Огнезащита бетона: Способы огнезащиты железобетонных конструкций

Содержание

Способы огнезащиты железобетонных конструкций

Во время пожара на все несущие конструкции и опоры оказывается усиленное воздействие. При достижении определенной температуры происходит деформация и потеря прочности. Под понятием «огнезащита железобетонных конструкций» подразумевается комплекс мер направленных на увеличение огнестойкости: конструкторские решения, использование различных материалов и экранов, соблюдение правил изложенных в СНиП, ГОСТ и НПБ.

Технология огнезащиты бетона

Какой будет огнезащита бетонных конструкций, продумывается еще на ранних этапах проектирования строящегося здания. Основная цель комплексных мер по защите узлов — это увеличение времени, в течение которого будут достигнуты признаки предельных нагрузок. А именно:

  • Снижение несущей способности (R)
  • Потеря теплоизоляционных свойств (I)
  • Разрушение и деформация (E)

Огнезащитная обработка бетона в первую очередь направлена на предотвращение быстрого снижения несущей способности, разрушения и деформации наиболее важных узлов. Трансформации начинают происходить при нагревании поверхности до 350° градусов.

Определяя огнестойкость во внимание принимают:

  • Тип бетона и степень его влажности.
  • Класс и толщина арматуры.
  • Толщина огнезащитной обработки бетонных поверхностей.
  • Геометрия и конструкция опор.
  • Уровень предельной нагрузки.

По результатам аудита высчитывается степень огнестойкости. Продумываются дополнительные меры для увеличения сопротивления, решения сверяются по ГОСТ на огнезащиту железобетонных конструкций.

В зависимости от ситуации в качестве дополнительной меры могут быть использованы следующие виды огнезащиты бетона:

  • Огнезащитные краски и составы по железобетону.
  • Штукатурный состав для повышения огнестойкости бетона на основе вермикулита и других базальтовых наполнителей.
  • Плиты для создания защитного экрана.
  • Рулонные материалы.

Помимо этого для железобетонных полов и перекрытий разрабатывают специальные конструкторские решения, позволяющие снизить тепловую и пожарную нагрузку и предотвратить быстрое возникновение пожара.

Эффективность защитного слоя проверяется с помощью лабораторных испытаний бетона, покрытого огнезащитными составами. В лаборатории образец помещают в печь и нагревают до предельной температуры.

Противопожарные краски по бетону

Огнезащитная краска для бетона предназначена для увеличения огнестойкости до 150 минут. Применение ограничивается типом и основным предназначением ЛКМ. Противопожарная краска по бетону может быть следующих видов:

  1. Вспучивающийся огнезащитный состав для обработки железобетонных конструкций. Принцип работы ЛКМ основан на свойстве защитного покрытия увеличиваться в объеме при нагревании. По сравнению с первоначальным слоем толщина может стать больше в 10-40 раз. Также, в момент расширения, огнезащитная краска по бетону выделяет определенное количество инертного газа и воды. Таким образом, огнестойкость увеличивается благодаря воздействию сразу трех факторов. К вспучивающимся ЛКМ относится огнезащитная акриловая краска.
  2. Невспучивающийся состав — после нанесения образует твердый слой, не увеличивающийся в объеме при нагревании. Компоненты ЛКМ могут отличаться в зависимости от производителя и цели предназначения. Полимерные краски на основе вермикулита являются одними из самых надежных в категории красок, не вспенивающихся при нагреве. Их применяют для окрашивания полов, стен, обработки бетонных балок, колонн и других конструкций в кинотеатрах, торговых центрах.

