Огнестойкость металлических конструкций без огнезащиты

Содержание

Огнестойкость металла и железобетона

Огнестойкость металлических конструкций без огнезащиты

Для количественной оценки устойчивости эксплуатируемых зданий и сооружений к воздействию открытого огня вводится понятие предела их огнестойкости. Оно определяется как время, за которое строительная конструкция теряет свои несущие, теплоизолирующие и прочностные свойства.

Стальной прокат, из которого изготавливаются металлоконструкции, не относится к категории легко сгораемых материалов, но, тем не менее, при термическом нагреве он теряет свои свойства. Указанные изменения приводят к деформации элементов строений, а также к снижению прочностных показателей и разрушению металлического сооружения.

Критические для металла температуры

Под потерей огнестойкости понимается критическое состояние объекта, предшествующее его полному разрушению. По параметру возгораемости все входящие в состав строительных конструкций материалы условно делятся на несгораемые, трудносгораемые и легкосгораемые.

Отличительной особенностью металлоконструкций является быстрая потеря ими своих противопожарных свойств в условиях сильного разогрева, характерного для классической пожарной ситуации.

В связи с этим предел огнестойкости металлических конструкций редко превышает значение 10-20 минут, а конкретная его величина зависит от целого ряда факторов.

В первую очередь она определяется интенсивностью разогрева материала, из которого сделано сооружение. В случае разового или кратковременного воздействия открытого огня, сопровождающегося скачкообразным изменением температуры, металл нагревается не так быстро (в сравнении с окружающим пространством).

При постоянном и медленном нарастании энергии нагрева в очаге пожара металл сопротивляется ему только в течение короткого времени.

По истечении этого временного промежутка его температура выравнивается с окружением. Далее, на рассматриваемый показатель существенное влияние оказывают характеристические размеры отдельных элементов конструкций, а именно приведённая толщина металлов, предел огнестойкости которых подлежит оценке и размеры площади нагрева.

С увеличением характеристических размеров металлоконструкций и уменьшением площади их непосредственного контакта с огнём, скорость повышения температуры снижается.

Ещё одним фактором, определяющим поведение изготавливаемых из металла сооружений и позволяющим поднять порог их огнестойкости, является наличие специальных защитных средств.

Из сказанного следует, что температура нагрева металлических конструкций при пожаре может принимать произвольные значения. А для оценки состояния сооружения необходим какой-то фиксированный параметр, определяющий снижение прочностных свойств металла с его накаливанием.

Для этого и вводится специальный температурный показатель (коэффициент), по достижении которого граница прочности металла в нагретом состоянии уменьшается до предельно низкой величины. Приведшее же к этой ситуации значение температуры называется критическим.

Причины разрушения (снижения прочности)

Основная причина снижения прочности металлоконструкций при пожаре – длительное воздействие критических температур. В результате этого разрушаются нормальные связи между элементами всей конструкции с одновременным ослаблением межмолекулярных металлических связей (вследствие плавления).

Среди факторов, способствующих разрушению стальных конструкций, особо выделяются:

  • высокая теплопроводность, объясняемая образованием во время пожара так называемого «электронного газа»;
  • обезуглероживание поверхностного слоя металлических заготовок, способствующее возникновению в нём нагрузок растягивающего типа;
  • большой перепад температур по сечениям каркасных оснований и перекрытий из металла, приводящий к появлению критических напряжений.

При подготовке решений по защите конструкций от термических воздействий во время пожара все эти факторы должны учитываться в единой связке.

Нормативные требования

Степени и предельные значения показателей огнестойкости металлических сооружений регламентируются действующими нормативными актами (Федеральным законом, в частности).

На основании этого документа все известные виды металлоконструкций по предельным состояниям входящих в их состав элементов и способности противостоять распространению пожара классифицируются по следующим признакам:

  1. «R» – потеря балками, фермами, рамами или колоннами их начальной несущей способности.
  2. «E» – нарушение целостности металлической конструкций (чаще всего используется для оценки состояния наружных стен).
  3. «I» – снижение теплоизолирующих свойств до предельных значений.

Для ряда специфичных элементов вводятся смешанные признаки ухудшения состояния (REI120 или RE30, например). Добавим также, что все эти величины измеряются в часах или минутах.

Более подробно ознакомиться с величинами этих показателей для различных конструктивных элементов можно в таблицах.

