Koroze spojovacích a upevňovacích prvků je ve stavebnictví velmi podceňované téma
Koroze jako taková, ale i náklady na její odstranění nebo snižování negativních následků, je ekonomickou zátěží. Nejde jen o korozi velkých ploch a ocelových konstrukcí. Velkým problémem je i u spojovacích a upevňovacích prvků.
Ve vyspělých zemích jsou tyto škody odhadovány na 3–5 % HDP. Nejde přitom jen o tzv. velkou korozi, tedy např. korozi ocelových konstrukcí nebo ocelové výztuže betonu. Škody způsobuje i koroze spojovacích a upevňovacích prvků, které tvoří sice malou část z celkového objemu stavebního díla, nikoli zanedbatelnou. Tyto prvky jsou vystaveny vnějšímu prostředí, a proto v takovém případě hovoříme o nejrozšířenější korozi – atmosférické. Její rozsah ovlivňují hlavně klimatické podmínky dané vlhkostí, teplotou vzduchu a jeho znečištěním. Vzniká přítomností vlhka ve formě vodního filmu vzniklého kondenzací vlhkosti na povrchu kovu. Voda, nasycená rozpustnými složkami atmosféry jako CO, SO2, NH3, HCl a aerosoly, tvoří elektrolyt. Na korozi se podílí také O2, který ji urychluje.
Druhy korozí u spojovacích a upevňovacích prvků
- Povrchovou korozí se rozumí rovnoměrné napadení se stejnou intenzitou na celém povrchu, který je v kontaktu s korozním prostředím. Rovnoměrná koroze je dobře viditelná a dobře detekovatelná.
- Galvanická koroze vzniká při kontaktu kovů s rozdílným korozním potenciálem za přítomnosti elektrolytu. Kov s nižším korozním potenciálem (anoda) koroduje rychleji, zatímco kov s vyšším korozním potenciálem (katoda) koroduje pomaleji, než by korodoval sám.
- Štěrbinová koroze vede k chemickému poškození materiálu v úzkých štěrbinách, kde je omezený přístup O2. Taková místa vznikají např. mezi dvěma plechy nebo pod hlavou šroubu. Roztok ve štěrbině může být vlivem probíhajících chemických reakcí agresivnější. Štěrbinovou korozí mohou být napadány i za normálních podmínek nerezavějící oceli.
- Koroze při napětí způsobuje porušení materiálu (prasknutí) kombinací účinků mechanického a chemického namáhání. Bez zjevných projevů koroze se mohou objevit změny ve struktuře materiálu výrazně snižující pevnost. Porušení je charakterizováno krystalickým lomem.
Anodické a katodické (neboli vodíková křehkost) korozní napětí
K tzv. anodickému koroznímu napětí dochází na šroubech ve vysoce korozním prostředí plaveckých bazénů obsahující chloridy. K výskytu koroze dochází na velkém počtu nerezavějících ocelí. Naopak katodické se vyskytuje na šroubech z ušlechtilých uhlíkových ocelí. Hromadění atmosférického vodíku v materiálu šroubu vytváří působením tahových napětí trhliny, které snižují únosnost a mohou vést až k prasknutí upevňovacích prostředků.Korozní agresivita
Pro minimalizaci škod způsobených korozí upevňovacích a spojovacích prvků je potřeba věnovat zvýšenou pozornost volbě materiálu výrobku. Vodítkem pro výběr materiálu upevňovacího nebo spojovacího prvku je rozdělení atmosféry podle korozní agresivity uvedené v normě ČSN EN ISO 12944-2 a také v ČSN EN ISO 9223.
| Stupeň korozní agresivity | Označení | Popis |
|---|---|---|
| C1 | Velmi nízká | Uzavřené vytápěné prostory s čistými atmosférami jako jsou kanceláře, obchody, školy, hotely atd. Venkovní prostředí v C1 není uvažováno. |
| C2 | Nízká | Nevytápěné prostory s měnící se teplotou a relativní vlhkostí, malou četností kondenzace a malým znečištěním, což jsou např. sklady, sportovní haly, dále venkovní oblasti a malá města. |
| C3 | Střední | Prostory s velkou četností kondenzace a malým znečištěním z výrobních procesů, příkladem jsou potravinářské závody, prádelny, pivovary, mlékárny. Následně venkovní oblasti se středním znečištěním jako jsou městské oblasti, střední úroveň znečištění SO2. |
| C4 | Vysoká | Prostory s velkou četností kondenzace a velkým znečištěním jako chemické závody, plavecké bazény, průmyslové oblasti, znečištěné městské oblasti. |
| C5 | Velmi vysoká | Prostory s vysokou četností kondenzace a/nebo s velkým znečištěním z výrobních procesů. Atmosférické prostředí s velmi vysokým znečištěním a/nebo s významným vlivem chloridů. |
| CX | Extrémní | Průmyslové prostory s extrémní vlhkostí a agresivní atmosférou, případně přímořské oblasti. |
Výběr vhodných spojovacích a upevňovacích prostředků se zřetelem na korozi
Nejprve posoudíme, zda je upevňovací prvek vystaven působení vnějšího prostředí. Pokud ano, je důležité posouzení korozní agresivity prostředí v závislosti na okolním prostředí budovy, případně také užití budovy. Pokud není vystaven, můžeme klasifikovat korozní agresivitu jako velmi nízkou – stupeň C1. Upevňovací prvky mohou být vyrobeny ze zušlechtěné oceli opatřené galvanickou zinkovou vrstvou.
