Технология огнезащиты бетона

Даже бетону – самому востребованному сегодня стройматериалу – необходима защита от огня. Эта «глыба» под воздействием критичных температур становится хрупкой, может «взрываться», разбрасывая весомые кусочки. Врагом при пожарах становится влага (внутри конструкций, вода для пожаротушения). Как вычисляют огнестойкость железобетонных конструкций, что берут в расчет, чем покрывают поверхности, чтобы не дать пламени нанести ущерб?

Зачем это нужно?

Кажется, что прочному камнеподобному материалу не страшно пламя. Однако при серьезных возгораниях бетон (железобетон) может стать довольно хрупким. Одна из причин – изменение под действием высоких температур линейных размеров самого бетона, «начиняющей» его арматуры.

Другой фактор – влага. Закипая под действием сильного жара, она провоцирует взрывное откалывание кусочков материала. Так, в бетоне с повышенной влажностью разрушительный процесс начинается спустя пять-двадцать минут, масса осколков может быть значительной, их разлет — составлять несколько метров.

Угрожает материалу и вода, которой гасят пламя при пожарах – из-за разницы термической деформации разных участков бетонных конструкций на их поверхности появляются большие сколы, трещины, обнажаются элементы усиления.

«Слабым звеном» под атакой огня оказываются деформационные швы. В целях гидроизоляции их обычно заделывают полимерными горючими герметиками. Последние быстро прогорают, переставая быть преградой для пламени, раскаленного воздуха.

Огнезащита бетона призвана:

  • предупредить возгорание путем увеличения временного предела начала пожара (пороговое значение во многом зависит от качества, толщины слоя самой огнезащиты);
  • сократить объем площади, на которой распространяется пламя, уменьшить скорость «расползания» огня.

Требования к огнестойкости

Согласно федеральному закону от 2008 года, выделены одиннадцать вероятных нижних пределов огнестойкости конструкций, применяемых в строительстве. Первый – ненормируемый, последний составляет 360 минут. Искомый предел для каждой конкретной конструкции, ее составляющих, установлен, исходя из их практического предназначения.

Предел огнестойкости для отдельного элемента значит срок наступления одного или нескольких крайних состояний. Буквой R, к примеру, обозначают утрату несущей способности. Значение Е подразумевает потерю целостности перегородки либо похожих изолирующих секций, I описывает потерю теплозащитной способности специальных экранов. То есть, предел R120 значит, что элемент под действием огня не должен терять прочность, обрушиваться как минимум в течение двух часов (120 минут).

Помимо того, есть требования по СНиП (строительным нормам и правилам). Так, согласно документу 21-01-97, здания делят на пять степеней огнестойкости. Каждая степень «внутри» подразделяется по типам конструкции (несущие элементы, ненесущие стены, лестничные марши, т.п.). Существуют методические рекомендации расчета данного параметра, созданные на основе соответствующих нормативов.

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.

Технология огнезащиты

Огнезащиту бетонных (железобетонных) конструкций продумывают еще на этапе проектных работ. Ведут расчет огнестойкости, исходя из:

  • типа бетона, его влажности;
  • толщины арматурных элементов;
  • геометрии используемых опор, частей перекрытия;
  • предела нагрузок;
  • толщины огнезащитного покрытия.

Выверив эти данные, выбирают вариант защиты – краску, штукатурку, рулонные, листовые материалы. Эффективность избранного метода тестируют в лабораторных условиях. Бетон, покрытый огнезащитным слоем, «пропекают», нагревая до определенного температурного предела.

Примечание. Проведение расчетов, самих работ по огнезащите лучше доверить профессиональным проектировщикам, строителям.

Заключение

Огнезащита железобетона – комплекс мероприятий, регулирующийся рядом государственных нормативов. От того, насколько грамотно он выполнен, зависит, устоят ли конструкции в случае пожара, финальный урон для зданий. Такие типы защиты, как краска, штукатурные смеси и пасты, считаются пассивными противопожарными мерами.

Главная цель их использования– не давать огню возможности быстро распространится, предотвратить разрушение сооружений. Нужный подход определяют при проектировании зданий, его эффективность проверяют лабораторными тестами. Вычисления рекомендуют доверить профи, ведь необходимо учесть ряд факторов.