ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Снижение пожарной опасности материалов и конструкций носит название огнезащиты. Огнезащита нужна для решения двух задач:

  • • предотвращение разрушения конструкций под действием высоких температур в течение нормируемого времени;
  • • предотвращение развития и распространения пожара в зданиях и сооружениях за счет снижения горючести и способности мате-

риалов к воспламенению и распространению пламени по их поверхности.

В огнезащите прежде всего нуждаются металлические и деревянные конструкции. Для огнезащиты применяют конструктивные способы огнезащиты — бетонирование, обкладку негорючими материалами (рис. 2.13, а), установку облицовок или экранов из плитных или листовых материалов (рис. 2.13, б), оштукатуривание (рис. 2.13, в) и огнезащитные составы.

Варианты огнезащиты металлоконструкций

Рис. 2.13. Варианты огнезащиты металлоконструкций: а) кирпичом; б) гипсокартоном; в) штукатуркой

Огнезащита металлоконструкций направлена на их защиту от нагревания. Незащищенные стальные конструкции в зависимости от толщины элементов сечения и величин действующих напряжений имеют огнестойкость от 0,1 до 0,3 ч.

Для повышения огнестойкости металлических конструкций применяются основные способы огнезащиты, приведенные в табл. 2.5.

Вспучивающиеся покрытия (ВП) занимают особое место среди применяемых в настоящее время средств огнезащиты строительных конструкций. Достаточно высокая огнезащитная эффективность ВП в сочетании с широкими возможностями использования механизированных методов нанесения составов на поверхность конструкций объясняет повышенный интерес к ним. Они наносятся тонким слоем на поверхность конструкций и выполняют в процессе эксплуатации функции лакокрасочного декоративно-отделочного материала. При действии высокой температуры покрытие вспучиСпособы огнезащиты металлических конструкций

Таблица 2.5

Способы огнезащиты металлических конструкций

Способ огнезащиты

Огне-

стой

кость,

мин

Вид

конструкции

Объем-

ная

масса,

кг/м3

Коэффициент теплопроводности, Вт/м • °С

Колон

ны

Балки

Бетонирование

до 360

+

2500

0,98

Обли-

цовка

Кирпич

до 360

+

1800

0,71

Гипсокартонные листы

60-120

+

+

850

0,42

Огнеза

щитные

покрытия

Цементно

песчаная

штукатурка

до 180

+

+

1800

0,13

Перлитовая

штукатурка

до 360

+

+

500

0,108

Фосфатное

покрытие

ОФП

30-180

+

+

300

0,08

Вспучивающееся огнезащитное покрытие ВПМ

до 45

+

+

1450

вается, многократно увеличиваясь в объеме с образованием пористого слоя, обладающего хорошими теплоизоляционными свойствами (рис. 2.14).

Внешний вид вспучивающих покрытий типа ВПМ после огневого воздействия

Рис. 2.14. Внешний вид вспучивающих покрытий типа ВПМ после огневого воздействия

В настоящее время на рынке присутствует большое количество отечественных и зарубежных средств огнезащиты. Разработано большое количество вспучивающихся огнезащитных красок на водной основе или растворителях, предназначенных для использования внутри помещений. Наиболее эффективные из них характеризуются приблизительно пятидесятикратным вспучиванием и обеспечивают повышение огнестойкости металлоконструкций до 45—60 мин [7].

Эффективность средств огнезащиты характеризуется временем в минутах от начала огневого испытания до достижения критической температуры (500 °С) образцом металлической конструкции с огнезащитным покрытием по ГОСТ Р 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций». Огнезащита металлоконструкций оценивается семью группами эффективности — до 150 мин первая группа, до 120 мин вторая, до 90 мин третья, до 60 мин четвертая, до 45 мин пятая, до 30 мин шестая и до 15 мин седьмая группа.

Снижение способности деревянных конструкций к воспламенению и распространению огня по поверхности чаще всего осуществляется с помощью огнезащитной обработки, которую можно разделить на две категории — вещества, используемые для создания защитного слоя на поверхности, и средства пропитки древесины.

Пропиточные составы представляют собой растворы солей и называются антипиренами.

Можно выделить два класса антипиренов (рис. 2.15) — вещества, образующие защитную вспенивающуюся при нагревании пленку, и вещества, выделяющие газы, которые пресекают поступление кислорода к источнику огня, приводя к самозатуханию пламени.

Результаты огневых испытаний древесины

Рис. 2.15. Результаты огневых испытаний древесины

Механизм действия первых из них заключается в том, что при нагревании на поверхности обработанной антипиреном древесины образуется весьма плотное покрытие (см. рис. 2.15, в), которое с повышением температуры начинает закипать и превращаться в пену. Она под действием пламени твердеет и превращается в своеобразный термоизолятор, предохраняющий дерево от нагревания и воспламенения, а также перекрывающий доступ воздуху, без которого невозможен процесс горения.

