Энциклопедия индивидуального застройщика

Противопожарная безопасность - огнестойкие материалы

Почти всегда при проектировании здания первостепенным моментом является его пожарная безопасность. Стоимость строительных материалов обычно тщательно учитывается, но ее влияние на текущие расходы, как правило, упускается из виду. Во многих странах размер противопожарной страховки и страховые премии одинаково зависят от выбора стройматериала. Используя огнестойкие материалы, можно воспользоваться наиболее выгодными страховыми тарифами и сэкономить значительные суммы за счет эксплуатационных расходов.

Горючие и негорючие

К негорючим, как правило, относятся так называемые минеральные материалы: природные камни, бетоны и растворы на минеральных связующих, керамические и стеклянные материалы, металлы.

Горючие - материалы на основе органических, растительных компонентов. Это материалы из древесных волокон, большинство синтетических, пластмассовых материалов.

Горючие строительные материалы подразделяются:

  • слабо горючие (Г1);
  • умеренно горючие (Г2);
  • нормально горючие (Г3);
  • сильно горючие (Г4).

Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируется. Материалами типа Г1 и Г2 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, а также древесина, эковата, поропласты, пропитанные антипиренами.

Ряд органических материалов при действии огня не дают открытого пламени, но спекаются, оплавляются и могут выделять при этом дым с целым "букетом" вредных для здоровья человека газов. Если, например, древесина, пенополистирол при горении выделяют практически только два вида газов (СО - угарный газ, СО2 - углекислый газ), то ряд пластмасс выделяет фенол, оксиды серы, фосфора и другие вредные вещества. Горючесть не следует отождествлять с огнестойкостью. Известно, что сооружения, выполненные из металлов, тонкостенного железобетона (армоцемента, фибробетона), не говоря о деревянных, пластмассовых конструкциях, не отличаются высокой огнестойкостью.

Под огнестойкостью следует понимать способность строительной конструкции или материала сопротивляться воздействию огня и воды при пожаре. Предел огнестойкости - это время в минутах (часах) с момента начала пожара до выхода конструкции из строя (до потери несущей способности, обрушения, достижения необратимых деформаций или до 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 элементов деревянного дома - 15-20 мин, стального каркаса ~ 30 мин.

Приемы повышения огнестойкости стройконструкций

Огнезащита строительных конструкций осуществляется:

  • пропиткой материалов антипиренами;
  • покрытием поверхности огнезащитными красками (толщиной до 200 мкм);
  • обмазкой огнезащитными пастами (огнестойкой мастикой и герметиками) толщиной до 2 см;
  • покрытием поверхности огнезащитными штукатурными растворами (толщиной 2 см);
  • покрытием огнестойкими стеклообоями;
  • защитой конструкции жёсткими экранами - огнестойкими листами, плитами, панелями, цилиндры и т.п.

Антипирены

Для повышения огнестойкости материалов используют специальные вещества - антипирены. При воздействии огня на материал применение антипиренов базируется на плавлении легкоплавких веществ, вводимых в состав материала (например, солей борной кислоты - буры, Na2B4O7, солей фосфорной и кремниевой кислот: диаммоний фосфат, аммофос, сернокислый аммат), 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, нанесённые на пропитанную древесину;
  • 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;
  • не быть дефицитными.

Одним из лучших антипиренов является диаммоний фосфат (NH4)2HPO4 (аммоний фосфорнокислый двузамещенный), который при нагревании выделяет окислы фосфора, покрывающие древесину защитной плёнкой, и негорючий газ - аммиак. Диаммоний фосфат обычно применяется в смеси с сульфатом аммония (NH4)SO4.

Хорошим антипиреном является также смесь фосфорнокислого натрия с сульфатом аммония. В качестве антипирена может быть использована и смесь буры с борной кислотой. Для комбинированной защиты деревянных конструкций от огня и гниения в антипирены должны добавляться антисептики (например, фтористый натрий), не снижающие огнезащитных свойств антипиренов.

Огнезащитная краска

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 краски чаще всего готовятся с использованием калиевого жидкого (силикатного) стекла K2OnSiO2. Натриевый силикат (Na2OmSiO2), находящийся во влажных условиях, даёт 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, распушенного асбеста.

Огнезащитные краски заводского производства выпускаются в двухтарной упаковке. Сухую смесь смешивают с температуростойким связующим (жидкое стекло со средней плотностью - 1,3 - 1,4 г/куб.см с кремнийорганической краской типа ВН-30) на месте производства работ. При этом краска, готовая к употреблению, сохраняет свою пригодность (жизнестойкость) в течение 6-12 часов. 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.

Огнезащитные пасты и штукатурки

Огнезащита строительных конструкций может осуществляться обмазкой, или механическим нанесением, например, набрызгом или напылением огнезащитными пастами и огнезащитными штукатурками. Толщина слоя огнезащитных паст обычно не превышает 0,5 - 1 см, штукатурок - 2-4 см. Основное отличие огнезащитных паст и штукатурок от обычных цементно-песчаных шпатлевок и растворных штукатурных смесей - это отсутствие в качестве связующего портландцемента и заполнителя в виде кварцевого песка. Как известно, портландцемент при твердении наряду с гидросиликатами, гидроалюминатами и гидроферритами выделяет гидроксид кальция (Са(ОН)2), который при действии температур свыше 550°С разлагается по реакции: Са(ОН)2 - СаО + Н2О. При тушении пожара водой (или просто в контакте с влажным воздухом) идет обратная реакция, при этом продукт гидратации увеличивается в объеме в 2 раза. Гашеная известь "рвет" поверхностный слой, образуются "дутики", трещины, которые способствуют проникновению огня внутрь конструкции. Составы с использованием кварцевого песка также не огнестойки: кристаллический кремнезем - основная составляющая природного песка, переходит при t = 573°С из "бетта" - модификации в "альфа", с увеличением в объеме. В результате слой штукатурки покрывается трещинами. Огнезащитные пасты и штукатурные растворы готовят на основе жидкого стекла, строительного гипса, глиноземистого цемента, пуццолановых цементов. В качестве заполнителя используется вспученный (или невспученный) вермикулит, перлит, диатомит, трепел, вулканическая пемза, вулканический туф, трасс, мелкофракционный керамзит, шунгизит, некоторые молотые металлургические шлаки, золы ТЭЦ. Применяют также волокнистые наполнители: каолиновую вату и другие минеральные волокна, распушенный асбест. Простейшие огнезащитные пасты делаются с использованием местных "тощих" глин в смеси с водным раствором сульфитно-дрожжевого щелока (СДЩ); гипсового теста с волокнистым минеральным наполнителем и СДЩ. Их рекомендуется применять в сухих помещениях (при относительной влажности воздуха менее 65 %). Значительно более эффективны огнезащитные составы с использованием вермикулита, перлита, каолиновой ваты и соответствующих связующих.

Уникальными огнезащитными свойствами обладают вермикулитосодержащие изделия. В силу высокой отражательной способности частиц вермикулита, низкой теплопроводности, их упругости, огнезащита хорошо сохраняет целостность, отличается высокой трещиностойкостью при пожаре (во время тушения трещины не образуются). Подробнее о вермикулите см. "Теплоизоляционные материалы".

Негорючие обои

Ряд фирм выпускает стекловолокнистые обои, предназначенные для отделки интерьеров гражданских зданий. Стекловолокнистую нить изготавливают из природного сырья: кварцевого песка, соды, доломита и извести. Из нити, изготовленной из этих чистых материалов и ткут стекловолокнистые обои. Это негорючий материал, предназначенный для отделки всех типов зданий. Обои экологически чисты, удобны в работе, не абсорбируют пены, их можно мыть. Отлично воспринимают усилия деформации в стенах, например, от сухой штукатурки. Используя в швах самоклеющуюся ленту "Финтекс" при покраске, можно полностью исключить видимость швов. Обои выпускаются белые и цветные, отличаются плотностью, прочностью, фактурой и рисунком.

Стеклообои применяются в современной отделке стен офисов, коридоров общественных здаий, помещений банков , магазинов и т.п.

Огнезащитная изоляция из сборных элементов

Наряду с традиционными методами, так называемыми, "мокрыми" методами огнезащиты стальных конструкций, в практике строительства получают все большее распространение прогрессивные способы огнезащиты, основанные на применении облегченных облицовочных элементов (на основе минераловатных, вермикулит-перлитосодержащих, асбестовых, гипсоволокнистых и других материалов). Это Гипсоволокнистые, асбесто-вермикулитовые, вермикулитовые, асбесто-цементные, перлитовые огнезащитные облицовки. Уникальными огнезащитными свойствами обладают вермикулитосодержащие изделия. В силу высокой отражательной способности частиц вермикулита, их упругости, низкой теплопроводности, огнезащита хорошо сохраняет целостность, отличается высокой трещиностойкостью при пожаре (во время тушения трещины не образуются).

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 не п лавясь выдерживать температуру выше 1000°С, в то время, как связующие при температурном воздействии свыше 250°С испаряются. Волокна остаются неповрежденными и, в силу хаотического сцепления, обеспечивают связанность и достаточную прочность, создавая защиту от огня.

2007, NskDom.ru