Одним з методів підвищення вогнестійкості будівельних конструкцій є застосування пасивного вогнезахисту – матеріалів та конструктивів, що збільшують час збереження несучої здатності будівельних конструкцій в умовах пожеж.
Серед різноманітного асортименту вогнезахисних матеріалів для металевих конструкцій у практиці світового вогнезахисту найбільшою популярністю користуються засоби реактивного типу (інтумесцентні вогнезахисні покриття – покриття, що спучуються) та теплоізоляційні засоби (вогнезахисні штукатурки, мінеральні та волокнисті вогнезахисні плити тощо). Популярність саме тонкошарових вогнезахисних покриттів пояснюється, перш за все, тим, що вони не порушують архітектурні форми та дизайнерські проекти, які спираються на естетичні можливості та переваги металоконструкцій у будівництві. За даними ринкових досліджень у країнах ЄС за останні 20 років частка покриттів інтумесцентного типу зросла з 50 до 80 % (рис. 1).
Інтумесцентні покриття застосовуються для вогнезахисту конструкцій:
Вогнезахисні фарби, що спучуються, є водними або органорозчинними високонаповненими композиціями з приблизно усталеною рецептурою. Дослідники фірми Ковлар Груп зробили аналіз складу біля 40 покриттів інтумесцентного типу вітчизняного та зарубіжного виробництва й дійшли висновку, що за даними FTIR-спектроскопії ці покриття мають ідентичний склад. При цьому IЧ-спектр може бути основним інструментом у відповіді на питання, чи є фарба, яка використовується для вогнезахисту, інтумесцентною. Для прикладу на рис. 2 наведено IЧ-спектри чотирьох водних та органорозчинних інтумесцентних покриттів, виготовлених у чотирьох країнах. Різниця у вогнезахисній ефективності представлених вогнезахисних матеріалів (рис. 2) скоріш всього полягає у різниці співвідношень основних компонентів, типі полімеру та застосуванні спеціальних домішок, які є відповідальними за побудову дієздатного коксового (спученого) шару.
Процедура нанесення інтумесцентної фарби на конструкцію мало чим відрізняється від методів нанесення звичайної лакофарбової продукції, і, як правило, не потребує додаткової обробки поверхні захисними фарбами і емалями, якщо це не передбачено вимогами по експлуатації.
Тонкошарові вогнезахисні покриття (рис. 3) впевнено забезпечують клас вогнестійкості R60 для зведеної товщини металу δ ≥ 4 мм (Аm/V ≥ 250 м-1), R 90 для δ ≥ 12 мм (Аm/V ≥ 80 м-1). Значення Аm/V – коефіцієнт перетину профільний, (section factor) є характеристичною величиною сталевої конструкції, яка дорівнює відношенню площі Аm поверхні в одиниці довжини конструкції до її об’єму V в тій же одиниці довжини. На ринку вогнезахисту України також присутні інтумесцентні фарби, які здатні забезпечити класи вогнестійкості R 120 (наприклад Ammokote MW-120).
В таблиці наведено основні види вогнезахисних покриттів, що представлені на ринку України, та перераховані переваги і недоліки засобів реактивного вогнезахисту.
Таблиця. Характеристики основних видів вогнезахисних фарб для металевих конструкцій
Властивості | Водні поліфосфатні | Органорозчинні поліфосфатні | Епоксидні | З інтеркалеваним графітом |
Умови нанесення | Вище 5°С; вологість не впливає | Вище 0°С; вологість до 80% | Вище 5°С; вологість до 80% | Вище 0°С; вологість до 80% |
Експлуатація | Усередині приміщень | Усередині приміщень | Усередині і зовні приміщень | Усередині і зовні приміщень |
Леткі органічні сполуки (ЛОС), %, до | 5 | 35 | 10 | 65 |
Час висихання, год., до | 8 | 8 | 24 | 10 |
Токсикологічні чинники | Мінімальний вплив | Шкідливо для здоров’я та довкілля | Середній рівень впливу | Шкідливо для здоров’я та довкілля |
Рекомендовані умови номінальної пожежі | Стандартна | Стандартна | Стандартна та вуглеводнева | Стандартна та короткочасна вуглеводнева |
Відповідно до цієї інформації застосування представлених класів вогнезахисних матеріалів повинно відповідати вимогам і умовам нанесення, експлуатації, екології та передбачуваних вогневих впливів з бездоганним дотриманням усіх рекомендацій інструкцій з застосуванню (регламентів робіт з вогнезахисту).