Современные методы защиты строительных материалов, зданий и сооружений от огня

СПОСОБЫ ОГНЕЗАЩИТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Исходные сведения об огнезащите органических материалов;
Огнезащита древесины и изделий на ее основе;
Оценка огнезащитной эффективности покрытий и пропиток;
Способы снижения пожарной опасности полимерных строительных материалов (ПСМ)

Физические методы:
замедление подвода тепла к материалу за счет теплоизолирующего экранирования его поверхности;
охлаждение зоны горения в результате увеличения отводов тепла в окружающую среду;
ухудшение условий переноса реагентов к фронту горения

Химические методы:
целенаправленные изменения структуры материала, соотношения и состава его материала;
воздействие химических реагентов – ингибиторов газофазных реакций горения;
воздействие химических реагентов, влияющих на твердофазные процессы пиролиза

Огнезащита древесины и изделий на ее основе
Использование огнезащитной обработки древесины значительно уменьшает вероятность ее воспламенения от маломощных источников, увеличивает время задержки воспламенения при действии более мощных источников и открытого пламени, а также замедляет процесс распространения пламени по поверхности деревянных изделий и конструкций. В качестве огнезащитных средств для древесины и деревянных конструкций применяют: теплоизолирующие «одежды», огнезащитные покрытия, растворы огнезащитных веществ – антипиренов.

Теплоизолирующие одежды защищают поверхность древесины от действия источника тепла и тем самым препятствуют протеканию процессов терморазложения древесины и воспламенения ее продуктов разложения
Краски и обмазки выполняют газо-изолирующую функцию, препятствуют выходу продуктов разложения из древесины и проникновению к ним кислорода воздуха
Антипирены оказывают влияние на процессы термоокислительного разложения, воспламенения и горения древесины, усиливают процесс карбонизации, что приводит к уменьшению выхода горючих продуктов разложения

В технологическом регламенте работ по огнезащите указываются:
материалы и вещества, которые следует применять для обработки, а также их возможные заменители;
состав и способ приготовления огнезащитной композиции;
способ ее применения – поверхностное нанесение или глубокая пропитка;
оборудование для проведения огнезащитной обработки;
нормы расхода состава на единицу поверхности или объема обрабатываемой древесины;
количество наносимых слоев и условия сушки при поверхностной обработке;
огнезащитная эффективность применяемого метода;
особые условия проведения и применения обработки: влажность обрабатываемой древесины, температура и влажность окружающего воздуха, химическая агрессивность среды и т.д.

Поверхностные огнезащитные средства
Силикатная краска СК-Л
Состав: жидкое натриевое стекло – 54 %, липотон – 39 %, вермикулит – 7 % Способ приготовления: к смеси липотона с вермикулитом добавляют небольшое количество жидкого стекла и массу тщательно перетирают до образования однородной пасты. В полученную пасту при непрерывном перемешивании добавляют остальное количество жидкого стекла. Краску наносят ровным слоем кистью за три раза с перерывом между нанесениями не менее 6 ч. Расход краски на 1 м2 поверхности – 500 г.
Суперфосфатная обмазка
Состав: суперфосфат сухой – 70 %, вода – 30 % Способ приготовления: в посуду засыпают требуемое количество суперфосфата и к нему при непрерывном перемешивании добавляют воду до получения молярной консистенции. Приготовленная обмазка пригодна для работы в течение 5-6 ч. Обмазку наносят ровным слоем кистью за два раза. Время сушки между нанесением каждого слоя не менее 24 ч. Расход обмазки – 1200 г/м2.

Поверхностные огнезащитные средства
Известково-глиносолевая обмазка ИГС
Состав: известковое тесто – 74 %, глина – 4 %, соль поваренная – 11 %, вода – 11 %. Способ приготовления: известь, просеянную через сито, замешивают с водой в соотношении 1:1. Поваренную соль просеивают через сито, смешивают с требуемым количеством воды и на этой смеси замешивают необходимое по рецепту количество глины. Полученное глиняное тесто смешивают с ранее приготовленным известковым тестом. Обмазку наносят кистью в два слоя с промежуточной сушкой после нанесения первого слоя не менее 10 ч. Срок высыхания обмазки при температуре 18-19 С – 12 ч. Расход обмазки – 1400 г/м2

Пропитка древесины антипиренами
Поверхностная пропитка антипиренами
Состав: фосфорнокислый аммоний (диаммонийфосфат) – 20 %, сернокислый амоний (сульфат аммония) – 5 %, керосиновый контакт – 3 %, вода – 72 %
Приготовление раствора: в теплой воде размешивают фосфорнокислый аммоний и подливают керосиновый контакт, добавляют сульфат аммония, перемешивая его до растворения. Затем доливают оставшееся количество воды, за вычетом избытка воды, содержащейся в разбавленном керосиновом контакте; раствор тщательно перемешивают и дают отстояться в течение суток
Способ пропитки: раствор наносят на поверхность изделия кистью или краскопультом. При обработке раствором комнатной температуры состав наносят трижды с перерывами по 6 ч. При температуре раствора 50-60 С его наносят два раза с перерывом 12 ч. Расход раствора – 1100 г/м2

Способы снижения пожарной опасности полимерных строительных материалов (ПСМ)
Так как горючесть полимерных материалов зависит от соотношения теплоты, выделяемой при сгорании продуктов пиролиза, и теплоты, необходимой для их образования и газификации, то снижение горючести можно обеспечить за счет уменьшения скорости газификации и снижения количества образующихся горючих продуктов следующими методами:
Введение инертных наполнителей;
Введение антипиренов (2 класса – механически совмещающиеся с полимерами и образующие с ними однородную смесь и реакционноспособные соединения, включающиеся в молекулярную структуру полимера);
Нанесение огнезащитных покрытий

Инертные антипирены:
1. Неорганические вещества – элементарный фосфор, фосфат или полифосфат аммония, гидроокись алюминия, сульфиды фосфора, бура, борат цинка со слабой степенью гидратации, фторобораты щелочных металлов, сульфаты, нитраты, хлориды алюминия, калия.
2. Низкомолекулярные галоидосодержащие органические соединения ациклического, алициклического или ароматического строения.
3. Низкомолекулярные фосфорорганические соединения – эфиры фосфорной, фосфоновой или фосфиновой кислот, соли и основания четвертичного фосфония.
4. Высокомолекулярные галоид- и фосфорсодержащие соединения.
5. Органические азотосодержащие вещества, соединения бора, сурьмы и олова

Реакционноспособные антипирены: низко- и высокомолекулярные соединения, содержащие различные функциональные группы, способные к реакциям полимеризации, поликонденсации и полиприсоединения. Используют в качестве сомономеров и сшивающих агентов при синтезе полимеров или модификаторов.
Гипотезы, объясняющие снижение горючести полимерных материалов в присутствии антипиренов:
химическая;
ионная;
газовая;
тепловая;
образования защитного покрытия

Антипирены должны удовлетворять следующим требованиям:
обладать высокой эффективностью пламягасящего действия;
хорошо совмещаться с полимерами;
оказывать минимальное влияние на физико-механические свойства ПСМ;
быть нетоксичными, достаточно доступными и относительно дешевыми
Для создания огнезащищенных ПСМ используют направленный синтез и модификацию полимеров с целью получения продуктов, имеющих пониженную скорость газификации, образующих карбонизированный продукт и низкий выход горючих продуктов пиролиза