Второй тип антипиренов (см. рис. 2.15, б) защищает древесину при нагреве до температуры закипания солевых компонентов, входящих в их состав, при этом в окружающую среду выделяются газы, содержащие соединения фтора, которые приводят к блокированию процессов горения.

Группа огнезащитной эффективности определяется потерей массы образца с огнезащитным составом (ОС) после проведения огневых испытаний — при потере массы не более 9% для ОС устанавливают I группу огнезащитной эффективности, при потере массы более 9%, но не более 25% для ОС устанавливают II группу огнезащитной эффективности. При потере массы более 25% считают, что данный состав не обеспечивает огнезащиту древесины и не является огнезащитным (ГОСТ Р 53292-2009 «Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе»).

Наиболее эффективен способ глубокой пропитки антипиренами (рис. 2.16), когда слой пропитанной древесины достигает 5—7 мм, в то время как поверхностные ОС пропитывают слой всего в 1—1,5 мм.

Одним из лучших антипиренов является диаммоний фосфат, который при нагревании выделяет окислы фосфора, покрывающие древесину защитной пленкой, и аммиак. Диаммоний фосфат обычно применяется в смеси с сульфатом аммония. Хорошим антипиреном считается также смесь фосфорнокислого натрия с сульфатом аммония. Весьма эффективны антипирены на основе гидроксида магния. На практике применяют обычно смеси различных антипиренов.

Широкое распространение получила продукция на основе полимеров (ПКМ), принадлежащая к неорганическим материалам и являющаяся горючей. При этом от объема и химического строения полимера зависит принадлежность конкретного материала к группе горючести. Выделяют два основных типа полимерных соединений — реактопласты, образующие при нагревании коксовый слой, который состоит из негорючих веществ и защищает материал от воздействия высоких температур, препятствуя горению, и термопласты, которые плавятся без создания теплозащитного слоя (например, полиэтилен,

полипропилен, полистирол, поливинилхлорид). В современной промышленности реактопласты применяются для изготовления труб для перемещения различных сред, толстостенных изделий, электрических патронов, электроизоляционных материалов, корпусов бытовой техники и многих других изделий.

Процесс глубокой пропитки древесины в автоклаве

Рис. 2.16. Процесс глубокой пропитки древесины в автоклаве

Так же как и древесину, полимерные строительные материалы нельзя перевести в разряд негорючих, но возможно снизить их пожарную опасность. Существует несколько способов снижения горючести полимерных материалов, которые можно условно разделить на четыре группы:

  • • огнезащита с использованием устойчивых к пламени материалов (огнезащитных покрытий);
  • • введение негорючих наполнителей;
  • • введение замедлителей горения или антипирирующих составов;
  • • модификация полимерных материалов.

Введение наполнителей приводит к некоторому снижению горючести. Некоторые замедлители горения (красный фосфор, трехокись сурьмы, соли фосфорной кислоты) можно рассматривать как наполнители в том случае, когда не наблюдается их растворения в материале. В качестве армирующих материалов широко применяют стекловолокна, асбест, углеродные волокна, улучшающие физико-механические характеристики, теплостойкость и вместе с тем приводящие к снижению горючести.

Наряду с первым и вторым способами используют пропитку полимерных материалов огнегасящими составами, способными образовывать на поверхности материала защитный слой. В некоторых случаях эти составы учитывают при составлении рецептур полимерных материалов.

Введение замедлителей горения и составов, замедляющих горение, в полимерные материалы заключается обычно в равномерном распределении этих веществ в объеме материала. Этот способ более эффективен из-за термических превращений замедлителей горения в зоне пиролиза и поверхностной зоне, а также диффузии продуктов их превращений на поверхность материала. При этом концентрация продуктов термических превращений замедлителей горения в поверхностной зоне резко возрастает, что в свою очередь ведет к ускорению коксования материала. Подбор замедлителей горения и ан- типирирующих составов для множества различных полимерных материалов затруднен, так как разработать типовой рецепт состава, снижающего горючесть и повышающего огнестойкость, не представляется возможным. В настоящее время выбирают замедлители горения конкретно для каждого материала.

Сегодня существует жесткая система сертификации в области пожарной безопасности (ССПБ), сертификат соответствия которой необходимо получать раз в три года и ежегодно подтверждать при проведении инспекционного контроля на соблюдение технического регламента, рецептуры и т.д.

Строительная индустрия постоянно пополняется новыми эффективными материалами и конструкциями. К сожалению, обладая целым рядом строительных достоинств, они зачастую имеют намного более пожароопасные характеристики.

Решить возникающие в этой связи проблемы обеспечения пожарной безопасности строящихся объектов повсеместным запретом применения тех или иных материалов и конструкций не удастся. Пожарная охрана вместе с другими организациями и службами активно ищет и внедряет технические решения по снижению пожарной опасности объектов, возводимых с применением новых эффективных материалов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >