Огнезащитные материалы

Огнезащита металлических конструкций

В последние годы широкое распространение в практике строительства получили металлические конструкции, обладающие высокой прочностью долговечностью и относительной легкостью. Но, под воздействием высоких температур при пожаре они деформируются, теряют несущую способность и устойчивость. Потеря несущей способности и деформация в результате пожара, например, стальных колонн вызывает обрушение ферм и в целом здания.

Одним из наиболее рациональных методов повышения огнестойкости металлоконструкций является применение огнезащиты.

Задача огнезащиты металлических 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 сохранить конструкции свои функции при пожаре в течение заданного периода времени.

Общие требования к огнезащитным материалам, предназначенным для несущих стальных строительных конструкций, изложены в нормах пожарной безопасности (НПБ 236-97) «Огнезащитные составы для стальных конструкций. Метод определения огнезащитной эффективности».

В соответствии с ними для покрытий на стальных металлоконструкциях установлено пять групп огнезащитной эффективности, которые измеряются временным интервалом от начала воздействия высокой температуры до достижения поверхностью конструкции температуры 500 °С. Согласно этим нормам огнезащитная эффективность подразделяется на 5 групп:

В настоящее время для защиты стальных металлоконструкций рекомендуется использовать два типа огнезащитных материалов.

Первый тип представляет собою композиции на основе минеральных вяжущих, обычно портландцемента, гипса строительного, фосфатных связующих, жидкого стекла, включающие асбест, вспученный перлит или вермикулит. Эти композиции наносят на металлическую конструкцию слоем, толщина которого предопределяется желаемым интервалом времени огнезащитной эффективности. Чем толще слой, тем продолжительнее время предохранения стальной конструкции от нагревания до 5000С.

Второй тип огнезащитных материалов – вспучивающиеся краски, представляющие собой сложные системы органических и неорганических компонентов. Огнезащитное действие таких красок основано на вспучивании нанесенного состава при температурах 170-2000С и образовании пористого теплоизолирующего слоя.

Огнезащита бетонных конструкций

Железобетонные конструкций благодаря своей негорючести и небольшой теплопроводности хорошо сопротивляются пожару. Но как правило, разрушение бетона возникает уже через 5–20 мин от начала огневого воздействия и проявляется как откалывания от нагреваемой поверхности кусков бетона. Такое разрушение бетона сопровождается треском, при этом возможно откалывание кусков бетона различной массы. Разрушение бетона обусловлено различными причинами. При достижении температуры 2500С начинается дегидратация минералов, которые образовывали цементную матрицу, это приводит к снижению прочности бетона. При достижении температуры 600°С начинается разложение на оксиды самих минералов цементной матрицы, что еще больше снижает прочность цементного камня. В процессе нагревания бетона возникают напряжения, вызванные различием в коэффициентах объемного расширения цементной матрицы, заполнителей бетона и арматуры.

Огнестойкость конструкций утрачивается в результате потери несущей способности за счёт снижения прочности теплового расширения и температурной ползучести арматуры и бетона при нагревании.

Параметры «тип бетона», «толщина защитного слоя штукатурки до центра арматуры», «толщина огнезащитного состава» и «предел огнестойкости конструкции» являются основными критериями, которые подлежат обязательному анализу и изучению при выборе способа огнезащиты.

Огнезащита металлических воздуховодов

Огнезащита для воздуховода рассматривается как неотъемлемый элемент при конструировании воздуховода. Применение огнезащитных составов для металлических воздуховодов является одним из способов повышения пределов огнестойкости конструкций. Эффективность такого применения обусловлена не только теплофизическими свойствами, но и их конструктивным исполнением. В этой связи огнезащита должна рассматриваться в качестве элемента сборной конструкции воздуховода.

Определение фактических пределов огнестойкости конструкций воздуховодов производится согласно требованиям НПБ 239. особенности данного метода исключают возможность распространения на воздуховоды результаты испытаний на огнестойкость огнезащищенных больших несущих конструкций.

Огнестойкость конструкции воздуховода определяется временем от начала нагревания испытываемой конструкции воздуховода до наступления одного из предельных состояний.

Различают два вида предельных состояний конструкций воздуховода по огнестойкости:

Огнезащита электрических кабелей

При возгорании кабелей может наблюдаться быстрое распространение пламени по их поверхности и задача огнезащиты замедлить или исключить данное явление. Огнезащита кабелей, проводов и шнуров производится с целью обеспечения требуемых ПУЭ условий нераспространения горения по кабельной продукции. Электропроводка, особенно силовые кабели, из-за коротких замыканий, перегрузок нередко бывают причиной пожаров. Наиболее эффективным в этом плане являются огнезащитные покрытия вспучивающегося типа.

Поэтому в соответствии с НПБ 248 устанавливают общие требования пожарной безопасности и методы испытаний электрических кабелей и проводов. Настоящие нормы распространяются на кабели и провода напряжением до 35 кВ, предназначенные для прокладки в кабельных сооружениях и помещениях.

В НПБ 238-97 описаны положения, регламентирующие общие технические требования и методы испытаний огнезащитных кабельных покрытий, применяемых для снижения пожарной опасности кабельных линий, выполненных силовыми, контрольными кабелями и кабелями связи, прокладываемыми в кабельных сооружениях, а также по строительным конструкциям зданий.

Огнезащита деревянных конструкций

Основным способом снижения пожарной опасности деревянных изделий является применение покрытий и пропиточных огнезащитных составов органической или неорганической природы.

Среди многочисленного количества огнезащитных средств для древесины особое место занимают антипирены, механизм огнезащитного действия которых проявляется как в газовой, так и в твердой фазах и заключается в их способности влиять на изменение отдельных стадий процесса термодеструкции компонентов древесного комплекса.

Получение высокой степени огнезащиты древесины также возможно при использовании различного рода огнезащитных покрытий. Покрытия по механизму огнезащитного действия, толщине и функциональному назначению подразделяются на огнезащитные обмазки, краски (эмали) и лаки.

Определение эффективности огнезащитных средств для древесины проводят по ГОСТ 16363-98 «Межгосудорственный стандарт. Средства огнезащитные для древесины. Методы определения огнезащитных свойств», вошедшему без изменений в НПБ 251-98. В соответствии с этим стандартом огнезащитная эффективность покрытий оценивается по массе стандарных образцов древесины, покрытых огнезащитным средством с определенным расходом.