Таблица 1. Степени огнестойкости зданий, строений и пожарных отсеков

Степень огнес-тойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков Несущие стены, колонны и другие несущие элементы Наружные ненесущие стены Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами) Строительные конструкции бесчердачных покрытий Строительные конструкции лестничных клеток
настилы (в том числе с утеплителем) фермы, балки, прогоны внутренние стены марши и площадки лестниц
I R 120 Е 30 REI 60 RE 30 R 30 REI 120 R 60
II R 90 Е 15 REI 45 RE 15 R 15 REI 90 R 60
III R 45 Е 15 REI 45 RE 15 R 15 REI 60 R 45
IV R 15 Е 15 REI 15 RE 15 R 15 REI 45 R 15
V не нормируется не нормируется не нормируется не нормируется не нормируется не нормируется не нормируется

Таблица 2. Значение критической температуры различных металлических конструкций

Материал конструкции Tcr, град.С
Сталь углеродистая Ст3, Ст5 470
Низколегированная сталь марки:25Г2С30ХГ2С 550500
Алюминевые сплавы марки:АМг-6,АВ-Т1Д1Т,Д16ТВ92Т 225250165

Все эти характеристики для большинства незащищённых металлических элементов имеют сравнительно малое значение, укладывающееся в диапазон R10-R15 (R6-R8 – для алюминия).

Причины этого – в структурных особенностях стальных деталей, связанных с их теплопроводностью и характером распределения температур по продольным сечениям.

В качестве исключения могут рассматриваться массивные колоны со сплошным сечением, предел огнестойкости которых нередко достигает значения R45.

Превышение заданного в ней показателя (одного или сразу нескольких) однозначно свидетельствует о том, что металлоконструкцией или её элементом достигнут расчётный предел по огнестойкости.

Железобетонные конструкции

К основным показателям, оказывающим существенное влияние на характеристики огнестойкости железобетонных конструкций, следует отнести марку бетона, а также тип входящего в его состав вяжущего и наполнителя.

Помимо этого предел огнестойкости зависит от состава и класса используемой арматуры, геометрических особенностей конструкции (включая конфигурацию и размеры опорных элементов).

Следует добавить такие важные для этого материала факторы, как условия, при которых осуществляется нагрев, а также показатель нагрузки на отдельные элементы и влажность бетонных структур.

В условиях распространения открытого огня в бетонных структурах определяющее влияние на показатель их огнестойкости оказывают снижение прочностных характеристик бетона по мере его нагрева, тепловое расширение входящей в конструкции арматуры.

Прочность теряется за счет появления в арматуре сквозных отверстий и небольших трещин, к тому же теряются теплоизолирующие свойства.

Самыми уязвимыми при распространении пожара оказываются способные к изгибу элементы конструкций (ригеля, балки, прогоны и плиты перекрытий). Ознакомимся с их характеристиками более подробно.

Плиты, колонны, стены

Пределы огнестойкости отдельных элементов железобетона, подверженных сильным деформационным изгибам, при проведении типовых испытаний обычно укладываются в диапазон значений R45-R90.

Сравнительно небольшие усреднённые значения для этих элементов объясняются тем, что арматура, вносящая основной вклад в прочностные характеристики конструкции, защищена в них тонким слоем бетонного покрытия.

Для участков растянутого арматурного усиления это равнозначно отсутствию какой-либо преграды для свободного распространения огня. Следствием указанной особенности железобетонных структур является высокая скорость их разогрева до критических для данного типа конструкций температур.

С данными по рабочим значениям пределов огнестойкости железобетонных сооружений (а также входящих в них и подверженных деформации гибких элементов) можно ознакомиться в таблицах.

При оценке огнестойкости элементов металлоконструкций (лестниц, например) основное внимание обращается на их поведение в критических условиях.

Окончательной целью проводимых испытаний является выработка рекомендаций, позволяющих повысить пределы огнестойкости за счёт принятия специальных технических и организационных решений.

Читайте также  СНИП гипсокартонные конструкции

Загрузка…

Источник: https://ProtivPozhara.com/zaschita/teorija-stojkosti/ognestojkost-metalla-i-zhelezobetona

Способы огнезащиты и степени огнестойкости зданий и сооружений на основе металлоконструкций

Здания и сооружения на основе металлоконструкций – надежные и долговечные, быстро и легко возводятся, а срок их эксплуатации достигает 100 лет. В зависимости от назначения и сферы применения к таким объектам выставляется ряд требований, среди которых огнестойкость зданий, т.е. способность противостоять воздействию огня при возгорании.

Понятие огнезащиты металлоконструкций

Стальные конструкции не относятся к горючим материалам, но в процессе воздействия огня они способны деформироваться, терять несущую способность и при достижении определенных условий обрушиться. Для предотвращения плачевных последствий и убытков выполняется огнезащита зданий и конструкций.

Огнезащита металлоконструкций представляет собой комплекс действий и технологий, направленных на повышение степени огнестойкости здания, а именно его отдельных элементов, несущих балок, ферменных конструкций, стен, кровли и т.д.

Какие задачи выполняет огнезащита и от чего зависит

Качественно выполненная огнезащита металлоконструкций решает несколько задач:

  • повышает уровень устойчивости элементов металлокаркаса к огню;
  • предотвращает деформацию металлоконструкций и как следствие потерю несущей способности;
  • препятствует распространению огня на остальные участки сооружения.

Применение новых технологий и материалов для огнезащиты позволяет предотвратить возгорание всей конструкции, притупить стремительное распространение огня внутри помещения, что в свою очередь убережет не только имущество, но и человеческие жизни.

Огнестойкость металлоконструкций во многом зависит от типа проводимой огнезащиты и качества использованных пожароустойчивых покрытий.

Степени огнестойкости зданий и сооружений

Минимальные требования для построек различного назначения указаны в нормативных документах. Они выражены в классах и степенях огнестойкости зданий и сооружений.

Коэффициент огнестойкости выражен во времени, в течение которого металл противостоит воздействию огня:

  • 1 степень – пожароустойчивость не менее 150 мин. К данной группе относятся сооружения с наименьшей возможностью понести ущерб при контакте с огнем. Высокий уровень огнезащиты зданий и конструкций достигается применением специальных конструктивных решений и использованием в качестве материалов железобетона и камня.
  • 2 степень – огнестойкость здания не менее 120 мин. Сооружения в данной категории сопоставимы с первой группой, при этом элементы зданий могут быть изготовлены из стали.
  • 3 степень – огнестойкость здания до 60 мин. Здания возводятся на основе негорючих и трудносгораемых элементов, а также в строительстве могут использоваться горючие материалы при условии обработки их огнезащитным покрытием.
  • 4 степень – не менее 45 мин. Главным условием является устройство пожароустойчивых ограждающих конструкций (стен), которые предотвращают распространение огня по всей площади.
  • 5 степень – от 30 мин, это минимальное время, за которое в случае чего успеют справиться пожарные. Самый низкий уровень огнезащиты зданий и конструкций, при котором в строительстве допустимо использовать сгораемые материалы. При этом несущие стены выполняются из несгораемых элементов.

Для достижения тех или иных показателей используют различные способы огнезащиты конструкций зданий и сооружений.

Способы огнезащиты зданий и сооружений из металлоконструкций

Для достижения определенной степени огнезащиты зданий, в основе которых стальной каркас, применяют несколько методов повышения предела огнестойкости металлоконструкций.

Технологический способ

Технологические методы и средства защиты несущих конструкций предполагают применение кирпичной кладки, изоляцию минераловатным наполнителем или гипсокартоном. К тому же, большинство из этих материалов выполняют двойную функцию. Например, гипсокартон помимо защиты от нагревания, облегчает последующую отделку поверхности.

Кирпич и бетонирование снижают тепловую нагрузку на металлоконструкции и обеспечивают дополнительно прочностные характеристики. Применяя такой метод, стоит заранее позаботиться о должной гидроизоляции.

Метод покрытия ЛКМ и штукатурными смесями

С помощью применения различных лаков, красок и пропиток можно достичь любой степени огнестойкости металлоконструкций, методом подбора эффективного покрытия и нанесения его в несколько слоев.

Существенным недостатком таких покрытий является высокая ценовая политика, что увеличивает издержки на огнезащиту. Но если сопоставить возможные убытки при возгорании, рассуждение о целесообразности применения ЛКМ не имеет смысла.

Срок действия защиты данным методом минимум 20 лет, а вот сами работы по огнезащите осуществляются в максимально сжатый временной период.

Лакокрасочные материалы для металла классифицируют по двум типам:

  1. Вспучивающиеся – при высоких температурах из-за образования пористой структуры увеличивается защитный слой краски примерно в 30-40 раз. Если состав краски был нанесен толщиной 1 мм, то после воздействия огня толщина достигнет 4 см.
  2. Невспучивающиеся на водной основе – действуют по принципу поглощения тепла и выделения воды и газов ингибиторов.

Обработка металлоконструкций также осуществляется с помощью штукатурных смесей на основе вермикулита, которые обладают низкой теплопроводностью и небольшим весом. Это относительно новый метод огнезащиты на сегодняшний день.

Для каких металлоконструкций применяется огнезащита

В огнезащите нуждаются все несущие и конструктивно значимые элементы сооружения, к которым относятся:

  • опорные колонны и столбы;
  • фермы и балки перекрытий;
  • прогоны и связи;
  • лестничные марши.

Лишь при условии комплексной огнезащиты металлоконструкций можно обеспечить целостность и устойчивость здания во время возгорания.

Как определить огнестойкость здания

Степень огнестойкости – один из самых значимых показателей надежности и безопасности здания. Для точного определения необходимо рассматривать такие параметры объекта, как: назначение постройки, этажность, площадь, тип материалов, используемых для возведения строительного объекта.

При определении степени огнестойкости здания следует опираться на использование специальной нормативной документации – СНиП. Кроме этого, расчет категорий огнестойкости можно заказать в качестве услуги, предоставляемой многими компаниями.

