Новости / Акции

Виды и назначение огнезащитных материалов

 ГлавнаяВсе о ЛКМВиды и назначение огнезащитных материалов

Огнезащитные составы необходимы, чтобы как можно больше увеличить время достижения критической температуры металлическими, деревянными, бетонными или иными строительными конструкциями при пожаре.

В принципе, металл строительных конструкций достаточно стоек к воздействию огня, но при достижении температуры +500 °С его механические свойства меняются и стальные конструкции начинают деформироваться, что приводит к необратимым повреждениям зданий и значительным, порой необратимым потерям.

Огнезащитные материалы для стальных конструкций в основном обеспечивают пятую группу огнезащитной эффективности металла, а огнезащитные материалы для древесиныобеспечивают первую группу огнезащиты деревянных конструкций. Этого вполне достаточно, так как в девяноста процентах случаев пожар в отдельно взятом помещении длится не более 45 минут: за это время все, что может в нем гореть, как правило, выгорает...

Ниже характеризуются различные огнезащитные материалыи дается описание необходимых мер по предотвращению порчи и уничтожения различных поверхностей в случае воздействия на них высокой температуры, дыма, искр или прямого огня.

Применение строительных конструкции с высокой степенью огнестойкости, а строительных материалов с минимальной пожарной опасностью является первостепенным моментом при проектировании здания.

Огнезащита — наиважнейший комплекс мероприятий, которые необходимо проводить, как в процессе строительства, так и при последующей эксплуатации зданий и сооружений.

Согласно СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений" (дата введения 01.01.1998 г., взамен СНиП от 01.02.1985 г. "Противопожарные нормы"), строительные материалы характеризуются только пожарной опасностью.

Пожарную опасность строительных материалов определяют следующие пожарно-технические характеристики:

  • Горючесть; 
  • Воспламеняемость; 
  • Распространение пламени по поверхности; 
  • Дымообразующая способность;
  • Токсичность;
  • Строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г).

Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы:

Г1 - слабогорючие, Г2 - умеренногорючие (органоминеральные материалы); ГЗ - нормальногорючие, Г4 - сильногорючие (органические материалы).

Горючесть и группы строительных материалов по горючести устанавливаются по ГОСТ 30244-94. Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются.

К негорючим, как правило, относятся так называемые минеральные материалы: природные камни, бетоны и растворы на минеральных связующих, керамические и стеклянные материалы, металлы. Материалы на основе органических, растительных компонентов являются нормально и сильно горючими. Это материалы из древесных волокон (ДСП, ДВП), большинство синтетических пластмассовых материалов.

Слабогорючими и умеренногорючими являются некоторые органоминеральные материалы, которые не поддерживают горение. При действии открытого огня они тлеют, не дают открытого огня или обугливаются. После устранения источника огня тление прекращается. К таким материалам относят фибролит, арболит, некоторые органические (органо-силикатные композиции, например, древесина, пропитанная антипиренами).

Горючие строительные материалы по воспламеняемости устанавливаются по ГОСТ 30402-96.

Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются на четыре группы:

  • РП1 - не распространяющие пламя;
  • РП2 - слабораспространяющие пламя;
  • РПЗ - умереннораспространяющие пламя;
  • РП4 - сильнораспространяющие пламя. 

Группы строительных материалов, не распространяющих пламени, устанавливаются для поверхностных слоев кровли и полов, в том числе ковровых покрытий по ГОСТ 30444-97 (ГОСТ Р 51032-97).

Для других строительных материалов группы распространения пламени по поверхности не определяются и не нормируются.

Горючие строительные материалы по дымообразующей способности подразделяются на три группы:

  • Д-1 - с малой дымообразующей способностью;
  • Д-2 - с умеренной дымообразующей способностью;
  • Д-3 - с высокой дымообразующей способностью. 

Группы строительных материалов по дымообразующей способности устанавливаются по ГОСТ 12.1.044-89.

Горючие строительные материалы по токсичности продуктов горения подразделяются на четыре группы:

  • Т1 - малоопасные;
  • Т2 - умеренной опасности;
  • ТЗ - высокоопасные; 
  • Т4 - чрезвычайноопасные. 

Группы строительных материалов по токсичности продуктов горения устанавливаются по ГОСТ 12.1.044-89.

Есть органические материалы, которые при действии огня не дают открытого пламени (не горят), но спекаются, оплавляются и выделяют при этом целый ряд вредных для здоровья человека газов.

