Огнезащитные материалы - лаки и краски

Огнезащитные материалыЧто включают в себя конструктивные методы огнезащиты? Какие существуют типы средств огнезащиты? Ответ на эти и другие вопросы про огнезащитные материалы вы найдете в статье из журнала "Промышленная окраска"

В.А.Войтович, Нижегородский гос. архитектурно-строительный ун-т(ННГАСУ)
Журнал "ПРОМЫШЛЕННАЯ ОКРАСКА" 3 / 2004 июнь


В хронике происшествий последних лет все более заметное место начинают занимать пожары. На международном симпозиуме в Цюрихе отмечалось, что пожары превращаются в одну из главных опасностей человечества. В настоящее время ежегодное количество жертв пожаров во всем мире исчисляется десятками тысяч, количество травмированных — сотнями тысяч человек, а материальные убытки—миллиардами долларов.

Каждый час на планете вспыхивает около шестисот пожаров, каждый шестой сопровождается гибелью человека, а на одного погибшего в среднем приходится 30 человек травмированных и обожженных. В России в последние годы происходит около 50 пожаров в сутки. За 9 мес. 2003 г. в нашей стране зарегистрированы 121 432 пожара. В них погибли 13 378 человек, в том числе 562 ребенка, травмированы 10421 человек. Прямой материальный ущерб составил 3115 млн. руб. При этом следует- отметить, что далеко не каждый пожар регистрируется.

Все возрастающие частота и интенсивность пожаров, увеличивающийся материальный ущерб, причиняемый ими, гибель и травмы людей вынуждают искать новые формы предотвращения этого бедствия. Одна из них - использование огнезащитных ЛКМ.

Мировой опыт свидетельствует о том, что в настоящее время по совокупности факторов наиболее эффективным средством защиты от пожаров является использование ЛКМ, образующих покрытия (Пк), способные вспучиваться (вспениваться, терморасширяться) под действием огня или теплового удара и увеличиваться в объеме в десятки раз. Пена, образующаяся при этом, должна быть негорючей, обладать низкой теплопроводностью, удерживаться на подложке в течение заданного времени. ЛКМ, удовлетворяющие этим требованиям, называются вспучивающимися красками (ВК), хотя вспучивание — свойство Пк, а не краски.

К основным элементам зданий, обеспечивающим их функционирование, относятся:
несущие и ограждающие конструкции
остекление
электропроводка
водо- и газопровод
воздуховоды и системы кондиционирования

Эти элементы различаются прежде всего материалами, из которых они изготовлены, поведением при пожаре или тепловом ударе и рядом других особенностей. Следовательно, от одной и той же ВК трудно ожидать пригодности для огнезащиты всех элементов здания. Поэтому необходимо разрабатывать ВК для стальных строительных конструкций (ССК), конструкций из железобетона (КЖБ), конструкций из древесины (КД), для стекла (СТ), электропроводки (ЭП), водопровода (ВП), газопровода (ГП), вентиляционной системы (ВС). Разумеется, некоторые ВК пригодны для огнезащиты нескольких элементов здания, например ССК и КЖД, ССК и КД и т.п.



Далее рассмотрим конкретные типы ВК, заранее отметив, что некоторая недосказанность при описании рецептур ВК и свойств Пк связана не с небрежностью автора, а с отказом изготовителей предоставить необходимые данные из-за пресловутой коммерческой тайны, которая нередко является секретом Полишинеля.

Вспучивающиеся краски для огнезащиты стальных несущих строительных конструкций

Общие требования к огнезащитным материалам, предназначенным для стальных несущих строительных конструкций, изложены в Нормах пожарной безопасности (НПБ 236-97) «Огнезащитные составы для стальных конструкций. Метод определения огнезащитной эффективности». В соответствии с ними для покрытий ССК установлено шесть групп огнезащитной эффективности, определяемых временем от начала воздействия высокой температуры до достижения поверхностью конструкции температуры 500°С. Для первой группы эффективности этот интервал составляет 150, второй - 120, третьей - 90, четвертой - 60, пятой - 45, шестой - 30 мин.

В настоящее время для защиты ССК рекомендуется использовать два типа огнезащитных материалов.


Огнезащитные материалы первого типа. Один из них представляет собой композиции на основе минеральных связующих, обычно портландцемента, гипса строительного, фосфатов, жидкого стекла, наполненных асбестом, вспученным перлитовым или вермикулитовым песком. Эти композиции наносят на стальную конструкцию слоем, толщина которого определяется требуемым временем огнезащитной эффективности. Чем толще слой, тем более длительное время ССК защищена от нагревания до 500°С. Однако эти материалы сильно утяжеляют конструкции.

Огнезащитные материалы второго типа — ВК. Несмотря на то что их ассортимент крайне ограничен, в последние годы предпочтение отдается материалам именно этого типа.

Краска «Экран—М» — одна из первых ВК, разработанных еще в СССР. Предназначена для придания ССК предела огнестойкости 50 мин. Пк на ее основе можно эксплуатировать лишь в закрытых помещениях при относительной влажности воздуха не выше 80%. Краска двухупаковочная. В одной упаковке содержится натриевое жидкое стекло, в другой — смесь карбамидной смолы с дициандиамидом, оксидом цинка, вспученным перлитовым песком. Содержимое обеих упаковок смешивают непосредственно перед нанесением.

«Экран—М» наносят на очищенную от ржавчины стальную поверхность или на поверхность, обработанную грунтовкой-преобразователем ржавчины ВД-ВА-01 ГИСИ. По-видимому, материал можно наносить после обработки и другими преобразователями ржавчины, но в официальные рекомендации включена лишь эта грунтовка. При расходе краски 5 кг/м2 образуется покрытие толщиной 3,0 - 3,5 мм.

Мастика ВПМ-2 — двухупаковочная система, предназначенная для придания ССК предела огнестойкости, равного 45 мин. В одной упаковке находится смесь карбамидной смолы с ме-лемом, натриевой солью карбоксиме-тилцеллюлозы, дициандиамидом, в другой — смесь гомополимерной гру-бодисперсной поливинилацетатной дисперсии (ПВАД) с полифосфатом аммония, асбестом хризотиловым и рубленым стекловолокном. Содержимое упаковок смешивают перед употреблением.

Производство ВПМ-2 прекратилось из-за того, что землетрясением в Армении (1988 г.) был разрушен завод-изготовитель мелема, а после распада СССР на территории России практически не стало и производителей ПВАД. В настоящее время ПВАД в России выпускается в количествах, способных удовлетворить любые потребности, а вместо мелема (его производство в России по-прежнему отсутствует) с успехом можно применять бисульфат графита [3]. Наряду с этим вместо гомополимерной ПВАД в составе этой ВК допустимо использование сопо-лимерных ПВАД, Пк из которых можно эксплуатировать и в атмосферных условиях. Используя эти два обстоятельства, следовало бы восстановить производство мастики ВМП-2, прекрасно зарекомендовавшей себя ранее.

Водно-дисперсионная паста «Огракс-В-СК» предназначена для придания ССК предела огнестойкости, равного 30 мин при толщине Пк 0,6 мм и 45 мин — при 1,0 мм. Для формирования Пк такой толщины расход краски должен составлять 1,1 и 1,86 кг/м2 соответственно. Эксплуатировать Пк можно лишь в помещении. Изготовитель материала — НПП «Унихимтек».

Огнезащитная паста «Терма» (ТУ 2332-003-47935838-99) предназначена для придания ССК предела огнестойкости 30 мин при толщине Пк 2,6 мм. Расход пасты, обеспечивающий получение Пк такой толщины, составляет 4 кг/м2. Пасту наносят шпателем при температуре воздуха и подложки не ниже 5°С, отверждают при такой же температуре и относительной влажности воздуха не более 80%. Пк может эксплуатироваться и в атмосферных условиях. Ориентировочный срок действия огнезащиты — 5 лет. Паста относится к 4-му классу опасности. Изготовитель — НИЦ С и ПБ.