Помимо этих двух основных категорий принято разделять следующие виды огнезащитных красок по бетону:

  • Для наружных и внутренних работ. Первые более устойчивые и способны выдерживать атмосферные осадки без потери свои свойств. Влагоустойчивые огнезащитные краски для наружных работ по бетону могут применяться и внутри здания в случаях неотапливаемых помещений с высокой влажностью.
  • Бесцветные лаки по бетону и краски с колером. Тонкослойная огнезащита бетонных конструкций может быть выполнена с помощью прозрачных составов.
    Бесцветные составы используются в интерьерах, в которых большое значение придается сохранению текстуры материала. К категории бесцветных составов можно отнести огнезащитные пропитки для бетона. Некоторые из пропиток после высыхания теряют цвет. Краски на масляной основе всегда имеют цвет. Они окрашивают поверхность и устраняют небольшие дефекты бетонных стен.
  • ЛКМ для полов и стен и несущих конструкций. Огнеупорная краска по бетону для потолков и перекрытий соответствует необходимым требованиям относительно огнезащиты, но не может обеспечить износоустойчивое окрашивание полов. Для полов используют специальные, обычно двухкомпонентные составы.
    Эпоксидная краска, огнезащитный лак по бетонным поверхностям — с той или иной мерой эффективности может использоваться для нанесения на полы.

Методика нанесения огнезащитного состава на железобетонную конструкцию практически ничем не отличается от обычных лакокрасочных работ. Масляные составы наносят кистью или валиком, для больших объемов используют пулевизатор.

Огнезащитная штукатурка для бетона

Современные средства позволяют сделать огнезащиту без ЛКМ. Максимальный коэффициент окрасочной огнезащиты 180 мин. Специальные штукатурные смеси могут увеличить огнестойкость бетонных пустотных плит и несущих конструкций до 4 часов.

Какие виды штукатурных растворов существуют?

  • Цементный раствор, в состав которого, входят вяжущие элементы и присадки с добавлением мелких фракций вермикулита. Способ нанесения на поверхность такой же, как и для обычных цементно-песчаных штукатурных составов.
    Расчет толщины осуществляется в зависимости от необходимого коэффициента огнестойкости. Вермикулит обладает теплоизолирующими свойствами, поэтому от этого показателя зависит интенсивность нагревания металлической арматуры внутри конструкции.
  • Тонкослойные штукатурные составы. В процессе производства используют портландцемент в качестве вяжущего элемента, а также присадки и добавки. Используется технология нанесения по типу напыления слоя. Специальным пулевизатором, штукатурный состав набрасывается на стену. Преимуществ у такого решения множество.
    Смесь может наноситься на пористый бетон, в результате получается слой устойчивый к механическим повреждениям и динамическим нагрузкам. Штукатурка атмосфероустойчивая, поэтому может наноситься на опоры и конструкции снаружи здания.

Все виды огнезащиты: краски для повышения огнестойкости бетона, лаки и штукатурки, относятся к пассивным противопожарным методам. Они препятствуют быстрому распространению огня и предотвращают разрушение здания.

Огнезащитные составы по бетону

Виды огнезащиты бетона не ограничиваются исключительно красками и штукатурками. Чтобы увеличить предел огнестойкости железобетонных конструкций могут применяться каркасные конструкции и использоваться специальные составы.

К способам решения этого вопроса относится:

  • Использование каркасов и экранов. Плиты перекрытия защищают вермикулитовыми листами. Крепление огнезащиты к бетонным поверхностям осуществляется тремя способами. Анкерным — листы прикручиваются непосредственно к плите. Профильным — вермикулит крепится на готовый каркас.
    С помощью подвесного потолка – плита крепится непосредственно к несущему профилю. Преимущество такой активной комплексной конструктивной огнезащиты железобетонных конструкций, то, что она позволяет увеличить огнестойкость с одновременным проведением отделочных работ.
  • Рулонные материалы — в первую очередь к ним относятся сертифицированные системы огнезащиты бетона на основе минваты. Рекомендуется использование фольгированных материалов, их устойчивость увеличивается за счет способности экранировать тепло, отражая его.
    Методика огнезащиты по ГОСТ подразумевает изготовление специальных противопожарных поясов. Для отсечек могут быть использованы минеральные утеплители.
  • Мягкие составы по огнезащите бетона. Пасты, мастики – могут быть эффективными на поверхностях, не подвергающихся механическому воздействию. Предел огнестойкости аналогичен тому, что имеет водостойкая органическая краска. Нанесение мягких составов осуществляется с помощью шпателя.
  • Компаунды. Результаты испытаний контрольных образцов бетона показали, что двухкомпонентные компаунды ничем не уступают по степени устойчивости вспучивающимся краскам (иногда их путают с последними).
    В отличие от ЛКМ, компаунд высыхает не потому, что испаряется вещество служащее ему растворителем, а по причине самостоятельного загустевания. Следовательно, двухкомпонентный состав после высыхания не теряет объема, что влияет на прочность. Покрытие бетонного пола можно выполнить компаундами.

