Вспучивающиеся краски используют для огнезащиты стальных конструкций в течение

Обновлено: 18.05.2024

Составы этих материалов, являющихся одним из видов огнезащиты металлических конструкций, нужны, чтобы предотвратить резкий нагрев несущего каркаса зданий, элементов инженерных сетей в ходе развития пожара, так как иначе металлические конструкции быстро деформируются, вплоть до полного обрушения.

Обработка металлоконструкций огнестойкими красками, лаками является одним из эффективных, востребованных видов пассивной огнезащиты, что связано, в том числе небольшим расходом материалов по сравнению со штукатурками, пастами, мастиками.

Применение

Лакокрасочная продукция для металлоконструкций используются с целью огнезащитного покрытия несущего каркаса – ферм, пролетов, в том числе сложной геометрической формы; балок, колонн, опор как зданий промышленных, так и общественных объектов, везде, где степень огнестойкости строений невозможно обеспечить без доведения металлических конструкций, до требуемого противопожарными нормами предела стойкости к огню.

Зачастую защита металла от огня необходима для стальных конструкций, не только образующих несущий каркас внутри его строительного объема, но и расположенных снаружи; в зависимости от проектных решений, в том числе в необходимости усиления сейсмической устойчивости.

В таких случаях необходима атмосферостойкая огнезащитная краска или лак, способные без растрескивания, шелушения, осыпания из-за воздействия влаги, ветра, резких ежесуточных перепадов температуры, а также при минусовой температуре, вплоть до критически низких значений, длительное время эксплуатироваться на открытом воздухе.

Появление стойких к огню, резкому повышению температуры воздуха в защищаемых помещениях, пожарных отсеках, секциях строений различного функционального назначения, а также не подверженных атмосферному воздействию огнезащитных красок и лаков, позволило эффективно покрывать несущие стальные конструкции зданий, инженерных, технологических сооружений в тех случаях, когда использовать огнезащитные штукатурки, пасты, мастики, а также конструктивную огнезащиту из огнестойкого гипсокартона с заполнением пустот огнезащитным базальтовым материалом невозможно или нецелесообразно по разным объективным причинам.

Преимуществами применения огнестойких красок и лаков на объектах защиты, по сравнению с традиционными покрытиями, также являются:

Намного меньший расход материалов, даже при многослойном покрытии, что не только снижает затраты заказчика, но и значительно уменьшает нагрузку на несущие конструкции зданий, в том числе на фермы, балки, междуэтажные перекрытия, фундамент. Зачастую это бывает критически необходимым при проектировании строений большого объема, в том числе спортивных, культурно-зрелищных сооружений или зданий с атриумами.
Покрытие огнезащитными красками, лаками не портит, а напротив, эффектно декорирует внешний вид защищаемых металлических конструкций, что важно для архитекторов и дизайнеров.
Они не только надежно защищают металл от воздействия пламени, высокотемпературных потоков тепла, но и от прямого контакта с влагой, О₂ воздуха, препятствуя активному окислению, образованию ржавчины в результате коррозии, в том числе химической; что не редкость в защищаемых помещениях с высокой категорией по взрывопожарной опасности, агрессивной средой.

Огнезащитные лаки, как и краски применяют для покрытия несущих строительных конструкций, транзитных воздуховодов в пожароопасных зонах, помещениях; коробов, шахт систем дымоудаления, подачи воздуха; а также для огнезащиты кабеля и кабельных линий; как финишный защитный, декорирующий слой по другим огнестойким покрытиям – краскам, штукатуркам, мастикам, совместимых с ними.

Подводя итоги, можно сделать вывод: при нормальных условиях – это одни из видов высококачественной лакокрасочной продукции, обладающие всеми ее преимуществами применения как внутри, так и снаружи строений.

А при возникновении в них или в противопожарных разрывах вблизи них высокотемпературного очага возгорания – эффективные огнезащитные покрытия, выдерживающие воздействие огня, высокой температуры в течение периода, требуемого противопожарными нормами.

Виды и типы

Компаниями производителями разработаны и серийно производятся два вида такой специальной лакокрасочной продукции, совмещающей основные функции – защиту металла от внешних атмосферных воздействий, от огня и высокой температуры:

Вспучивающаяся краска является наиболее распространенной товарной группой огнестойких красок и лаков.

При прямом контакте с открытым пламенем, высокотемпературным тепловым потоком от распространяющегося внутри или снаружи здания пожара, они в силу своего химического состава, являясь термически активными материалами, быстро и многократно – в десятки раз увеличиваются в объеме; образовывают вспененный слой обугленного коксового покрытия, напоминающего по виду и внутренней структуре вулканическую пемзу.

Состав, в свою очередь, за счет ничтожно низкой теплопроводности, эффективно препятствует прогреву металлических конструкций. Это надежное огнезащитное покрытие несущего каркаса зданий, важных элементов инженерных систем жизнеобеспечения зданий – электрических кабельных трасс, воздуховодов вентиляции, в том числе систем противодымной защиты.

Не вспучивающая (сохраняющая объем) огнестойкая краска или лак, также являются многослойными покрытиями, но они не изменяют своего первоначального объема даже при сильном огневом, тепловом воздействии.

Их физико-химический механизм огнезащиты отличается от вспучивающихся огнестойких покрытий. В основе силикаты, часто называемые в обиходе жидким стеклом, которые создают на поверхности металлических конструкций и элементов систем жизнеобеспечения защищаемых объектов плотное покрытие, надежно защищающее от внешних воздействий при нормальных условиях.

