Научно-технический отчет по оценке коррозионной стойкости

по теме: «Проведение испытаний по коррозионной стойкости элементов конструкций из оцинкованного и черного металла при взаимодействии монолитного пенобетона»

Заказчик: ООО «ИНТЕХ ЛБ»
Договор: № 126-18 от 25.09.2018 г.

УТВЕРЖДАЮ
Директор ООО «Инженерный центр Механические испытания и расчеты»
Марков С.И.
Заведующий испытательной лабораторией: А.А. Харьков

Список исполнителей

Должность	Фамилия И.О.	Подпись
Руководитель работы, Зав. исп. лаборатории	А.А. Харьков
Инженер	М.К. Куракин
Инженер	Д.В. Ляшенко
Инженер	М.А. Ковалев

Нормативные ссылки

ГОСТ 5272-68 «Коррозия металлов. Термины»;
ГОСТ 30630.2.5-2013 «Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие соляного тумана»;
ГОСТ 9.308-85 «Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы ускоренных испытаний».

Термины и определения

Коррозия металлов — разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой;
Скорость коррозии — коррозионные потери металла с единицы поверхности в единицу времени;
Коррозионная стойкость — способность металла сопротивляться коррозионному воздействию среды;
Продукты коррозии — химические соединения, образующиеся в результате взаимодействия металла с агрессивной средой;
Пенобетон — вид ячеистого легкого бетона, получаемый из пеномассы, которая приготавливается из цементного теста, поризованного технической пеной, образующей воздушные замкнутые ячейки (поры);
Пенобетонная смесь — готовая к применению перемешанная однородная смесь вяжущего, заполнителей и воды с добавлением пенообразователя, которая после схватывания и твердения превращается в пенобетон;
Водородный показатель — мера активности ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность.

Введение

Пенобетон является строительным материалом, который обладает рядом преимуществ перед другими стеновыми конструкционно-изоляционными материалами. К этим преимуществам можно отнести низкую плотность, высокую прочность, хорошее тепловое сопротивление ограждающих конструкций при минимальных нагрузках на фундамент, а также удобную транспортировку. Являясь универсальным и доступным в экономическом плане, пенобетон широко используется как для утепления строений и конструкций, при их возведении.

Исследуемый в рамках работы пенобетон, в свою очередь, используется как утеплитель, заливаемый в различные конструкции с применением металлического профиля и изделий.

Лабораторией были получены по 5 образцов металлического оцинкованного профиля с толщиной залитого в него пенобетона 5 и 10 мм, а также по 5 образцов металлического профиля без цинкового покрытия с толщиной залитого в него пенобетона 5 и 10 мм. В состав пенобетона входит цемент производства ЗАО «Пикалевский цемент», пенообразователь Foam-X и вода.

Цель испытаний заключалась в оценке коррозионной стойкости профилей из оцинкованного и черного металла при контакте с монолитным пенобетоном при повышенных температурах и влажности. В ходе исследований была проведена коррозионная оценка профилей с различной толщиной залитого слоя пенобетона и различным материалом профиля.

Объекты и методы испытаний

Образцы были подготовлены для испытаний (см. рис. 1). Продолжительность испытаний составила 10 дней с промежуточным извлечением образцов на 5 день. Исследования проводились в камере тепла-холода СМ-70/100-1000 ТВХ при температуре +35±3 °С и влажности 95 %. Образцы в процессе испытаний представлены на рисунке 2.

После испытаний образцы высушивались при комнатной температуре 22 °С, уровне влажности 45 %, в течение пяти часов и проводилась визуальная оценка состояния поверхности пенобетона на наличие следов коррозионных повреждений. На финальном этапе оценки пенобетон удалялся и производилась оценка поверхности профиля.

Результаты испытаний

Разница между образцами, извлечёнными через 5 суток испытаний и 10 суток, визуально заметна на образцах с оцинкованным профилем. На рисунке 4 приведены образцы оцинкованного профиля с разной выдержкой в камере ТВХ. Белые отложения на образцах являются продуктами коррозии – оксидом цинка.

На всех образцах можно наблюдать распространение коррозионных процессов от стенки профиля. В целом увеличение сроков проведения испытаний позволило бы проследить эволюцию коррозионных повреждений на теле профиля. По результатам проведенных испытаний на всех образцах имеются продукты коррозии на кромках. На теле оцинкованных профилей не было обнаружено отдельных продуктов коррозии. На трёх профилях из черного металла с толщиной 5 мм были обнаружены продукты коррозии на теле профиля. На рисунке 5 приведены коррозионные повреждения этих профилей после испытаний (1 – продукты коррозии на теле профиля, 2 – продукты коррозии на кромках).

Измерение pH пенобетона

Заказчик предоставил компоненты пенобетона для приготовления смеси и замера показателя pH. Результат измерения представлен на рисунке 6. Водородный показатель пенобетонной смеси составил 12,36. Далее провели замер показателя pH, взятого из образцов пенобетона (рис. 7).

С точки зрения коррозионной стойкости цинк обладает большей степенью коррозионной защиты по сравнению с углеродистой сталью. Его использование предпочтительно в условиях атмосферной коррозии.

Заключение

В ходе исследований были проведены испытания образцов профилей из черного и оцинкованного металла, наполненных пенобетоном с толщиной заполнения в 5 и 10 мм. Проведена визуальная оценка проницаемости пенобетона под воздействием повышенной температуры и влажности.

По результатам исследования определено, что при полном контакте с монолитным пенобетоном обеспечивается коррозионная стойкость профилей из черного и оцинкованного металла.

Вследствие высокой щелочности пенобетона происходит пассивация металла (образование защитной пленки).