Способы огнезащиты металлических конструкций: состав противопожарного покрытия

• Требования к огнезащите металлических конструкций
• Классификация огнезащитных составов
• Огнезащитные составы для древесины
• Огнезащитные составы для стальных конструкций
• Технологии и способы нанесения огнезащитных красок для металлоконструкций
• Подготовка поверхности
• Подготовка состава
• Нанесение
• Сушка
• Рекомендации по применению огнезащитных покрытий для металлических конструкций
• Огнезащитные кабельные покрытия
• Вспучивающиеся огнезащитные составы

Несущая способность металлоконструкций многократно снижается под длительным или интенсивным воздействием максимально высоких температур, которые можно фиксировать во время пожара. Гарантировать необходимый уровень огнезащиты перекрытий, лестниц, ограждений, каркаса и других изделий из металла при строительстве различных объектов можно несколькими способами. Определяя метод, нужно учесть, что нормативы и требования противопожарной безопасности закреплены на законодательном уровне. А огнезащита конструкций из металла относится к обязательным мероприятиям по предотвращению их разрушений.

Требования к огнезащите металлических конструкций

Мера устойчивости любого здания во многом зависит от качества строительных конструкций — основ сооружения. Стальные перекрытия, опорные балки, несущие столбы, колонны из металла характеризуются повышенной прочностью, надежностью. Однако при нагревании свыше 500°C начинается плавление металлоконструкций, которые приведет к полной утрате прочности и несущих способностей системы.

Находясь во время пожара в непосредственной близости от эпицентра возгорания, конструкции могут деформироваться за 5 минут. Под собственным весом, массой постройки происходит частичное или полное их обрушение.

Степень огнестойкости определяется временем, через которое конструктивный элемент достигнет предела сопротивления.

О приближении линии предельного состояния металлоконструкций свидетельствуют определенные признаки:

• достигается граница фактических несущих возможностей, способности противостоять нагрузкам;  
• разрушается цельность;
• утрачиваются теплоизоляционные качества.

Нормативно-законодательными актами РФ определены требования огнезащиты металлоконструкций. 

Регулирование осуществляется согласно заданным нормативам и положениям:

• профильных регламентов,
• ГОСТов,
• СНиПов.

Согласно действующим требованиям и с учетом степени огнестойкости, для стройконструкций выделяют 4 класса пожароопасности:

• К0 — непожароопасные;
• К1 — малопожароопасные (низкий класс);
• К2 — умеренно пожароопасные (средний класс);
• К3 — пожароопасные (высокий класс).

Нормативная документация содержит перечень средств, которые используются для повышения огнестойкости, огнезащиты металлоконструкций.

Классификация огнезащитных составов

В основе классификации составов для огнезащиты лежит несколько признаков.

Виды огнезащиты в зависимости от компонентов, свойств:

• лаки,
• краски,
• пасты, 
• обмазки,
• пропиточные составы,
• комбинированные средства.

В свою очередь по способу обработки существуют пропиточные огнезащиты для:

• поверхностей,
• глубокой пропитки.

С учетом особенностей эксплуатации ОС делят на группы, предназначенные для:

• открытого воздуха;
• закрытых неотапливаемых помещений;
• закрытых отапливаемых помещений;
• других эксплуатационных условий.

По отношению к агрессивной среде составы для огнезащиты бывают стойкие или нестойкие к воздействию агрессивных факторов.

Огнезащитные составы для древесины

Для огнезащиты деревянных строительных конструкций используют различные системы и материалы. 

Могут использоваться: 

• специальные конструктивные решения; 
• кирпичные кладки из огнеупорных материалов; 
• обетонирование;
• огнестойкие пояса. 

Для реализации большинства подобных методов необходимы дополнительные финансовые расходы. Кроме того не все материалы подходят для огнезащиты уже построенных помещений. 

Один из вариантов обеспечения пожарной безопасности и повышения огнестойкости деревянных конструкций — использование огнезащитных составов. 

Основные характеристики материалов для огнезащиты:

• простота использования, 
• доказанная эффективность, 
• экономичность. 

В основе современных ОС лежит формула, помогающая предотвратить возгорание древесины даже при ее нахождения вблизи открытого огня на протяжении долгого времени.

Средства огнезащиты деревянных конструкций условно можно разделить на специальные покрытия — краски, эмали, лаки, пасты, обмазки — и пропиточные составы.

Особенности ОС для древесины:

• Лаки. 

Лаковое огнезащитное покрытие выполняет основную, а также декоративную и защитную функции. 

