Stav ocelové konstrukce před rekonstrukcí
Hlavním cílem této práce bylo experimentální ověření očištění povrchu jednotlivých profilů v míře potřebné pro aplikaci ochranných nátěrových systémů. V práci byly řešeny časté a nejúčinější předúpravy povrchu ocelových materiálů a jejich účinnost v těžko dostupných místech. Hlavním kritériem byla kvalita, drsnost a čistota povrchupo otryskání pro následnou aplikaci nátěrových systémů.
ÚVOD
Práce se zabývá hodnocením stavu protikorozní ochrany (dále jen PKO) a detailů štěrbin ocelové konstrukce mostu SO 201 v km 59,129; Volary – Černý Kříž (v blízkosti osady Dobrá na Šumavě) po jednom roce expozice od kompletní rekonstrukce. Místní šetření za účelem zhodnocení stavu konstrukce proběhlo dne 22. 7. 2019.
Stavební objekt SO 201 představuje ocelovou nýtovanou příhradovou konstrukci mostu přes řeku Teplá Vltava v Národním parku Šumava. Délka přemostění činí cca 51,7 m. Konstrukční provedení ocelové konstrukce je řešeno pomocí dvou hlavních příhradových nosníků s dolní prvkovou mostovkou.
Vzhledem ke stáří ocelové konstrukce, stavu PKO a koroznímu poškození některých prvků byla provedena v období od 8. 8. 2018 do 24. 9. 2018 kompletní rekonstrukce mostu včetně zhotovení nové PKO společností STRABAG Rail a. s.
VÝCHOZÍ STAV PROTIKOROZNÍ OCHRANY (PKO) OCELOVÉ KONSTRUKCE
Povlaky OK mostu před rekonstrukcí vykazovaly stav odpovídající jejich stáří, agresivitě korozního prostředí a specifickému koroznímu namáhání jednotlivých detailů OK vlivem konstrukčního řešení.
Z hlediska vad a poškození protikorozní ochrany se jednalo o následující:
- delaminace a praskání povlaků,
- podkorodování,
- křídování,
- ztráta adheze a soudržnosti,
- ztráta elasticity.
U ocelové konstrukce vlivem těchto vad PKO v kombinaci s korozní agresivitou prostředí došlo ke koroznímu napadení základního materiálu a místy i k nezanedbatelným úbytkům tloušťky některých prvků.
Zjištěné korozní napadení ocelové konstrukce lze převážně charakterizovat:
- rovnoměrná koroze,
- důlková koroze,
- štěrbinová koroze.
Stav ocelové konstrukce a PKO před rekonstrukcí je patrný z obrázku 2. Pro prodloužení životnosti OK mostu a zabezpečení bezpečného provozu na trati bylo provedení rekonstrukce včetně zhotovení kompletní nové protikorozní ochrany zcela nezbytné.
ODSTRANĚNÍ PŮVODNÍ PKO
Z hlediska rozsahu poškození původních nátěrů byl zvolen postup kompletního odstranění PKO a její nahrazení novým nátěrovým systémem. Odstranění původních nátěrů bylo provedeno pneumatickým tryskáním ocelovou drtí GL 25 především z důvodu vytvoření kotevního profilu a odpovídajícího stupně předúpravy povrchu, ale i z důvodu požadavku na recyklaci abraziva a odpadu z tryskání vzhledem k umístění konstrukce v lokalitě Národního parku Šumava. Z tohoto důvodu byla konstrukce mostu zaplachtována.
Předúprava jednotlivých polí spočívala v jejich otryskání s následným odsátím použitého abraziva a vzniklého odpadu ze zádržných plachet, provedení recyklace abraziva a odseparování odpadu. Posledním krokem předúpravy povrchu byl ofuk konstrukce stlačeným vzduchem za účelem odstranění nečistot (prach, abrazivo…).
Předúprava povrchu
Předúprava povrchu před aplikací základní nátěrové hmoty byla prováděna pomocí pneumatického tryskání ocelovou drtí GL25. Vzhledem k technologickým omezením zvoleného systému odstranění původní PKO, tedy nutnosti po určité době odsávat z konstrukce abrazivo a odpad z tryskání, postupovali práce převážně ve sledu – odstranění původní PKO – předúprava povrchu (+ oprava nedotryskaných míst) – aplikace základního nátěru. Nutnost odstranění produktů vzniklých při tryskání před aplikací základního nátěru mnohdy neumožňovala aplikaci NH do 4 hodin po otryskání (dle požadavku předpisu SŽDC S5/4). Práce na předúpravě probíhaly s ohledem na klimatické podmínky a technologická omezení. Tryskáním bylo dosahováno stupně předúpravy povrchu dle ČSN EN ISO 8501‑1 – Sa 2,5 a drsnosti povrchu dle ČSN EN ISO 8503‑1 10a (Rugotes No. 3), ekv. segment 3 (místně 4) dle ISO komparátoru. Výskyt prachových částic na povrchu konstrukce byl kontrolován dle normy ČSN EN ISO 8502‑3 pomocí adhezní pásky. Stav povrchu po otryskání a prováděné zkoušky kvality předúpravy povrchu ilustrují obrázky č. 3.
Současný stav PKO
Aplikace nátěrů byla prováděna bezvzduchým (vysokotlakým) stříkáním a pásovými nátěry štětci. Provedené nátěry jsou bez významných vad typu puchýřů, stečenin, závoj, porozita či delaminace. PKO je celistvá tloušťky celého NS pouze lokálně klesají pod povolené minimum pro zesílený nátěr (min. 340 μm), avšak při původním plánu pro protikorozní ochranu nosné konstrukce mostu min. 280 μm minimální hodnoty neklesají pod toto povolené minimum. Maximální hodnoty dle TP byly lokálně překročeny, ovšem z pohledu 3 × NDFT jen nepatrně.
S ohledem na způsob zhotovení PKO konstrukce lze za riziková místa PKO považovat pouze štěrbiny u výztuží ocelové konstrukce, jelikož zde bylo problematické a místy i nemožné tyto štěrbiny předupravit tryskáním na požadovanou čistotu povrchu dle ISO 8501‑1 a byla zde i obtížná aplikace nátěrového systému stříkáním. V těchto štěrbinách je zeslabená (lokálně i žádná) PKO mostní ocelové konstrukce. Neprůchozí štěrbiny, u kterých hrozilo přímé zatékání a zadržování vody, byly zatmeleny. Stav štěrbin po jednom roce od realizace nové PKO je předmětem této zprávy. Komentované fotografie stavu štěrbin před, v průběhu a po realizaci díla jsou uvedeny v tabulkách 1, 2 a 3.
HODNOCENÍ STAVU TĚŽKO DOSTUPNÝCH MÍST PO JEDNOM ROCE
Z výsledků místního šetření a fotodokumentace je patrné, že v případě neprůchozích štěrbin byl zvolen vhodný typ tmelu, který splňuje požadavky na elasticitu, adhezi a kompatibilitu s použitým nátěrovým systémem. Na konstrukci nebyla pozorována žádná místa, kde by docházelo k nežádoucí degradaci tmelu či defektům PKO způsobeným chováním či povahou tmelu.
U průchozích štěrbin, které nebyly tmeleny, je patrné, že místa, která nebylo možné použitou předúpravou povrchu zbavit korozních produktů a starých nátěrů a následně opatřit nátěry, jsou nechráněna a dále vystavena působení atmosféry (viz fotografie).
Plochy dobře přístupné, tj. takové, kde bylo možné použitou technologií tryskáním realizovat kvalitní předúpravu povrchu a aplikovat kompletní nátěrový systém, nejeví jakékoliv známky degradace PKO či ocelové konstrukce.
Lze tedy konstatovat, že je způsob a kvalita vyčištění obtížně přístupných úzkých štěrbin v případě kompletní rekonstrukce zásadní pro spolehlivou, trvanlivou a funkční protikorozní ochranu ocelové konstrukce.
ZÁVĚR
Z provedeného experimentu předúprav povrchu štěrbin a jejich následné aplikace utěsnění bylo zjištěno několik závěrů:
- Pro aplikaci tmelu je nutná kvalitní předúprava povrchu tryskáním, která zabezpečí dokonalé odstranění korozních produktů a původních nátěrů. Dále nutnou podmínkou je také zajištění vhodné kompatibility použitého tmelu s použitým nátěrových systémem.
- Aplikaci tmelu je nutné provádět až po aplikaci základní nátěrové hmoty a poté dodržet předepsaný systém protikorozní ochrany.
- V případě neprůchozích štěrbin byl zvolen vhodný typ tmelu, který splňuje požadavky na elasticitu, adhezi a kompatibilitu s použitým nátěrovým systémem.
- U průchozích štěrbin, které nebyly tmeleny, je po roce expozice v daném prostředí patrné mírné rovnoměrné korozní napadení. Toto napadení bylo způsobeno nedokonalou aplikací nátěrového systému (jeho absencí). Pro úzké štěrbiny je nutné, aby byla i v těchto místech aplikována vhodná protikorozní ochrana.
- Pro ověření výše zmíněných závěrů bude nutná kontrola po dalším roce expozice.
Poděkování: Výzkum a experimentální ověření bylo financováno projektem MK – NAKI DG18P020VV033.
Zdroj: Zdrojem této práce byla výzkumná zpráva: Ú12133-2019‑035, vytvořená v roce 2019. V rámci projektu MK – NAKI DG18P020VV033.
Ing. Jakub Svoboda
Ing. Jan Kudláček
Ing. Michal Zoubek
České vysoké učení technické v Praze
Fakulta strojní, Ústav strojírenské technologie