А при резком высокотемпературном воздействии состав спекается, образуя слой покрытия, аналогичный керамическим эмалям, который эффективно предохраняет защищаемую поверхность металла от быстрого нагрева, деформации и разрушения.

Недостатками таких огнестойких красок, лаков являются больший расход материалов, меньшая огнезащитная эффективность, чем у вспучивающихся аналогов, поэтому они применяются на объектах гораздо реже.

Состав и описание

Основная техническая характеристика огнестойких лаков, красок – это их огнезащитная эффективность, регламентируемая НПБ 236-97, ГОСТ Р 53295-2009 для средств огнезащиты стальных конструкций. По их определениям, требованиям она варьируется от 7 группы с пределом стойкости к огню 15 мин до 3 группы – 90 мин, и максимальной 1 группы – 150 мин.

Химический состав огнестойких красок, лаков компаниями производителями как в рекламных проспектах, так и в заводской сопроводительной документации на поставляемую товарную продукцию редко раскрывается, что, конечно, обусловлено коммерческой тайной, нежеланием открывать рецептуры создания таких инновационных материалов конкурентам.

Из открытых сведений известно, что в них используются пленкообразующие вещества, вспенивающиеся под воздействием высокой температуры реагенты, в том числе термически активный графит; некоторые виды солей, а также мелко помолотые минеральные наполнители.

На российском рынке огнезащитных средств наиболее популярны следующие марки красок, лаков:

Крауз. Под этой маркой НПО «Стройзащита» выпускает три вида вспучивающихся огнезащитных красок по металлу: Крауз, Крауз-Ультра – на водной основе, создающие покрытия с огнезащитной эффективностью 90 мин, наносимых в помещениях при температуре выше 0 ℃; Крауз-Р – на органическом растворителе, до 120 мин, которую можно наносить до – 15 ℃. Срок эксплуатации покрытий – до 25 лет.
Kron–SW– это огнезащитная краска для металлических конструкций, имеющая огнезащитную эффективность 120 мин. Условия нанесения – не ниже – 15 ℃. Гарантийный срок эксплуатации покрытий – 25 лет, с финишным покрытием – до 50 лет.
Neomid(Неомид). Под этой торговой маркой выпускается много видов продукции как для огнезащиты древесины, так для металлоконструкций, в том числе всесезонная краска по металлу Neomid 050, предназначенная для работ как внутри помещений, так и на открытом воздухе при низких значениях температуры, но без прямого воздействия воды. Обеспечение огнезащитной эффективности в диапазоне от 45 до 120 мин, окраска при температуре – не ниже – 25 ℃ при влажности воздуха до 80%.
Кроме них, существует огнезащитная лакокрасочная продукция марок Pirex–metalplus, Нертекс, Термобарьер, Стабитерм, Негорин.

Действие огнеупорного состава на металлоконструкции

Сертификат соответствия

Согласно статье 150 ФЗ-123 для подтверждения качества, огнезащитной эффективности огнестойких лакокрасочных покрытий на любую партию серийной продукции, применяемой для окраски металлических конструкций несущего каркаса зданий, элементов инженерных систем; независимо от объема поставки, требуется сертификат пожарной безопасности, в котором должна указываться следующая информация:

Марка, наименование огнезащитной краски, лака.
Группа огнезащитной эффективности.
Виды, названия, количество, необходимая толщина слоев грунтовок, финишных защитных, декоративных покрытий, совместимых с поставляемой огнезащитной продукцией.
Толщина слоев огнезащитных красок, лаков, а также их расходы для получения многослойных покрытий для различных групп огнезащитной эффективности.

Требования

Лакокрасочные изделия создавать покрытия, с требуемой для различных металлоконструкций огнезащитной эффективностью.
Образующиеся после окраски многослойные огнезащитные покрытия должны быть долговечными, не растрескиваться, не разрушаться под внешними воздействиями, включая высокую влажность воздуха, образование конденсата, вибрацию.
Не должны выделять пары ядовитых химических соединений как при нормальных условиях, так и в процессе образования вспучивающегося теплозащитного слоя при огневом, тепловом воздействии.
Отвечать требованиям эстетики в готовом виде после нанесения финишного слоя, для чего должна быть возможна их колеровка в различные цвета.

Заказчики, специалисты проектных организаций, предприятий, проводящих огнезащитные работы на основании лицензионных разрешений от МЧС, по требованиям противопожарных норм без проблем находят оптимальные варианты из многообразия видов огнестойкой лакокрасочной продукции для каждого конкретного случая огнезащиты металлоконструкций строений различного назначения.

Правила нанесения

Принцип проведения работ как внутри, так и снаружи объектов защиты с использованием таких лакокрасочных материалов – это покраска в несколько слоев, количество которых в зависимости от требуемого предела стойкости к огню покрытия определяется в сопроводительной заводской документации на продукцию, где также указывается расход огнезащитной краски на 1 м 2 по металлу.

Огнезащитная обработка обязательно чередуется полным просушиваем каждого слоя огнестойкой краски, лака.

