Ochrona przed korozją i trwałość elementów stalowych występujących w infrastrukturze miejskiej

Kiedy mówimy o gospodarce XXI wieku, opartej na wiedzy, innowacji i jakości, społeczna świadomość dotycząca ochrony przed korozją, nie wspominając już o trwałości konstrukcji, jest dość niska.

Co gorsze, ta podstawowa wiedza jest niedostateczna wśród projektantów, inwestorów, kierowników budów i inspektorów nadzoru inwestorskiego, którzy tę dziedzinę działalności kompletnie lekceważą jako rzecz drugorzędną.

Projekty ochrony przed korozją nawet dużych konstrukcji stalowych są często źle wykonywane, nie mówiąc już o problemach trwałości konstrukcji, którymi niewielu chce się zajmować.

Co dzieje się z drobnymi elementami stalowymi powszechnie występującymi w przestrzeni publicznej? W większości przypadków wyglądają nieestetycznie, są źle konstruowane, wykonywane i jeszcze gorzej montowane.

Gdyby wszyscy inżynierowie zajmujący się budownictwem, a więc architekci, architekci krajobrazu, konstruktorzy, drogowcy, elektrycy, specjaliści inżynierii środowiska i inżynierii kolejowej, łaskawszym okiem spojrzeli na wielką liczbę różnych elementów metalowych występujących w infrastrukturze miejskiej, związanych z ich inwestycjami, i rozpoczęli poprawne ich projektowanie, wykonanie i montaż, to ich trwałość, bez rażącej zmiany wyglądu, byłaby równa ich żywotności aż do utraty zaprojektowanej funkcji.

Wiele zależy również od kierowników budów i inspektorów nadzoru inwestorskiego, którzy powinni wiedzieć, jak mają wyglądać elementy metalowe montowane w przestrzeni publicznej.

Odpowiedzialność za taki stan rzeczy ponoszą również politechniki i inne uczelnie techniczne z wydziałami budowlanymi, które nie poświęcają powyższemu tematowi ani jednej godziny wykładu.

Jeśli całe środowisko specjalistów budownictwa zmobilizuje się i zadba o przyjazny wygląd naszej przestrzeni publicznej, to zniweluje milionowe straty spowodowane korozją i niedostateczną trwałością różnych elementów metalowych.

Rodzaje konstrukcji i elementów metalowych występujących w infrastrukturze miejskiej

Niniejszy artykuł dotyczy następujących elementów powszechnie występujących w kraju:

• różnego rodzaju słupów i słupków lamp oświetlenia ulic, placów, parkingów itp.,
• balustrad zewnętrznych na schodach terenowych i zewnętrznych schodach budynków,
• balustrad ochronnych na murach oporowych, na murach zewnętrznych tuneli, na kładkach dla pieszych nad ulicami, drogami i autostradami itp.,
• ogrodzeń posesji, parków, ogrodów, placów zabaw, terenów rekreacyjnych,
• ogrodzeń rzek, kanałów, jezior, ulic,
• ogrodzeń torów tramwajowych, kolejowych, przejść dla pieszych itp.,
• ogrodzeń ogródków przydomowych w miastach i osiedlach,
• barier ochronnych na mostach, wiaduktach, drogach i ulicach w obrębie miast,
• słupów trakcyjnych tramwajowych i kolejowych,
• podpór znaków i informacji drogowych, znaków informacyjnych i wielkich tablic reklamowych, występujących na parkingach i innych miejscach w przestrzeni publicznej,
• ekranów akustycznych,
• podpór instalacji i urządzeń technicznych na zewnątrz obiektów i w ich otoczeniu,
• różnego rodzaju drabin zewnętrznych i schodów ewakuacyjnych,
• masztów flagowych i antenowych,
• drobnych elementów elewacyjnych, jak konstrukcje do mycia elewacji, uchwyty flagowe, daszki ochronne, zamocowania instalacji itp.,
• zadaszeń przystanków tramwajowych, autobusowych, kolejowych,
• słupków porządkujących ruch uliczny lub ochronnych przed obiektami oraz innych tego typu niewymienionych elementów.

Aby powyższe drobne konstrukcje metalowe i elementy ślusarskie były właściwie chronione przed korozją, miały wieloletnią odporność na oddziaływanie środowiska oraz niezmienną trwałość, nie wystarczy pokryć ich powierzchnię izolacją antykorozyjną. Decydujący wpływ na cechy te mają:

• skrupulatne projektowanie z dobranych logicznie profili,
• dokładnie określony system zabezpieczenia przed korozją,
• poprawne skonstruowanie i wykonanie,
• prawidłowo zrealizowany montaż.

