Контрольная работа по огнезащите для ПГС

ognezaschita.doc

Технология устройства и виды огнезащитных покрытий
строительных конструкций
Область применения различных способов огнезащиты определяют с учетом требуемого предела огнестойкости металлической конструкции ее типа и ориентации в пространстве (колонны стойки ригели балки связи) вида нагрузки действующей на конструкцию (статическая динамическая) температурно-влажностного режима эксплуатации и производства работ по огнезащите (сухие мокрые процессы) степени агрессивности окружающей среды увеличение нагрузки на конструкцию за счет огнезащиты эстетических требований и др.
Строительные металлические конструкции не распространяющие огонь имеют неорганическую структуру и являются негорючими. В условиях пожара металлические конструкции в основном теряют свою несущую способность через 15 минут (025 часа) поэтому в тех случаях когда требуемый предел огнестойкости превышает это значение металлические колонны фермы и балки подвергают огнезащите.
Требование по огнезащите конструкций сооружений регламентируется соответствующими СНиП начиная от СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» и СНиП конкретизирующий требования к данному типу сооружений например Промышленные предприятия - СНиП 2.09.03-89 «Сооружения промышленных предприятий» или СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания» СНиП 2.08.02-89 «Общественные здания» и т.д.
Огнезащита должна обеспечить высокую сопротивляемость конструкций действию огня и высоких температур иметь низкую теплопроводность и достаточную адгезию к металлу. Она должна быть долговечной иметь низкую стоимость технология нанесения должна быть доступной.
Способы огнезащиты металлических конструкций
Огнезащита предназначена для повышения фактического предела огнестойкости конструкций до требуемых значений. Эту задачу выполняют путем использования теплозащитных и теплопоглощающих экранов специальных конструктивных решений огнезащитных составов технологических приемов и операций а также применением материалов пониженной горючести. Огнезащитное действие экранов основывается либо на их высокой сопротивляемости тепловым воздействиям при пожаре сохранением в течение заданного времени теплофизических характеристик при высоких температурах либо на их способности претерпевать структурные изменения при тепловых воздействиях с образованием коксоподобных пористых структур для которых характерна высокая изолирующая способность.
Расположение огнезащитных экранов может осуществляться либо непосредственно на поверхности защищаемых конструктивных элементов либо на откосе с помощью специальных мембранкоробов каркасов закладных деталей.
Огнезащита предусматривает применение конструктивных методов использование теплозащитных экранов из облегченных составов наносимых на поверхность конструкций высокопроизводительными индустриальными методами.
Конструктивные методы огнезащиты включают обетонирование обкладку кирпичом оштукатуривание использование крупноразмерных листовых и плитных огнезащитных облицовок применение огнезащитных конструктивных элементов (например огнезащитных подвесных потолков) заполнение внутренних полостей конструкций подбор необходимых сечений элементов обеспечивающих требуемые значения пределов огнестойкости конструкций разработку конструктивных решений узлов примыкания сопряжений и соединений конструкций.
Кирпичную и бетонную облицовку применяют для повышения предела огнестойкости стальных конструкций до 2 ч и более. При этом бетонную облицовку толщиной 50 мм и более армируют стальным каркасом (хомутом и продольными стержнями) во избежание преждевременного ее обрушения при действии огня. Для исключения этого явления в случае кирпичной облицовки толщиной в 14 кирпича (65 мм) в ее швах также устанавливаются стальные анкеры или хомуты.
Недостатками этого метода являются: увеличение сроков строительства нагрузок на фундамент и использование исключительно на вертикальных конструкциях а также сложность их ремонта и восстановления.
Рис.1 Кирпичная облицовка
Данный вид конструктивной огнезащиты применяется когда необходимо не только защитить металлическую конструкцию от огня но и произвести её усиление или укрепление.
Цементно-песчаная штукатурка толщины 25-60 мм наносимая по стальной сетке используется для повышения предела огнестойкости металлических конструкций до 2-хи более часов.
Рис.2 Цементно-песчаная штукатурка
При толщине 40-60 мм штукатурку армируют двойной сеткой что предохраняет ее от преждевременного обрушения при пожаре.