После проведения работ обязательно назначается проверка качества. Если соблюдены все рекомендации по огнезащите несущих железобетонных конструкций согласно ГОСТ и ППБ, здание вводят в эксплуатацию.

Огнезащита железобетонных конструкций требуется, когда толщина защитного слоя бетона не может обеспечить необходимый предел прочности, выражающийся в коэффициенте огнестойкости.

Расчеты проводятся в зависимости от того к какой группе по пожаробезопасности относится здание. Для определения необходимых мер огнезащиты, производства работ и обеспечения постоянного контроля над качеством следует обратиться за профессиональной помощью.

Огнезащита бетона (железобетонных конструкций): требования

При развитии очага возгорания, распространении огня, высокотемпературных тепловых потоков внутри защищаемых объектов, практически всегда, кроме выгорания пожарной нагрузки в виде сгораемых твердых материалов, горючих жидкостей, существует реальная опасность частичного или полного обрушения зданий, сооружений.

Огнезащита железобетонных конструкций

Чаще всего это происходит в результате деформации и разрушения несущего конструктива строительного объекта, выполненного из металла, древесины; не прошедших огнезащиту металлических, деревянных конструкций, что обеспечило бы им требуемую противопожарными нормами стойкость к огню.

Но, кроме металла и древесины, иногда необходимо защищать от длительного воздействия открытого огня, высокотемпературного тепла развивающегося пожара как типовые, так и нестандартные строительные элементы, изготовленные из бетона; конструкции из сборного, монолитного железобетона.

На практике огнезащита железобетонных конструкций необходима в тех случаях, ситуациях, когда толщина слоя бетона вокруг каркаса, изготовленного из стальной арматуры, вязальной проволоки, внутри железобетонной строительной конструкции, меньше требуемого противопожарными нормами для обеспечения предела стойкости к огню.

Существуют несколько способов, видов, а также множество материалов огнезащиты железобетонных конструкций, используемых как при проектировании зданий, сооружений, так и для обеспечения стойкости к огню несущих, ограждающих элементов эксплуатируемых, реконструируемых строений, выполненных из бетона, в том числе с внутренним каркасом из стальной арматуры.

Конструктивная огнезащита

Это проверенный способ ограничения чрезмерного, критичного нагрева отдельных бетонных элементов, железобетонных конструкций строений, в том числе выполняющих роль противопожарных преград.

Существует несколько видов конструктивной огнезащиты:

  • Обкладывание кирпичом, натуральным камнем, облицовка различными видами огнестойкой керамической, стеклянной плитки.
  • Защитное покрытие строительных конструкций плитными, рулонными волокнистыми материалами, изготовленными из минерального сырья, в частности, из базальта.
  • Обработка поверхностей огнезащитными штукатурками, футеровками, обмазочными пастами, мастиками на основе минеральных вяжущих компонентов, силикатов.

Суть способа конструктивной огнезащиты – это создание огнестойкой теплоизоляции достаточной толщины, что обеспечит не прогревание несущих конструкций строений в течение периода, требуемого противопожарными нормами.

Виды конструктивной огнезащиты

Применение огнезащитных покрытий, красок, лаков

Огнезащита железобетонных конструкций специализированной лакокрасочной продукцией – это более новый, даже инновационный способ сохранить несущую способность элементов зданий под огневым, тепловым воздействием в зоне пожара.