Wybór odpowiednich profili i projektowanie

Należy zdecydowanie podkreślić, że profile otwarte korodują wielokrotnie szybciej niż zamknięte - zbiera się w nich woda, kurz, pył, substancje chemiczne, a również chlorek sodu. Wszystkie te czynniki inicjują niszczenie powłoki malarskiej i korozję stali. Poza tym profile otwarte mają znacznie gorsze wskaźniki statyczne, są trudniejsze do konstruowania węzłów i dużo gorsze ze względów ekonomicznych.

Z wymienionych powodów nie nadają się na podane wyżej elementy kątowniki, dwuteowniki, teowniki, zetowniki, a nawet płaskowniki.

Właściwy dobór profili ma podstawowe znaczenie z następujących powodów: ochrony przed korozją, ekonomicznych, estetycznych, użytkowych i ergonomicznych (np. pochwyty balustrad).

Niestety w praktyce budowlanej stosuje się bardzo często złe profile, a na dalszych etapach wykonawstwa brak jest woli do naprawienia tych błędów. Mógłby to zrobić inwestor, lecz często przy słabości jego służb, staje się to mało realne.

Czasami pojawia się tłumaczenie, że elementy te są chronione prawem autorskim. Nic jednak bardziej błędnego, gdyż rozwiązania techniczne tysiące razy powtarzane, nie mogą stanowić niczyjej własności intelektualnej. Jeśli w dodatku są obarczone podstawowymi błędami, nie powinny być w żadnym wypadku realizowane, bowiem nienaprawienie złych rozwiązań przynosi szkodę nie tylko inwestorowi, lecz również społeczną.

W praktyce inżynierskiej bardzo rzadko zdarza się widzieć profesjonalnie wykonane projekty omawianych elementów. Z wielu więc względów wprowadzanie zmian na budowie jest wręcz etyczną koniecznością, jeśli chce się osiągnąć dobry efekt.

Optymalnym profilem pod każdym względem jest okrągła rura o cienkiej ściance, która ma identyczne wskaźniki statyczne we wszystkich kierunkach oraz stosunkowo mały ciężar. Dzięki temu jest profilem bardzo ekonomicznym, estetycznym i ergonomicznym, a poza tym charakteryzuje się dużą trwałością i odpornością korozyjną.

Dobrym rozwiązaniem są poza tym rury kwadratowe i prostokątne, tłoczone na zimno, o cienkich ściankach i wyoblonych krawędziach. Mogą być z powodzeniem stosowane do wielu wymienionych konstrukcji, mają dobre wskaźniki statyczne i ekonomiczne, są trwałe i odporne na korozję, nie stwarzają problemów z malowaniem krawędzi.

Jeśli konstrukcje wymagają większych profilów niż wyżej wymienione i produkowane w hutach, bardzo dobrymi profilami są odpowiednie ceowniki zespawane półkami, tworzącymi zamknięte rury prostokątne.

Wykonywanie połączeń i węzłów z odpowiednich profilów nie może tworzyć kawern, w których zbiera się woda, kurz, skropliny lub substancje chemiczne, inicjujące korozję i niszczenie.

Poprawne zabezpieczenie przed korozją

Dość często w projekcie inwestycji, w części poświęconej izolacji przed korozją, stwierdza się "zabezpieczyć elementy stalowe przez malowanie farbą antykorozyjną" lub - nieco lepiej - podaje się klasę zagrożenia korozyjnego środowiska. I na tym kończy się część projektu odnosząca się do ochrony konstrukcji przed korozją. Takie projektowanie jest nie tylko błędne, lecz wręcz szkodliwe, gdyż przy słabości służb inwestora i pazernym wykonawcy, nastawionym na zysk (zdarza się, że oba te przypadki występują razem), ochrona korozyjna konstrukcji może być wykonana byle jak. Byłoby znacznie lepiej, aby tego typu projekty zabezpieczenia przed korozją w ogóle nie występowały.

Dobry projekt izolacji przed korozją powinien rzetelnie i profesjonalnie odpowiedzieć na wszystkie problemy związane z ochroną korozyjną. Najważniejsze kwestie z tym związane zostały wymienione w [1].

Poprawny montaż elementów metalowych

Nie dopuszcza się spawania na budowie gotowych elementów z całkowitą powłoką malarską, gdyż powoduje to niszczenie powłoki w miejscach spawania, a ponowne czyszczenie i malowanie w niesprzyjających warunkach budowy spowoduje znaczne obniżenie jakości robót i trwałości zabezpieczenia przed korozją.

Z reguły montuje się zewnętrzne elementy infrastruktury miejskiej na betonowych podporach, które zasypuje się ziemią, łącznie z ich stalową podstawą i śrubami.

Taki montaż jest pod każdym względem niedopuszczalny. Na styku bowiem grunt–powietrze powłoka malarska ulega szybkiemu uszkodzeniu, po czym następuje korozja stali oraz bardzo szybkie niszczenie śrub.