Цементно-песчаная штукатурка рекомендуется для защиты металлоконструкций зданий; колонн ригелей связей и узлов сопряжения между элементами.
Пределы огнестойкости и толщина защитного слоя штукатурки для огнезащитных покрытий приняты в соответствии с таблицей1.
Толщина защитного слоя штукатурки мм в зависимости от требуемых пределов огнестойкости ч
Слой штукатурки не является одновременно антикоррозионной защитой поэтому перед нанесением штукатурного слоя металлические конструкции защищаются от коррозии.
Рис.3 Фрагменты металлоконструкций с огнезащитной облицовкой
из штукатурок различного состава
а - защита узла соединения рядовой колонны с ригелями; б - защита ригеля расположенного у стены здания; в - защита колонны расположенной у стены здания; 1-колонна; 2 - ригель; 3 - плита перекрытия; 4 - монолитный бетон; 5 6 - арматурные сетки; 7 - штукатурка; 8 - поперечные элементы каркаса облицовки; 9 - стена здания; 10-стойка фахверка; 11 – дюбель
В агрессивных средах необходимо предусмотреть защиту штукатурного слоя согласно главе СНиП по защите строительных конструкций от коррозии.
Нанесение штукатурных растворов осуществляется двумя методами:
- полусухим торкретированием практически любой толщины;
- набрызгом толщиной одного слоя не более 15 мм.
Поверхности стальных конструкций (колонн балок и связей) перед нанесением огнезащитных покрытий должны быть очищены от грязи пыли и масел.
Поверхности подлежащие оштукатуриванию методом набрызга необходимо предварительно смочить водой для увеличения сцепления штукатурки с основанием.
В состав работ по выполнению огнезащитному покрытию входят:
- подготовка поверхности под штукатурку
- установка арматурных сеток (при необходимости) и маяков
- нанесение штукатурного слоя
- разравнивание намета.
Отмеченные выше облицовки достаточно надежны и долговечны. Однако они существенно увеличивают массу конструкций и является трудоемкими. Стремление снизить массу огнезащитной облицовки привело к разработке легких штукатурок на основе перлита вермикулита и других эффективных материалов. Эти облицовки имеют малую плотность (200-600 кгсм3) и поэтому низкую теплопроводность. Они могут применяться для повышения огнестойкости конструкций до 4-хчасов.
В качестве вяжущих в составы огнезащитных покрытий из штукатурок с заполнителями из перлитового песка или вермикулита входят цемент гипс или жидкое стекло.
Цемент и гипс должны поставляться в бумажных мешках на которых должны быть обозначены наименование цемента или гипса их марка номер партии и дата затаривания. При транспортировании и хранении цемент и гипс должны быть защищены от воздействия влаги и загрязнения посторонними примесями.
Жидкое стекло (натриевое) должно удовлетворять требованиям ГОСТ 3956-76*. Его поставляют в железных бочках по 250 кг.
Каждая партия жидкого стекла должна иметь паспорт в котором указывают номер партии дату изготовления и результаты испытаний в соответствии с требованиями стандарта.
Вспученный перлитовый песок (ГОСТ 10832-74*) применяют в качестве заполнителя в огнезащитных штукатурках. Перлитовый песок поставляют в мешках не допускающих его увлажнения и загрязнения. Каждая партия должна иметь паспорт в котором указывают адрес предприятия-изготовителя марку плотность зерновой состав влажность.
До применения вспученного перлитового песка необходимо проверить его объемную насыпную массу зерновой состав и влажность. Максимальная крупность его зерен не должна превышать 25 мм а рекомендуемая плотность зернового заполнителя не должна превышать 100 кгм3.
Минеральную вату необходимо вводить в виде гранул плотностью 150 - 200 кгм3и наибольшей крупностью гранул 6 - 8 мм. Допускается содержание комков размером до 20 мм не более 10 %.
Асбест поставляют в бумажных или джутокенафных мешках. На каждом мешке указывают сорт марку массу номер партии и стандарта. Каждая партия должна иметь паспорт. Асбест должен храниться защищенным от атмосферных осадков. До применения асбеста необходимо проверять его сорт и влажность.
