Особенности огнезащиты металлических конструкций

Бетонирование, кирпичная кладка

Способ часто применяется при реконструкции здания, когда необходимо не только защитить металлические элементы от огня, но и укрепить их, защитив от влияния времени. При этом кирпич может использоваться для защиты вертикальных конструкций, бетон — более универсальный материал.

Дополнительную прочность защитной облицовке можно придать с помощью арматурных стержней: для кирпичной кладки диаметр стержней составляет не более 8 мм, для бетона — в зависимости от конструкции и особенностей конкретного объекта.

В рекомендациях ЦНИИСК им. Кучеренко указано, что оптимальная толщина бетонного огнезащитного покрытия — от 20 до 60 мм. В этом случае предел огнестойкости составит от 0,75 до 2,5 ч.

Предел огнестойкости: до 2,5 часов

Преимущества:

• дополнительное усиление конструкции;
• устойчивость к атмосферным воздействиям и агрессивным средам.

Ограничения:

• необходимость проведения трудоемких опалубочных и арматурных работ;
• низкая производительность;
• значительное увеличение нагрузки на несущие элементы;
• невозможность проведения работ на несущих конструкциях (фермах, балках) и связях по колоннам и фермам.

Листовые и плитные облицовки и экраны

Листовая и плитная огнезащита производится на основе нескольких групп теплоизоляционных материалов: гипсокартонные и гипсоволокнистые листы, асбестоцементные и перлитофосфогелиевые плиты, плиты на основе вспученного вермикулита.

Монтаж производится с помощью приваренных к каркасу крепежных элементов — стальных уголков, пластин, штырьков. Это достаточно распространенный способ огнезащиты для колонн, стоек и балок — но при работе с фермами покрытия и связей его практически не используют.

Предел огнестойкости: до 2,5 часов

Преимущества:

• не требует предварительной очистки поверхности от лакокрасочного покрытия;
• создает незначительные нагрузки на каркас (в зависимости от выбранного материала).

Ограничения:

• перерасход материала при низком уровне защиты;
• высокая паропроницаемость покрытия.

Штукатурка

Существует два варианта защитного покрытия на основе штукатурки: цементно-песчаная и облегченная (на основе асбеста, перлита, вермикулита, фосфатных соединений и других материалов).

В первом случае стоит учитывать нагрузку, которую огнезащита оказывает на несущие элементы — она может быть достаточно высокой. Облегченные составы позволяют снизить массу покрытия, но их прочность и долговечность значительно ниже, чем у традиционных аналогов. Кроме того, смеси на жидком стекле, извести и гипсе могут использоваться только в помещениях с относительной влажностью воздуха не более 60%.

Предел огнестойкости: до 2,5 часов

Преимущества:

• низкая стоимость материала;
• устойчивость к атмосферным воздействиям;
• высокий предел огнестойкости при сравнительно небольшой толщине защитного слоя.

Ограничения:

• необходимость армирования стальной сеткой;
• обязательная обработка антикоррозийным составом;
• невозможность нанесения на объекты со сложной конфигурацией;
• высокая нагрузка на каркас для цементно-песчаной штукатурки;
• снижение конструктивной прочности и адгезии к поверхности для облегченных штукатурок.

Покрытия на основе неорганического связующего

Облегченные огнезащитные покрытия создаются на основе неорганических материалов: например, жидкого стекла или силикофосфатного связующего.

Жидкое стекло — материал, который реагирует на резкое повышение температуры: при нагревании он вступает в реакцию с образованием жаростойких соединений, которые и защищают металл от огня.

Огнезащита на основе неорганического связующего может применяться только в закрытых помещениях с низким уровнем влажности, она достаточно хрупкая и требует тщательной подготовки поверхности.

Предел огнестойкости: от 0,75 до 2,5 часов

Преимущества:

• небольшой вес защищенной конструкции;
• высокий предел огнестойкости
• сравнительно небольшая толщина защитного слоя (от 5 до 65 мм).

Ограничения:

• хрупкость защитного слоя;
• значительная усадка при увлажнении и высыхании;
• высокощелочная реакция, разрушающая грунтовку и приводящая к расслаиванию;
• необходимость очистки основы от лакокрасочного покрытия и обезжиривания;
• возможность использования при относительной влажности воздуха не более 85%.

Огнезащитные составы терморасширяющегося типа

Данный вид защиты широко применяется на объектах разного назначения — его действие основано на расширении. При нормальной температуре воздуха покрытие остается тонким, практически не занимает места и при этом выглядит достаточно эстетично, выполняя функции лакокрасочного декоративного покрытия. Толщина защитного слоя обычно составляет до 2 мм.

При подъеме температуры воздуха до 170-250°С материал расширяется в 10-40 раз, образуя пористый теплоизолирующий слой. Он не позволяет металлу нагреться до температур, разрушительных для его структуры, и потерять несущую способность.

В составе терморасширяющихся паст могут быть как неорганические, так и органические материалы на водной основе, а также краски с минеральным наполнителем на органическом растворителе.

Предел огнестойкости: до 1 часа

Преимущества:

• минимальный вес защищенной конструкции;
• минимальная толщина защитного слоя (до 2 мм мм);
• эстетичность.

Ограничения:

• необходимость очистки основы от лакокрасочного покрытия и обезжиривания;
• необходимость нанесения грунтовки, разрешенной производителем огнезащитного состава;
• возможность использования при относительной влажности воздуха не более 85% и температуре от -50 до +60 °С.