Существует четыре этапа работ при использовании для покрытия металлоконструкций огнезащитных красок, лаков:

Тщательная подготовка поверхности металла, включающая очистку от слоев прежних лакокрасочных покрытий; загрязнений – ржавчины, следов горючих жидкостей; пылевых, солевых отложений.
Методы такой подготовки разнообразны – от механической обработки металлических поверхностей ручным или электрифицированным инструментом, пескоструйными аппаратами до химической очистки органическими растворителями, преобразователями ржавчины.
Крайне важно также обезжиривание поверхностей металлоконструкций для обеспечения высокой адгезии при наложении покрытия.
Грунтование различными материалами, по физико-химическим свойствам совместимыми с огнезащитной лакокрасочной продукцией, что как дает защиту металлу от возможной коррозии, так и способствует более надежному контакту красок, лаков с поверхностью металлоконструкций, без риска растрескивания, отслоения.
Окраска металлоконструкций вручную с использованием кистей, валиков, или с применением промышленного оборудования для проведения окрасочных работ – краскопультов, станций безвоздушного распыления.
Нанесение защитных, финишных декоративных покрытий, как предохраняющих огнезащитные краски, лаки от внешних, в том числе атмосферных воздействий, так и придающих им приятный внешний вид, что достигается, в том числе колеровкой.

Довольно часто в качестве финишного покрытия по огнестойкой краске применяется лак от той же компании производителя, что гарантирует их максимальную совместимость, долговечность получаемого комбинированного огнезащитного покрытия.

Огнезащитные краски: виды, свойства, преимущества, правила нанесения

Лакокрасочные материалы, применяемые для огнезащитной обработки стальных, деревянных, в отдельных случаях железобетонных конструкций – это новый вид подобной продукции, пришедший на замену традиционной конструктивной пассивной огнезащите, например, огнестойкому гипсокартону; а также огнезащитным штукатуркам.

Огнезащитные многослойные покрытия – краски, лаки позволяют при небольшом расходе покрывать несущие строительные конструкции, в том числе сложной формы, такие как фермы, пролеты покрытий зданий; не портя их внешний вид, что важно для архитекторов, проектировщиков.

Огнезащитные краска на металлической конструкции

Виды и область применения

Такие специальные покрытия выполняют двойную функцию – декорируют поверхности, подобно другой высококачественной лакокрасочной продукции, и надежно защищают их от воздействия открытого огня; высокотемпературных потоков; контакта с кислородом, не позволяя быстро нагреваться, деформироваться металлическим, железобетонным конструкциям, воспламеняться и гореть деревянным элементам зданий.

Существует 2 вида таких красок:

Вспучивающиеся – это наиболее распространенная группа красок, способных при повышении температуры окружающей среды многократно увеличиваться в объеме, эффективно изолируя от огня, тепла защищаемую поверхность.
Не вспучивающиеся, не расширяющиеся даже при непосредственном контакте с открытым огнем. Их основа – силикаты, часто называемые жидким стеклом, создающие на защищаемой поверхности плотную, непроницаемую для теплового потока от развивающегося очага пожара, пленку. Их недостаток как большой расход материала, приближающийся к огнезащитным штукатуркам, так и более низкая огнезащитная эффективность, по сравнению с термически активными красками.

Область применения:

Нанесение на поверхности несущего стального каркаса зданий, общественных, промышленных сооружений – балок, ферм, пролетов, колонн, опор; служащее эффективным, современным способом огнезащиты металлических конструкций.
Внутренняя обработка несущих конструкций, элементов зданий, выполненных из древесины, таких как фахверки, балки, перекрытия, колонны; панели отделки стен, потолков на эвакуационных путях и выходах. Это является гораздо более эффективным способом огнезащиты древесины, чем огнезащитная пропитка.
Покрытие транзитных коробов систем вентиляции, кабельных каналов, трасс; трубопроводов систем жизнеобеспечения, проходящих через помещения, имеющие высокую категорию по взрывопожарной опасности.

Вспучивающаяся огнезащитная краска после воздействия пламени

Свойства и состав

Существует группа технических стандартов, определяющих огнезащитную эффективность, методы испытаний подобной лакокрасочной продукции для различных видов защищаемых поверхностей конструкций, изделий:

– для огнезащитных красок для древесины, материалов на ее основе. – для металлических элементов зданий. – для кабельных покрытий.

Согласно этим нормативным документам, группа огнезащитной эффективности красок для металла варьируется от 1 группы с пределом стойкости к огню 150 мин до 7 группы с пределом от 15 мин; а для деревянных конструкций оптимальным служит перевод в группу Г1, что позволяет ей терять при огневом воздействии не больше 9 % массы, что служит максимальной защитой для древесины.

Состав огнезащитных красок весьма разнообразен, насыщен различными химическими компонентами, причем в большинстве случаев компании производители его не раскрывают. Подобно средневековым алхимикам их специалисты продолжают искать все более эффективные, приемлемые по себестоимости изготовления готовой лакокрасочной продукции рецептуры, но общие открытые сведения все-таки имеются.

Внешне практически не отличаясь от других промышленных, бытовых красок огнезащитные составы в основном производятся на водной, водно-дисперсионной основе с использованием различных полимеров, таких как акрилаты, поливинилацетат, бутадиен-стирол. Это обеспечивает как пожарную безопасность на рабочем месте в ходе огнезащитной обработки, так и отсутствие необходимости в средствах индивидуальной защиты для работников.

Существуют следующие основные разновидности огнезащитных красок, различающиеся по своему составу, рецептуре:

Акриловая однокомпонентная терморасширяющаяся краска, наиболее широко распространенная, прекрасно сочетающаяся с алкидной грунтовкой ГФ-021. Она бывает белая, серая – это два самых распространенных цвета, универсально подходящие для общественных, промышленных объектов.
Водно-дисперсионная краска с ПВА – поливинилацетатом, или на водной основе с другими полимерами, образовывающими устойчивые эмульсии; наполнителями для которых служат термически активный графит, вермикулит, другие минеральные материалы.
Влагостойкая и даже атмосферостойкая огнезащитная краска – это эпоксидная композиция на органической основе с использованием растворителей – ксилола, уайт-спирита.

Хотя противопожарная конструктивная огнезащита считается более эффективной, чем нанесение многослойных покрытий, но современные огнезащитные краски по своим техническим характеристикам уже вплотную приблизились к ней, что позволяет архитекторам, проектировщикам задумывать; а конструкторам, строителям рассчитывать, возводить здания, сооружения большого внутреннего объема с несущим каркасом из металла, не отступая от требований противопожарных норм.

Порядок нанесения

Как нанести огнезащитную краску? Этот вопрос далеко не праздный, ведь такая специальная лакокрасочная продукция в процессе работ имеет свои отличия от бытовых покрытий.

Обработка защищаемой поверхности как для наружных работ, так и для внутренних работ, в том числе для стен, для пола должна проводиться несколько раз с тщательным просушиванием каждого слоя покрытия.

Нанесение огнезащитной краски на металлоконструкцию

Выделяют 4 основных этапа при работе с огнезащитными красками, правильное выполнение которых является основой успеха:

Подготовка защищаемой поверхности. Чрезвычайно ответственный этап, от результатов которого прямо зависит будет огнезащитное покрытие надежно служить годами или отслоится, буквально осыплется с защищенных строительных конструкций в считанные недели. Основные работы на таком этапе – очистка поверхностей от слоев ранее нанесенных лаков, красок, грунтовок; любых видов загрязнений – пыли, технологических отложений, солей, ржавчины. Используют способы механической и/или химической очистки – это применение абразивного электроинструмента, ручных приспособлений, пескоструйных аппаратов; а также преобразователей ржавчины, растворителей для смывания предыдущей окраски. После этого всю защищаемую поверхность следует тщательно обезжирить, например, ацетоном.
Нанесение грунта преследует две важные задачи – защиту поверхности от коррозии, гниения; улучшение адгезии для последующего наложения слоя огнезащитной краски; уменьшение риска отслоения, растрескивания слоя краски. Довольно часто рекомендуют использовать универсальную алкидную грунтовку ГФ-021, требующую минимум трое суток для полного высыхания перед окраской.
Покраска производится в зависимости от сложности условий места проведения работ, суммарной площади защищаемых металлоконструкций кистями, валиками или краскопультами, станциями безвоздушного распыления. Окраска должна производиться в точном соответствии с указаниями компании изготовителя, только тогда огнезащитное покрытие будет долго служить; а также в процессе работ расход огнезащитных красок на 1 м 2 будет соответствовать заявленному в технической документации; не произойдет перерасхода, лишних затрат, не учтенных сметой.
Нанесение финишного покрытия , чаще всего огнезащитного лака, произведенного той же компанией; или покрытия, защищающего от влаги, ультрафиолетовых лучей.

Процесс образования огнеупорного слоя

Нанесенный на поверхность слой огнезащитной краски неотличим от привычных покрытий, но при воздействии высокой температуры, как правило, на рубеже около 350℃ он начинает, благодаря интумесцентным свойствам, вести себя необычным образом.

Интумесцентные свойства огнезащитных красок – это способность вспучиваться, расширяясь в десятки – до 70 раз в объеме, при сильном нагревании, образуя в процессе активного термического разложения огнеупорный, теплоизоляционный коксовый слой, который надежно защищает поверхность конструкций из металла, древесины от открытого огня, высокой температуры; а также от контакта с О₂, что препятствует процессу горения органики.

Такой официальный документ, часто называемый сертификатом пожарной безопасности, является обязательным сопровождением любой партии поставки, приобретения огнезащитной лакокрасочной продукции; удостоверяющим, что это качественный товар, удовлетворяющий требованиям противопожарных норм.

Сертификация огнезащитной краски необходима как для отечественной серийной продукции, так и для партий импортных огнестойких покрытий. Приобретать, применять огнезащитные краски без сертификата ПБ не имеет никакого смысла.

Преимущества

Период применения такой специальной лакокрасочной продукции в нашей стране больше трех десятков лет, поэтому на основании накопленного опыта можно сделать обоснованные выводы о плюсах их использования в ходе строительства, реконструкции зданий с металлическими, деревянными конструкциями, элементами отделки:

Это эффективная, безопасная, часто универсальная продукция, готовая к применению, поставляемая заказчикам в разнообразной удобной расфасовке, таре.
Несколько возможных способов нанесения – от вручную кистями до станций безвоздушного распыления, что позволяет как быстро покрывать большие площади поверхности конструкций зданий, так и работать в труднодоступных местах, в стесненных условиях; по элементам, имеющим сложную форму, конфигурацию.
Покрытие огнезащитными красками является тонкослойным, следовательно, не оказывающим значимой нагрузки на несущие конструкции защищаемых объектов.
Огнезащитные покрытия безопасны для человека не только при нормальных условиях, но и в процессе формирования огнеупорного слоя, не выделяя ядовитых веществ.
Небольшой расход материала не ведет к значительному удорожанию огнезащитных работ в ходе строительства.

Не следует также забывать о декоративных свойствах огнезащитных красок, применение которых может не только способствовать обеспечению пожарной безопасности на объектах, в том числе в общественных местах, но и украсить их.

Огнезащита металлических конструкций: способы и составы

Несущая способность металлоконструкций при отметке температуры +500 градусов Цельсия утрачиваются. Указанная температура воздействует на металлические изделия во время пожара. Для обеспечения огнезащиты стальных изделий следует обратиться к СНиП. Обеспечение пожаробезопасности зданий и строений регулируется СНиП 21-01-97* (СП 112.13330.2011). В своде правил приведен список материалов, которые могут быть выбраны для огнезащиты металлических изделий.

Степень огнестойкости регулируется ГОСТ 30247.0-94. Классификация пожароопасности регламентируется ГОСТ 30403-2012.

Согласно этим требованиям, существует 4 класса пожарной опасности:

Не пожароопасный класс опасности (К0);
Низкий класс пожароопасности (К1);
Средний класс пожароопасности (К2);
Высокий класс опасности возникновения пожара (К3).

При возникновении/развитии пожара в зданиях различного назначения, а также любой степени огнестойкости: от жилого дома, надворных построек из древесины до производственного цеха из железобетонных конструкций огнем повреждаются/уничтожаются не только горючие элементы строений/сооружений, оборудование, сырье/товарная продукция, находящиеся в них, отделка и мебель, предметы обихода.

Под воздействием высокой температуры полностью теряют несущую способность прочные, абсолютно незыблемые на вид металлические конструкции зданий:

балки,
фермы,
колонны,
опорные столбы,
внутренние лестницы.

Эти строительные конструкции, выполненные чаще всего из чугунного, стального металлопроката, начинают активно деформироваться в огне через 15 минут, что отражено в государственных строительных нормах, регламентах пожарной безопасности. Через еще небольшой промежуток времени в зависимости от толщины, общей массы металла, силы пламени; здания, с несущими конструкциями из незащищенного ничем металла, начинают рушиться, складываться как карточный домик, унося жизни многих людей и принося огромный материальный ущерб.

Предотвратить такую ситуацию можно двумя различными путями:

Огнезащита несущих металлических конструкций – это самый эффективный способ довести все элементы здания/сооружения, отвечающие за целостность, устойчивость и надежность; что во многом определяется требуемой степенью, а также пределами огнестойкости для каждой детали в нем, указанными в СНиП 21-01-97* (СП 112.13330.2011). Но, этот путь решает проблему защиты от открытого пламени, теплового воздействия огня пожара внутри здания, чему также способствует обеспечение его современными стационарными системами пожаротушения, которые не только ликвидируют возгорание на начальной стадии; но и охлаждают несущие конструкции здания, в том числе выполненные из металла, понижают/сбивают высокую температуру во всем объеме строения/пожарном отсеке. исключит занесение источника открытого огня внутри здания, а содержание в надлежащем состоянии пожарных проездов/подъездов к зданиям/сооружения будет способствовать оперативному прибытию подразделений МЧС, негосударственных формирований для ликвидации ЧП.

Способы огнезащиты

Многочисленные решения по защите от прямого воздействия огня, огромного теплового воздействия развивающегося пожара металлических и деревянных конструкций, применяемых в строительном деле, найдены очень давно; но продолжают изобретаться как новые способы, так и новые составы.

Реальная картина находит отражение во многих нормах/правилах, регламентирующих обеспечение огнестойкости защищаемых объектов. Отдельно стоит упомянуть СП 2.13130.2012. Огнезащита металлических конструкций, как, впрочем, и всех остальных элементов зданий/сооружений, проходит в нем красной строкой.

Давно применяются, а также появились относительно недавно следующие способы/виды, методы и приемы предохранения поверхностей металла, находящихся под значительной нагрузкой в составе строения, от огня/теплового воздействия, называемые все вместе конструктивной огнезащитой.

Основана она на нанесении/создании на поверхности строительных конструкций, которые могут подвергаться внешнему воздействию, теплоизоляционного слоя, достаточной толщины и качества покрытия; чтобы он выдержал огонь/тепло в течение нормативного времени согласно требованьям ПБ при проектировании/строительстве в части обеспечения огнестойкости:

Огнезащита металлических колонн, опорных столбов, поддерживающих перекрытия/покрытия зданий/сооружений, используется очень давно, начиная со возведения старинных особняков/замков. Для этого использовался природный камень, кирпич, плитные материалы – сначала естественного, а позднее – искусственного происхождения.

Такая облицовка от пола до перекрытия надежно предохраняет конструкцию из металла от возможного воздействия факторов пожара. Если раньше такие материалы выкладывались вокруг колонны/столба с использованием строительного/известкового раствора, то сегодня разработаны виды/методы крепления плитных/листовых, а также рулонных огнезащитных материалов на каркасе с воздушными прослойками; что снижает нагрузку на междуэтажные перекрытия, значительно удешевляет этот вид противопожарных работ.

Огнезащита металлических балок. По понятным причинам облицевать камнем/кирпичом или плитными материалами такие конструкции, находящиеся под потолком помещений зданий, сложно/невозможно или просто опасно для людей, которые будут в нем находиться, особенно если это происходит на территориях с повышенной сейсмической активностью.

Поэтому металлические балки, как и колонны/столбы зданий, защищают слоем мокрой штукатурки, цементного раствора, бетонированием по деревянной дранке/металлической сетке, различными огнезащитными вязкими смесями – обмазками/мастиками, придавая в зависимости от толщины защитного покрытия требуемый предел огнестойкости. Недостаток такого метода огнезащиты – дополнительная нагрузка на перекрытия здания, дополнительные затраты, внешняя тяжеловесность таких решений, что часто не устраивает архитекторов/заказчиков проектируемых или строящихся зданий.

Огнезащита металлических лестниц. Так как это обязательная конструкция практически любого здания/сооружения, важный элемент организации/системы эвакуации людей из строений, то такому виду огнезащиты уделяется особое внимание. Использование быстровозводимых, сравнительно недорогих лестниц из металла, которым несложно придать нужный уклон, высоту/ширину маршей, широко распространено при проектировании/строительстве зданий большинства степеней огнестойкости, категории производства.

Защищают их всеми возможными вышеперечисленными способами, а также с использованием тонкослойных напыляемых составов – покрытий и красок, о которых речь пойдет в следующей главе.

Для защиты несущих конструкций зданий и лестниц в них используется также комбинированный способ, являющийся сочетанием различных видов огнезащитной обработки металла.

Следует отметить, что во всех случаях – при любых способах нанесения/крепления огнезащитных материалов они обязаны отвечать технологическим методам/приемам, приведенным в протоколах испытаний на стойкость к огневому воздействию, что требует СП 2.13130.2012 (см. выше).

В роли конструктивных средств огнезащиты металлических конструкций рассматривается базальтовое волокно. Современные методы огнезащиты подразумевают укладку определенных материалов, которые способны создать препятствие для распространения огня.

Металлические конструкции для обеспечения огнезащиты могут покрываться специальными составами, которые образуют теплоизолирующий слой. Для защиты стальных изделий могут применяться огнеупорные материалы, выкладываемые в несколько слоев.

Итоги: огнезащита металлоконструкций выполняется с применением защитных покрытий (цементный раствор, минеральные волокна, жидкое стекло), а так же вспучивающихся красок (бывают летние и зимние) на основе группы веществ (при нагревании краска вспучивается, образуя теплоизоляционный слой).

Составы для огнезащиты

Покрытие огнезащитным составом металлических конструкций

Нормативные требования к таким многокомпонентным смесям, а также методикам определения эффективности устанавливает ГОСТ Р 53295-2009.

Эффективным решением стала относительно недавняя разработка – огнезащитные краски/покрытия. Это высокотехнологичные составы, состоящие из множества компонентов. Разработаны много торговых марок, принадлежащих в основном известным во всем мире производителям и соответственно разработчикам красок.

Такие огнезащитные жидкие материалы наносятся распылением, кистью в несколько слоев, обычно не более трех. После каждого нанесения в соответствие технических условий/сертификата соответствия ПБ необходим определенный промежуток времени для высыхания. Под воздействием огня огнезащитная краска вспучивается, образуя вспененный слой, напоминающий пемзу, который не пропускает тепло к защищаемой конструкции. Этим обеспечивается любой требуемый нормами предел огнестойкости.

Кроме практической функции огнезащиты, такие краски позволили воплощать в жизнь многие ранее нереализуемые идеи архитекторов и дизайнеров по строительству зданий с применением ажурных несущих конструкций из металла.

Так, эффективная огнезащита металлических ферм, особенно больших габаритов, монтируемых на значительной высоте, стала возможной на практике; а не только в проектных решениях, только после появления таких огнезащитных материалов, практически не увеличивающих нагрузку на эти ответственные во всех отношениях элементы сооружений; таких как стадионы, различные развлекательные, торговые, выставочные, спортивные комплексы, многопролетные здания производственных цехов, складских ангаров.

Эти составы можно покрывать сверху дисперсионными красками на водной основе, придавая нужный цвет конструкциям; а также стойкими к внешним воздействиям лаками, значительно продлевающими такому виду огнезащиты срок эксплуатации до ремонта/обновления.

Виды огнезащитных составов и материалов

Виды огнезащитных составов

Следует учитывать, что современные огнезащитные составы по металлу вещь, мягко говоря, недешевая. Особенно когда площади поверхностей несущих конструкций начинают измеряться тысячами метров. А если вспомнить про стоимость работ, значительная часть которых относится к высотным?

Поэтому до сих пор в ходу традиционные мастики/обмазки, даже мокрая штукатурка. Из более современных материалов, конкурентов тонкослойных покрытий/красок; если речь не идет об огнезащите сложных по форме, профилю/сечению конструкций, стоит упомянуть следующие материалы:

Базальтовый рулонный, выполненный на основе холста из базальтового волокна без связующих компонентов. Может быть прошит стекловолоконной/базальтовой нитью, иметь покрытие/подкладку.
Плита из минеральной ваты, покрытая стеклотканью/фольгой с одной/двух сторон.

Такие плитные/рулонные материалы в ходе огнезащитных работ оборачиваются или наклеиваются вокруг колонн, столбов, балок, обеспечивая требуемый предел стойкости к огню.

Для тех, кто желает и имеет средства идти в ногу со временем, российскими и зарубежными компаниями, химическими концернами выпускается огромный спектр тонкослойных огнезащитных покрытий по металлу, которые называют также термическими красками, конструктивными обмазками и прочими «отличными от других» названиями.

В массовом строительстве при использовании несущих металлоконструкций каркаса зданий/сооружений используются различные марки огнезащитных составов, количество которых исчисляется десятками. Чтобы только вкратце перечислить их и производителей понадобится новая статья на эту тему.