Если древесина и пенополистирол при горении выделяют только два вида газов (СО - угарный газ, СO2 - углекислый газ), то другие пластмассы выделяют фенол, оксид алюминия, серы и иные вредные вещества.

Заключение о пожарной опасности материалов можно сделать после стандартных испытаний методом калориметрии в сертифицированных испытательных центрах Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны (ВНИИПО).

Образец помещают в герметически закрываемую огневую камеру, в которую подают воздух и из которой отсасывают газообразные вещества, образующиеся при разложении материала, фиксируется время и характер возгорания.

Согласно СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений" строительные конструкции характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью.

Под огнестойкостью понимают способность строительной конструкции сопротивляться воздействию огня и воды при пожаре. Предел огнестойкости— это время в минутах с момента начала пожара до выхода конструкции из строя (до потери несущей способности, обрушения, появления необратимых деформаций или образования сквозных трещин), или прогрева до повышения температуры на противоположной от огня поверхности порядка 220 °С, выше которой возможно самовоспламенение органических материалов. Например, предел огнестойкости не пропитанных антипиренами конструкций дома — 15-20 мин, стального каркаса ~ 30 мин.

ПРЕДЕЛЫ ОГНЕСТОЙКОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ: Таблица 1

 

Степень огнестойкости здания

Пределы огнестойкости строительных конструкций, не менее

Наружные элементы здания

Наружные стены

Перекрытия междуэтажные

 (в т. ч. чердачные и надподвальные)

Покрытия бесчердачные 

Лестничные клетки

Внутренние стены

Марши и площадки лестничные

I

 II

 III

R-120

R-45

R-15

REI-30

REI-15

REI-15

RE-60

RE-45

RE-15

RE-30

RE-15

RE-15

REI-120

REI-90

REI-45

R-60

R-45

R-30

IV

Не нормируется

ПРЕДЕЛЫ ОГНЕСТОЙКОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ: Таблица 2

 

Класс конструктивной пожарной безопасности здания

Классы пожарной безопасности строительных конструкций, не менее

Несущие стержневые элементы

Стены наружные с внешней стороны

Стены, перегородки, перекрытия и бесчердачные покрытия

Стены лестничных клеток и противопожарные преграды

Марши и площадки лестниц

СО

С1

С2

КО

К1

КЗ

КО

К2

КЗ

КО

К1

К2

КО

КО

К1

КО

КО

К1

С3

Не нормируется

К1

КЗ

Показателем огнестойкости является предел огнестойкости, пожарную опасность конструкции характеризует класс её пожарной опасности.

Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний:

  • Потеря несущей способности (R). 
  • Потеря целостности (Е). 
  • Потеря теплоизолирующей способности (1). 

Пределы огнестойкости строительных конструкций и их условные обозначения устанавливаются по ГОСТ 30247.2-97. При этом предел огнестойкости окон устанавливается только по времени наступления признаков Е.

По пожарной опасности строительные конструкции подразделяются на четыре класса:

  • К0 - непожароопасные; 
  • К1- малопожароопасные; 
  • К2 - умереннопожароопасные;
  • КЗ - пожароопасные. 

Класс пожарной опасности строительных конструкций устанавливается по ГОСТ 30403-96.

Здание и пожарные отсеки (части) зданий, выделенные противопожарными стенами (брандмауэрами) подразделяются по степеням огнестойкости согласно таблице.

Пожарная опасность заполнения проемов, ограждающих конструкций зданий, дверей, ворот, окон и люков не нормируется, за исключением специально оговоренных случаев.

Существует несколько приемов повышения огнестойкости строительных конструкций.

   1. Конструктивные мероприятия:

Они предусматривают: удаление горючих элементов (дерево, пластмассы) от источников нагревания (от печей, каминов и других отопительных приборов) на 30-40 см; устройство несгораемых стен - брандмауэров в зданиях складов, пакгаузов, других протяжённых сооружениях (более 30 м) из негорючих стен (чаще всего из керамического кирпича); устройство огнезащитных дверей (например, при входе на чердак, мансарду), огнезащитных перегородок и другие.

   2. Огнезащита строительных конструкций достигается:

Применяются огнезащитные материалы отдельно или в комплексе, а именно:

  • Для пропитки материалов из древесины и бетона применяются антипирены
  • На поверхность конструкций наносится огнезащитная краска (толщиной до 200 мкм); 
  • Для защитной обмазки поверхности существуют огнезащитные пасты (огнестойкие мастики) толщиной до 2 см. и огнезащитные штукатурные растворы (толщиной > 2 см); 
  • Для защитно-декоративного покрытия стен внутри зданий применяются огнестойкие стеклообои
  • Конструкции закрываются жесткими экранами - огнестойкими листами, плитами, панелями.

Наряду с традиционными "мокрыми" методами огнезащиты стальных конструкций, где применяются стандартные огнезащитные составы в практике строительства получают все большее распространение прогрессивные способы огнезащиты, основанные на применении облегченных облицовочных изделий (минераловатных, вермикулитперлитосодержащих, асбестовых, гипсоволокнистых и других материалов).

Минераловатные огнезащитные изделия

Благодаря отличной температуростойкости минераловатные волокна выгодно отличаются от стеклянных волокон более высокой температурой спекания и плавления. Об этом говорят и результаты огневых испытаний.

Минераловатные волокна способны выдерживать, не плавясь, температуру выше 1000 оС, в то время как связующие при температурном воздействии свыше 250 оС испаряются. Волокна остаются неповрежденными и, в силу хаотического сцепления, обеспечивают связанность и достаточную прочность, создавая защиту от огня. Ведущие фирмы минераловатной продукции на рынке России: Partek, Rockwool, предлагают пожарозащитные плиты, маты и цилиндры для конструкций трубчатого сечения. Благодаря высокой температуростойкости минераловатных изделий, особенно содержащих небольшое количество связующих (менее 2 %), они с успехом могут применяться в качестве огнезащиты.

Для противопожарной изоляции элементов трубчатого сечения (например, элементов пространственной системы покрытий) можно применять минераловатные цилиндры. Они режутся и легко "одеваются" на трубу, склеиваются силикатным клеем и скрепляются скобами или бандажом.

Минераловатные матыс сетчатой оплеткой содержат минимальное количество синтетической связки: < 1 % (рекомендуются для устройства огнестойкой изоляции вентиляционных каналов трубчатого сечении, труднодоступных участков и криволинейных поверхностей), для более стойкой огнезащиты применяются покрытия Техмат и Техмат-базальт.

Также противопожарную защиту несущих конструкций можно осуществлять с помощью гипсового листа. Например, можно защитить несущий стальной каркас от огня, выполнив из подобных листов самонесущую конструкцию вокруг защищаемой конструкции.

Ну и конечно же будет не лишним написать о том, что все вышеуказанные изделия придадут наивысшую степень защиты зданию или отдельно взятому помещению, если перед их установкой на конструкции будут нанесены традиционные огнезащитные материалы.

Огнезащита предназначена для повышения фактического предела огнестойкости конструкций до требуемых значений и для ограничения предела распространения огня по ним, при этом обращается внимание на снижение так называемых побочных эффектов (дымообразования, выделения газообразных токсичных веществ). Эту задачу выполняют путем использования теплозащитных и теплопоглощающих экранов, специальных конструктивных решений, технологических приемов и операций, а также применением составов пониженной горючести, которые носят общее название — огнезащитные материалы

Огнезащитное действие экранов основывается либо на их высокой сопротивляемости тепловым воздействиям при пожаре, сохранении в течение заданного времени теплофизических характеристик при высоких температурах, либо на их способности претерпевать структурные изменения при тепловых воздействиях с образованием коксоподобных пористых структур, для которых характерна высокая изолирующая способность. Расположение огнезащитных экранов может осуществляться либо непосредственно на поверхности защищаемых конструктивных элементов, либо на откосе с помощью специальных мембран-коробов, каркасов, закладных деталей.

Огнезащита предусматривает применение конструктивных методов, использование теплозащитных экранов из облегченных составов, наносимых на поверхность конструкций высокопроизводительными индустриальными методами, разработку материалов, обладающих свойствами пониженной пожарной опасности (трудновозгораемостью).

Конструктивные методы огнезащиты включают обетонирование, обкладку кирпичом, оштукатуривание поверхности элементов конструкций, использование крупноразмерных листовых и плитных огнезащитных облицовок, применение огнезащитных конструктивных элементов (например, огнезащитных подвесных потолков), заполнение внутренних полостей конструкций, подбор необходимых сечений элементов, обеспечивающих требуемые значения пределов огнестойкости конструкций, разработку конструктивных решений узлов примыканий, сопряжении и соединений конструкций и др. При увеличении сечений элементов используют те же марки бетона, кирпича и других материалов, что и при изготовлении защищаемой конструкции.

Огнезащитные краски, лаки, эмализадерживают воспламенение материалов, уменьшают распространение пламени по поверхности материалов. Они выполняют следующие функции: являются защитным слоем на поверхности материалов, поглощают тепло в результате разложения, выделяют ингибиторные газы, высвобождают воду, ускоряют образование коксового слоя на поверхности материала. Они подразделяются на две группы: невспучивающиеся и вспучивающиеся. Невспучивающиеся краски при нагревании не увеличивают толщину своего слоя. Вспучивающиеся краскипри нагревании увеличивают толщину слоя в 10-40 раз. Как правило, вспучивающиеся краски более эффективны, так как при тепловых воздействиях происходит образование вспененного слоя, представляющего собой закоксовавшийся расплав негорючих веществ (минеральный остаток). Образование этого слоя происходит за счет выделяющихся при нагревании газо- и парообразных веществ. Коксовый слой обладает высокими теплоизоляционными качествами.

Создание материалов пониженной горючести достигается путем поверхностной и глубокой пропитки материалов специальными составами, введения антипиреновв состав исходных композиций, использования различных минеральных наполнителей, а также путем использования разнообразных технологических приемов.

Применительно к конструктивным элементам из фанеры и древесных пластиков могут использоваться следующие методы огнезащиты: пропитка листов шпона перед склеиванием; пропитка готовых клееных изделий антипиренами различными способами; пропитка листов шпона феноло-, креозолоформальдегидными способами (бакелизированная фанера); окраска фанеры специальными огнезащитными красками; облицовка фанеры материалами на основе асбеста, металла и др.; создание покрытий на основе термореактивных смол с использованием различных огнезащитных наполнителей в процессе горячего прессования при производстве фанеры.

В последнее десятилетие достигнут существенный прогресс в разработке составов для конструкций, которые позволяют повышать до требуемых значений огнестойкость металлических конструкций, ограничить распространение огня по несущим деревянным конструкциям, а также решать различные вопросы пожарной безопасности легких панелей с эффективными утеплителями.

При разработке огнезащиты металлических конструкций наметилась тенденция к использованию облегченных материалов и легких заполнителей, вспученного перлита и вермикулита, минерального волокна. Высокоэффективны вспучивающиеся краски. При нагревании до 170 °С краска вспучивается и образует на поверхности металла термоизолирующий пористый слой. Среди огнезащитных материалов для металла и бетона распространение получили также штучные теплоизоляционные плиты.

При применении огнезащитных пропиточных составов, антипиренов, вспучивающихся красок, лаков и эмалей может ставиться задача некоторого снижения распространения пламени по поверхности деревянных конструкций, либо перевода древесины в группу трудносгораемых материалов, что дает возможность резко ограничить распространение огня по ним до нормируемых пределов.

Металлы обладают высокой чувствительностью к высоким температурам и к действию огня. Они быстро нагреваются и снижают прочностные свойства.

Фактический предел огнестойкости стальных конструкций в зависимости от толщины элементов сечения и действующих напряжений составляет от 0,1 до 0,4 ч, в то время как минимальные значения требуемых пределов огнестойкости основных строительных конструкций, в том числе металлических, составляют от 0,25 и до 2,5 ч в зависимости от степени огнестойкости зданий и типа конструкций.

Задача огнезащиты стальных конструкций заключается в создании на поверхности элементов конструкций теплоизолирующих экранов, выдерживающих высокие температуры и непосредственное действие огня. Наличие этих экранов позволяет замедлить прогревание металла и сохранять конструкции свои функции при пожаре в течение заданного периода времени.

В настоящее время самое широкое применение находят современные материалы для огнезащиты металла.

Огнезащита металлических конструкцийосуществляется как традиционными методами (обетонирования, оштукатуривания цементно-песчанными растворами, использования кирпичной кладки), так и новыми современными методами, основанными на механизированном нанесении облегченных материалов и легких заполнителей - асбеста, вспученного перлита и вермикулита, минерального волокна, обладающих высокими теплоизоляционными свойствами или основанных на использовании плитных и листовых теплоизоляционных материалов (гипсокартонных и гипсоволокнистых листов, асбестоцементных и перлитофосфогелевых плит и др.).

Современные методы огнезащиты стальных конструкцийвключают использование: теплоизоляционных штукатурок, состоящих из цемента или гипса, перлитового песка или вермикулита, жидкого стекла; огнезащитных покрытий из асбеста или гранулированного минерального волокна, жидкого стекла, цемента и др.; вспучивающихся красок, представляющих сложные системы органических и неорганических компонентов.

Огнезащитное действие этих красок основано на вспучивании нанесенного состава при температурах 170-200 0С и образовании пористого теплоизолирующего слоя, толщина которого составляет несколько сантиметров.

В зависимости от толщины слоя штукатурного состава, облегченного покрытия, конструктивных огнезащитных листов и плит обеспечивается предел огнестойкости стальных конструкций от 0,75 до 2,5 ч.

Для повышения огнестойкости материалов используют специальные веществаантипирены.

Применение антипиренов базируется на плавлении при действии огня на материал легкоплавких веществ, вводимых в состав материала, (например, солей борной кислоты — буры, Na2B407, солей фосфорной и кремниевой кислот: диаммоний фосфат, аммофос, сернокислый аммоний), или на разложении при нагревании веществ, выделяющих газы, не поддерживающие горение, (например, аммиак, сернистый газ). В первом случае часть тепла расходуется на плавление антипиренов, что повышает температуру воспламенения, во втором - негорючие газы, выделяющиеся при разложении солей, препятствуют распространению пламени.

Требования, предъявляемые к антипиренам:

  • Препятствовать горению и тлению защищаемого материала;
  • Не вызывать коррозии металлических частей; 
  • Долговременность действия; 
  • Не повышать гигроскопичных свойств древесины; 
  • Не быть ядовитыми для людей и животных; 
  • Не влиять на лакокрасочные покрытия, нанесенные на древесину, подвергающуюся обработке; 
  • Обеспечивать (самостоятельно или совместно с вводимыми в одном растворе антисептиками) биостойкость пропитываемого материала; 
  • Не создавать затруднений при механической обработке материала; 
  • Не влиять на свойства пропитываемого материала. 

Одним из лучших антипиренов является диаммоний фосфат, который при нагревании выделяет окислы фосфора, покрывающие древесину защитной пленкой, и негорючий газ аммиак. Диаммоний фосфат обычно применяется в смеси с сульфатом аммония.

Хорошим антипиреном является также смесь фосфорнокислого натрия с сульфатом аммония. В качестве антипирена может быть использована и смесь буры с борной кислотой (в соотношении 1:1).

Для комбинированной защиты деревянных конструкций от огня и гниения в антипирены должны добавляться антисептики (например, фтористый натрий), не снижающие огнезащитных свойств антипиренов.

Антипирены вводятся в древесину пропиткой в автоклавах или в горяче-холодных ваннах, а также при поверхностной обработке путем нанесения кистью или краскопультом.

Огнезащитная краска— смесь связующего, пигмента и наполнителя, которая способна к самопроизвольному затвердению, причем образующаяся пленка может служить как для огнезащиты, так и для декоративных целей.

Огнезащитные краскичаще всего готовятся с использованием калиевого жидкого (силикатного) стекла. Натриевый силикат при нахождении во влажных условиях даст на поверхности больше высолов - белых налетов, чем калиевый. В состав огнестойких силикатных красок входят в соответствующих пропорциях огнестойкие наполнители, белила, цветной пигмент, калиевое жидкое стекло и специальные добавки. В качестве наполнителя чаще всего используется молотый вспученный (невспученный) вермикулит, перлит, тальк, волокна каолиновой ваты, распушённого асбеста.

Огнезащитные краски заводского производства выпускаются в двухтарной упаковке. Сухую смесь смешивают с температуростойким связующим на месте производства работ. При этом краска, готовая к употреблению, сохраняет свою пригодность (жизнестойкость) в течение 6-12 часов.

Окраска осуществляется по огрунтованной связующим поверхности в два слоя с помощью кисти, валика или набрызгом.

Огнестойкие краски на жидком стекле применяют для внутренних отделочных работ (огнезащитной покраски стен, потолков, огнезащитных занавесов в театрах, кинотеатрах и других зрелищных помещениях); для повышения огнестойкости деревянных конструкций из ДВП и ДСП.

Органосиликатные композиции можно использовать для покраски элементов экстерьера, металлических конструкций.

03.03.2015 12:18
Арендовав сцену у нас, вы на долгое время оставите в памяти положительное впечатление от мероприятия - http://stagerent.ru.