При строительстве сооружений из железобетона важный фактор, который необходимо соблюдать — огнезащита бетона. Элементы конструкции при пожаре начинают быстро нагреваться, образуются микротрещины и снижается прочность. Для защиты бетона от воздействия огня применяют теплоизолирующие материалы, чтобы обеспечить медленное прогревание стен и основания, а именно, такие как штукатурка, облицовка, минеральные плиты, экраны и вспучивающиеся огнезащитные краски. Обработанные поверхности повышают предел сопротивления до 240 минут.
Огнеупорные свойства железобетона
В молекулярном составе бетона находится вода, которая закипает до 250 °C, что и приводит к частичному отделению кусков бетона за счет их взрыва. При повышении температуры до 550 °C распадается гидроксид кальция на составные части, а именно известь и воду. Если при тушении пожара используют воду, тогда элементы вступают в реакцию, при этом их объем резко увеличивается, тем самым, разрывая плоскость бетона. Песок, нагреваясь, приводит к перегреву всей конструкции, его масса растет и деформирует слои.
Огнеупорный вид бетона — особенный строительный материал, который производят с добавлением специальных огнеупорных составляющих, таких как:
- карбонат магния;
- шамотный порошок;
- жидкое стекло;
- щебень;
- шлакопортландцемент;
- глиноземистый цемент.
Прочность огнеупорных бетонов, в точности, как и обычных строительных бетонов, изменяется при химической реакции цемента с водой с образованием кристаллогидратов. Это зависит от процентного соотношения воды и цемента. Значение прочности взаимосвязано со временем выдержки высоких температур, поэтому огнеупорные бетоны делят на 8 групп применения в температурных режимах: 1100—1800 °С. Бетонные конструкции, выполненные из такого состава, значительно легче остальных за счет их пористой структуры, а это снижает на 40% нагрузку на фундаментную плиту. Условно такой вид бетона поделен на три вида, представленных в таблице:
| Разновидности | Температура, °С |
| Огнеупорный | До 1580 |
| Жаропрочный | Достигает 1770 |
| Высокожаропрочный | Более 1770 |
Расчет огнестойкости и огнезащиты ЖБ
Требования к огнестойкости конструкций и безопасности элементов зданий определяют расчетом фактического предела показателя сопротивляемости конструкции огню (плит перекрытия и колонн). Этот показатель вычисляют, опираясь на группы возгораемости материалов, согласно СНиП II-2—80. Расчет огнестойкости для серийных и монолитных конструкций из железобетона проводят согласно Стандарту организации 36554501—006—2006.
Посмотреть «СНиП II-2—80» или cкачать в PDF (4.5 MB)
Огнезащита бетонных конструкций включает в себя сведения о пределах огнестойкости элементов и остальную необходимую информацию, которую должен предоставить их изготовитель или поставщик.
С помощью таблиц, изложенных в нормативных документах, определяют степень огнестойкости сооружения и класс опасности. Пример: если здание производственного типа, тогда площадь этажа S в допустимых пределах пожарного выхода равняется: S = L1*L2 = м2, где L1 и L2 — значения длины и ширины здания в метрах.
Посмотреть «Стандарт организации 36554501-006-2006» или cкачать в PDF (9.7 MB)
Огнезащита слоя специальными средствами
Огнезащита железобетонных конструкций заключается в пропорциональном снижении нагрева поверхности с применением теплоизоляционного экрана для бетона. То есть, нанесение на слой бетона различных материалов снижает возможную степень разрушения зданий и сооружений разных видов, и возможность образования вторичных поражающих факторов при возникновении пожара, плюс уменьшает расходы на восстановление объекта. Обработка бетона необходима для предотвращения несущей способности при воздействии пламени и высоких температур, разрушения и деформационных усадок наиболее важных несущих элементов. А первые непоправимые изменения в материале происходят при нагревании поверхности до 350 °C.
Штукатурка
Покрытие бетона гранилированным волокном с примесью неорганического вяжущего средства повышает свойство железобетонных конструкций сохранять несущую и ограждающую способность в условиях пожара до 4-х часов. Раствор из специальных добавок и портландцемента распыляют на поверхность, которую предварительно очищают от грязи. Во время эксплуатации здания штукатурка не трескается и выдерживает динамические нагрузки, действия химических агрессивных компонентов. Стоит отметить, что на рынке строительных материалов огнезащитное покрытие «Монолит» компании «Полюс» отвечает всем требованиям гигиенического сертификата и класса по взрывопожарной и пожарной опасности.
Лакокрасочное покрытие ЖБ конструкций
Огнезащита железобетона выполняется с помощью нанесения состава на водной основе с эффектом вспучивания. Наноситься может безвоздушным методом и кисточками. Внешне выглядит как декоративная отделка белого цвета. Прогрев и распространение огня при нанесении вспененного слоя на основе минеральных и коксовых элементов происходит медленнее, повышая их предел огнестойкости до 150 минут. Во время пожара ее слой увеличивается до 40 раз от первоначального, замедляя процесс нагрева бетона.
Основным из существующих сертифицированных производителей огнезащитной краски является фирма «Терма Люкс-БК». Состав соответствует требованиям ГОСТ 30247.0—94 для защиты ЖБ общественных, промышленных зданий с неагрессивной средой, без прямого попадания воды и при влажности воздуха до 80%. Краска сохраняет свои огнеупорные свойства до 15 лет. Невспучивающиеся составы после нанесения на бетонный слой затвердевают и не увеличиваются в объеме при нагреве. А красками на основе полимеров и вермикулита обрабатывают полы, стены, колонны как на производстве, так и в торговых продуктовых центрах.
Посмотреть «ГОСТ 30247.0-94» или cкачать в PDF (1006.6 KB)
Пропитки и добавки
Растворы с натриевым стеклом в своем составе используют для обеспечения материалов сохранять прочность в условиях пожара. Наносят на бетонную поверхность малярной кистью. А также существуют пропитки без содержания растворителей на водной основе с наполнителями (органическими и неорганическими), которые при значительном повышении температуры защищают покрытую поверхность от непосредственного воздействия огня вспененной структурой теплоизолирующего слоя. Сертифицированным представителем является «Пиро-сейф Фламмопласт СП-А2».
Другие способы огнезащиты
Чтобы повысить огнестойкость железобетонных конструкций еще при производственном процессе, в бетон добавляют фибру с температурой плавления от 160 °C. При этом процессе образуются поры и каналы в полости бетона, через которые высвобождается пар, тем самым снижая давление и напряжение внутри сооружения. А также для обеспечения показателей огнезащиты обрабатывают поверхность строительным материалом глубокой базальтовой переработки — минеральной ватой. Базальтовое волокно выдерживает температуру до 1000˚С и усиливает огнеупорные свойства бетонных конструкций, защищенных им. Предел его огнестойкости 240 минут, а гарантийный срок эксплуатации до 25 лет. Такой вид защиты представлен компанией ОАО «Тизол», стаж работы которой на рынке по огнезащите составляет 15 лет.
