Проведение испытаний на определение огнестойкости строительных конструкций

Огнестойкость - важный показатель безопасности материалов, используемых в ходе ремонтных и строительных работ. Степень устойчивости к воздействию огня в обязательном порядке устанавливается для несущих конструкций, включая перекрытия и стены сооружений. Данный критерий безопасности является ключевым при проектировании различных типов построек.

Законодатель понимает под пределом огнестойкости ту степень воздействия на конструкцию огнем, при которой на его поверхности появляются признаки предельного состояния. Выявленный показатель всегда фиксируют в названии огнезащитных материалов, отмечая время в минутах.

Причина высокой чувствительности материалов заключается в:

Высокой теплопроводности. Вызывает быстрое повышение температуры незащищенных металлических конструкций. Материал быстро прогревается и достигает максимальной температуры. Он теряет свою прочность и способность выдерживать приложенную внешнюю нагрузку
Небольшой теплоемкости

Зачем определять огнестойкость строительных конструкций

Уточнение предела огневой стойкости материала необходимо при проектировании и строительстве, чтобы:

Обеспечить соответствие возводимых конструкций действующим нормативным документам и требованиям безопасности
Грамотно установить объекты инженерных коммуникаций, в том числе водоснабжение, электричество, газоснабжение
Правильно выбрать приборы для системы сигнализации, модули пожаротушения, аварийного освещения, дымоудаления и эвакуации

Какие материалы проверяют на огнестойкость

Исследованию на устойчивость при воздействии пламени подвергаются следующие строительные конструкции:

Наружные несущие и ненесущие стены, колонны и другие элементы
Междуэтажные (чердачные и надподвальные) перекрытия
Настилы с утеплителем, балки, прогоны
Элементы лестничных клеток

Огнестойкость дерева

Древесина загорается при температуре 350 градусов Цельсия. Нагревание и удаление жидкости происходит при воздействии температуры до 110 градусов Цельсия. Это приводит к активному разложению. После нагревания до 150 градусов Цельсия поверхность приобретает желтоватый оттенок. После роста температуры до 250 градусов Цельсия происходит обугливание. При 250-300 градусах дерево активно выделяет продукты разложения.

В целом, процесс разложения происходит в виде распада с поглощением тепла при температурном режиме до 250 градусов Цельсия и горения с выделением тепла. На второй фазе происходит сгорание газов и образовавшегося древесного угля (тление). Пределы огнестойкости древесины зависят от времени воздействия открытого огня и высоких температур.

Среди основных способов повышения стойкости древесины отмечают:

Гипсовую штукатурку
Пропитку антипиренами
Цементную штукатурку по металлической сетке
Применение полужесткой минераловатной плиты
Покрытие асбоцементными плоскими листами
Использование вспучивающихся покрытий ВПД

Пределы огнестойкости железобетонных конструкций

Характеристики огнестойкости окон определяются после исследования уровня эксплуатационных нагрузок, конструкции, толщины защитных слоев бетона, типа арматуры, вида и степени влажности бетона.

Максимальную чувствительность к действию пламени имеют изгибаемые железобетонные объекты, к примеру, прогоны, плиты, ригели, балки. Их предел огнестойкости варьируется на границах R45-R90. Причиной уязвимости является минимальный защитный слой бетона.

На пределы огнестойкости влияет конфигурация объектов, которые могут быть многопустотными и ребристыми.

Причиной наступления предельных состояний являются факторы:

Снижение прочности при нагревании поверхности металла
Тепловое расширение материала
Появление в арматуре отверстий или трещин
Утрата теплоизолирующей способности

Огнестойкость битумных и дегтевых материалов

Строительные материалы, включающие в своем составе битумы или дегти, считаются горючими. Они используются при обустройстве рубероидных и толевых кровель. Такие конструкции загораются под воздействием маломощных источников огня, например, искр.

Битумные и дегтевые изделия выделяют большое количество густого черного дыма. В процессе горения материалы размягчаются и растекаются.

Главными путями снижения их возгораемости называют:

Засыпание песком, гравием или шлаком
Покрытие негорючими плитками, фольгой

Огнестойкость полимерных строительных материалов

Полимерные строительные материалы из поливинилхлоридов, фенолформальдегидов, полиэтиленов подвержены горению. Такие изделия служат для отделки, оборудования полов.

Они входят в состав труб, клея, санитарно-технических и погонажных изделий, теплозвукоизоляционных материалов. ПСМ отличаются высокой горючестью и токсичностью. При их возгорании образуется максимальное количество дыма.

Негорючие материалы

Выделяют ряд строительных материалов искусственного и естественного происхождения, которые не загораются под воздействием искр или открытого пламени. Среди них:

Вяжущие вещества, в частности, гипсовые, известковые, цементные смеси, которые требуются для изготовления каменной кладки, безобжиговых изделий и штукатурки
Кровельные и гидроизоляционные материалы. В данную категорию относят асбестоцементные листы, изол, бризол, толь, черепицу, пороизол, шифер, рубероид
Изделия для возведения стен. Для этой цели может послужить древесина, железобетон, бетон, металлы, кирпич
Отделочные и облицовочные материалы, например, пластик, линолеум, плитка из керамики
Теплоизоляция, включая минеральную вату, пенопласты, пенобетоны и газобетоны, войлок

Степени огнестойкости

Все горючие материалы, используемые при строительстве, можно классифицировать на следующие степени огнестойкости:

1 – плиты с элементами из железобетона, штучных натуральных или искусственных камней
2 - сооружения с элементами из железобетона, штучных камней без специальной огнезащиты, применяемые в стропильных системах
3 – древесина, конструкции из железобетона, штучных натуральных или искусственных камней для перекрытий, стропильных систем с дополнительной обработкой антипиренами, штукатуркой
4 – деревянные постройки со штукатуркой, грунтовкой
5 – объекты, в отношении которых не установлены пределы огнестойкости

Показатели огнестойкости

Специалистами, проводящими тестирование объектов и строительных материалов, выделяется ряд существенных параметров и обозначений:

R – утрата несущей способности конструкции
W – максимальная плотность теплового потока
Е - неспособность сохранять целостность
I – потеря теплоизолирующих характеристик после повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений
S – максимальная дымогазонепроницаемость поверхности

Эксперты рассчитывают пределы огнестойкости для разных типов материалов. К примеру, параметры для стальных конструкций (R10 – R15), для алюминиевых элементов (R6 – R8). Уровня R45 могут достигать колонны массивного сплошного сечения, которые редко применяются в строительстве. Если предел огнестойкости конструкции R8 и более, то допускается применение незащищенных стальных конструкций.

Способы увеличения предела огнестойкости

На характеристики устойчивости объекта к воздействию огня влияет состав материала. В частности, повышению стабильности и прочности способствует многослойность, наличие в составе воздушных прослоек. У росту безопасности ведет правильная установка защитных слоев по отношению к направлению теплового потока. В некоторых случаях высокую эффективность имеет несимметричное нанесение.

Среди главных методов повышения огнестойкости: