Унихимтек

Огнезащита металлических конструкций

В.А. Никитин, начальник ПТО НПО УНИХИМТЕК.

В настоящее время наблюдается значительное расширение рынка огнезащитных материалов. Успешно разрабатываются новые отечественные средства огнезащиты, внедряются зарубежные. В этом многообразии огнезащитных материалов и технологий перед проектировщиком и застройщиком встает задача оптимального выбора средств пассивной огнезащиты применительно к конкретным объектам.

Огнезащита металлоконструкций состоит 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.

Выбор способа огнезащиты несущих металлических конструкций на стадии проектирования для конкретного объекта производится на основе технико-экономического анализа с учетом условий объекта:

  • величины требуемого предела огнестойкости конструкции;
  • сложности конфигурации конструкции;
  • ограничений по весу огнезащитного покрытия;
  • температурно-влажностных условий эксплуатации и производства строи-тельно-монтажных работ;
  • степени агрессивности окружающей среды по отношению к огнезащите и материалу конструкции;
  • требуемых сроков проведения работ;
  • эстетических требований к конструкции.

Существуют следующие способы огнезащиты несущих металлических конструкций:

Обетонирование, облицовка из кирпича

Применение огнезащиты металлических конструкций при помощи бетона и кирпичной кладки наиболее рационально в тех случаях, когда одновременно с огнезащитой конструкций требуется произвести их усиление, например, при реконструкции зданий. Кирпичную облицовку применяют для огнезащиты вертикально расположенных конструкций. Армирование огнезащитной облицовки из кирпича назначают с учетом усиления связи в углах кирпичной кладки. Диаметр стержней арматуры принимают не более 8 мм. Армирование огнезащитного слоя бетона может быть разнообразным в зависимости от толщины слоя и требуемой степени усиления конструкции.

С помощью облицовок из бетона и кирпичной кладки обеспечивается предел огнестойкости до 2,5 часов, они устойчивы к атмосферным воздействиям и агрессивным средам. Но эти способы огнезащиты связаны с трудоемкими опалубочными и арматурными работами, малопроизводительны, значительно утяжеляют каркас здания и увеличивают сроки строительства. Кроме того, эти способы неприменимы для огнезащиты несущих конструкций перекрытий (фермы, балки) и связей по колоннам и фермам.

Согласно рекомендациям ЦНИИСК им. Кучеренко: ориентировочные значения толщины огнезащитного слоя бетона, необходимого для обеспечения предела огнестойкости стальных конструкций от 0,75 до 2,5 ч, составляют от 20 до 60 мм.

Листовые и плитные облицовки и экраны

Для устройства облицовок металлических конструкций могут использоваться листовые и плитные теплоизоляционные материалы, например: гипсокартонные и гипсоволокнистые листы, асбестоцементные и перлитофосфогелиевые плиты, плиты на основе вспученного вермикулита. Для крепления листовых и плитных материалов к металлической конструкции приваривают крепежные элементы (стальные пластины, уголки, штыри). Устройство данного средства огнезащиты не требует очистки поверхности защищаемых конструкций от ранее нанесенных лакокрасочных покрытий.

По данным ВНИИПО и ЦНИИСК им. Кучеренко с помощью листовых и плитных облицовок обеспечивается предел огнестойкости до 2,5 часов.

Листовые и плитные облицовки и экраны практически применимы для колонн, стоек и балок. Но для ферм покрытия и связей применение этих средств огнезащиты нерационально. Также ограничивают применение листовых и плитных облицовок перерасход материала при низком уровне требуемых пределов огнестойкости защищаемых конструкций и высокий уровень паропроницаемости.

Штукатурки

Использование цементно-песчаной штукатурки обусловлено такими достоинствами, как низкая стоимость материалов для приготовления состава, обеспечение значительного предела огнестойкости защищаемой конструкции (до 2,5 часа), устойчивость к атмосферным воздействиям.

В то же время это средство огнезащиты имеет ряд недостатков, ограничивающих его применение, к которым относятся: большая трудоемкость работ по нанесению покрытия из-за необходимости армирования стальной сеткой; увеличение нагрузок на фундаменты зданий за счет утяжеления каркаса; необходимость применения антикоррозионных составов. Кроме того, штукатурки не отвечают эстетическим требованиям и не могут быть нанесены на конструкции сложной конфигурации (фермы, связи и т. д.).