Выбор вяжущего зависит от влажностного режима работы конструкции. Смеси на жидком стекле гипсе следует использовать для покрытий работающих в воздушно-сухих условиях с относительной влажностью в помещениях до 60 %.
При выполнении растворов огнезащитных штукатурок целесообразно использовать сухие штукатурные смеси содержащие все необходимые компоненты кроме добавок которые вводят в воду при затворении смеси.
Для огнезащитной облицовки можно использовать полужесткие минераловатные плиты укрепляемые с помощью стальных анкеров и каркасов. В этом случае необходимо предусматривать антикоррозионную защиту конструкций и достаточную отделку наружной поверхности минераловатной облицовки декоративными материалами.
К недостаткам относятся: большая толщина покрытия монтаж только на поверхности правильной прямоугольной формы высокая влагопроницаемость или влагопоглощение.
Рис.4 Огнезащитная облицовка
Для повышения предела огнестойкости 075 ч - 15 ч применяют огнезащитные краски лаки эмали. Они выполняют следующие функции: являются защитным слоем на поверхности материалов поглощают тепло выделяют ингибиторные газы высвобождают воду. Подразделяются на две группы: невспучивающиеся и вспучивающиеся. Невспучивающиеся краски при нагревании не увеличивают толщину своего слоя. Вспучивающиеся краски при нагревании увеличивают толщину слоя в 10-40 раз. Как правило вспучивающиеся краски более эффективны так как при тепловых воздействиях происходит образование вспененного слоя представляющего собой закоксовавшийся расплав негорючих веществ (минеральный остаток). Образование этого слоя происходит за счет выделяющихся при нагревании газо- и парообразных веществ. Коксовый слой обладает высокими теплоизоляционными качествами.
Все огнезащитные краски и лаки на основании ГОСТа подразделяются на три типа эффективности по защиты от огня. К первой группе относятся материалы обеспечивающие трудносгораемые деревянные изделия и строительные элементы и по результатам испытаниям дающие не более 9% потери массы опытного образца. Вторая группа включает в себя огнезащитные краски и лаки обеспечивающие результат проверки образца с потерей массы от 9 до 30%. К третьей группе относят материалы дающие при испытаниях потерю массы образца более 30%. Данная информация должна быть обязательно указана на упаковке или таре с огнезащитной краской или лаком.
Наиболее технологичным является устройство тонкослойных покрытий с использованием вспучивающихся составов на органической основе. Их огнезащитные свойства проявляются за счет увеличения толщины слоя и изменения теплофизических характеристик при интенсивном тепловом воздействии в условиях пожара.
Рис.5 Вспучивающиеся покрытия
При воздействии высоких температур покрытие вспучивается значительно увеличивается в объеме с образованием коксового пористого слоя. Вспучивающиеся покрытия являются многокомпозиционными системами состоящими из связующего антипирена и пленкообразователей. При воздействии высоких температур эти вещества разлагаются выделяя пары или газы которые блокируют конвективный перенос тепла к защищаемой поверхности подавляя пламя вблизи слоя покрытия и уменьшают радиационный поток тепла.
Образующийся пористый слой обугливается покрытие является теплоизоляционным слоем между источником тепла и защищаемой поверхностью. Объем образовавшегося обугленного слоя в зависимости от состава может составлять от 5 до 200 первоначальных объемов покрытия.
Коэффициент вспучивания зависит не только от природных свойств материала но и от условий его нагревания (максимальной температуры и скорости подъема ее). Поэтому для одного и того же материала обладающего способностью вспучиваться при нагревании коэффициент вспучивания может колебаться в очень широких пределах. Причиной вспучивания и образования пористости служит выделение водяного пара или газа при высоких температурах. Одни виды сырья при нагреве размягчаются что способствует возникновению в них пор другие растрескиваются и распадаются на более мелкие частицы чем до нагрева что также приводит к образованию высокопористой структуры.
Механизм работы вспучивающегося покрытия заключается в следующем. При одностороннем нагреве покрытия в его подповерхностном слое формируется переменное по толщине и во времени температурное поле а также выделяются газообразные продукты термического разложения полимерной или минеральной основы. В результате этого увеличивается пористость материала и в порах создается повышенное давление. В диапазоне температур (наружная поверхность - поверхность защищаемой конструкции) каркас пористого подповерхностного слоя проходит через пластичное (вязко-текучее) состояние и под действием внутреннего давления вытягивается до образования в «узких местах» разрывов - локальных трещин через которые избыток газов пиролиза выте-кает в окружающую среду взаимодействуя с ней. Локальные деформации каркаса суммируясь по возрастающей во времени толщине пластичного слоя создают эффект вспучивания - перемещение поверхности покрытия «навстречу» внешнему тепловому потоку.
По мере роста температуры каркас затвердевает и фиксируется в пространстве образуя вспененный слой в ячейках которого содержится азот и углекислый газ.
Нанесение вспучивающихся покрытий
Работы по нанесению вспучивающихся составов на поверхность стальных конструкций включают следующие технологические операции: подготовку поверхности приготовление рабочего состава покрытия нанесение покрытия. Подготовка поверхности предусматривает очистку от грязи ржавчины окалины и старой краски обезжиривание растворителями нанесение грунтовок.
Нанесение тонкослойных неорганических вспучивающихся составов осуществляется методом безвоздушного напыления. К установкам такого относятся аппараты типа Wagner Graco и др. с параметрами:
рабочее давление - 150 МПа;
диаметр сопла - 032 - 045 мм;
угол распыления - в зависимости от размеров обрабатываемого объекта.
При безвоздушном напылении огнезащитного состава сопло должно находиться на расстоянии 30-40 см от напыляемой поверхности под углом близким к 900oС. Оптимальный режим безвоздушного напыления создается при давлении 010 - 015 МПа.
Рис.6 Нанесение вспучивающихся составов
Покрытие наносят послойно. Толщина слоя и время его сушки определяются свойствами материала.
Тепло-огнезащитные составы наносят на подготовленную поверхность методом полусухого торкретирования. Огнезащитные составы в этом случае поставляются на строительную площадку в виде готовой к применению сухой смеси. В качестве примера можно назвать установки УНОП - 1 JSO -140 KEMATEP - FSM ЦПШК и др.
При применении пушки ЦПШК - 1М давление на выходе водяного шланга 03 - 05 МПа расстояние от сопла до защищаемой поверхности 06 - 05 м. Необходимое количество воды вводимой в огнезащитную смесь через водяной штуцер сопла определяют визуально по моменту образования глянцевой пленки на поверхности нанесенного слоя. Подача воды должна постоянно контролироваться так как избыток воды неизбежно приведет к ухудшению адгезионной способности материала. Направление струи торкрета должно быть перпендикулярным к защищаемой поверхности.
В случае повышенных требований к адгезии целесообразно применение дополнительных клеящих составов например латекса: вначале напыляется грунтовочный слой толщиной 3-5 мм с применением вместо воды водного раствора синтетического латекса или ПВА в пропорции 1:40. Вторым основным слоем (без каких-либо добавок в воду) достигается суммарная толщина покрытия.
При требуемых толщинах огнезащитного покрытия свыше 20 мм необходимо применять армирование его слоя спиральной намоткой стеклобазальтоволокнистыми нитями или стальной проволокой толщиной около 1 мм с шагом 100 - 150 мм. Возможна также установка стальной (базальтоволокнистой) сетки с ячейками размером не более 100x100 мм и толщиной нити не менее 05 мм.
Огнезащитное покрытие на основе портландцемента после нанесения должно быть предохранено от высыхания в течение не менее 7 суток. С этой целью конструкцию с огнезащитой следует закрыть паронепроницаемым пленочным материалом. Огнезащитное покрытие выполненное на основе гипса или жидкого стекла после схватывания может быть подвергнуто как естественной так и искусственной сушке. Искусственная сушка с использованием калориферов инфракрасных излучателей или других тепловых приборов может применяться и для ускорения высыхания покрытий на основе портландцемента после выдержки их во влажных условиях в течение не менее 7 суток. Максимальная температура искусственной сушки замеренная на расстоянии 1 см от поверхности покрытия не должна превышать 100°С.
Для нанесения легких огнезащитных составов применяются машины типа «Putzmaster» - шнекового типа. Сухой состав засыпается в смеситель и добавляется необходимое количество воды.
Поверхность защищаемой конструкции должна быть предварительно очищена и огрунтована. Оптимальная плотность наносимого состава ~700 кгм3. Толщина одного слоя состава в мокром виде не должна превышать 13 мм.
Контроль качества огнезащитных покрытий
Согласно НПБ 232-96 «Порядок осуществления контроля за соблюдением требований нормативных документов на средства огнезащиты (разработка применение и эксплуатация) п. 3.1 работа по контролю за соблюдением требований нормативных документов на средства огнезащиты на предприятиях и объектах строительства должна проводиться в том числе по следующим направлениям:
контроль качества выпускаемых и применяемых средств огнезащиты и их соответствие требованиям нормативных документов;
проверка наличия состояние технического оборудования для приготовления огнезащитных составов.
проверка наличия на рабочих местах выписок из технологических карт по приготовлению и нанесению средств огнезащиты;
контроль состояния огнезащитных покрытий нанесенных на защищаемые материалы и конструкции по истечении различных сроков их эксплуатации.
проверка соответствия условий эксплуатации огнезащитных покрытий требованиям нормативных документов.
В целях определения качества производимых и применяемых средств огнезащиты проводятся контрольные испытания отобранных проб огнезащитных составов на соответствие требованиям нормативных документов (п. 3.2 НПБ 232-96). Испытания проводятся в аккредитованных в установленном порядке испытательных лабораториях (центрах).
В целях определения качества выполненной огнезащитной обработки металлоконструкций защищенных огнезащитными средствами проводится визуальный осмотр нанесенных огнезащитных покрытий для выявления необработанных мест трещин отслоений изменение цвета повреждений а также замер толщины нанесенного слоя. Внешний вид и толщина слоя огнезащитного покрытия нанесенного на защищаемую поверхность должны соответствовать требованиям нормативных документов на данные покрытия.
Требования нормативных документов на средства огнезащиты считаются несоблюдаемыми если выпускаемая продукция выполненные работы (оказанные услуги) режимы эксплуатации не соответствуют хотя бы одному из требований нормативных документов на средства огнезащиты.
Огнезащитная обработка конструкций из дерева
Деревянные элементы строений подвергают защитной обработке для того чтобы предотвратить их возгорание во время пожара. Древесина относится к легковоспламеняемым материалам и загорается при температуре около 300-320°С. Повысить устойчивость древесины к огню позволяет обработка антипиренами – специальными препаратами которые изготавливаются в виде защитных лаков или водных дисперсий.
Рис.7 Огнезащита деревянных конструкций
При нанесении на деревянные конструкции огнезащитных покрытий образуется пленка которая представляет собой изолирующий теплонепроницаемый слой. Такое покрытие затрудняет горение а в некоторых случаях и вовсе препятствуют его возникновение. При развитии пожара оно существенно облегчает процесс тушения. Один из недостатков огнезащитного покрытия – ухудшение внешнего вида древесины поэтому чаще всего его применяют для защиты конструкций которые не находятся на виду.
Огнезащитные пропитки действуют иначе. Существует 2 вида пропиток – органорастворимые и водорастворимые причем наибольшей популярностью пользуются пропитки выполненные на водной основе. Они в свою очередь подразделяются на невымываемые трудновымываемые вымываемые и легковымываемые составы.
В зависимости от назначения конструкций из древесины используется глубокая или умеренная пропитка. Способ огнезащитной обработки с использованием глубокой пропитки более сложен в технологическом плане: для этого древесину необходимо вымачивать затем пропитывать в специальных горяче-холодных ваннах автоклавах.
Понятно что подобная обработка возможна только на стадии строительства когда для возведения здания используют материалы уже подвергшиеся качественной огнезащитной обработке. Если же вопрос о защите деревянных конструкций возник уже после завершения строительства то возможна только умеренная пропитка древесины которая заключается в обычном нанесении огнезащитных составов на ее поверхность.