Na FOT. 1 oraz zdjęciu głównym widać niechlujny montaż słupów oświetlenia ulicy na jednym z warszawskich osiedli mieszkaniowych oraz skorodowaną balustradę w pasażu dużego budynku. Elementy takie tracą estetyczne i użytkowe walory oraz szpecą otoczenie swoim wyglądem.

Na ulicach miast w podobny sposób montuje się powszechnie występujące słupy oświetlenia, różne ogrodzenia np. torów tramwajowych, oraz bardzo wiele większych i mniejszych elementów metalowych występujących w przestrzeni miejskiej.

Scalanie i montaż na budowie części konstrukcji z gotowym zabezpieczeniem przed korozją powinny odbywać się na poprawnie zaprojektowane śruby lub nasuwki. Jeśli wykonuje się takie scalanie za pomocą stykających się ze sobą blach, należy szczególnie starannie uszczelnić ich styki, aby zapobiec korozji szczelinowej, która może być groźna dla każdej konstrukcji.

Śruby, które są najsłabszym elementem, muszą być zabezpieczone plastykowymi kapturkami wypełnionymi smarem maszynowym. Niestety w świadomości środowiska pracowników budowlanych takie zabezpieczenie, niezwykle skuteczne i tanie, jest słabo ugruntowane.

Żaden element stalowy czy metalowy nie może mieć bezpośredniego styku z ziemią, muszą one być montowane na betonowych podporach, wysuniętych ponad poziom terenu na 0,05-0,10 m.

Jeśli jakieś słupy mają blachy montażowe, pod nimi muszą być wykonane podlewki z bezskurczowej zaprawy montażowej. Zawsze konieczne jest zabezpieczenie śrub.

Osobnym elementem są ekrany akustyczne występujące przy drogach, a również ulicach w miastach. Nie powinny być w ogóle wykonywane z jakichkolwiek profilów metalowych.

Najlepsze są wały ziemne, wały pokryte krzewami (roślinnością), wały ziemne nadbudowane osłoną żelbetową lub wreszcie ekrany z typowych prefabrykowanych elementów żelbetowych, posadowionych na otwartych rurach stalowych. Powinny cechować się prostą konstrukcją, szybkością wykonania i montażu, bardzo dużą odpornością korozyjną i wieloletnią trwałością.

Nie wolno ekranów tych montować wzdłuż lasów, nieużytków, łąk i pól, tj. z dala od osad ludzkich, mając na uwadze przyszłą zabudowę, która może nigdy nie wystąpić.

Podsumowanie

Gdyby pracownicy branży budowlanej - projektanci, kierownicy budów, inwestorzy, inspektorzy nadzoru inwestycyjnego, służby utrzymania obiektów budowlanych i ich administratorzy - kierowali się wysoką etyką zawodową i pełną odpowiedzialnością, wówczas ulice i place miast i osiedli byłyby bardziej estetyczne i przyjazne ludziom, a straty spowodowane niepoprawnym projektowaniem (lub brakiem projektowania), złym wykonaniem i nieprawidłowym zabezpieczeniem przed korozją wszelkiego rodzaju elementów metalowych występujących w infrastrukturze miejskiej w skali kraju byłyby minimalne.

Literatura

1. A. Maciejewski, "Zabezpieczenie konstrukcji i elementów stalowych przed korozją", "IZOLACJE" 9/2016, s. 76-79.
2. Ł. Augustyński, "PGP - nowa metoda oceny grubości powłoki ochronnej na konstrukcji", "Ochrona przed korozją" 2/2013, s. 50-52.
3. M. Kania, K. Rzeszut, "Trwałość stalowych pali rurowych w posadowieniach ekranów akustycznych", "Materiały Budowlane" 11/2016, s. 88-89.
4. "Katalog technologii zabezpieczenia antykorozyjnego konstrukcji wykonanych z profili cienkościennych lub blach o grubościach do 3,0 mm", Wyd. Instytut Badawczy Dróg i Mostów na zlecenie Zarządu Dróg Miejskich w Warszawie, Warszawa 2012.
5. A. Królikowska, L. Komorowski, J. Noworyta, "Dlaczego korodują ekrany akustyczne", "Ochrona przed korozją" 59 (12)/2016, s. 425-430.
6. T. Możaryn, M. Wójtowicz, A. Strąk, "Korozja i zabezpieczenie konstrukcji stalowych cz. I: Korozja stali", "Przegląd Budowlany" 6/2016, s. 45-52.
7. PN-EN ISO 12944-5:2007, "Farby i lakiery. Ochrona przed korozją konstrukcji stalowych za pomocą ochronnych systemów malarskich. Część 5: Ochronne systemy malarskie".
8. A. Maciejewski, "Wpływ konstrukcji, projektowania, wykonania i montażu ekranów akustycznych na korozję i trwałość ekranów”, „Ochrona przed korozją" 3/2017, s. 10-12.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!