Краска огнезащитная ВУП-2 предназначена для придания ССК предела огнестойкости 60 мин при толщине Пк 1,0 мм и 70 мин — при толщине 1,1 мм. Для получения Пк такой толщины необходимо нанести 1,8 и 2 кг/м2 соответственно. Краску можно наносить лишь на стальные изделия, загрунтованные грунтовкой УХРА-1503, ГФ-021 или аналогичными им. Допускается разбавление краски до необходимой вязкости водопроводной водой. Краску ВУП-2 наносят кистью, шпателем, безвоздушным распылением с помощью установок "Вагнер-7000" «Ультримакс 1095». Окраску можно проводить лишь при температуре более 5°С, время высыхания Пк при 20°С — не более 6 ч. Изготовитель — ООО «Неохим».

Краска ВД-АК-511 образует Пк толщиной 1,8 - 2,0 мм, обеспечивающие предел огнестойкости до 0,75 ч. Краску наносят в 5 - 6 слоев с общим расходом 2,9 - 3,0 кг/м2. Изготовитель — ЗАО «НПК ЯрЛИ».

Вспучивающиеся краски для огнезащиты бетонных и железобетонных конструкций

При пожаре возможно хрупкое разрушение бетона. Оно начинается, как правило, уже через 5-20 мин от начала воздействия огня и проявляется как откалывание от нагреваемой поверхности лещадок площадью до 1 м2 и толщиной до 5 см. Хрупкое разрушение сопровождается треском, при этом возможно разбрасывание кусков бетона массой до нескольких килограммов на расстояние до 20 м [4].

Причин хрупкого разрушения бетона несколько. При достижении температуры 250°С начинается дегидратация минералов, образующих цементную матрицу, что приводит к снижению прочности. При повышении температуры до 600°С начинается диссоциация минералов на оксиды, что дополнительно разупрочняет цементный камень. При нагревании аморфная часть цементного камня дает усадку, в то время как кристаллические новообразования и негидратированные зерна цемента увеличиваются в объеме. Наконец, при нагревании возникают напряжения, вызванные различием в коэффициентах объемного расширения цементной матрицы и заполнителей.

Для защиты КЖБ пригодны те же ВК, что и для ССК, в частности описанные выше.

Вспучивающиеся краски - главные огнезащитные материалы для огнезащиты несущих конструкций из древесины

Хотя древесина — горючий материал, быстро воспламеняющийся и распространяющий огонь, деревянные конструкции, особенно большого сечения, при горении могут сохранять несущую способность в течение более продолжительного времени, чем стальные или железобетонные. Объясняется это тем, что на поверхности древесины при горении образуется слой угля, своего рода вспученное Пк, которое тормозит горение.

Повысить огнестойкость деревянных конструкций можно, в частности, с помощью описанных выше огнезащитных ВК. Но есть ВК, рекомендуемые для окрашивания только древесины. Кроме того, деревянные изделия окрашивают специальными лаками, сохраняющими текстуру древесины и образующими на субстрате прозрачное Пк, защищающее древесину от возгорания и распространения пламени.

В настоящее время древесину защищают от горения чаще всего с помощью антипиренов, водными растворами которых пропитывают на определенную глубину деревянные полуфабрикаты (брус, доски). Однако в настоящей статье рассматриваются только ВК, предназначенные специально для окрашивания древесины.

Требования к материалам, предназначенным для огнезащиты древесины, изложены в Нормах пожарной безопасности (НПБ 251-98) «Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний».

Вспучивающееся огнезащитное покрытие ВПД. Так была названа, по-видимому, первая в бывшем СССР ВК для древесины. Плен-кообразователем в ней является ме-ламино-мочевиноформальдегидная смола ММФ-50 в смеси с натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы [5]. Ныне эта ВК не производится.

Огнезащитное покрытие «ОВПФ-1» (ТУ-2311-005-47935838-99 с изм. № 1) предназначено для защиты деревянных конструкций, эксплуатируемых внутри помещений. Обеспечивает 1-ю группу огнезащитной эффективности (ГОЭ), расчетный срок эксплуатации до 10 лет. Пк наряду с огнезащитными обладает и био-цидными свойствами, по воздействию на человека относится к 4-му классу опасности. Материал поставляют в двух упаковках (основа и отвердитель), смешиваемых непосредственно перед применением в соотношении 100:3. Температура во время смешивания и отверждения должна быть не менее 5°С, относительная влажность воздуха — не более 80%. Для обеспечения 1-й ГОЭ толщина Пк должна составлять 2 мм. Наносить краску можно шпателем или краскопультом. Изготовитель — НИЦ С и ПБ.

Краска огнезащитная «Терма» обеспечивает 1-ю ГОЭ. При высыхании образуется Пк белого цвета с хорошими декоративными свойствами. Может применяться и для огнезащиты ССК. Изготовитель — НИЦ С иПБ — другие данные по этой краске пока не опубликовал.

Огнезащитная краска ОЗК-45Д (ТУ 2316-019-17297211-01) предназначена для защиты изделий из древесины, эксплуатируемых как внутри помещений, так и в атмосферных условиях, но под навесом. Краска ОЗК-45Д в таре по-жаровзрывобезопасна и нетоксична. Обеспечивает 1-ю ГОЭ получаемых Пк. Ориентировочный срок службы Пк — не менее 5 лет. Наносить краску следует в два слоя кистью, валиком или распылением, причем второй слой наносят на первый не ранее чем через сутки при условии, что температура в течение этого времени — комнатная. Допустимо разбавление краски водой. Максимальное вспучивание Пк, образованного этой краской, происходит при температуре 800°С, причем коэффициент вспучивания при этом достигает 15. Изготовитель — ООО «Научно-производственная лаборатория 38080».

Огнезащитная краска ВУП-2Д (ТУ 2316-004-48357289-2002) белого цвета предназначена для защиты деревянных изделий, эксплуатируемых внутри помещения. Обеспечивает получение Пк 1-й ГОЭ. Пк на ее основе обладают высокой адгезией, прочностью при ударе, эластичностью. Допускается влажная уборка. Расход краски для обеспечения заданной ГОЭ составляет 0,25 кг/м2.Время высыхания при (20±2)°С — не более 4 ч. Изготовитель — НПО «Неохим».

Лак ОЗП-Д при расходе 1,6 кг/м2 ; формирует прозрачное глянцевое Пк толщиной 1,5 мм 1-й ГОЭ. Изготовитель — ООО фирма «ТИМ-СФЕРА».

Огнезащитный лак СФ (ТУ 2311-007-47935838-2000) предназначен для обработки древесины. Обеспечивает получение Пк 1-й ГОЭ с ориентировочным сроком службы до 5 лет. Лак представляет собой двухупаковочную систему, состоящую из жидкой основы и порошкообразного отвердителя. Перед использованием отвердитель растворяют в воде в соотношении 15:85 и полученный раствор смешивают с основой в соотношении

2:10. Лак наносят кистью, валиком или распылением на древесину, загрунтованную специальной грунтовкой, поставляемой комплектно. Расход грунтовки 40 г/м2, лака — 300 г/м2.

Вспучивающиеся краски для огнезащиты кабелей

Электропроводка, особенно силовые кабели, нередко бывает причиной пожаров из-за перегрузок и коротких замыканий. Поэтому их тоже окрашивают ВК в соответствии с НПБ 238-97 «Огнезащитные кабельные покрытия. Общие технические требования и методы испытаний» (с изм. №1,2000 г.). Ниже приведена информация о конкретных ВК для кабелей.

Краска огнезащитная на водной основе ВУП-2К (ТУ 2316-003-48357289-2002) предназначена для получения защитного Пк на кабельных линиях, образованных силовыми и контрольными кабелями, а также кабелями связи. Пк эластично, проявляет высокую адгезию к различным оболочкам кабелей, кроме маслонаполненных, водостойко (допускает влажную уборку). Предел распространения горения не более 1,5 м, толщина Пк должна быть не менее 0,6 мм, что обеспечивает расход краски 1,2 кг/м2. Краску можно наносить при температуре более 10oС, время высыхания при температуре (20±2)oС — не более 6 ч. Цвет Пк определяется заказом. Изготовитель — НПО «Неохим».

Огнезащитный состав «ПК -Терма» (ТУ 2332-013-47935838-2000) предназначен для обработки кабелей, проводов и кабельных линий, кабельных переборок. Производят состав типов А — для кабельных переборок и Б — для прочих целей, указанных выше. Ориентировочный срок огнезащиты — до 15 лет. Состав представляет собой двухупаковочную систему: в одной упаковке находится порошок, в другой — жидкость. Содержимое упаковок смешивают непосредственно перед применением в соотношении 40:60 для типа А и 50:50 для типа Б. Готовый состав наносят шпателем или механизированным способом при температуре воздуха не ниже 5oС и относительной влажности не более 80%. Толщина Пк должна быть не менее 1,2 мм при расходе состава 2,5 кг/м2.

Огнезащитный состав ПК (ТУ 2329-009-47935838—2000) предназначен для обработки кабелей, проводов и кабельных линий, кабельных перегородок. Срок действия огнезащиты - до 5 лет. Состав двухупаковочный, состоит из сухого компонента и пленкообразователя. Перед употреблением их смешивают в соотношении 44:56. Состав наносят кистью, шпателем или механизированными методами при температуре воздуха не ниже 5oС и относительной влажности не более 80% в два слоя с расходом 2,5 кг/м2 Изготовитель — НИЦСиПБ.

Огнезащитная краска КЛ-1 — водоразбавляемая краска, Пк на основе которой при толщине 0,8 мм обеспечивает требования НПБ 238-97 и может эксплуатироваться в условиях повышенной влажности неограниченное время без потери огнезащитных свойств.

Протерм СЕ предназначена для кабельных коммуникаций. При толщине Пк всего 0,5 мм коэффициент снижения длительных токовых нагрузок остается равным 1. Экспертным заключением РАО «ЕЭС России» эта ВК рекомендована к применению на предприятиях электроэнергетики. Изготовитель — ПТК «А+В» .

Огнезащитный состав ТОЗ-В1 (ТУ 5767-001-51954575-01) предназначен для окраски внутри помещений. Производитель —ООО «Неохим».

Состав Эндотерм XT-I50» состоит из двух упаковок, одна из которых содержит раствор хлорсульфированного полиэтилена в сольвенте, а другая — вспучивающийся графит, антипирены и минеральный наполнитель. Жизнеспособность смеси — около 48 ч. Пк, образующееся из этой ВК, обладают высокими эластичностью (относительное удлинение при разрыве 12 мм) и адгезией к поливиншшториду, полиэтилену, резине, т.е. к материалам, из которых изготавливают оболочки кабелей. Рекомендуемый расход — 2,2-2,5 л/ м2, при этом формируется Пк толщиной (1,5±0,5) мм, обеспечивающее нераспространение горения, соответствующее категории А по ГОСТ 12176—89 (МЭК 332.4.3). Окрашивать этой ВК можно при температуре от -10 до 50oС. Время высыхания при 20oС — не более 18 ч.

«Эндотерм ХТ-150» может быть использован и для огнезащиты ССК, обеспечивая предел огнестойкости Пк 1 ч для деревянных, железобетонных конструкций, вентиляционных коробов, кабелей, изделий из пластика.

Паста «Огракс-В1» (ТУ 57-28-002-13267785-2001) предназначена для защиты от пожара кабелей, расположенных в помещениях. Ее наносят кистью, валиком, безвоздушным распылением в количестве 0,96 кг/м2, что обеспечивает формирование Пк толщиной 0,5 мм. Паста не содержит органических растворителей, что позволяет применять ее в невентилируемых пространствах.

После нагревания до 230—250oС Пк вспучивается и его толщина увеличивается в десятки раз. Пк обладает хорошими адгезией и эластичностью.

«Огракс-В» (ТУ 5728-005-13267785-2002) подобна «Огракс-В1», но рекомендуемая толщина Пк 0,8 мм.

«Огракс-ВВ» (ТУ 5728-026-13267785-2003) — состав для защиты кабеля от пожара на открытом воздухе, а также во влажных помещениях. Свойства Пк, образуемых этой ВК, подобны формирующимся из пасты «Огракс-В».

Одним из элементов здания являются проходки через стены. Они должны быть устроены так, чтобы в обычных условиях через них можно было свободно протаскивать кабель. При пожаре же они должны наглухо перекрывать путь огню. Для обеспечения таких требований предложены мастики ППВ и ПП-ВН, которые вспучиваются во время пожара.