Источник: https://avrial.ru/blog-kompanii/ognezashchita-zdaniy-iz-metallokonstruktsiy-stepen-ognestoykosti-sposoby-zashchity

Покрытие огнезащитой металлоконструкций — можно ли обойтись?

Покрытие огнезащитой металлоконструкций и что вообще означают термины «огнезащита» и «огнестойкость»? Как известно, любой материал под воздействием высокой температуры начинает менять свои физические свойства, переходят в жидкое состояние или разрушаются. Поэтому огнестойкостью принято называть способность строительных материалов противостоять распространению огня, а также сохранять в течение определенного времени свои свойства под воздействием высоких температур.

Последние обычно возникают при пожарах. Огнезащитой же называются меры, направленные на повышение огнестойкости стройматериалов. Металл не такой огнестойкий материал, как может показаться на первый взгляд. Если мы обратимся к СНиП II-2-80, то выясним, что данный параметр, в зависимости от сечения изделия и особенностей сплава, составляет от 0,1 до 0,3 часа.

Конечно, в отличие от дерева, металл не воспламеняется и не поддерживает горение. Но, уже при температуре свыше 500 °C металлическая конструкция деформируется и утрачивает несущую способность. Напомним, что температура при пожарах внутри помещений может достигать 800-900 °C, а снаружи – 1000-1250 °C.

Согласно требованиям, прописанным СНиП II-2-80, огнестойкость конструкций, в том числе и металлических, в зависимости от типа сооружений должна составлять от 0,25 до 1 ч. Отсюда следует, что огнезащита металлоконструкций действительно необходима. В противном случае даже незначительный пожар может привести к обрушению всей конструкции или ее части, что, конечно, недопустимо.

Ярким примером тому являются башни «Близнецы» в Нью-Йорке. Согласно заключению экспертной комиссии, небоскребы разрушились не от удара самолета и последующего взрыва, а в результате начавшегося пожара – железобетонные конструкции просто не выдержали воздействия высокой температуры.

Как и чем повысить огнестойкость

В настоящее время существует несколько способов повышения огнестойкости металлических конструкций до норм, прописанных в СНиПах:

  • Использование огнезащитных облицовок
  • Обетонирование
  • Применение огнезащитных обмазочных материалов.

Выбор типа покрытия зависит, прежде всего, от требуемого предела огнестойкости. Кроме того, в расчет берутся и другие некоторые моменты, такие как:

  • Эстетические требования к сооружению;
  • Максимально допустимый вес защитного слоя;
  • Сложность конфигурации конструкции;
  • Сроки проведения работ;
  • Условия эксплуатации конструкции.

Далее рассмотрим все варианты материалов, что поможет вам подобрать оптимальное покрытие в той или иной ситуации.

Облицовочные материалы – эффективно, но не практично

Огнезащита металла путем облицовки подразумевает использование рулонных, штучных или плитных огнеупорных материалов. Зачастую для их изготовления используют базальтовую вату. Она способна повысить огнестойкость металлических поверхностей до 180 минут и выше. К недостаткам каменной ваты относится низкая влагостойкость, что неприемлемо для наружных сооружений.

Также существуют более современные плитные огнезащитные материалы, выполненные на основе гидравлических связующих, целевых добавок и легких инертных наполнителей. По своим характеристикам они превосходят базальтовую вату так как способны повысить огнестойкость металлоконструкций до 240 минут. Одним из отечественных лидеров по производству таких плит является ЭндоТерм (Москва).

Что касается рулонных покрытий, они чаще всего выполняются на основе стекловолокна или той же базальтовой ваты. Благодаря наличию алюминиевого отражающего экрана и использованию химических составов, которыми пропитываются волокна, они способны повысить огнестойкость металлоконструкций до полутора часов. Примером таких материалов служит МБОР (КРОЗ, Москва), ТИЗОЛ (Нижняя Тура) и др.

Достаточно эффективной является штучная огнезащита металлоконструкций. К примеру, один слой кирпича повышает огнестойкость до 300 часов. Правда, далеко не всегда имеется возможность их использовать. К тому же, штучные материалы значительно повышают вес сооружения.

Читайте также  Огнезащита металлических конструкций

Обетонирование – если вес не имеет значения

Обетонирование, т.е. покрытие стальных конструкций бетоном, в последнее время применяется не часто, так как имеет несколько серьезных недостатков:

  • Значительно увеличивает вес конструкции;
  • Сам бетон подвержен воздействию высоких температур. Поэтому, строителям приходится повышать толщину огнезащитного слоя и добавлять в бетон специальные присадки. Таким образом можно добиться повышения огнестойкости металла до 250 минут.

