Важнейшим элементом системы пожарной безопасности зданий и сооружений является огнезащита строительных конструкций. Она должна обеспечивать повышение огнестойкости конструкций до необходимого уровня, снижение их пожарной опасности, предотвращение развития и распространения пламени. Выполнение этих требований снижает вероятность гибели людей и материальные потери от пожаров. Одним из наиболее эффективных и доступных способов придания огнестойкости различным материалам служит окраска их огнезащитными ЛКМ.
Главная цель различных способов огнезащиты строительных конструкций – максимально снизить скорость нагрева защищаемой поверхности, сохранив при этом на определенный период времени их прочностные характеристики. Так, металлические конструкции, быстро нагреваясь при пожаре, уже при 500 0 С теряют несущую способность. Наглядной иллюстрацией недостаточной защиты несущих металлоконструкций является трагедия, произошедшая в Нью-Йорке 11 сентября 2001 года.
Для повышения пределов огнестойкости конструкций применяют различные материалы и способы защиты: бетонирование, оштукатуривание специальными составами, использование кирпичной кладки, негорючих листовых теплоизоляционных материалов и др.
В настоящее время среди огнезащитных материалов наиболее перспективны лакокрасочные покрытия вспучивающегося (интумесцентного) типа. Интумесцентная технология защиты изделий от горения является сравнительно новой и заключается во вспучивании и превращении в кокс поверхностного слоя материала, подверженного воздействию пламени. Образующийся при этом вспененный коксовый слой предохраняет в течение определенного времени защищаемую поверхность (или нижележащие слои) от воздействия пламени и высоких температур.
Целесообразность использования огнезащитных вспучивающихся покрытий (ОВП) обусловлена прежде всего тем, что они тонкослойны, при нагревании не выделяют токсичных веществ, обладают высокой огнезащитной эффективностью и могут быть нанесены на защищаемую поверхность различными механизированными методами. В обычных условиях эксплуатации эти покрытия похожи по внешнему виду на традиционные лакокрасочные покрытия и выполняют аналогичные защитно-декоративные функции. При воздействии высокой температуры толщина и объем вспучивающегося покрытия увеличиваются в десятки раз за счет образования негорючего и твердого вспененного слоя (кокса) с плотностью 3∙10 -3 – 3∙10 -2 г/см 3 и коэффициентом теплопередачи, близкому к таковому для воздуха. Слой действует как физический барьер для подвода тепла от пламени к нижележащим слоям покрытия и защищаемой поверхности, уменьшая теплопередачу примерно в 100 раз.
ОВП широко применяются для повышения огнестойкости стальных, деревянных, бетонных, кирпичных строительных конструкций, воздуховодов, кабелей, кровли и других изделий. Требования к огнезащитным материалам, включая вспучивающиеся покрытия , предназначенным для нанесения на различные поверхности, изложены в следующих Нормах пожарной безопасности (НПБ):
НПБ 251-98 «Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний»;
НПБ 236-97 «Огнезащитные составы для стальных конструкций. Метод определения огнезащитной эффективности»;
НПБ 238-97 «Огнезащитные кабельные покрытия. Общие требования и методы испытаний».
Эффективное вспенивание данного вида покрытий достигается только при обязательном наличии в их составе ряда специальных компонентов, выполняющих определенные функции, а также оптимальном количественном соотношении между ними. Обычно по своим функциям основные компоненты ОВП подразделяют на следующие группы:
Пленкообразователи (например, стирол-акриловые и ПВА-дисперсии , эпоксидные и кремнийорганические смолы);
Карбонизирующиеся соединения – источники углерода (пентаэритрит, дипентаэритрит и др.);
Неорганические кислоты и их производные – фосфорная кислота, полифосфат аммония (ПФА) и др.;
Вспенивающие агенты – газообразователи, порофоры (меламин , мочевина и др.). Кроме того, в состав ОВП входят галогенсодержащие добавки (хлорпарафин и др.), некоторые пигменты и наполнители .
Вспенивание и коксообразование интумесцентных покрытий сопровождается различными физико-химическими процессами, протекающими, как правило, в определенной последовательности по мере нарастания температурного воздействия на композицию. Механизм вспучивания покрытий изучен недостаточно глубоко. Это связано с тем, что основные реакции, приводящие к получению защитного пенококсового слоя, протекают в области высоких температур (до 900 о С), что затрудняет моделирование указанных процессов. Кроме того, ОВП являются многокомпонентными композиционными материалами. Это предопределяет в свою очередь большое количество возможных взаимодействий между компонентами образовавшегося огнезащитного покрытия особенно при высоких температурах. При этом предсказать направление высокотемпературных реакций также достаточно сложно.
Огнезащитная эффективность покрытий вспучивающегося типа обусловлена различными факторами:
Эндотермическим отводом тепла, расходуемого на различные фазовые и химические превращения ингредиентов в процессе образования пенококсового слоя. Выделяющиеся при этом газообразные продукты, такие, как аммиак, углекислый газ, азот, пары воды, проходя через нагретые слои формирующегося пенококса, значительно охлаждают его, отводя тем самым значительную долю энергии;
Термическим сопротивлением образующегося пенококса, зависящим от его теплопроводности, термостабильности, толщины, строения, жесткости, кинетики и условий его получения;
Способностью отражения (поглощения) падающего теплового потока поверхностью образующегося пенококса. Вспененный кокс также ограничивает диффузию летучих продуктов деструкции полимера к пламени и, наоборот, кислорода воздуха к поверхности разлагающегося полимера. Увеличение выхода карбонизированных продуктов и толщины пенослоя уменьшает количество поступающих в зону горения летучих веществ, снижает интенсивность теплового потока к нижележащим слоям покрытия. Увеличение термостойкости кокса приводит к росту температуры его поверхности и способствует повышению затрат на нагрев. Морфология кокса влияет на его теплопроводность, проницаемость, способность к выгоранию и тлению.
Пенококсовый слой должен иметь высокую адгезию к защищаемой поверхности, которая при пожаре нагревается. В этом плане большое практическое значение имеют также противокоррозионные грунтовки, наносимые на подложку перед ее окраской огнезащитным ЛКМ.
Огнезащитная эффективность ОВП при нанесении на металл согласно НПБ 236-97 характеризуется временем (в минутах) от начала огневого испытания до достижения образцом стальной конструкции с огнезащитным покрытием критической температуры (500 0 С). При этом тепловое воздействие на испытуемый образец осуществляется в стандартном температурном режиме пожара, характеризуемом следующей температурной зависимостью:
Т = 345 lg (8t +1) + Т 0 ,
где Т – температура, соответствующая времени t , 0 C;
Т 0 – температура до начала теплового воздействия (принимают равной температуре окружающей среды), 0 С;
t – время, исчисляемое от начала испытания, мин.
ЛКМ интумесцентного типа делятся на два основных вида: водо- и органоразбавляемые. Водоразбавляемые материалы не имеют запаха и зачастую более эффективны по огнезащитным свойствам. Лучшие ОВП, полученные на основе водно-дисперсионных (ВД) красок, имеют коэффициент вспучивания 40–50 и при толщине защитного слоя 1–1,5 мм обеспечивают четвертую группу огнезащиты по НПБ 236-97. Однако им присущ очень серьезный недостаток – высокая восприимчивость к воде и влаге воздуха, что обусловливает снижение огнезащитной эффективности из-за потери покрытием водорастворимых специальных компонентов. В свою очередь, органорастворимые ЛКМ образуют более водостойкие покрытия, могут наноситься на изделия в условиях повышенной влажности, допускают транспортировку и применение в зимнее время.
Образование вспучивающегося слоя с оптимальными защитными свойствами при действии на покрытие высоких температур определяется в значительной степени составом огнезащитной краски, количественным соотношением между компонентами и химическими процессами, протекающими при формировании пенококса. Поэтому знание основных функциональных свойств компонентов и химизма их превращений в карбонизирующиеся продукты является ключевым фактором для целенаправленного повышения эффективности огнезащитных покрытий.
А.В. Павлович, В.В. Владенков, В.Н. Изюмский, С.Л. Кильчицкая, Смоленский лакокрасочный завод
Конструктивные способы огнезащиты включают в себя облицовку объекта огнезащиты материалами или иные конструктивные решения по его огнезащите (облицовка кирпичом, вермикулитовыми плитами и др. теплоизоляционными материалами, закрепленными на конструкции определенным образом, использование бетона, штукатурок. Использование плитных, рулонных, листовых материалов.).
Направлено на увеличение площади поперечного сечения, создание теплоизоляционных слоев или экранов, устройство огнестойких преград для замедления прогрева, сохранение несущей способности конструкции, исключение термического разложения, воспламенения и горения материалов и предотвращение распространения огня.
Для конструкционных методов используется тяжелый и легкий бетон, глиняный силикат, кирпич, цементно-песчаные штукатурки.
Огнезащитная обработка - нанесение огнезащитного состава на поверхность объекта огнезащиты (окраска, обмазка, штукатурка).
Вспучивающиеся покрытия (ВП) являются наиболее перспективными покрытиями для огнезащиты строительных конструкций. Они наносятся тонким слоем и В процессе эксплуатации выполняют функции лакокрасочного декоративного материала. При действии высоких температур покрытие вспучивается, значительно увеличиваясь в объеме с образованием коксового пористого слоя.
Проблема разработки ВП с высокими огнезащитными свойствами связана как с обеспечением вспучиваемости и стабильности угольного слоя при действии высоких температур, так и адгезии к древесине, сохранения декоративных и огнезащитных свойств при длительной эксплуатации, простоте их устройства.
Вспучивающиеся покрытия являются многокомпонентными системами, состоящими из связующего, антипирена н пенообразователей - вспучивающих добавок. В качестве связующих в основном используют полимеры, проявляющие склонность к реакциям циклизации, конденсации, сшивания и образования нелетучих карбонизированных продуктов: аминоальдегидные полимеры, латексы на основе сополимеров винилиденхлорида с ви-нилхлоридом, галоидированные синтетические и натуральные каучуки, эпоксидные полимеры, полиуретаны и др. Компоненты, обусловливающие вспучивающие и огнезащитные свойства покрытий, подразделяются На следующие группы:
1. Вещества, разлагающиеся в интервале 100... 250 °С с образованием кислот. К ним относятся неорганические соли фосфорной и борной кислот (ортофосфаты аммония, полифосфаты аммония, бура и др.) и фосфорорганические вещества (фосфаты мочевины или меламина, фосфакрилат, полифосфориламид и др.).
2. Вещества, разлагающиеся с выделением паров воды или негорючих газов (полисахариды): крахмал, декстрин, пентаэритрит и его гомологи, стереоизомерные гекситы - манит, сорбит и др.
3. Синергиты. К ним относятся мочевина, меламин, дициандиамид, гуанидин, мелем. Также известно применение сульфогуанидина ароматических сульфамидов, б-амино-2-нитробензойной кислоты, сульфатов аминобензойной кислоты, производных триазина и других соединений.
В качестве антипиренов входит орто или полифосфаты аммония. В качестве газообразных добавок входят мочевина, дициан диамид, карбомиды и формальдегидные смолы. Общее содержание должно быть до 70%. К коксообразным добавкам относят крахмал, декстрин сахара. При нагревании под действием кислотного катализатора легко деградируются.
Жаростойкие наполнители и стабилизаторы вспеннного слоя
Ортофосфат аммония.
Антипирены – вещества, которые разлагаются под действием температуры
Не поддерживает горения, -пленка
При использовании они хорошо раствормы в воде поэтому нужно стабилизировать кислотность состава.
