Łączenia metalowe

Ocynkowanie i ochrona łączeń metalowych przy wybrzeżu

Łączenia metalowe

Wybór łączeń metalowych do budynków przy polskim wybrzeżu Bałtyku ma bezpośredni wpływ na trwałość konstrukcji. Produkty ocynkowane galwanicznie, które wystarczają w budownictwie miejskim, w środowiskach morskich degradują się w czasie kilku sezonów.

Powierzchnia ocynkowana — struktura powłoki cynkowej na stali

Struktura powierzchni cynkowanej ogniowo. Fot. Wikimedia Commons / domena publiczna

Klasyfikacja środowiska korozyjnego

Norma ISO 9223 definiuje kategorie korozyjności atmosfery od C1 (bardzo niska) do C5 i CX (przemysłowe i morskie). Typowe lokalizacje przy Morzu Bałtyckim mieszczą się w kategorii C4 lub C5, w zależności od bezpośredniej odległości od linii brzegowej i ekspozycji na wiatry zachodnie.

Kategoria C5 oznacza, że roczny ubytek masy stali niestopowej mieści się w przedziale 200–400 g/m², a cynku 4–8 g/m². Dla porównania, w środowisku wiejskim (C2) wartości te są ok. 10–20-krotnie niższe.

Przy stropach i więźbie dachowej budynków bezpośrednio przy morzu stosuje się łączniki ze stali nierdzewnej A4 (odpowiednik AISI 316). Zawartość molibdenu w tym stopie poprawia odporność na działanie chlorków w porównaniu do popularniejszej stali A2 (AISI 304).

Porównanie metod ochrony cynkowej

Metoda Grubość powłoki Trwałość w C4–C5
Cynkowanie galwaniczne 5–12 µm Niska — widoczna korozja po 1–3 latach
Cynkowanie ogniowe (HDG) 45–85 µm Dobra — 15–25 lat bez widocznej degradacji
Powłoka Magnelis (ZM) 10–25 µm Bardzo dobra w C4–C5 dzięki zawartości Mg i Al
Stal nierdzewna A2 (AISI 304) — Dobra, ale może korodować naprężeniowo przy wysokim stężeniu Cl⁻
Stal nierdzewna A4 (AISI 316) — Najlepsza w warunkach morskich klasy C5

Korozja galwaniczna w złączach mieszanych

Szczególnym problemem przy budynkach nadmorskich jest korozja galwaniczna — przyspieszona degradacja wynikająca ze styku dwóch metali o różnych potencjałach elektrodowych w środowisku elektrolitycznym (np. wilgotna sól). Najczęstszy przypadek to kontakt aluminium z niestopową stalą lub cynkowaną stalą w mocowaniach elewacyjnych.

Przykłady złączy problematycznych

  • Aluminiowe profile elewacyjne mocowane wkrętami ze stali ocynkowanej galwanicznie
  • Kotwy ze stali niestopowej osadzone w aluminiowych płytach kompozytowych
  • Rury stalowe w szablach aluminiowych balustrad balkonowych

Przykłady złączy właściwych

  • Aluminium + stal nierdzewna A4 (mała różnica potencjałów)
  • Stal ocynkowana ogniowo + stal ocynkowana ogniowo
  • Miedź wyłącznie z miedzią lub mosiądzem (nie stosować z aluminium)

Kotwy i mocowania do ścian

Kotwy rozporowe i chemiczne używane do mocowania konstrukcji zewnętrznych (pergole, zadaszenia, balustrady) muszą odpowiadać normie EN 1337 i deklarowanej klasie zastosowania. Producenci tacy jak Hilti, Würth czy Fischer oznaczają produkty przeznaczone do kategorii korozyjności C4–C5 oddzielnie od standardowych wersji.

W praktyce inwestorskiej przy polskim wybrzeżu zdarzają się przypadki zastosowania kotew klasy C3 w środowisku C5 — wynikające z nieznajomości lokalnych warunków lub oszczędności na etapie zakupu. Efektem są widoczne smugi rdzy na elewacjach już po 3–5 latach od budowy.

Źródła

  1. ISO 9223:2012 — Corrosion of metals and alloys — Corrosivity of atmospheres
  2. EN ISO 1461 — Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and steel articles
  3. Norma EN 1337 — Łożyska konstrukcyjne — Ogólne wymagania projektowe
  4. Polska Norma PN-EN ISO 14713 — Powłoki cynkowe — Wytyczne i zalecenia dotyczące ochrony żelaza i stali
  5. CORNET project: Improved zinc-coated steel fasteners for timber construction in marine environments. Technische Universität München, 2019