Огнезащита железобетонных конструкций

Огнезащита железобетонных конструкций

• Статьи
• Нормативная документация
• Каталоги
• Видео
• Соглашение

Во время пожара железобетонные конструкции подвергаются экстремальной тепловой нагрузке, что может привести к деформации опорных узлов и вызвать разрушение здания. Чтобы минимизировать риски, выполняется дополнительная огнезащита железобетона — комплекс мероприятий, призванных довести предел огнестойкости стен, перекрытий, колонн и других элементов до нормативных значений ГОСТ, СНиП, НПБ.

Бетон и металл — негорючие строительные материалы, но под воздействием открытого пламени и высокой температуры их несущая способность значительно снижается:

неравномерный нагрев приводит к асимметричному изменению физико-механических свойств и создает условия для деформации железобетонной конструкции;

критически высокая температура провоцирует расслоения в местах контакта бетонного слоя и металлической арматуры;

переход влаги в парообразное состояние создает давление в порах бетона, что приводит к значительным напряжениям в теле конструкции.

Опасные трансформации возникают при нагреве поверхности до 350 °C, а при 550 °C бетонный камень (гидроксид кальция) начинает распадаться на составляющие — воду и негашеную известь. При водяном пожаротушении объем извести увеличивается до 2-х раз и на поверхности образуются глубокие трещины. А кварцевый песок, присутствующий в составе бетона, расширяется при нагреве и усиливает деформационные процессы.

Огнезащита бетонных конструкций повышает предел огнестойкости несущих элементов здания до 150–240 минут. Расчетный период должен соответствовать типу объекта, обеспечивать достаточно времени для безопасной эвакуации людей и тушения пожара без риска обрушения стен и перекрытий.

Какой будет огнезащита железобетонных конструкций, определяется при проектировании сооружения — в расчетах учитывается тип, марка и влажность бетона, класс и толщина арматуры, геометрия опор, допустимый уровень предельной нагрузки и другие параметры. Результаты расчетов дают представление о естественной огнестойкости конструкций, позволяют подобрать оптимальный вид и толщину дополнительных средств защиты. Перед реализацией проекта огнезащита бетона и железобетонных конструкций проходит обязательную проверку в лабораторных условиях.

Основные требования к бетону и железобетонным конструкциям

Железобетонные изделия (для их обозначения используется аббревиатура ЖБИ) изготавливаются промышленным способом. При производстве арматура или основа из металла в специальных формах заливается бетоном.

ЖБИ используются для строительства фундаментов, подземных частей объектов. При возведении каркасов зданий применяют междуэтажные перекрытия, стеновые панели из данного материала, кольца и трубы для прокладки коммуникаций.

Бетон относится к искусственным материалам. В его состав входят цементы, гипс или силиконы, которые смешиваются с наполнителями, водой.

Важные свойства бетона – прочность, сжатие, огнестойкость зависят от особенностей основы и наполнителя.

В качестве последнего используют щебень, гравий, песок различных фракций. При проектировании объектов, их строительстве к бетонным, железобетонным изделиям устанавливаются строгие противопожарные требования.

Их сдержит Техрегламент о требованиях ПБ (ФЗ № 123-ФЗ от 22.07.2008), ГОСТ 30403, ГОСТ 30247, другие документы. Такие нормы регламентируют расчет огнезащиты железобетонных конструкций и используемого при строительстве бетона.

Изменение качеств материалов под воздействием огня

Бетон и ЖБИ обладают важными характеристиками. Основные из них – прочность, высокая устойчивость к коррозии и разрушениям, водонепроницаемость, длительный срок эксплуатации.

Состояние строительных конструкций зависит от вида используемого бетона, особенностей заполнителя для него, соблюдения технологии изготовления материала, климатических условий. Если в возведенном здании возникнет пожар, существует высокая угроза разрушения его конструкций.

Известно, что при возгораниях значительно повышается температура. Когда она достигает 250 0 С, вода, входящая в состав стройматериала, начинает закипать.

При развитии процесса происходит разрушение бетона – взрывное отделение его частей. Дальнейшее нагревание частей здания до температурных значений около 500 0 С приводит к запуску химической реакции.

Компоненты строительного материала начинают распадаться на воду и негашеную известь.

При взаимодействии с водой, используемой в пожаротушении, происходит увеличение её объема, что провоцирует образованию в частях строений значительных трещин, разрушений.

Увеличение температур при возгораниях опасно для ЖБИ. Арматура, имеющаяся внутри строительных конструкций, начинает деформироваться, гнуться.