Вспучивающиеся краски для огнезащиты, воздуховодов и систем кондиционирования

Огнезащитный состав «Файрекс-300» наносят с армирующей прослойкой из спецткани. Обеспечивает предел огнестойкости до 1,5 ч. Состав изготовлен на основе неорганического пленко-образователя. Пк, образующееся из него, предназначено для эксплуатации внутри помещения. Вспучивается при достижении температуры 120oС. Производитель — «Ассоциация Крилак».

Огнезащитные покрытия ОФП-НВ («Крат») повышают предел огнестойкости до 2,5 ч. Производитель - «Ассоциация Крилак».

Вспучивающиеся краски, предназначенные для огнезащиты кровель

Кровельные Пк на большей части промышленных и жилых зданий выполнены из горючих битумных материалов. Такие кровли защищают от пожара или путем нанесения ВК на всю площадь, или только на их участки — так называемые противопожарные пояса, отсекающие движущееся пламя.

Всю кровлю окрашивают огнезащитным окрасочным составом ХТ-8000. Наряду с противопожарными он повышает и гидроизолирующие свойства. При его использовании отпадает необходимость в гравийной засыпке кровли и нанесении светоотражающего слоя. Высокие огнезащитные свойства (класс горючести Г-1, распространение пламени - класс РП 1) сочетаются у Пк из этого состава с водо- и атмосферостойко-стью (долговечность в условиях У-1 свыше 20 лет), высокой адгезией к различным материалам. Поэтому он рекомендован и для огнезащиты стальных, бетонных, деревянных конструкций. Попадая в зону загорания, Пк из этого состава при температуре 400oС увеличивается в объеме в 20 раз.

Битумные кровельные Пк перед окрашиванием ХТ-8000 рекомендовано загрунтовать составом ХТ-7000. Составы ХТ-7000 и ХТ-8000 — двухупаковочные. Содержимое упаковок смешивают непосредственно перед употреблением. Расход обоих составов — по 20 кг/м2.


Огнезащитная кровельная мастика ОКМ (ТУ 5775-002-47935838-99) серого цвета предназначена для выполнения противопожарных поясов. Ее наносят в 2—3 слоя, так чтобы общее количество ВК было не менее 5,6 кг/м2.

При этом формируется Пк толщиной 3 -4 мм. Наносить пасту можно лишь при температуре выше 5oС и относительной влажности не более 85%. По степени воздействия на человека относится к 3-му классу опасности.

Вспучивающиеся краски для огнезащиты оконных, проемов

Силикатное стекло — в настоящее время основной материал для заполнения оконных проемов, негорючее. Однако к огню и тепловому удару оно неустойчиво. При пожаре стекло — наиболее быстро разрушающийся элемент ограждения.

Поэтому вызывает удивление, что повышению огнестойкости стеклянных ограждений до сих пор почти не уделяется внимания. Среди отечественных ВК нет ни одной, предназначенной для стекол. Нет и норм пожарной безопасности для огнезащитных материалов этого элемента ограждения. За рубежом ВК для огнезащиты силикатных стекол уже производятся.

ЛИТЕРАТУРА
Пожарная безопасность. 2003. №3. С. 73.
Страхов В.Л. и др. Огнезащита строительных конструкций /Под ред. Ю.А. Кошмарова. М.: Информационно-издательский центр «Тимр», 2000.443с.
Романенков И.Г., Левитес ФА Огнезащита строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1991.320с.
Рекомендации по защите бетонных и железобетонных конструкций от хрупкого разрушения при пожаре/НИИ бетона и железобетона. М.: Стройиздат, 1979. 21с.
Способы и средства огнезащиты древесины (Руководство). М.: Изд-во Всесоюзного НИИ пожарной обороны, 1985. 57 с.
Петербургский строительный рынок. 2004. № 1-2. С. 46.

 

Практически все огнезащитные материалы присутствуют в нашем КАТАЛОГЕ
Появились вопросы? Звоните по телефону (343) 382-85-60



Читайте также:
Огнезащита металла . Основные пр инципы и способы защиты
Противопожарные подушки - одно из действующих средств огнезащиты
Огнезащитная краска. Применение, свойства и назначение.
Огнезащита древесины. Способы и средства противостояния огню
Огнебиозащита древесины