Огнеупорность- свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580°С и выше), не размягчаясь и не деформируясь. Огнеупорные материалы применяют для внутренней футеровки промышленных печей. Определяется с помощью конусов Зегера.
По огнеупорности делятся на: высокоогнеупорные (деформируются при температуре 1800°) ; огнеупорные (1580°-1800°) ; тугоплавкие (1350°-1580°) ; легкоплавкие(˃1350°)
Огнестойкость- свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определенного времени. Она зависит от сгораемости материала, т.е. от его способности воспламеняться и гореть.
По огнестойкости: трудносгораемые(композиты, некоторые полимеры) ; несгораемые(керамика, бетон, металлы) ; сгораемые (древесина).
Однако необходимо учитывать, что некоторые несгораемые материалы при пожаре растрескиваются (гранит) или сильно деформируются (металлы) при температуре, начиная с 600°С. Поэтому конструкции из подобных материалов нередко приходится защищать более огнестойкими материалами.
Сгораемые органические материалы, которые горят открытым пламенем, необходимо защищать от возгорания. Широко используют конструктивные меры, исключающие непосредственное воздействие огня на материал в условиях пожара. Применяют защитные вещества-антипирены.
Антипирены - химические препараты, предохраняющие древесину и материалы на ее основе от воздействия огня.
Существуют следующие общедоступные методы повышения огнестойкости строительных конструкций и материалов:
1.Пропитка материалов и конструкций антипиренами.
2.Покрытие поверхности специальными огнезащитными красками (толщина слоя защитного покрытия до 200 мкм).
3.Обмазка огнезащитными пастами (огнестойкой мастикой и герметиками) и огнезащитной штукатуркой слоем, толщиной до 2-х см.
4.Облицовка огнестойкими обоями
5.Защита строительных конструкций жесткими экранами: огнестойкими плитами, панелями, щитами и др
Очень популярны метод повышения огнеупорности – обработка конструкций и материалов специальными веществами, которые называются антипирены. Антипирены должны иметь дующие свойства:
1.Препятствовать горению и тлению защищаемого материала;
2.Не вызывать коррозию металлических конструкций;
3.Не влиять (не повышать) на гигроскопичные свойства деревянных конструкций;
4.Не являться ядовитыми для людей и животных;
5.Не влиять на финишные покрытия, нанесенные на обработанный ими (антипиренами) материал;
6.Обеспечивать биостойкость пропитанного ими материала (самостоятельно или в комплексе с растворами антисептиков);
7.Не затруднять механическую обработку материала;
8.Не влиять на другие свойства пропитываемого материала;
9.Сохранять защитные свойства в течение длительного срока.
Огнеупорность- свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580°С и выше), не размягчаясь и не деформируясь. Огнеупорные материалы применяют для внутренней футеровки промышленных печей. Определяется с помощью конусов Зегера.
По огнеупорности делятся на: высокоогнеупорные (деформируются при температуре 1800°) ; огнеупорные (1580°-1800°) ; тугоплавкие (1350°-1580°) ; легкоплавкие(˃1350°)
Огнестойкость- свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определенного времени. Она зависит от сгораемости материала, т.е. от его способности воспламеняться и гореть.
По огнестойкости: трудносгораемые(композиты, некоторые полимеры) ; несгораемые(керамика, бетон, металлы) ; сгораемые (древесина).
Однако необходимо учитывать, что некоторые несгораемые материалы при пожаре растрескиваются (гранит) или сильно деформируются (металлы) при температуре, начиная с 600°С. Поэтому конструкции из подобных материалов нередко приходится защищать более огнестойкими материалами.
Сгораемые органические материалы, которые горят открытым пламенем, необходимо защищать от возгорания. Широко используют конструктивные меры, исключающие непосредственное воздействие огня на материал в условиях пожара. Применяют защитные вещества-антипирены.
Антипирены - химические препараты, предохраняющие древесину и материалы на ее основе от воздействия огня.
Существуют следующие общедоступные методы повышения огнестойкости строительных конструкций и материалов:
1.Пропитка материалов и конструкций антипиренами.
2.Покрытие поверхности специальными огнезащитными красками (толщина слоя защитного покрытия до 200 мкм).
3.Обмазка огнезащитными пастами (огнестойкой мастикой и герметиками) и огнезащитной штукатуркой слоем, толщиной до 2-х см.
4.Облицовка огнестойкими обоями
5.Защита строительных конструкций жесткими экранами: огнестойкими плитами, панелями, щитами и др
Очень популярны метод повышения огнеупорности – обработка конструкций и материалов специальными веществами, которые называются антипирены. Антипирены должны иметь дующие свойства:
1.Препятствовать горению и тлению защищаемого материала;
2.Не вызывать коррозию металлических конструкций;
3.Не влиять (не повышать) на гигроскопичные свойства деревянных конструкций;
4.Не являться ядовитыми для людей и животных;
5.Не влиять на финишные покрытия, нанесенные на обработанный ими (антипиренами) материал;
6.Обеспечивать биостойкость пропитанного ими материала (самостоятельно или в комплексе с растворами антисептиков);
7.Не затруднять механическую обработку материала;
8.Не влиять на другие свойства пропитываемого материала;
9.Сохранять защитные свойства в течение длительного срока.
Каждый, кто занимается строительством, или только думает приступить к работе, сталкивается с новыми понятиями. Например, предел огнестойкости конструкций определяет пожаробезопасность строения. Давайте рассмотрим некоторые наиболее часто используемые в строительстве материалы и как они отвечают этому требованию.
Строения из камня имеют высокий естественный предел огнестойкости. Это определяется их природными теплофизическими свойствами и массивностью самого материала. При пожаре такие конструкции способны выдержать нагрев до 900 градусов, при этом не снижается их прочность и отсутствуют признаки разрушения. Поэтому во многих случаях каменные здания не требуют дополнительной теплозащиты.
Железобетонные и бетонные конструкции обладают сравнительно небольшой теплопроводностью, хорошо сопротивляются пожару. Но в наше время они производятся тонкостенными, не обладают монолитной связью. Поэтому свои безопасные функции при пожаре могут выполнять лишь в течение одного часа, в некоторых случаях даже меньше. Предел огнестойкости таких сооружений зависит от их сечения материала и самого размера изделия. Учитывается диаметр используемой арматуры, качество заполнителя от величины нагрузки на данную конструкцию, схемы расположения опор и процента влаги бетона. Самую большую огнестойкость имеет бетон, влажность которого приближается к 3,5%.
Однако при увлажнении больше 1200 кг/м3 он может взорваться даже при незначительном воздействии огня. Это может привести к довольно быстрому разрушению строения. Предел огнестойкости у плит, которые обладаютс балками одними и теми же конструкционными параметрами, будет выше, чем у балок. При пожаре обогрев плиты происходит с одной стороны, тогда как балка подвергается воздействию огня с трех. В случае опоры плиты на контру предел огнестойкости будет значительно выше, чем при установке на обе стороны. Плиты, имеющие сплошное сечение, изготовленные из обычного бетона и с применением защитного слоя 10мм, в которых используется арматура А-III класса, имеют предел огнестойкости один час.
Предел огнестойкости строительных конструкций, сделанных из бетона, можно повысить с помощью изготовления плиты на основе волокон минеральных, перлита и вермикулита, обмазки и штукатурки.
Конструкции, изготовленные из металла, и чугуна, намного легче при монтаже, чем железобетонные материалы, хотя они являются и равноценными по своим несущим способностям. Однако металл имеет высокую теплопроводность и невысокую поэтому предел огнестойкости имеет не больше 15 мин. Увеличивается он у конструкций такого типа за счет применения огнезащиты. Самым распространенным способом защиты конструкции из металла от воздействия огня является использование в качестве облицовочного материала несгораемых строительных материалов, а также оштукатуривание. Например, если облицевать в полкирпича, предел огнестойкости достигнет пяти часов. При оштукатуривании колонны с использованием металлической сетки огнестойкость повысится до 45 мин. Увеличив слой штукатурки до 5 см, можно увеличить огнестойкость до двух часов. Также для повышения сопротивления температуре нагревания применяют асбестоцементные, керамзитовые, минерально-волокнистые и гипсовые плиты. Использование этих материалов позволяет добиться увеличения огнестойкости материала до двух часов и выше.
13.2. Огнестойкость строительных конструкций
Огнестойкость строительных конструкций – свойство конструкций сохранять несущую и ограждающую способность в условиях пожара. По степени огнестойкости определяется минимальное расстояние между зданиями и сооружениями (см. таблицу).
В соответствии со строительными нормами и правилами имеется восемь степеней огнестойкости зданий и сооружений, которые характеризуются пределами огнестойкости основных строительных конструкций и пределами распространения огня по этим конструкциям.
I степень огнестойкости. Здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона с применением листовых и плитных негорючих материалов.
II степень огнестойкости. Здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона с применением листовых и плитных негорючих материалов. В покрытиях зданий допускаются незащищенные стальные конструкции.
Минимальные расстояния между зданиями и сооружениями
III степень огнестойкости. Здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона. Для перекрытий допускается использование деревянных конструкций, защищенных штукатуркой или трудногорючими листовыми, а также плитными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня; при этом элементы покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке.
IIIа степень огнестойкости. Здания преимущественно с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса – из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции – из стальных профилированных листов или других негорючих листовых материалов с трудногорючим утеплителем.
IIIб степень огнестойкости. Здания преимущественно одноэтажные с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса из цельной или клееной древесины, подвергнутой огнезащитной обработке, обеспечивающей требуемый предел распространения огня. Ограждающие конструкции – из панелей или поэлементной сборки, выполненные с применением древесины или материалов на ее основе. Древесина и другие горючие материалы ограждающих конструкций должны быть подвергнуты огнезащитной обработке или защищены от воздействия огня и высоких температур таким образом, чтобы обеспечить требуемый предел распространения огня.
IV степень огнестойкости. Здания с несущими и ограждающими конструкциями из цельной или клееной древесины и других горючих и трудногорючих материалов, защищенных от воздействия огня и высоких температур штукатуркой или другими листовыми или плитными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня; при этом элементы покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке.
IVa степень огнестойкости. Здания преимущественно одноэтажные с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса – из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции – из стальных профилированных листов или других негорючих материалов с горючим утеплителем.
V степень огнестойкости. Здания, к несущим и ограждающим конструкциям которых не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня.
Предельное состояние в зависимости от вида конструкций характеризуется несущей способностью, обрушением или прогибом в зависимости от типа конструкции; теплоизолирующей способностью (повышение температуры на необогреваемой поверхности в среднем более чем на 190 °С в сравнении с температурой конструкции до испытания или более 220 °С независимо от температуры конструкции до испытания); плотностью (образование в конструкциях сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя). Для конструкций, защищенных огнезащитными покрытиями и испытываемых без нагрузок, предельное состояние определяется достижением критической температуры материала конструкции.