Лаки представляют собой растворы (эмульсии) пленкообразующих веществ на органической или водной основе. Дополнительно в состав для огнезащиты входят растворимые антипирены, пластификаторы, отвердители, растворимые красители, другие вещества, способствующие образованию на дереве тонкой прозрачной пленки.

Противопожарный лак необходим, когда важно сохранить природную фактуру, рисунок древесины либо когда необходимо обеспечить огнезащиту для не впитывающих материалов — фанеры, ДВП, ДСП, ламината, которые не могут вобрать в себя этот защитный состав.

Одним из преимуществ лаков выступает достаточно большой срок службы (не менее 10 лет), возможность нанесения на ранее покрытые другими средствами поверхности. Помимо огнезащитных свойств лаки обеспечивают биозащиту древесины и материалов на ее основе — предотвращают появление плесени, грибковых поражений, воздействие насекомых-древоточцев.

• Краски.

После применения специальной краски, на древесине образуется защитный слой, который препятствует чрезмерному нагреву, повышает уровень огнестойкости конструкции.

Это однородная суспензия пигментов и антипиренов в пленкообразующих веществах. В состав огнезащиты могут входить наполнители, растворители, пластификаторы, отвердители, образующие на поверхности тонкую непрозрачную пленку.

К плюсам огнезащитных красок для деревянных конструкций можно отнести долговечность, простоту нанесения, универсальность — материал применяется для обработки труднодоступных элементов, неправильных или сложных форм.

• Пасты, обмазки.

Представляют собой композиции, по содержанию компонентов аналогичные краскам, но отличающиеся пастообразной консистенцией, более крупной дисперсностью наполнителей, антипиренов. Образуют на деревянной поверхности слой покрытия большей толщины, чем лаки и краски.

• Пропитки.

Чаще всего в процессе строительства используют пропитку. Это можно объяснить простотой процесса обработки. Огнезащита проникает вглубь конструкции, обеспечивая деревянным элементам надежную защиту. 

Подобно антисептикам, огнезащитные пропитки можно разделить на водорастворимые и органорастворимые. Органорастворимые препараты требуют применения опасных, горючих растворителей, что не всегда приемлемо. Поэтому большей популярностью пользуются пропитки на водной основе.

Составы пропиточные — это растворы антипиренов (антипиренов и антисептиков) в органических и неорганических жидкостях, не образующих пленку. Пропитки обеспечивают формирование поверхностного огнезащитного слоя (поверхностная пропитка) или огнезащиту в объеме древесины (глубокая пропитка).

• Составы комбинированные.

Представляют собой комплекс для огнезащиты из двух или более видов огнезащитных средств, нанесение каждого из которых на строительные конструкции осуществляется поэтапно.

Огнезащитные составы для стальных конструкций

Предел огнестойкости стальных конструктивных элементов без ОС чаще всего не превышает 15 минут. Исключением могут быть изделия с несгораемыми частицами.

Нанесение огнезащитного покрытия для металла — ответственные работы, выполнять которые должны специалисты на основании согласованного, утвержденного проекта.

Способы огнезащиты строительных конструкций бывают самыми разными. Среди распространенных можно выделить технологический метод, который включает в себя дополнительную кирпичную, бетонную облицовку или же изоляцию минватой.

Однако наиболее действенный способ —  нанесение огнезащиты на металлоконструкции. Это могут быть специальные лаки, огнезащитные краски, штукатурки.

Если речь идет об огнезащитных красках, то выбирают один из двух видов — вспучивающегося типа действия или стандартного. Не вспучивающиеся составы создают специальное покрытие, которое выполняет защитную роль, но не изменяет своей толщины под воздействием пламени, высоких температур. 

Вспучивающиеся составы при нагревании могут расширяться в 10–40 раз. Формирующийся в результате горения минеральный слой негорючих материалов в виде кокса, характеризуется высокими показателями теплоизолирующих свойств и надежно защищает металлоконструкции от избыточного перегрева во время пожара.

Штукатурки с огнезащитными свойствами производят в виде сухого порошка. После растворения материала в водной среде получают штукатурную смесь, которую легко наносят ручным или механизированным способом на конструкцию. Токсичных веществ при горении штукатурки не выделяется. При использовании этого материала снаружи для сохранения защитных свойств потребуется дополнительное вскрытие лаком.

Технологии и способы нанесения огнезащитных красок для металлоконструкций

Действенным решением для гарантии пожарной безопасности конструкций из металла стало использование современных огнезащитных красок. 

Такие ОС в жидкой форме для металлоконструкций наносят методом распыления или при помощи кисти. Обычно требуется не более трех слоев. По инструкции после каждого нанесения необходимо дождаться, когда поверхность высохнет — последующий слой огнезащиты наносят после полного высыхания предыдущего. Под воздействием огня защитная краска вспучивается, образуя вспененный слой. Внешне похожее на пемзу пористое покрытие удерживает тепло на пути к защищаемой конструкции. Этим фактом и обеспечивается установленный нормами требуемый предел огнестойкости.

Подготовка поверхности

Подготовка поверхности

Наноситься спецсостав может только после тщательной очистки металлоконструкций, чтобы не допустить снижения защитных свойств.

Основные моменты подготовительного этапа:

• удаление при наличии старого лакокрасочного покрытия с конструкции;
• удаление ржавчины одним из возможных приемов — механическим способом, абразивной или струйной очисткой;
• удаление с металлоконструкций пыли, грязи, масляных и жирных пятен при помощи растворителя и моющих средств. 

До нанесения ОС конструкции должны полностью высохнуть.

Подготовка состава

Современные огнезащитные краски не нуждаются в специальной предварительной подготовке — изделие готово к использованию. Все, что нужно сделать, — тщательно перемешать до полной однородности.

Может возникнуть необходимость разбавить средство в случае излишней густоты. Для этого можно использовать только воду — химические растворители запрещены.

Нанесение

На заранее подготовленную — очищенную и высушенную — поверхность наносят слой антикоррозийной грунтовки для металла. В процессе работы руководствуются рекомендациями производителя. Минимальная толщина нанесенного слоя огнезащиты должна быть в пределах установленных для строительных конструкций нормативных показателей. 

Сушка

Химические ингредиенты огнезащитной краски будут определять время, необходимое для полного высыхания.

Вместе с временными рамками производители указывают в инструкции оптимальные температуры внешней среды и уровень влажности. При проведении работ нужно учитывать, что при снижение температуры воздуха и повышение влажности воздуха увеличивает время полного высыхания окрашенной поверхности. 

Неполное высыхание смеси негативно отразится на результате и может спровоцировать снижение уровня защитных способностей.

Рекомендации по применению огнезащитных покрытий для металлических конструкций

Для корректного нанесения огнезащиты на металлоконструкции нужно соблюсти ряд требований:

• температура воздуха должна превышать +3°C;
• уровень влажности — не более 85%;
• температура металлоконструкций — минимум на 3°C превышает точку росы.

Наносить спецпокрытия, повышающие огнестойкость, при максимальной влажности, непосредственно во время осадков или после обледенения поверхностей нельзя.

Огнезащитные кабельные покрытия

При возгорании кабели могут способствовать повсеместному распространению огня. Противопожарные покрытия позволяют минимизировать риски и обеспечить функционирование кабелей во время ЧП как можно дольше.

Кроме основной функции ОС должен соответствовать ряду требований:

• не влиять на электротехнические характеристики кабеля;
• не взаимодействовать с резиновой или полиэтиленовой изоляцией;
• сохранять свойства после долгого контакта с водой;
• не представлять опасности для здоровья.

Покрытия вспучивающегося действия — эффективный способ защиты кабелей.

Вспучивающиеся огнезащитные составы

Среди огнезащитных средств вспучивающиеся (интумесцентные) покрытия заслуженно лидируют, занимая в рейтинге первые позиции. Лакокрасочные материалы данного типа действия считаются одними из наиболее перспективных на рынке. 

ОС вспучивающегося принципа действия применяют для:

• конструкций из металла, 
• кабелей и электропроводок, 
• кабельных проходок, 
• древесины, 
• дымоходов и воздуховодов.

Целесообразность применения огнезащитных вспучивающихся покрытий (ОВП) обусловлена преимуществами современных материалов.

Плюсы интумесцентных составов:

• высокая огнезащитная эффективность;
• формирование на конструкции максимально тонкого слоя; 
• экологичность — при нагревании не выделяют токсичных веществ; 
• возможность нанесения разными механизированными способами. 

Интумесцентная технология заключается в процессе “вспучивания”, при котором наружный слой материала под воздействием открытого огня и высоких температур превращается в кокс. Образовавшийся в результате химической реакции слой кокса обеспечивает поверхности надежную защиту. В течение определенного периода времени огнезащитное покрытие из вспененного кокса бережет конструкции от негативных последствий.

В обычных условиях эксплуатации покрытия данного типа внешним видом похожи на традиционные лакокрасочные покрытия и выполняют аналогичные защитно-декоративные функции. 

Во время пожара под воздействием высокой температуры толщина и объем вспучивающегося покрытия увеличиваются в десятки раз за счет образования негорючего и твердого вспененного слоя (кокса). Слой выступает физическим барьером на пути чрезмерного тепла от пламени к расположенным ниже слоям покрытия и защищаемой поверхности, уменьшая теплопередачу примерно в 100 раз.