Чаще всего огнезащита металлических конструкций обетонированием применяется в тех случаях, когда вес не имеет значения, к примеру, при строительстве подземных сооружений.

Обмазочные (жидкие) материалы — просто и практично

В Москве и других городах России наибольшей популярностью пользуются обмазочные составы. К ним относятся следующие покрытия:

  • Вспучивающиеся грунты и краски – благодаря им металлические конструкции могут выдерживать воздействие огня в течение полутора часов и более. Визуально они не отличаются от обычных лакокрасочных материалов, но, в случае воздействия высокой температуры вспучиваются, увеличиваясь в объеме до 60-70 раз. В результате пористый слой предотвращает нагрев металла до критических значений.
  •  Штукатурки – эта огнезащита металла позволяет ему выдерживать воздействие высоких температур в течение 180 минут.

Надо сказать, что степень огнезащиты штукатурки, как и в случае с любыми другим материалами, зависит от толщины слоя – чем она толще, тем лучше защищена от термического воздействия конструкция. А вот с красками по металлу ситуация выглядит совсем иначе – их нельзя наносить слоем толще 3 мм. Если нанести покрытие более толстым слоем, оно неравномерно прогревается и, соответственно, неравномерно вспучивается. Это приводит к снижению прочности покрытия и его отслаиванию.

Покрытие огнезащитой металлоконструкций имеет ряд достоинств:

  1. Покрытие огнезащитой металлоконструкций практически не влияет на их вес. Даже штукатурки наносятся слоем толщиной не более сантиметра.
  2. Огнезащита металлических конструкций обмазочными составами осуществляется очень быстро и просто. Как правило, они наносятся при помощи промышленных распылителей.

  3. Возможность покрытия огнезащитными материалами конструкций любой сложности и любой конфигурации.
  4. Покрытие огнезащитой металлоконструкций не ухудшает их эстетические свойства.

  5. Устойчивость к влаге – в отличие от материалов на основе базальтового или стеклянного волокна, обмазочная огнезащита металлоконструкций не требует дополнительной защиты от влаги, что актуально для наружных сооружений.
  6. Долговечность – покрытия могут служить до 20 лет.

Таким образом, наиболее прогрессивной в настоящее время является жидкая огнезащита металлоконструкций. Москва, можно сказать, является центром по производству обмазочных огнезащитных материалов, причем, по качеству они не уступают импортным аналогам.

Напоследок отметим, что совсем необязательно использовать какой-либо один тип огнезащиты. Наибольшего эффекта позволяет добиться комплексное покрытие огнезащитой металлоконструкций, к примеру, сооружение можно покрыть огнезащитной краской и, если имеется возможность, дополнительно использовать облицовочный материал.

Заключение

Как вы видите, при строительстве важных объектов крайне важна огнезащита металлоконструкций. Москва и другие города России имеют ряд компаний, предлагающих любые типы современных огнезащитных покрытий для металла. Выбор зависит от целей, которые перед ними поставлены, и особенностей конструкции. Ну а если вас интересует огнезащита деревянных сооружений, все необходимые для этого составы, изготовленные по передовым технологиям, предлагает компания GOODHIM.

Источник: https://goodhim.com/pokrytie-ognezashchitoj.html

Огнестойкость металлических конструкций без огнезащиты. Огнезащитные краски для металлических конструкций и воздуховодов

Прочные и долговечные конструкции из металла повсеместно используются в строительстве жилых, промышленных и общественных зданий. Особенно они актуальны при возведении складских помещений, аэропортов и стадионов.

Однако в случае возникновения пожара металлические элементы быстро нагреваются, теряя при этом свою прочность. К примеру, металлические балки, накаляясь до 500 о С, разрушаются через 10 минут.

Чтобы защитить объект от негативного воздействия огня, необходимо позаботиться о его защите, которая увеличивает огнестойкость до 150 минут.

Компания «АВС Строй Защита» предлагает качественные и надежные краски для надежной защиты металлических конструкций . Они отличаются безупречным качеством и прочностью, а также соответствуют всем требованиям пожарной безопасности и ГОСТ.

К достоинствам огнезащитных материалов, предлагаемых нашей компанией, относят высокое качество продукции не зависимо от ее типа и стоимости , экологическую безопасность и отсутствие дополнительной нагрузки на несущие элементы конструкции. Одним из таких составов является «Тексотерм».

«Огнезащитная краска» — надежная защита вашего объекта

Покрытие является огнезащитной полиакриловой эмалью, созданной на органической основе, которая выпускается в строгом соответствии с техническими условиями. Сухой остаток в «Тексотерм» составляет 70% и более процентов.

Это вспучивающееся покрытие обеспечивает пассивную защиту конструкций из металла от снижения функциональных характеристик и показателей прочности.

В случае воздействия открытого огня на элементы конструкции и повышения температуры свыше 200 о С, «Тексотерм» вспучивается, формируя углеродистую пену, которая защищает объект от нагрева и огня, а также повышает коэффициент огнестойкости от 45 до 120 минут.

К достоинствам огнезащитной краски относят:

  • короткий период высыхания;
  • незначительное время на подготовку к дополнительному покрытию всевозможными лакокрасочными материалами;
  • возможность нанесения большого количества материала за один проход.

Кроме того, эмаль обладает высокими показателями сцепления к подложке, устойчивостью к механическим нагрузкам и истиранию. Покрытие является пластичным при повышении температуры до 40 о С или резком нагреве более чем на 25 о С. Однако незначительное увеличение термопластичности не оказывает влияние на рабочие качества металлоконструкций.

Компания «АВС Строй Защита» предлагает купить огнезащитные материалы по выгодным ценам. Вся предлагаемая нами продукция отличается безупречным качеством, соответствует всем заявленным характеристикам и имеет соответствующие сертификаты . Мы предлагаем материалы в нужном вам объеме. Взаимовыгодное сотрудничество позволяет сократить себестоимость работ по огнезащите металла и быть уверенным в их качестве.

Узнать стоимость и другие нюансы сотрудничества вы можете по телефону у представителей нашей компании или посетив наш офис.

Хотя металл — высокопрочный огнеупорный материал, воздействие высоких температур для него губительно. Он стремительно теряет свою прочность, что крайне опасно для несущих конструкций и элементов, находящихся под постоянной нагрузкой. Поэтому они нуждаются в особой защите, позволяющей снизить или вовсе препятствовать воздействию высоких температур на металл определенный срок. Для этого применяется огнезащитная краска для металлических конструкций.

Виды огнезащитных покрытий и их основа

Огнезащитная краска различается по степени защиты, свойствам и особенностям применения. Отмечают два типа подобных покрытий: вспучивающиеся и невспучивающиеся. Второй вариант дорогостоящий и не имеет высокой популярности среди потребителей. Поэтому наиболее распространенным типом подобного покрытия является вспучивающаяся краска.

Вспучивающиеся краски также называются интумесцентными. Такое название появилось благодаря трем группам реагентов, которые и обеспечивают хорошие защитные свойства материала. Отмечают три типа подобных веществ:

  1. Азотсодержащие реагенты.
  2. Фосфосодержащие кислоты и их производные.
  3. Многоатомные спирты.

Каждая огнезащитная краска такого типа состоит на 40-60% из данных материалов. Перечисленные компоненты хорошо выполняют функции лакокрасочного покрытия, а при повышении температуры выполняют газогенерацию и на основе своего состава создают коксовый слой, снижающий воздействие высоких температур на металл.

Каждый из компонентов отвечает за свою задачу как в пассивный период (в форме краски), так и при защите от огня. Хотя принцип работы красок одинаков, состав может быть несколько различен. Среди азотсодержащих веществ могут применять меламин, мечевину или дициандиамид. Эти компоненты снижают степень износа краски, а также способствуют образованию защитного слоя и обеспечивают его термостойкость.

Среди многоатомных спиртов используются следующие вещества:

  • пентаэритрит
  • дипентаэтрин
  • крахмал
  • декстрин

Эти полиолы являются катализатором коксообразования, способствуя процессу создания защитного слоя. Они также обеспечивают защиту от выгорания и улучшают адгезию вещества.

Последний тип — фосфосодержащие кислоты. Они улучшают адгезию, обеспечивают долговечность покрытия и его стойкость. Но при пожаре эти вещества значительно увеличивают скорость и степень вспучивания, препятствуя дымообразованию, тлению и горению. Среди них меламинфосфат, полифосфат аммония, эфиры и соли.

Интересно! В процессе вспенивания краска не выделяет токсичных веществ, поэтому ее применение безопасно для окружающих людей.

Все эти вещества являются основой огнезащитной краски. Они способствуют образованию защитного пенистого слоя и препятствуют нагреванию металлических конструкций. Высококачественные огнезащитные вещества позволят сохранить несущие конструкции здания при особо сильных пожарах, защищая его от разрушения. Поэтому они применяются повсеместно.

Работа покрытий при высоких температурах

При обычных условиях огнезащитная краска практически не отличается от обычной. Хотя она имеет большую прочность и долговечность, внешние отличия минимальны. Но ее особенности начинают проявляться при возникновении высоких температур.

Нагрев краски является катализатором процесса, запуская синтез пористых олигомеров, их формирование и отверждение. Скорость этих процессов и другие характеристики покрытия зависят от его состава, условий использования и температуры.