Этот процесс приводит к разрушению, деформации конструктивных элементов здания, появлению трещин. Другая опасность – выгорание швов между плитами, что провоцирует быстрое распространение огня.

Какие виды огнезащиты применяют для бетона и ЖБИ

Для повышения огнезащитных качеств строительных материалов и конструктивных элементов строений используют несколько способов.

Основная цель таких мероприятий – сохранение несущей способности стройматериалов, недопущение их деформации, разрушения.

Использование композиционных плит или штукатурки, нанесение лакокрасочных покрытий на поверхности – основные примеры огнезащиты железобетонных конструкций.

Выбор способа повышения огнезащиты основные определяют факторы:

1. особенности конструкций, их геометрия;
2. влажность и вид бетона;
3. соблюдение предельного уровня нагрузки для элементов объекта.

Лакокрасочные покрытия

Если нанести огнезащитные краски или лаки на поверхность бетонных изделий, их огнестойкость повысится значительно – до 150 минут. Лакокрасочные изделия используются двух видов – невспучивающиеся и вспучивающиеся.

Первые после высыхания образуют на поверхности стройматериала плотный слой, который не изменяется при нагревании. Основу красок составляют огнестойкие полимерные материалы.

После воздействия огня вспучивающиеся краски изменяют структуру, увеличивая свой объем до 40 раз, выделяя воду и газ, препятствующие горению. Лакокрасочные покрытия для ЖБИ выпускают для внутренних и наружных работ.

Лак может быть бесцветным или декоративным. Он используется для эстетических целей – выравнивания, декорирования поверхностей.

Огнезащитная штукатурка

Нанесение штукатурки, специальной пасты на бетонную поверхность позволяет значительно повысить противопожарные качества стройматериалов – устойчивость к разрушениям элементов сохраняется до 240 минут после начала пожара. Оштукатуривание выполняется двумя способами – ручным нанесение состава или с использованием приспособления, подающего смесь при помощи сжатого воздуха (торкретирование).

Состав противопожарной штукатурки исключает наличие кварцевого песка. Именно он при нагревании преобразуются в гашенную известь. Основу смесей составляют термоустойчивые диатомит, вермикулит, гипс, жидкое стекло (силикатное), минеральные волокна.

Композиционные плиты

Для увеличения пожарной устойчивости бетонных и железобетонных элементов зданий применяют каркасы и экраны из негорючих композиционных материалов.

Для защиты перекрытий, фасадов, внутренних поверхностей помещений используют плиты, изготовленные на основе минерала вермикулита.

Строители используют несколько способов крепления композиционных плит. Непосредственно к бетонному основанию их надежно присоединяют при помощи анкерных креплений.

Другой способ — использование каркаса из металлического профиля. Для обеспечения противопожарной защиты потолка используется крепление к несущим конструкциям.

Композиционные плиты выпускаются для финальной отделки стен – производители предлагают такие материалы с разным дизайном, цветом. Их использование так же повышает теплоустойчивость помещений.

Как подготавливают бетон и железобетонные конструкции к обработке

Строительные бетонные конструкции имеют длительный срок эксплуатации.

Чтобы надолго сохранить качества материала, повысить его противопожарную защиту в процессе использования объекта или перед нанесением средств огнезащиты важно проверить элементы на наличие изменений – трещин, смещений, впадин, раковин. Поверхности должны быть однородными, без следов плесени, грибка.

Перед проведением противопожарных работ с поверхности бетона удаляют рыхлые участки, наносят новый слой цементного раствора до выравнивания поверхности, при необходимости проводят антикоррозийную обработку арматуры ЖБИ. Затем выполняют оштукатуривавшие, нанесение лакокрасочных средств, монтаж защитных плит.

Заключение

Железобетонные конструкции являются надежным, недорогим строительным материалом.

При возникновении пожара в зданиях существует угроза разрушения бетона. Поэтому для повышения огнестойкости строений применяют специальные средства.

Видео: Огнезащитная обработка бетона

Покрытие на основе огнезащитного состава «Нертекс-У» применяется для повышения пределов огнестойкости до REI 240 металлических и железобетонных строительных конструкций.

Огнезащита железобетонных конструкций

Огнезащита железобетона весьма специфична и имеет ряд своих особенностей, т.к. такие конструкции уже обладают собственным пределом огнестойкости. Для правильного выбора типа огнезащиты следует учитывать такие характеристики железобетонных конструкций:

• тип применяемого бетона;
• тип применяемой арматуры;
• толщина защитного слоя бетона до несущей арматуры;
• тип и размеры конструкции.

Для повышения огнестойкости рекомендуем применять следующие типы огнезащиты железобетонных конструкций:

• тонкослойные покрытия на основе воднодисперсионных красок;
• толстослойные покрытия на основе штукатурных составов.

Огнезащита железобетона на основе краски «Нертекс»

Тонкослойное огнезащитное покрытие железобетонных конструкций с применением огнезащитной краски «Нертекс» ТУ 2316-001-87605921-08 на водной основе представляет собой смесь суспензии из термостойких газообразующих и пенообразующих наполнителей с неорганическими добавками в органической эмульсии. При высоких температурах тонкослойное огнезащитное покрытие вспучивается, образуя при этом теплоизолирующий слой. Предел огнестойкости железобетонных конструкций определялся методом проведения огневых испытаний по ГОСТ 30247.0-94, ГОСТ 30247.1-94

Огнезащита строительных конструкций на основе штукатурного состава «Нертекс-У»

Толстослойное огнезащитное покрытие на основе огнезащитного состава «Нертекс-У» применяется для повышения пределов огнестойкости до REI 240 металлических и железобетонных строительных конструкций. Толщина слоя огнезащитного покрытия составляет 8-42 мм, в зависимости от требуемого предела огнестойкости. Поверхность огнезащитного покрытия может окрашиваться дополнительно в любой цвет. Огнезащитный состав может наноситься как на грунтованные металлические поверхности, так и на негрунтованные. Принцип действия огнезащитного покрытия строительной конструкции основан на низкой теплопроводности нанесённого слоя, что значительно увеличивает время ее прогрева до критический температуры. Помимо теплоизоляционного свойства, покрытие обладает охлаждающим эффектом за счёт применения специальных добавок. Поэтому для определённого огнезащитного эффекта требуется меньшая толщина покрытия, следовательно, снижается расход состава. Представленные виды огнезащиты помимо повышения пределов огнестойкости предотвращают взрывообразное (взрывное, хрупкое) разрушение бетона при воздействии пожара. Это позволяет предотвращать обрушение железобетонных конструкций и зданий при пожаре.

Методы защиты

К методам огнезащиты бетона относят применение материалов, способных стать действенным противотермическим экраном. Для этого используют:

• специальную лакокрасочную продукцию;
• разные виды термоизоляционной штукатурки;
• легкие негорючие плиты, изготовленные из вспученного вермикулита;
• рулонную защиту.

Наиболее востребованными в силу несложности, удобства работ являются краски и штукатурки.

Лакокрасочное покрытие

Часто огнезащита железобетонных конструкций обеспечивается нанесением на них специальных красок. Их главное достоинство – отсутствие дополнительной нагрузки на элементы, простота нанесения, обработки труднодоступных участков. Исходя из химических, физических характеристик, их делят на две категории:

• Вспучивающиеся. Когда на такую краску действует открытое пламя, она в десять–сорок раз (показатель зависит от свойств состава) «растет» в объеме. Помимо того, при пожарах такое покрытие разлагается, сильно поглощая тепло. Вместе с тем идет выделение негорючих газов, благодаря которым образуется накоксованная пена, предохраняющая бетонные поверхности от нагревов на период, достаточный для ликвидации возгораний.
• Невспучивающиеся. Не расширяются под действием больших температур. Обычно производятся на основе вермикулита (минерала из класса силикатов). Наносятся на полы, стены, балки, колонны из бетона, т.п.

Такую продукцию подразделяют зависимо от того, для каких работ – внешних или внутренних – она будет использоваться. В первом случае краска устойчива к погодному воздействию, ее нередко наносят внутри неотапливаемых помещений с высокими показателями влажности. Составы могут быть прозрачными (сохраняют фактуру материала), цветными (для полов, стен). Для полов, чтобы повысить износостойкость покрытия, практикуют нанесение двухкомпонентной краски. Особая лакокрасочная продукция – довольно недорогое решение. Она способны защитить конструкции на 150 минут.

Термоизоляционная штукатурка

Не менее популярным решением в огнезащите ЖБИ является применение особых штукатурных составов, паст, наносимых на железобетонные перекрытия ручными приспособлениями либо путем торкретирования (послойного «напыления» с помощью сжатого воздуха). Они способны обеспечивать огнестойкость конструкций до 4 часов.

В подобных смесях не допускается использование в качестве связующих цемента кварцевого песка. Дело в том, что при температуре 550 идет выделение из цемента гашеной извести (гидроксида кальция), из-за чего поверхность покрытия дает трещины, а штукатурка больше не может эффективно противостоять пламени.

В современных пастах, смесях как связующее используют гипс, жидкое силикатное стекло, пуццолановые портландцементы. В качестве заполнителей производители предпочитают термостойкие вермикулит, горную муку (диатомит), тому подобные материалы. Главным минусом штукатурок считается их низкая влагостойкость (это касается легких смесей с перлитом и вермикулитом, вяжущим компонентом гипсом). Лучшими характеристиками обладают составы с минеральными волокнами (плюс – не несут дополнительной конструкционной нагрузки).

Примечание. При нанесении слой штукатурки не должен быть больше четырех сантиметров, пасты – не толще одного сантиметра.

Последствия воздействия огня на железобетонные конструкции

При пожаре в бетонных конструкциях замечается хрупкое разрушение бетона, и бетон может разрушиться внезапно, что и является главной опасностью. Разрушение начинается спустя 5-20 минут после возгорания и проявляется как откол части конструкции от ее основания. Сколы могут быть различными по размерам, сопровождаются звуками хлопка, треска, взрыва, а впоследствии приводят к полному разрушению. Размеры кусков-сколов могут доходить до 1 м 2 и разлетаться при этом на расстояние до 10-20 метров.

Хрупкое разрушение бетона может довольно быстро привести к полному разрушению конструкции, предел ее огнестойкости может значительно снизиться вследствие следующих факторов:

• уменьшение размера бетонного сечения,
• уменьшение толщины,
• полная ликвидация защитного слоя рабочей арматуры,
• образование сквозного отверстия.

Все эти факторы приводят к тому, что увеличивается напряжение в оставшейся части конструкции, ведь одновременно происходит снижение величины ее площади, появляется дополнительный изгибающий момент. Также температура нагрева быстро достигает критической – 500-700 °С, и конструкция начинает быстро разрушаться.

Способы огнезащиты бетонных конструкций

Вследствие снижения толщины ограждающей конструкции происходит быстрый нагрев не нагреваемой поверхности сооружения до критической температуры 180-220 °С, то есть предел огнестойкости считается достигнутым.

К способам защиты железобетонных конструкций относят:

• подбор необходимых сечений элементов,
• использование облицовок – плита или лист,
• применение экранов,
• оштукатуривание,
• нанесение специальных огнезащитных красок.

Более подробную информацию, об огнезащите воздуховодов, вы можете получить, позвонив нам по телефону +7 (495) 015-39-44 или через форму обратной связи. Специалисты «АВС Строй Защита» абсолютно бесплатно проконсультируют и ответят на все интересующие вас вопросы. Профессиональная помощь наших сотрудников, бесспорно, поможет вам сориентироваться и сделать правильный выбор.

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.

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:

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.

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.

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.

Огнезащитный состав для бетона «Огнетитан RM»

ООО «Гермоизол» разрабатывает и производит современные огнезащитные материалы. Один из них – «Огнетитан RM». Это покрытие, предназначенное для огнезащиты металлических, бетонных и железобетонных конструкций. Эффективное средство можно использовать на различных объектах: предприятиях нефтепереработки, химических заводах, объектах энергетического комплекса, железнодорожных и автомобильных эстакадах и мостах. Благодаря инновационному составу оно:

• может применяться в широком температурном диапазоне;
• обладает высокой адгезией к железобетонным изделиям;
• обеспечивает высокий предел огнестойкости;
• устойчиво к воздействию бензина, различных масел, агрессивных химических веществ;
• сохраняет стабильность в условиях повышенной влажности;
• может применяться в регионах с повышенной сейсмической активностью.

«Огнетитан RM» образует на поверхностях из бетона прочное, эластичное покрытие, не подверженное трещинам и усадке. В случае механических повреждений оно легко восстанавливается ручным методом в течение всего срока эксплуатации.

Доступные виды защиты

На сегодняшний день огнезащита железобетона, также, как и бетона, выполняется с помощью:

• Специальной штукатурки;
• Композитных плит.

Мы применяем огнезащитное штукатурное покрытие «Сотерм-1Б», которое позволяет повысить огнестойкость бетонных конструкций до REI 180. Качественное нанесение обеспечивается использованием штукатурных аппаратов, таких как СО-150, Puzmaister и др. Оштукатуривание повышает огнестойкость бетона до четырёх часов.

Возможна установка огнезащитных плит с различными огнестойкими наполнителями, способных повысить прочность до 4 часов.

Прекрасные теплоизоляционные свойства используемых нами материалов позволяют гарантировать получение заявленного результата.