Podle evropské specifikace by měly být šrouby, které se používají ve vnějším prostředí, v prostředí nevytápěných budov a budov se zvýšenou vlhkostí, vyrobeny minimálně z nerezavějící oceli A2. Použití šroubů ve vyšším stupni korozní agresivity vyžaduje také použití šroubů z ocelí A4, případně HCR. V praxi se často setkáváme s případy, kdy jsou na opláštění skladové nebo výrobní haly v městské aglomeraci, tedy v prostředí korozní agresivity C3, použity ocelové pozinkované šrouby. Samotná pozinkovaná vrstva poskytuje šroubu tu nejzákladnější ochranu proti korozi způsobenou vzdušnou vlhkostí, a to tak že chrání šroub pouze krátkodobě během skladování a přepravy. Koroze se objeví i na zabudovaném pozinkovaném ocelovém šroubu vystaveném dlouhodobě povětrnostním vlivům v nejmírnějším stupni C2. I když se nemusí zpočátku jednat o míru koroze ohrožující samotný spoj, tak znečištění fasády stékající korozí významně negativně ovlivní vzhled fasády objektu a může to být důvodem reklamace. Kritickým místem z pohledu koroze je střižná hrana plechu podložky, která je vyráběna stříháním z pozinkovaného plechu s navulkanizovaným EPDM a není dále upravována. Tam se objeví koroze nejdříve. Nejedná se o velkou plochu a samotný spoj není ohrožen, ale na znečištění fasády korozí to stačí.
Obrázek 1: Počínající koroze na střižné hraně těsnící podložky
Obrázek 2: Pokročilá koroze hlavy šroubu a těsnící podložky
Ochrana proti korozi
Při dlouhodobějším působení koroze dochází k úbytku materiálu šroubu. To může vést ke kritickému zeslabení šroubového spoje a k jeho selhání. Použití ocelových šroubů není v podmínkách vyšší korozní agresivity zcela vyloučeno, ovšem vyžaduje lepší protikorozní ochranu než galvanické zinkování. K tomu jsou k dispozici šrouby se speciálním vícevrstvým protikorozním povlakem, který zvýší odolnost proti korozi. Protikorozní odolnost je stanovená počtem hodin zkouškou neutrální solnou mlhou NSS a/nebo počtem cyklů Kesternichovy zkoušky. Nelze předpokládat, že ocelové šrouby s vícevrstvým protikorozním povlakem nebudou korodovat, nicméně v podmínkách korozní agresivity C2 mohou zajistit dostatečnou dobu užívání bez výskytu červené koroze. V podmínkách interiéru se zvýšenou kondenzací vlhkosti charakterizovanou agresivitou prostředí C3 a vyšší, je třeba věnovat pozornost i části šroubu v interiéru. V případě duálních samovrtných šroubů je sice šroub vyrobený z nerezavějící oceli, ale vrtací špička šroubu je z uhlíkové oceli, proto je nutné používat závitotvorné šrouby z nerezu (bez vrtací špičky) a s předvrtáním. V atmosféře s korozní agresivitou C4 a vyšší, je důrazně doporučeno používat šrouby vyrobené z austenitické nebo austeniticko-feritické nerezavějící oceli HCR.
Obrázek 1: Koroze na vrtací špičce samovrtného šroubu
Obrázek 2: Koroze ocelového závitotvorného šroubu v interiéru
Šrouby EJOT jsou vyráběny z uhlíkové oceli pozinkované, případně opatřené duplexním povlakem pod označením Climadur nebo EJOGUARD jako ochranou proti korozi základního materiálu šroubu. V případě požadavku na korozní odolnost šroubu je třeba použít korozně odolný základní materiál šroubu. Korozně odolné šrouby jsou k dispozici z nerezavějící oceli A2 a v některých případech i z nerezavějící oceli A4. V případě prostředí s vysokým stupněm korozní agresivity je potřeba volit závitotvorné šrouby (bez vrtací špičky) vyrobené z nerezavějící oceli HCR (1.4529) s označením Corremax.
Snímky struktury nerezavějících ocelí pro šrouby (zvětšení 500x).
EJOT CZ vám pomůže s vhodným výběrem šroubů pro Vaši stavbu
Dle slov produktového managera společnosti EJOT CZ Ing. Jana Dvořáka, bychom se měli zabývat umístěním a určením objektu při volbě vhodných upevňovacích prostředků. Nerespektování rizika koroze může vést v lepším případě k znečištění fasády a případně interiéru objektu, v horším případě k selhání spojů a ohrožení celistvosti objektu. V minulosti bylo zaznamenáno několik závažných havárií způsobených korozí upevňovacích prvků.
EJOT CZ zajišťuje prodej sortimentu spojovacích prvků pro průmysl a upevňovacích prvků pro stavebnictví. Dále nabízí samovrtné a závitotvorné šrouby, hmoždinky a kotvy, které jsou určeny pro opláštění budov, ploché střechy, zavěšené fasády, kontaktní ...