Читайте также  Конструктивная защита металлических конструкций

Процесс возникновения огнезащитного покрытия состоит из нескольких этапов:

  1. Выделение газообразных продуктов. Защитный слой в виде газа способствует последующим реакциям и препятствует воздействию высоких температур на несформированный слой краски.
  2. Высвобождение фосфорной кислоты. Это запускает синтез основы для огнезащитной коксовой пены.
  3. Деструкция пенообразователя. Рост температуры разрушает связующий элемент, что создает в пене газовую подушку, изолирующую металл от температур.
  4. Разложение фосфосодержащих веществ. Это пик реакции вспенивания, приходящийся на температуру в 360°С.
  5. Пиролиз сетчатых структур. Происходит при температуре 340-450°С. Сопровождается бурным вспениванием защитного слоя.

В результате создается изолирующая коксовая подушка с пустотами, наполненными газом, что надежно защищает металл от нагревания.

Начало реакции приходится на 250°С. Эта цифра подобрана специально, ведь именно на этом этапе отмечается стремительное снижение свойств металла и его прочности. В период с 250°С до 400°С он постепенно теряет свои качества, после чего поддается минимальным нагрузкам.

Интересно! Среди современных огнезащитных красок имеются составы, способные работать при 1200°С. Стандартом является температура в 800°С.

Длительность защиты краски зависит от ее состава и группы. Сейчас отмечается 7 групп, которые препятствуют воздействию огня на металл в период от 15 (7-я группа) до 150 минут.

Популярные марки огнезащитной краски

Так как состав и качество подобных лакокрасочных изделий крайне важны, на рынке имеются фавориты, чьей продукции можно доверить защиту несущей конструкции. Отмечается несколько популярных вариантов, среди которых:

Однако имеются и другие популярные варианты, доступные на рынке. Они отличаются по используемым веществам и их соотношению, что существенно влияет на технические характеристики покрытия.

Важно! Часто за огнезащитную краску принимают различные составы. Они не относятся к лакокрасочным покрытиям, но более эффективны при защите металлических конструкций.

Нанесение огнезащитной краски

Качество нанесения огнезащитных веществ напрямую влияет на степень их эффективности. Поэтому важно правильно подготовить поверхность и создать надежный слой, который не разрушится через время. Для этого необходимо выполнить следующие шаги:

  1. Подготовка поверхности. Металлическая поверхность тщательно очищается от различных загрязнений, коррозии, минеральных и масляных веществ. Чистка проводится механическим или абразивным способом. Перед нанесением необходимо устранить любую пыль и обезжирить металл.
  2. Грунтовка. Огнезащитная краска всегда должна ложиться на грунтовку. Для этого рекомендуется грунт ГФ-021, но возможны и другие варианты. Грунт должен высохнуть перед нанесением краски.
  3. Подготовка краски. Состав необходимо тщательно перемешать электрическим низкооборотным инструментом (миксером). После этого выждать около 20 минут для устранения воздуха.
  4. Нанесение. Покрытие рекомендуется наносить посредством безвоздушного распыления. При небольших площадях можно использовать кисть. Валик применять не рекомендуется, это может снизить равномерность покрытия.

Важно! Расход на один слой зависит от определенного состава. Стоит ориентироваться на 1,5-2,5 кг на метр, но эта цифра варьируется от толщины слоя, способа нанесения и плотности краски.

Покрытие наносится несколькими слоями для увеличения степени защиты. Одного слоя будет попросту недостаточно для сопротивления высоким температурам. Рекомендуется нанести 2-5 слоев для обеспечения максимальной защиты от огня.

Сверху можно нанести защитно-декоративное покрытие, если конструкция часто находится на виду.

Огнезащитная краска — эффективная защита, позволяющая сохранить здание при пожаре. Она обезопасит металлические элементы конструкции от огня, создавая пенистый слой вокруг них. Существует множество марок и составов, однако действие у всех схоже. Поэтому выбирать стоит на основе собственных предпочтений и требований.

А для лучшего понимания действия таких покрытий рекомендуется посмотреть видео, где на краску воздействуют с помощью газовой горелки:

Огнезащитная обработка металла в конструкциях зданий и сооружений — это обязательная процедура, которая защищает от пожара. Благодаря обработке специальными средствами существенным образом снижается риск распространения пламени внутри помещения. Однако это не единственная причина, по которой требуется огнезащитная обработка металла.

Пять причин защитить металл от огня

  1. Прежде всего, средства для защиты металла от огня способствуют сохранению человеческих жизней. Во-первых, снижается вероятность распространения пламени.
  2. Во-вторых, огнезащитный состав для металла уменьшает, а в некоторых случаях и вовсе предотвращает вероятность интоксикационного отравления.
  3. В-третьих, обработка металла огнезащитными средствами позволяет сократить материальные убытки. Поскольку огонь не имеет возможности распространяться, ценное имущество, располагающееся в других зонах здания, останется в целости. Здесь стоит отметить, что в сохранности останется также различное оборудование и техника. Однако в безопасности будут не только вещи и предметы, но также и несущие конструкции, а это оказывается более важным, так как вероятность обрушения сооружения будет минимальной.
  4. В-четвертых, своевременная огнезащитная обработка металла приводит к сокращению времени, которое потребуется для тушения пожара в будущем. Поскольку возгорание будет ограничено по площади, потушить пламя и выполнить все необходимые работы пожарным будет намного легче.
  5. В-пятых, следует отметить увеличение времени, в течение которого конструкция здания будет способна сопротивляться воздействию огня. Это значит, что у людей, находящихся в горящем здании, будет больше возможности невредимыми покинуть его.