Вводят волокнистые наполнители не только для загущения но и еще их используют как стабилизатор вспененного слоя. Они являются неориентированными молекулами молекулами. Они движутся при нагревании за вспученным слоем и застывают в виде каркаса. При действии температуры дают усадку и выгорают. Соответственно каркас оплавляется, спекается. Используются терморасширяющиеся графиты. В отличие от перлита и вермиулита можно регулировать интервал разложения и регулировать объем вспучивания. Обладает слоистой кристаллической решеткой. Из-за наличия неподеленных электронных пар углерода графит может соединяться с гостевыми атомами. В зависимости от гостя может проявлять себя как окислитель или как восстановитель. Например с атомами металла (восстановитель) образует карбиды (карбид кальция или минусовая степень окисления). А если с окислителем (с серой) то бисульфат графита, степень плюсовая. Это соединение при нагревании 500-1000С расширяется в объеме и вспучивается засчет того что при нагревании выделяются газы способные разорвать эти плоскости. Получение: обработка природного графита бихроматом натрия в концентрированной серной кислоте 
Физико-механические и огнезащитные свойства покрытий можно улучшить введением следующих заполнителей:
Волокнистый заполнитель (распушенный асбест, стекловолокно, минеральная вата, коалиновое и базальтовое волокно). Для улучшения прочности и технологических свойств наносимой массы
Мочевин формальдегидная смола. Для улучшения удобоукладываемости и увеличения адгезии.
Дициан диамид. Повышает прочность при огневом воздействии, улучшает вспучиваемость и повышает огнестойкость.
Окись цинка. Повышает атмосферостойкость. Применяется при возрастании влажности.
Кремнефтористый натрий. Обеспечивает нарастание прочности. Позволяет вводить более толстым слоем за один раз.
Огнезащитные покрытия на основе вспученного вермикулита . Состав: вермикулитовая руда 14%, вермикулит регидротированный 2,8% и дегидратированный 0,9%, распушенный асбест 1,6%, жидкое стекло 40%, мочевин формальдегидная смола 10%, окись цинка 2,7%, дициан диамид 7,5%.
Покрытия на вермикулите очень трудно наносить, хрупкие, при влажности 95% набухают и отслаиваются. Огнестойкость 60мин. Эти добавки не только улучшают свойства в процессе эксплуатации но и улучшают свойства при огневом испытании.
Вспучиваются засчет выделения газов, разложения смолы и жидкого стекла и дегидратированного вермикулита. Для МК tкрит на 47 минуте наступает.
Композиционная огнезащита позволяет усилить физические эффекты блокирования теплового потока в защищаемую конструкцию, реализуемые при использовании простых способов огнезащиты.
В качестве примера рациональных вариантов композиционной огнезащиты можно предложить следующие конструкции:
а) сочетание термостойких волокнистых или пористых плит с покрытиями на минеральных вяжущих, выделяющих при нагреве водяной пар;
б) сочетание термостойких волокнистых или пористых материалов пониженной плотности со вспучивающимся покрытием;
в) сочетание волокнистых теплоизоляционных материалов с гипсокартонными листами;
г) сочетание волокнистых теплоизоляционных материалов с плитами вермикулитовыми на основе минеральных вяжущих.
д) кирпичная кладка с базальо-волокнистыми плитами или минеральными листами.
Вспучивающиеся огнезащитные покрытия серии Steelmaster компания Jotun разработала в 1999 году. С тех пор огнезащитные покрытия производства Jotun зарекомендовали себя как качественный, надежный продукт по всему миру (Брошюра Fire protection for structural Steelmaster). Если говорить об опыте Российских внедрений, то в качестве примера внедрений можно привести предприятие «БИАКСПЛЕН» нефтехимического холдинга СИБУР.
Основное назначение огнезащитных покрытий серии Steelmaster - это обеспечение повышения пределов огнестойкости конструкций из металлов:
Краска предназначена как для внутренних, так и наружных огнезащитных работ.
Steelmaster 60WB - огнезащитное покрытие на водной основе. Материал можно наносить при температуре внешней среды не ниже 5°С и не выше 40°C. Посредством применения Steelmaster 60WB обеспечивается защита до 120 минут для стальных конструкций в условиях целлюлозного горения. Steelmaster 60SB - продукт на органическом растворителе для нанесения в более холодное время года, при температуре ниже нуля °C. Jotachar JF750 - инновационное решение, покрытие нового поколения для обеспечения пассивной огнезащиты в условиях углеводородного и струйного горения, на эпоксидной основе, не требующее специального слоя армирующей сетки.
Каждая задача по обеспечению пожарной безопасности объектов защиты с учетом функционального назначения конструкции, условия окружающей среды - индивидуальна . Наши специалисты всегда готовы проконсультировать и порекомендовать Вам различные варианты огнезащитных покрытий для Вашей задачи.
Предназначено для защиты стальных металлоконструкций, древесины и всех видов электрических кабелей. Покрытие используется для объектов, эксплуатируемых как на открытом воздухе, так и внутри помещений, и характеризуется повышенной стойкостью к воздействию воды. Особенно хорошо огнезащитная краска МВПО зарекомендовала себя для защиты кабелей в коллекторах, так как сохраняет свои свойства после полного затопления коллектора и в этом не имеет аналогов в мире. Огнезащитная краска МПВО защищает древесину от огня, влаги и плесени.
Отличительные особенности Отличительной особенностью огнезащитной краски МПВО является его высокая водостойкость: кабели, покрашенные МПВО, могут не только успешно эксплуатироваться в коллекторах, где неизбежно выпадение конденсата, но и в условиях полного затопления коллектора.
Эта особенность защитного покрытия МПВО также позволяет использовать его для огнезащиты в паре с системой водяного пожаротушения.
Длительное время сохранения своих эксплуатационных свойств (огнестойкость и атмосферостойкость) состава МПВО обеспечивается не только его химическими свойствами, но и тем, что оно является высокоэластичным покрытием и даже при нанесении небольших механических повреждений покрытие способно к самовосстановлению.
Двойную выгоду можно получить при нанесении огнезащитной краски МПВО на несущие деревянные конструкции цоколя или чердака, т.к. обеспечивается и пожарная безопасность, и защита древесины от подгнивания.
Условия эксплуатации Внутри производственных и жилых помещений, на открытом воздухе, под водой, при температуре от -60°С до +50°С
СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ
Огнеcтойкость
Компания «ПЕСКОСТРУЙ.РУ» предоставляет услуги очистки, подготовки и защиты поверхностей . Мы выполняем выездные работы по Москве и Московской области и предлагаем сжатые сроки исполнения работ, высокое качество и разумные цены.
Пескоструйная очистка (пескоструйка) - основной вид деятельности нашей компании. Пескоструй является одним из главных этапов подготовки поверхности перед нанесением антикоррозионных или декоративных покрытий. Срок службы покрытий, нанесенных по обработанной пескоструем поверхности, многократно увеличивается вследствие улучшения адгезии за счет придания поверхности большей степени шероховатости.
Пескоструйная очистка поверхностей позволяет удалять старые лакокрасочные и защитные покрытия, грязь, остатки штукатурки, продукты коррозии, окалину, нагар и другие типы загрязнений.
Возможности пескоструйной обработки (пескоструя) не ограничиваются простой очисткой поверхности (фасадов, металла, гранита, кирпича, бетона) и подготовкой поверхности для нанесения защитного покрытия. также применяется для придания или акцентирования декоративных свойств поверхности, для выделения рельефа, структуры и текстуры различных материалов (кирпичная кладка, дерево и облицовочные материалы).
Кроме пескоструйной очистки (пескоструйки) компания «ПЕСКОСТРУЙ.РУ» предлагает в Москве и Подмосковье по доступным ценам работы по антикоррозионному покрытию поверхностей и гидрофобизации (приданию поверхности водоотталкивающих свойств).