Огнезащитные лакокрасочные покрытия отличаются малой толщиной слоя – до 3 мм, что выгодно отличают их как отсутствием дополнительной нагрузки на строительные конструкции, фундамент защищаемого объекта, так и трудоемкостью, объемом выполнения работ, по сравнению с методами конструктивной огнезащиты.

Под воздействием пламени, высокой температуры такие огнезащитные покрытия многократно вспучиваются, создавая негорючий коксовый слой, обладающий отличными теплоизоляционными свойствами, что эффективно препятствует нагреву защищаемой поверхности. Предел огнестойкости конструкции, защищенной такой лакокрасочной продукцией, зависит от ее вида, толщины покрытия.

Огнезащитные покрытия состоят из нескольких слоев:

  • Грунтовки – нижнего слоя, наносимого на поверхность бетонных элементов, железобетонных конструкций строительного объекта, что обеспечивает надежное сцепление с ним как в период сушки, так и на протяжении всего срока эксплуатации, в том числе при возможном огневом, тепловом воздействии.
  • Нескольких слоев огнезащитных красок, лаков, наносимых на высохший слой грунтовки, с выдержкой необходимого периода для затвердевания каждого слоя.
  • Финишного слоя, в качестве которого чаще всего используют огнезащитный лак, как эффективно повышающий предел стойкости к огню, так и надежно предохраняющий от растрескивания ранее нанесенные слои краски, грунтовки.

Способы подготовки

Способы подготовки защищаемых поверхностей железобетонных элементов объектов, компонентов огнезащитных покрытий, сочетаемых видов грунтовочных, финишных покрытий, а также условия проведения работ; периоды сушки для каждого слоя; необходимая общая толщина огнезащитного покрытия указывается в сопроводительной технической документации от компании изготовителя, обязательно прилагаемой к каждой партии товарной продукции вместе с сертификатом пожарной безопасности.

Иногда при проектировании, возведении строительных объектов с использованием железобетонных конструкций, не обеспечивающих необходимый предел огнестойкости, используют комбинированные покрытия, сочетающие лакокрасочные материалы и конструктивную огнезащиту.

Согласно требованиям норм, правил ПБ, все конструкции строений, прошедшие огнезащитную облицовку, обработку, должны быть всегда доступны для проведения контроля, диагностики; текущего или планового ремонта, замены поврежденных участков.

Нормативные требования

Они изложены в следующих официальных документах:

  • СП 112.13330.2011, в котором определены требования к несущим строительным конструкциям защищаемых объектов – стенам, колоннам, фермам, перекрытиям, обеспечивающим устойчивость к воздействию огню, сохранение геометрической неизменности строений в ходе развития пожара.
  • ГОСТ 30247.0-94 – о методах испытаний на стойкость к огню строительных, в том числе железобетонных конструкций.
  • СП 72.13330.2016 – о защите конструкций объектов от коррозии.

В последнем документе даны следующие определения:

  • Напыляемым составам, используемым при конструктивной огнезащите, как смесям на минеральных, волокнистых вяжущих основах, наносимых распылением на несущие элементы объектов для обеспечения их стойкости к огню.
  • Тонкослойным покрытиям, как составам с толщиной слоя, как правило, не больше 3 мм, наносимым на внутренние поверхности конструкций, что многократно вспучиваются при воздействии пламени.

Дополнительный материал

Огнезащита бетона: способы и средства

Превратившийся в пепел деревянный дом, пострадавший от пожара, никого не удивит. Но поразит факт, что стойкие и исключительно прочные бетонные или железобетонные конструкции, изготовленные изначально из негорючих материалов, тоже боятся пламени. И виной тому — вода, которая обычно огню противопоставляется.

Бетон под действием огня

Секрет в том, что вода, входящая в состав бетона, закипает при 250 °С, а это вызывает взрывное отделение кусков бетона.

Когда температура повышается до 550 °С, начинается процесс распада гидроксида кальция на составляющие — негашеную известь и воду. При тушении пожара известь вступает в реакцию с водой, увеличиваясь в объеме в два раза. Этот процесс «рвет» бетон, образуя глубокие трещины.

Свойства кварцевого песка, являющегося неотъемлемым составным элементом бетона, также способствуют снижению его прочности. Обладая высокой теплопроводностью и способностью расширяться при высокой температуре, он вызывает перегрев конструкции, увеличение ее объема и вследствие этого деформацию.

Уязвимым местом железобетонных конструкций является деформационный шов, который заделывается полимерным горючим герметиком. Герметик очень быстро выгорает и открывает путь огню и горячему воздуху.

Данные причины разрушения бетона определяют направления его защиты от пожара. Так, профилактика перегревания является способом пассивной защиты железобетонных конструкций, который заключается в создании на поверхности элементов здания слоя из негорючего теплоизоляционного материала с помощью красок, штукатурки или плит особого состава.

Средства защиты

Лакокрасочные средства

Самым актуальным способом в настоящее время является огнезащита бетона интумесцентными красками («intumescent» — англ. «разбухающий», «растрескивающийся при нагревании»). Если за рубежом они появились около 50 лет назад, то в России — лишь недавно.

Например, краски «ОЗК-01» или «ХТ-7000/8000» позволяют наносить тонкослойное огнезащитное покрытие. Во время пожара оно вспучивается, образуя «шубу» — слой негорючей пены (пенококса), обладающий низкой теплопроводностью. Он защищает как от прямого контакта с пламенем, так и от нагревания конструкции (EI 120).

По статистике, 70 % бетонных конструкций защищаются от огня вспучивающимися ЛКМ, остальная доля приходится на конструктивную огнезащиту.

Штукатурный материал

Штукатурка («ОГРАКС-Н», «СОШ-1») является способом конструктивной огнезащиты железобетонных конструкций, представляя собой негорючую теплоизоляционную систему (EI 180).

Штукатурное покрытие не боится сложных погодных условий, отлично защищая железобетон от огня, ударной волны и температуры. При пожаре такая штукатурка не выделяет токсичных веществ, что особенно важно при эвакуации.

Композиционные плиты

Этот тип покрытий представляет собой огнезащитную композиционную плиту, скрепленную клеевым составом («Изовент-УП/ПЖ», «FT BARRIER», «Технониколь»). Она служит как целям конструктивной огнезащиты железобетона (EI 60, 120, 180), так и теплоизоляции. В составе может быть минеральная (каменная) или базальтовая вата, силикат, вермикулит, магнезит.

Способы обработки

Знайте, что после выбора любого из средств защиты поверхность необходимо правильно подготовить.

Перед окраской поверхности должны быть очищены от загрязнений и загрунтованы. Для этого можно использовать специальный грунт-адгезию («ГФ-021»). Грунтовки «ВД-ВА-01 ГИСИ», «Владан» также обладают способностью преобразовывать ржавчину, которую можно предварительно не удалять с окрашиваемых поверхностей, что является дополнительным преимуществом.

Лакокрасочное средство огнезащиты может использоваться как финишное покрытие бетонных конструкций, колеруется в пастельные тона. Краску можно наносить кистью, валиком или безвоздушным способом.

Перед покрытием поверхности штукатурным составом, её необходимо зачистить от загрязнений, старых лакокрасочных покрытий и загрунтовать.

Перед применением материал затворяется водой и наносится послойно, методом мокрого торкретирования или с помощью штукатурных станций. Штукатурку можно наносить на конструкции до их монтажа и за пределами строительной площадки.

Монтаж композиционных плит осуществляется с помощью анкерных элементов и/или огнезащитного состава. Облицовка плитами, предназначенными для огнезащиты, сложнее, чем покраска или оштукатуривание поверхности бетонных конструкций, однако может производиться и в холодное время года. Благодаря небольшому весу плиты обеспечивают минимальную нагрузку на несущие конструкции.

Загрузка. ..

Другие полезные статьи:

лакокрасочные покрытия, огнеупорная штукатурка и композиционные плиты