Источник: https://kamenhaus.ru/staining/fire-resistance-of-metal-structures-without-flame-retardant-fireretardant-paints-for-metal-structures-and-air-ducts/

Огнестойкость строительных конструкций

/ Огнестойкость конструкций

Предел огнестойкости строительной конструкции — показатель сопротивляемости конструкции огню. Определяется по результатам огневого испытания и представляет собой время (в минутах) до появления одного или нескольких признаков предельных состояний по огнестойкости:

  • потеря несущей способности конструкции или ее узлов (R) — характеризуется обрушением конструкции или возникновением критических деформаций, недопустимых для ее дальнейшей эксплуатации
  • потеря теплоизолирующей (ограждающей) способности (I) — характеризуется повышением температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений
  • потеря целостности конструкции (E) — проявляется в образовании сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или открытое пламя

Примеры обозначений предела огнестойкости конструкций

  • R 45 — предел огнестойкости 45 мин по потере R
  • RE 60 — предел огнестойкости 60 мин по потере R и Е независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее
  • REI 90 — предел огнестойкости 90 мин по потере R, Е и I в независимости от того, какое из трех предельных состояний наступит ранее

Цифровой показатель в обозначении предела огнестойкости строительной конструкции должен соответствовать одному из следующих значений: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 240, 360.

Повышение пределов огнестойкости достигается методами огнезащиты.

Различают фактический и требуемый пределы огнестойкости:

  • требуемая огнестойкость — это тот минимальный предел огнестойкости, которым должна обладать строительная конструкция, чтобы удовлетворять требованиям пожарной безопасности. Устанавливается в соответствии с ведомственным или отраслевым нормами проектирования.
  • фактический предел огнестойкости определяется на основе огневых испытаний или расчетным путем

Огнезащитная эффективность средств огнезащиты металлических конструкций

Огнезащитная эффективность — это сравнительный показатель средства огнезащиты, который характеризуется временем в минутах от начала огневого испытания до достижения критической температуры 500 °С стандартного образца стальной конструкции с огнезащитным покрытием.

Группа огнезащитной эффективности устанавливается по результатам испытаний в соответствии с методикой ГОСТ 53295.

При этом стальная колонна двутаврового сечения №20 (или профиля №20Б) высотой 1,7 м или стальная пластина с размерами 600 × 600 × 5 мм обрабатываются огнезащитным составом в соответствии с технологией его применения и испытываются на установке для определения огнестойкости в соответствии с ГОСТ 30247.0.

На поверхности образца в трех местах устанавливаются термопары для контроля температуры. При этом фиксируется время, в течение которого поверхность металлоконструкции достигла критической температуры 500 °С.

Группа огнезащитной эффективности определяется по времени достижения металлической конструкцией критической температуры.

Группы огнезащитной эффективности средств обработки стальных конструкций

  • 1 группа — не менее 150 мин
  • 2 группа — не менее 120 мин
  • 3 группа — не менее 90 мин
  • 4 группа — не менее 60 мин
  • 5 группа — не менее 45 мин
  • 6 группа — не менее 30 мин
  • 7 группа — не менее 15 мин

Группа огнезащитной эффективности для данного средства огнезащиты зависит от многих факторов, в том числе от толщины покрытия и приведенной толщины металлоконструкции.

Приведенная толщина — это отношение площади поперечного сечения металлической конструкции к периметру обогреваемой поверхности.

Огнезащитная эффективность средств защиты древесины

Огнезащитная эффективность составов для обработки деревянных конструкций характеризуется потерей массы обработанного составом образца древесины при огневом испытании.

Группы огнезащитной эффективности средств обработки деревянных конструкций

  • 1 группа — состав обеспечивает получение трудносгораемой древесины (потеря массы образца при огневом испытании составляет не более 9%)
  • 2 группа — состав обеспечивает получение трудновоспламеняемой древесины (потеря массы опытного образца при огневом испытании должна составлять не более 25%)
  • 3 группа — огнезащитный состав не обеспечивает огнезащиту древесины (потеря массы образца составляет более 25%)

Источник: https://xn--80abkaeyzwdt.xn--p1ai/ognestoikost-konstrukcii/

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: