Способы огнезащиты. Вспучивающиеся покрытия. Композиционная защита

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.

4. Галогенсодержащие вещества типа хлорпарафина, совола, трихлорэтилфосфата; галогенсодержащие полимеры и сополимеры оказывают пластифицирующее действие и являются источниками галоидоводородов, которые способствуют как вспениванию покрытий, так и огнезащите.

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.