Как работают вспучивающиеся огнезащитные составы

Огнезащита – важнейший элемент системы пожарной безопасности. Огнезащитная обработка материалов обеспечивает стойкость поверхностей к воздействию высоких температур, снижает вероятность возгорания и предотвращает распространение пламени в случае пожара. Благодаря этому уменьшаются материальные потери, снижается риск травм и гибели людей при возгорании. 

Одним из наиболее эффективных средств огнезащиты становится обработка поверхностей вспучивающимися (интумесцентными) защитными составами: красками, пастами и лаками. Их также называют терморасширяющимися или тонкослойными вспучивающимися покрытиями.

Принцип действия

Технология производства огнезащитных вспучивающихся покрытий (ОВП) относительно новая, ее стали применять в 1960-70 гг. 

В обычных условиях огнезащитный состав как традиционные декоративные покрытия выполняет защитно-декоративные функции. Он образует на поверхности тонкую пленку, которая защищает от влаги, мелких царапин и ударов, ультрафиолета, бактерий и грибков. Под воздействием температуры толщина увеличивается в десятки раз. 

Под воздействием температуры верхний слой вспучивается, увеличиваясь в объеме до 40 раз. Из поверхностного слоя материала образуется пенококсовая шуба, которая в течение некоторого времени защищает от воздействия высокой температуры нижние слои. 

Эффективное вспенивание достигается за счет использования специальных компонентов. В состав включают пленкообразователи, карбонизирующие соединения – источники углерода, неорганические кислоты, вспенивающие агенты, пигменты и наполнители. 

Вспучивающиеся материалы работают в двух направлениях:

  • Барьерная защита. Снижение скорости нагрева поверхности за счет образования шубы из пенококса. Это позволяет повысить предел огнестойкости и отсрочить возгорание. 
  • Выделение инертных газов (углекислый газ, азот, пары воды, аммиак). Они не поддерживают горение, снижают интенсивность пламени и одновременно охлаждают кокс, уменьшая скорость его нагрева.

Как работает вспучивающееся огнезащитное покрытие.
Видео испытаний огнезащитного комплекса Pirilax + Krasula
https://www.nort-udm.ru/foto-video/video-test/pirilax-k45/

Огнезащитные вспучивающиеся покрытия используют для защиты стальных, деревянных, бетонных, кирпичных конструкций. Основная область применения — огнезащита воздуховодов, кабелей, кровли, стропил в жилых зданиях и на специальных объектах. Они эффективны в условиях углеводородного горения, поэтому широко применяются на объектах нефтегазовой отрасли. 

Огнезащитная эффективность ОВП

Основные требования и методы испытаний огнезащитных вспучивающихся покрытий перечислены в НПБ 251-98 и ГОСТ Р 53292-2009 (древесина), НПБ 236-97 и ГОСТ Р 53295-2009 (сталь), НПБ 238-97 и ГОСТ Р 53311-2009 (кабельные покрытия).

  • Огнезащитная эффективность вспучивающихся покрытий для стальных конструкций определяется в минутах от начала огневого испытания до достижения сталью температуры 500 градусов. Современные составы обеспечивают защиту от 30 до 150 минут.
  • При испытаниях составов для древесины определяют массу образца до и после огневого воздействия. I группа огнезащитной эффективности присваивается покрытиям, если потеря массы древесины составила до 9%. II группа огнезащитной эффективности присваивается составам при потере от 9 до 25%. Если потери больше, покрытие не считается огнезащитным. 

Виды вспучивающихся покрытий

ОВП производят на водорастворимой и органорастворимой основе. Водорастворимые огнезащитные составы не имеют запаха и зачастую показывают более высокую эффективность. Но они отличаются высокой восприимчивостью к воде и влаге. Во влажной среде огнезащитная эффективность покрытия снижается, поэтому его можно применять только внутри помещений. 

Органорастворимые ЛКМ образуют водостойкие покрытия, могут наноситься в условиях повышенной влажности, допускают перевозку и применение при отрицательных температурах. Это наилучший выбор для наружной обработки.

Преимущества вспучивающихся составов

Вспучивающиеся покрытия работают по принципам конструктивной защиты, ограждая материал от прямого воздействия огня за счет коксовой шубы. Их ключевое преимущество – малый вес и толщина. Тонкослойные ОВП не влияют на физические и механические характеристики объектов, могут применяться, когда важна точность соблюдения требований к весу и габаритам конструкций. 

Второе преимущество вспучивающихся составов – относительно низкая трудоемкость нанесения. Поверхности обрабатывают, как обычной краской, с помощью валика, кисти, распылителя. При этом важно соблюдать требования производителя относительно толщины покрытия и количества слоев. 

ОВП тонируют и окрашивают древесину в любой цвет по шкале RAL. Составы с биозащитными компонентами позволяют не только проводить декоративную обработку, но и предотвращать поражение грибками, гнилью, водорослями. Это избавляет от необходимости грунтовать поверхности антисептиками перед окрашиванием.