tak je, je několik:

• malé reaktivní molekuly, s nízkou viskozitou a malých povrchovým napětím,
• důkladná penetrace do betonu,
• chemická vazba s křemičitanovými sloučeninami betonu,
• chemická vazba s vrstvou oxidu železitého,
• snížení průsaku vody (a tím i chloridových iontů) až o 90 %.

Průlomem pak bylo vytvoření silanové molekuly obsahující organoaminovou skupinu (R-NH₂), která je inhibitorem koroze. Většina inhibitorů koroze se nanáší na povrch a postupně migruje ochrannou betonovou vrstvou k oceli. Skupiny NH₂ tak zajistí dodatečnou pasivaci povrchu výztužné vložky. Odborná literatura však upozorňuje na skutečnost, že účinnost látky klesá díky těkavosti, hlavně ve vlhkém prostředí. Protože silanové molekuly jsou chemicky vázány na cementovou matrici, je inhibitor koroze PROTECTOSIL ^® CIT trvale zakotven v betonu a nemůže se vypařovat či být vymýván z podkladu.

Inhibitor PROTECTOSIL^® CIT tak dokáže ochránit výztuž i v betonu s trhlinami. Porušený vzorek byl po 48 týdnů vystaven cyklickému namáhání (ponor do solného roztoku, vysušení), ale díky inhibitoru koroze PROTECTOSIL^® CIT se míra koroze ve výztužných vložkách snížila o 99 %. Pokud se na neošetřený vzorek po 12 týdnech cyklického namáhání nanesl inhibitor koroze PROTECTOSIL^® CIT, došlo i při dokončení cyklického namáhání k poklesu koroze o 92 %. Skutečnost, že se inhibitor koroze PROTECTOSIL^® CIT nevymývá ani při dlouhodobém cyklickém namáhání, předurčuje tento prostředek nejen k ochraně nových železobetonových konstrukcí, ale hlavně k ošetření konstrukcí již napadených korozí. Nezanedbatelná je i velice snadná aplikace běžným ručním postřikovacím zařízením.

Měření účinnosti inhibitoru koroze PROTECTO SIL^® CIT na stavbách
V posledních deseti letech se průběh koroze ve výztužných vložkách nejčastěji měřil pomocí lineární polarizace a poté se změřený elektrický proud v definované výztužné vložce převedl na stupeň koroze. Tento způsob umožňuje provádět měření nejen v laboratořích, ale i na stavbách.

Zkušenosti firmy BASF z více než patnáctiletého působení na poli ochrany železobetonových konstrukcí za použití inhibitoru koroze PROTECTOSIL^® CIT v USA a Evropě jasně prokazují úspěšnost zastavení koroze v konstrukci.

Shrnutí
Výše uvedené mnohaleté referenční studie provedené přímo na stavbě, podpořené nezávislými zkouškami prokázaly, že použitím inhibitoru koroze PROTECTOSIL^® CIT se u nových konstrukcí výrazně sníží nebezpečí koroze výztužných vložek a u konstrukcí stávajících dojde velice rychle k zastavení aktivní koroze a k „zakonzervování“ pasivního stavu. Inhibitor koroze PROTECTOSIL^® CIT navíc brání vzniku tzv. kruhové anody v místech opravovaných novými sanačními maltami.

ANTIKOROZNÍ NÁTĚRY
Protikorozní ochrana – systémy – nátěry na ocel, kovy a nekovy (beton)
Nátěry na ocel, kovy, železo a neželezné kovy jsou také součástí systémů protikorozní ochrany stavebních a konstrukčních prvků, jako např. kotvící desky napínacích lan a kotev, patních desek svodidel, zábradlí a všech pomocných ocelových a železných konstrukcí. Tabulka uvádí některé typy materiálů pro nátěry těchto konstrukcí, včetně použití na betonový podklad.

ZÁVĚR
BASF je také významným dodavatelem řady dalších produktů pro stavební praxi např. systémů MASTERFLEX^® pro injektáže a těsnící tmely, systémy MASTERFLOW^® pro podlévání a kotvení, hmoty MASTERTOP ^® pro pečetící vrstvu a podlahové systémy. Naši obchodní poradci jsou k dispozici při řešení konkrétních požadavků na Vašich stavbách. Zde popsaná kvalitní sanace a ochrana výztuže a ocel. Prvků v konstrukci a na konstrukci úzce souvisí s kvalitou následně prováděných úprav, ev. vrstev na ŽB konstrukci (např. nátěry chodníků a říms, nátěry a izolace zaatikových žlabů, nátěry kotevních prvků a desek vč. svodidlových prvků, zábradlí, kotev, svodidel a samozřejmě i provádění kotevně impregnačních nátěrů a pečetících vrstev na mostovkách. Bez důkladné přípravy podkladu nelze docílit kvalitní povrch/povrchové vrstvy konstrukce.

Protection of Reinforcement and Steel Components of a Construction Against Corrosion in Line with a Standard EN 1504-7 in Connection with Surface Treatment and Insulation of Bridge Constructions – Theory and Practice – BASF Technologies
Preparation of a base and protection of reinforcement and steel components of a construction seem one of the most important matters within reconstructions of bridge structures and structures similar to them in order to secure subsequent 100% functionality of insulation on these types of structures. BASF materials designed for this field have already been a name all over the world for several tens of years. The article describes possibilities and types of treatment of reinforcement and steel components in line with the standard EN 1504-7 and other respective standards and regulations before actual placement of any type of insulation (bridges, ponses, tunnels, abutment walls, etc.).

Autor

• Ing. Hlisníkovský Libor