Не следует забывать, что право на проведение огнезащитных работ по металлу имеют только компании, обладающие соответствующей лицензией МЧС; а сами работы не так просты, как это может показаться на первый взгляд. Так, неправильно подобранные к установленным на строительном объекте грунтовка, краска и лак могут привести к тому; что вместо того, чтобы прослужить долгие годы свеженанесенное тонкослойное покрытие начнет шелушиться и осыплется. Вряд ли кому-то нужны такие натурные эксперименты за собственный счет.

Дополнительная информация

Краска для противопожарной обработки металлоконструкций

Пожарная безопасность

Чтобы предотвратить резкий нагрев поверхности металлических конструкций с последующим разрушением их целостности, используют специальное огнезащитное покрытие. Оно обязательно для нанесения на несущие опоры, соединительные узлы и крепежи в каркасе зданий и инженерных сетях. Обработка металла противопожарной краской считается пассивной огнезащитой.

Особенности применения

Для противопожарной обработки металлоконструкций используется краска, не только устойчивая к высоким температурам, но и выдерживающая резкие атмосферные колебания. Лакокрасочные материалы наносят на элементы несущего каркаса конструкций промышленного и общего назначения: фермы, балки, колонны, пролеты, опоры, транзитные воздуховоды, короба шахт системы дымоудаления и подачи воздуха. По расположению это могут быть как внутренние, так и наружные элементы, огнезащита которых должна быть доведена до определенного предела стойкости к огню.

Противопожарная краска для металлоконструкций должна отвечать требованиям:

устойчивость к растрескиванию и последующему шелушению;
устойчивость к осыпанию под воздействием влаги;
устойчивость к ежедневным резким перепадам температур;
возможность длительной эксплуатации на открытом воздухе.

Использование огнезащитной краски для металлоконструкций позволяет заменить покрытие штукатуркой, пастой или мастикой элементов несущих стальных частей зданий, инженерных и технологических сооружений.

Преимущества использования огнезащитных составов для металла:

экономичный расход по сравнению с другими типами покрытий, что снижает нагрузку на всю конструкцию;
возможность одновременной защиты и декорирования металлических элементов;
огнезащитная эмаль для металлоконструкций не только устойчива к высоким температурам и открытому пламени, но и защищает основной материал от влаги и предупреждает появление ржавчины.

Необходимость прокраски металлических конструкций противопожарной краской обусловлена общими свойствами основного материала. Связано это с понятием предела прочности. Механическая прочность стали падает уже при температуре 400°С, алюминия – всего при 80°С, цинковые же конструкции деформируются уже при 30°С. Учитывая, что металлоконструкции находятся под нагрузкой, предел прочности дополнительно снижается и без нагрева, поэтому при пожаре деформация отдельных элементов каркаса здания может привести к полному обрушению строения.

Виды огнезащитных красок для металлоконструкций

Основной принцип действия всех красок, используемых для огнезащиты металлоконструкций, состоит в том, что под воздействием высоких температур покрытие начинает разлагаться и коксоваться. Образующийся слой плотно закрывает металл, предохраняя его от нагрева и деформации. Если источник огня не ликвидирован, то при дальнейшем нагреве лакокрасочное покрытие начинает выделять воду и газ, сдерживающие горение.

По нормам, огнезащитное действие красок измеряют во временном промежутке, за который металл прогревается до 500°С.

Краска для огнезащиты металлических конструкций бывает двух видов: вспучивающаяся и не вспучивающаяся. Они совмещают в себе функции защиты от высоких температур и атмосферных явлений.

Вспучивающиеся составы

Основное свойство вспучивающихся красок – увеличение объема при нагревании. Являясь термически активными материалами, при прямом контакте с пламенем и распространением теплового потока внутри или снаружи здания такие составы в разы увеличиваются в объеме с образованием вспененного слоя обугленного коксового покрытия, визуально напоминающего пемзу.

Теплопроводность такого состава низкая, поэтому он препятствует нагреванию металла. Чаще всего вспучивающиеся краски используют для покрытия несущего каркаса зданий, наиболее значимых элементов инженерных и технологических систем. Эффективность использования увеличивающихся в объеме покрытий обусловлена:

поглощением избыточного тепла, необходимого на образование коксового слоя;
выделением газообразных продуктов, снижающих температуру на поверхности защищаемых деталей;
образованием пористого слоя, который предупреждает нагревание основы;
отражением пористым слоем тепловых волн;
перекрыванием поступления кислорода, что не допускает развитие горения.

Не вспучивающиеся

Составы, по физическим свойствам являющиеся полной противоположностью к описанным выше средствам, но также представляющие собой многослойные покрытия для защиты поверхностей от деформации под воздействием высоких температур. Основное отличие – сохранение первоначального объема при огневом и тепловом влиянии.

Физико-химические свойства не вспучивающихся покрытий основаны на применении силикатов, которые как стекло защищают поверхности при нормальных условиях, а при критических начинают спекаться подобно керамическим эмалям. Огнезащитная эффективность таких лаков и красок ниже, чем у вспенивающихся, при этом расход при покрытии их гораздо выше.

Состав и группы красок для огнезащиты стальных и металлических конструкций

В НПБ 236-97, ГОСТ Р. 53295-2009 определена классификация огнезащитных покрытий металлов, которые разделяются на 7 групп. 7-3 группы считаются минимальными, их предел огнестойкости варьируется в диапазоне 15-90 минут. 1 и 2 группы считаются базовыми для покрытия несущих элементов конструкции. Предел 1-й группы – 150 минут.

В составе вспенивающихся красок:

пленкообразователи: чаще эпоксидные и силиконовые смолы;
карбонизирующиеся вещества: пентаэритрит, дипентаэритрит, характеризующиеся увеличенной массой углерода;
минеральные кислоты: чаще всего фосфорная;
реагенты, усиливающие образование пены: порофоры.

На российском рынке чаще всего для огнезащиты металлических конструкций используют краски Крауз, Неомид, Термобарьер, Нертекс, Kron–SW, Джокер, Негорин.

Как использовать

Чтобы защитить конструкцию из металла от воздействия огня при помощи лакокрасочных материалов, соблюдают последовательность действий:

очистка поверхностей шлифовальными материалами;
обдувание воздухом под давлением;
покрытие устойчивой к окислению грунтовкой;
полная просушка поверхностей;
нанесение краски.

Чтобы повысить эффективность, наносить защитное средство лучше механическим способом, который дает равномерный слой.

Как работают вспучивающиеся огнезащитные составы

Огнезащита – важнейший элемент системы пожарной безопасности. Огнезащитная обработка материалов обеспечивает стойкость поверхностей к воздействию высоких температур, снижает вероятность возгорания и предотвращает распространение пламени в случае пожара. Благодаря этому уменьшаются материальные потери, снижается риск травм и гибели людей при возгорании.

Одним из наиболее эффективных средств огнезащиты становится обработка поверхностей вспучивающимися (интумесцентными) защитными составами: красками, пастами и лаками. Их также называют терморасширяющимися или тонкослойными вспучивающимися покрытиями.

Принцип действия

Технология производства огнезащитных вспучивающихся покрытий (ОВП) относительно новая, ее стали применять в 1960-70 гг.

В обычных условиях огнезащитный состав как традиционные декоративные покрытия выполняет защитно-декоративные функции. Он образует на поверхности тонкую пленку, которая защищает от влаги, мелких царапин и ударов, ультрафиолета, бактерий и грибков. Под воздействием температуры толщина увеличивается в десятки раз.

Под воздействием температуры верхний слой вспучивается, увеличиваясь в объеме до 40 раз. Из поверхностного слоя материала образуется пенококсовая шуба, которая в течение некоторого времени защищает от воздействия высокой температуры нижние слои.

Эффективное вспенивание достигается за счет использования специальных компонентов. В состав включают пленкообразователи, карбонизирующие соединения – источники углерода, неорганические кислоты, вспенивающие агенты, пигменты и наполнители.

Вспучивающиеся материалы работают в двух направлениях:

Барьерная защита. Снижение скорости нагрева поверхности за счет образования шубы из пенококса. Это позволяет повысить предел огнестойкости и отсрочить возгорание.
Выделение инертных газов (углекислый газ, азот, пары воды, аммиак). Они не поддерживают горение, снижают интенсивность пламени и одновременно охлаждают кокс, уменьшая скорость его нагрева.

Огнезащитные вспучивающиеся покрытия используют для защиты стальных, деревянных, бетонных, кирпичных конструкций. Основная область применения — огнезащита воздуховодов, кабелей, кровли, стропил в жилых зданиях и на специальных объектах. Они эффективны в условиях углеводородного горения, поэтому широко применяются на объектах нефтегазовой отрасли.

Огнезащитная эффективность ОВП

Огнезащитная эффективность вспучивающихся покрытий для стальных конструкций определяется в минутах от начала огневого испытания до достижения сталью температуры 500 градусов. Современные составы обеспечивают защиту от 30 до 150 минут.
При испытаниях составов для древесины определяют массу образца до и после огневого воздействия. I группа огнезащитной эффективности присваивается покрытиям, если потеря массы древесины составила до 9%. II группа огнезащитной эффективности присваивается составам при потере от 9 до 25%. Если потери больше, покрытие не считается огнезащитным.

Виды вспучивающихся покрытий

ОВП производят на водорастворимой и органорастворимой основе. Водорастворимые огнезащитные составы не имеют запаха и зачастую показывают более высокую эффективность. Но они отличаются высокой восприимчивостью к воде и влаге. Во влажной среде огнезащитная эффективность покрытия снижается, поэтому его можно применять только внутри помещений.

Органорастворимые ЛКМ образуют водостойкие покрытия, могут наноситься в условиях повышенной влажности, допускают перевозку и применение при отрицательных температурах. Это наилучший выбор для наружной обработки.

Преимущества вспучивающихся составов

Вспучивающиеся покрытия работают по принципам конструктивной защиты, ограждая материал от прямого воздействия огня за счет коксовой шубы. Их ключевое преимущество – малый вес и толщина. Тонкослойные ОВП не влияют на физические и механические характеристики объектов, могут применяться, когда важна точность соблюдения требований к весу и габаритам конструкций.

Второе преимущество вспучивающихся составов – относительно низкая трудоемкость нанесения. Поверхности обрабатывают, как обычной краской, с помощью валика, кисти, распылителя. При этом важно соблюдать требования производителя относительно толщины покрытия и количества слоев.

ОВП тонируют и окрашивают древесину в любой цвет по шкале RAL. Составы с биозащитными компонентами позволяют не только проводить декоративную обработку, но и предотвращать поражение грибками, гнилью, водорослями. Это избавляет от необходимости грунтовать поверхности антисептиками перед окрашиванием.

Читайте также: