x

Статьи и интервью

Огнезащитные штукатурные смеси vs огнезащитные краски. Часть 2. Устойчивость и долговечность.

В первой статье мы дали краткий обзор рынка огнезащитных средств в Украине, его сегментацию по видам присутствующих материалов, а также сравнили стоимости огнезащитных технических решений выполненных штукатурными смесями и огнезащитными красками. В данной статье мы попытаемся рассмотреть и сравнить химические и физические свойства данных материалов, их влияние на реальный срок эксплуатации огнезащитных материалов, а значит и на сохранение нормируемых пределов огнестойкости строительных конструкций.
Огнезащитные штукатурные смеси чаще всего представляют собой вермикулитовую (перлитовую) смесь со специальными функциональными добавками на гидравлическом или воздушном вяжущем. Огнезащитные материалы данного типа поставляются в виде сухой строительной смеси, которая после добавления воды наносится на поверхность металлоконструкций механизированным способом для получения покрытия толщиной 10-50 мм в зависимости от заданного класса огнестойкости, образуя покрытия с высокой адгезионной способностью к металлическим поверхностям и относительно низкой плотностью (400-600 кг/м3). Практически все основные свойства данного типа огнезащитных материалов будут сравнимы с обычными цементными или гипсовыми штукатурными смесями для общестроительных работ: для цементных материалов – это набор основных прочностных характеристик в течение не менее 28 дней после нанесения, с периодическим увлажнением поверхности, особенно в жаркое время года; для гипсовых материалов – это исключение воздействия воды на покрытия. Что касается огнезащитных свойств данных материалов, то они обусловлены исключительно теплоизоляционными свойствами входящих компонентов, а также химически связанной водой в вяжущих, которая высвобождаясь, не дает прогреться конструкциям, на которые они нанесены.

Огнезащитные краски представляют собой сложную смесь химических веществ в растворах органических полимерных связующих. На рынке Украины присутствуют как вододисперсионные огнезащитные краски, так и краски на органических растворителях, которые поставляются потребителю в готовом к применению виде. Огнезащитные краски относятся к реактивному способу огнезащиты, действие которых основано на образовании под воздействием огня плотного теплоизоляционного слоя, который предохраняет конструкцию от температурного воздействия. Огнезащитные краски еще называют тонкослойными интумесцентными (вспучивающимися, терморасширяющимися) составами. Огнезащитные свойства данного типа материалов основаны на целом комплексе химических реакций, в ходе которых, в том числе, выделяются вещества, замедляющие процесс горения. Тщательно подобранные соотношения компонентов огнезащитных красок (а их не менее 8-10) позволяют получить материалы с очень высокими огнезащитными свойствами. Однако самый главный плюс данного класса материалов, является и самым главным его минусом – любое изменение соотношений компонентов в огнезащитных красках приводит к изменению заявленных огнезащитных свойств покрытия и в 100% случаев эти изменения будут идти в сторону уменьшения этих свойств.

Теперь попытаемся чуть подробнее рассмотреть основные свойства двух видов материалов, понять, как эти свойства могут меняться в процессе эксплуатации и самое главное, каким образом эти изменения могут влиять на основное предназначения материалов – огнезащиту строительных конструкций.

Как уже было сказано выше, в огнезащитных штукатурных смесях основными компонентами являются теплоизоляционные инертные наполнители (перлит, вермикулит), а также гипс или цемент, которые аналогично наполнителям имеют природное происхождение. Эти компоненты и определяют огнезащитную эффективность данного вида огнезащитных материалов – чем больше толщина покрытия, тем больше его теплоизоляционный эффект, а значит и выше предел огнестойкости, который он обеспечивает. Таким образом, есть только два свойства, которые необходимо сохранить огнезащитным штукатурным покрытиям в процессе эксплуатации и при пожаре – целостность и адгезия к строительным конструкциям. Если эти два свойства штукатурного покрытия сохранены, т.е. покрытие находится в удовлетворительном состоянии, без трещин и отслоений, то его соответствие заявленным огнезащитным свойствам гарантировано. 

Нет необходимости доказывать эксплуатационную надежность цементных или гипсовых штукатурных строительных смесей: они применяются уже на протяжении последних 100 лет. Цементные растворы наносят как внутри, так и с наружи зданий, из цемента делают пено- и газоблоки, из которых, в свою очередь, возводят целые дома. Что касается применения гипса, то за последние 20-30 лет трудно представить себе хоть одну стройку без применения данного вида строительного материала – гипсокартонные плиты, гипсоблоки, гипсовые штукатурки, шпаклевки и т.д.

Таким образом, воздействия внешних факторов при эксплуатации штукатурных огнезащитных покрытий, таких как влажность, перепады температур в помещениях, где они эксплуатируются, всевозможное декорирование (окраска, шпаклевание) внешнего вида огнезащитных покрытий и т.д., все это практически не влияет на конечный срок службы покрытий. Свойства огнезащитных штукатурных смесей, которые были нанесены на подготовленную поверхность конструкций со всеми рекомендациями производителя, во время эксплуатации практически не изменяются, а значит, не меняется и их огнезащитная эффективность.

Что касается огнезащитных вспучивающихся красок, то здесь картина несколько иная. Как уже было сказано, огнезащитные краски, это смесь порядка 10 химических веществ с четко выверенным соотношением. При воздействии высоких температур происходит химическое взаимодействие между компонентами краски и огнезащитное покрытие, увеличиваясь в десятки раз в объеме, образует вспученный слой на поверхности конструкций, который за счет своих теплоизоляционных свойств препятствует нагреву конструкций. Любое, даже незначительное изменение физических или химических свойств компонентов огнезащитных красок приводит к изменению в химических реакциях и, как следствие, к изменению огнезащитных характеристик покрытий. Самое главное, что эти изменения могут абсолютно не проявляться визуально – огнезащитное покрытие может также иметь безупречный внешний вид, у него может быть прекрасная адгезия к строительной конструкции и т.д., но огнезащитные свойства при этом могут быть равны нулю.

Теперь необходимо разобраться, какие факторы могут привести к изменению свойств огнезащитных вспучивающихся красок и, следовательно, к снижению огнезащитных характеристик. Основная причина подобных изменений - это повышенная влажность при нанесении огнезащитного слоя и при дальнейшей его эксплуатации. Все без исключения производители огнезащитных красок очень тщательно подходят к регламентированию температурно-влажностных характеристик условий эксплуатации покрытий, а также к применению защитных покрывных слоев из лакокрасочных материалов, для предотвращения негативного воздействия повышенной влажности и внешних агрессивных сред на огнезащитное покрытие. Кратковременное воздействие атмосферных осадков, конденсация влаги на окрашенных конструкциях или даже просто повышенная влажность в помещении приводит к постепенному вымыванию или диффузии отдельных компонентов огнезащитных покрытий. 

В следствие этого происходит дисбаланс между химическими компонентами состава, что во многих случаях приводит к полной потере огнезащитных свойств покрытий. Вот почему в Европе использование покрывных защитных слоев для огнезащиты является непременным условием при применении в качестве огнезащиты интумесцентных красок. У нас это скорее исключение из правил, так как заказчик огнезащитных работ пытается как можно экономнее сделать огнезащиту своего объекта, а организация-подрядчик и не настаивает на этом, боясь потерять свой потенциальный заказ.

Таким образом, эксплуатационная надежность огнезащитных штукатурных смесей (сохранение огнезащитной эффективности покрытий в процессе эксплуатации) на порядок выше, чем у огнезащитных красок и прежде всего это связано с инертностью, при воздействии на входящие в штукатурные смеси компоненты, условий окружающей среды – влажности, температуры и т.д.

Что касается оценки огнезащитной эффективности в период эксплуатации двух рассматриваемых видов огнезащитных покрытий, то и здесь штукатурные покрытия могут дать фору вспучивающимся краскам. Как уже было сказано выше, если сохранена целостность и адгезия огнезащитного штукатурного покрытия к стальной конструкции, то и огнезащитная эффективность его сохранена, т.е. оценка надежности данного типа огнезащитных покрытий состоит только в визуальном осмотре защищенных конструкций. Нет необходимости использовать какой-либо инструментарий. Что нельзя сказать о интумесцентных красках. На настоящий момент в Украине не существует четкой стандартизированной методики, позволяющей оценить огнезащитную эффективность покрытий интумесцентного типа в период их эксплуатации. Существует, конечно, способ сравнения коэффициентов вспучивания огнезащитных покрытий – способ, при котором сравниваются коэффициент вспучивания, полученный при проведении сертификационных испытаний, с коэффициентом, полученным при испытании покрытия после нескольких лет эксплуатации на объекте. Но этот метод дает информацию только о самой величине вспучивания и не дает информацию о том, сохранилась ли огнезащитная эффективность у покрытия или нет. Кроме того, такие определения должны проводиться в специализированных лабораториях, которых в нашей стране не больше пяти. Вот почему определить огнезащитную эффективность штукатурных покрытий на порядок легче и самое главное эффективнее, чем огнезащитных покрытий интумесцентного типа.

В следующей статье мы обговорим вопросы технологий и способов нанесения штукатурных и интумесцентных покрытий, их внешнего вида и прочих характеристик.

Константин Калафат