Стремление снизить массу штукатурного покрытия привело к разработке легких штукатурок с содержанием асбеста, перлита, вермикулита, фосфатных соединений и других материалов. Однако, снижение массы приводит к появлению недостатков, свойственных облегченным штукатуркам: снижение конструктивной прочности, недостаточная адгезия к покрываемой поверхности. Следует отметить, что штукатурные смеси на жидком стекле, извести и гипсе могут использоваться в помещениях с относительной влажностью не более 60%.

Огнезащитные покрытия на основе неорганического связующего

В качестве вяжущего для облегченных огнезащитных покрытий наиболее широко применяется жидкое стекло или силикофосфатное связующее. Жидкое стекло обладает способностью реагировать при высоких температурах с окислами наполнителей с образованием жаростойких соединений.

Огнезащитные покрытия на основе неорганического связующего обладают огнезащитной эффективностью от 0,75 до 2,5 ч при толщине покрытия от 5 до 65 мм. Однако, вследствие высокой плотности структуры, огнезащитные материалы на основе жидкого стекла отличаются повышенной хрупкостью и значительной усадкой при увлажнении и высушивании. Для них свойственна высокощелочная реакция, что является причиной разрушения грунтовочных составов и отслаивания покрытия от поверхности конструкции.

Перед нанесением огнезащитных покрытий на основе неорганического связующего необходимо произвести тщательную очистку поверхности защищаемой конструкции от ранее нанесенных лакокрасочных покрытий, ржавчины и обезжирить. Покрытия могут применяться в закрытых помещениях с относительной влажностью не более 85%.

Огнезащитные составы терморасширяющегося типа

Огнезащитные составы терморасширяющегося типа являются одним из перспективных направлений огнезащиты. Их огнезащитное действие основано на вспучивании нанесенного покрытия при температурах 170-250°С и образовании пористого теплоизолирующего слоя, который препятствует прогреву металла до температуры при которой конструкция теряет свою несущую способность. Состав огнезащитных паст разнообразен: от водной дисперсии с неорганическими и органическими наполнителями до красок на органическом растворителе с минеральным наполнителем. Современные огнезащитные составы нанесенные на поверхность толщиной до 2 мм под воздействием высоких температур увеличиваются в объеме в 10-40 раз и обладают огнезащитной эффективностью до 1 часа.

Следует отметить, что нанесение огнезащитных составов производится на грунт, указанный в сертификате пожарной безопасности. Перед нанесением огнезащитного состава необходимо произвести очистку поверхности защищаемой конструкции от ранее нанесенных лакокрасочных покрытий, ржавчины, обезжирить и огрунтовать. Нанесение огнезащитного покрытия на грунт, отличающийся от указанного в Сертификате, а также нанесение на поверхность огнезащитного покрытия других покрытий, не указанных в Сертификате, недопустимо.

Огнезащитный состав ОГРАКС-В-СК, производства НПО УНИХИМТЕК , материал терморасширяющегося типа, предназначен для повышения пожарной безопасности металлоконструкций в закрытых помещениях при температуре от -50 до +60 °С с влажностью до 85%. Покрытие ОГРАКС-В-СК не гигроскопично и может применяться без защитного лака, соответствует 4-ой группе огнезащитной эффективности (45 мин.) при толщине покрытия 1,0 мм и 5-ой группе (30 мин.) - при толщине 0,6 мм. ОГРАКС-В-СК - это вододисперсионная паста на основе высокомолекулярного полифосфата аммония, обладает хорошей адгезией - имеет 1 (высший) балл по ГОСТ 15140-78 раздел 2. Материал Сертифицирован во ВНИИПО МЧС РФ и ГОССТАНДАРТЕ России.

Материал не токсичен, не выделяет вредных веществ при нагревании, не образует токсичных соединений в присутствии других веществ и факторов. Цвет пасты - белый или по согласованию с заказчиком любой иной. Степень расширения не менее 1500 %. Состав поставляется в металлических емкостях с плотно закрывающимися крышками готовым к применению, при необходимости может быть разбавлен водой.

Нанесение покрытия производится кистью, валиком или распылением, послойно, в несколько проходов.

Промежуточная сушка между слоями - 8-12 часов. Полное высыхание покрытия 10-15 суток. На покрытие в процессе эксплуатации допускается кратковременное воздействие распыленной воды. Срок эксплуатации покрытия до 25 лет.

В настоящее время НПО УНИХИМТЕК совместно с ВНИИПО МЧС России проводит исследования по сокращению расхода огнезащитных материалов, по разработке новых материалов, что позволит потребителю снизить стоимость огнезащитных работ при повышении качества.

Области применения способов огнезащиты с учетом их особенностей

Способ огнезащиты Преимущества Недостатки Рекомендуемая область применения
Обетонирование, облицовка из кирпича Относительно низкая стоимость материалов. Устойчивость к атмосферным воздействиям. Обеспечиваемые пределы огнестойкости от 0,75 до 2,5 ч. Большая масса (дополнительная нагрузка на защищаемые конструкции и фундамент). Необходимость применения арматуры. Большая трудоемкость работ и увеличение сроков строительства. Сложность восстановления и ремонта. Неприменимы для огнезащиты несущих конструкций перекрытий (фермы, балки) и связей по колоннам и фермам На объектах реконструкции, когда одновременно с огнезащитой конструкций требуется произвести их усиление. При необходимости обеспечить высокий предел огнестойкости колонн и стоек (облицовка кирпичом).
Листовые и плитные облицовки и экраны Повышенная вибростойкость за счет механического крепления к конструкциям. Ремонтопригодность. Не зависит от состояния ранее нанесенных лакокрасочных покрытий. Хорошие декоративные качества. Обеспечиваемые пределы огнестойкости от 0,75 до 2,5 ч. Большой уровень требуемых толщин огнезащиты (в случае волокнистых материалов). Высокий уровень паропроницаемости. Перерасход материала при низком уровне требуемых пределов огнестойкости защищаемых конструкций. Необходимость устройства крепежных элементов путем сварки. Неприменимы для огнезащиты конструкций сложной конфигурации (фермы, связи по колоннам и фермам). При необходимости обеспечить высокий предел огнестойкости конструкций несложной конфигурации в случае высоких эстетических требований.
Штукатурки Возможность эксплуатации в атмосферных условиях (кроме смесей на жидком стекле, извести и гипсе). Обеспечиваемые пределы огнестойкости от 0,75 до 2,5 ч. Большая масса для цементно-песчаных штукатурок. Необходимость применения стальной сетки и анкеров. Большая трудоемкость работ. Сложность восстановления и ремонта. Несоответствие эстетическим требованиям. Неприменимость для огнезащиты кон-струкций сложной конфигурации (фермы, связи и т. д.) Малая конструктивная прочность (для смесей на жидком стекле, извести и гипсе). Эксплуатация при относительной влажности не более 60% (для смесей на жидком стекле, извести и гипсе). При необходимости обеспечить высокий предел огнестойкости конструкций несложной конфигурации в случае повышенной влажности (кроме смесей на жидком стекле, извести и гипсе) и отсутствия эстетических требований.
Огнезащитные покрытия на основе неорганического связующего (облегченные огнезащитные покрытия) Относительно малый вес покрытия. Обеспечиваемые пределы огнестойкости от 0,75 до 2,5 ч. Низкая вибростойкость и недолговечность покрытия при больших толщинах слоев. Сложность восстановления и ремонта. Необходимость тщательной подготовки поверхности. Эксплуатация при относительной влажности не более 85%. В случаях, когда требуется применить огнезащитное покрытие, обеспечивающее предел огнестойкости от 1,5 ч и существуют ограничения по весу покрытия.
Огнезащитные составы терморасширяющегося типа Относительно низкая трудоемкость. Малая толщина и вес покрытия. Ремонтопригодность. Вибростойкость. Хорошие декоративные качества большинства огнезащитных составов. Применение для огнезащиты металлических конструкций любой сложности. Обеспечиваемые пределы огнестойкости до 1,0 ч. Для огнезащиты металлоконструкций любой сложности конфигурации, к которым предъявляется требование предела огнестойкости до 1,0 ч.

Возврат к списку

Яндекс.Метрика