Что такое несгораемые материалы

Негорючие материалы для отделки стен, для кровли, бани и дымохода

Минимальные очаги открытого огня, которые имеет каждый дом, требуют к себе внимательного отношения. Негорючие материалы стоит применять с целью создания комфортных и безопасных условий проживания. Также, использование огнестойких плит, листов или панелей целесообразно и в местах, где присутствие огня не предполагается, например в кровельном пироге.

В данном обзоре рассмотрено понятие огнестойкости (негорючести) в разрезе строительных и отделочных материалов. Также представлены распространенные негорючие материалы, применяемые на различных этапах строительства.

Что такое огнестойкость материалов

Горючесть не следует отождествлять с огнестойкостью. Под огнестойкостью следует понимать способность строительной конструкции или материала сопротивляться воздействию огня и воды при пожаре.

Предел огнестойкости – это время в минутах (в некоторых случаях в часах) с момента начала пожара до выхода конструкции из строя или прогрева до повышения температуры на противоположной от огня поверхности порядка 220°С, выше которой возможно самовоспламенение органических материалов.

Под выходом конструкции из строя подразумевается:

Предел огнестойкости элементов деревянного дома – 15-20 мин, стального каркаса

Горючие строительные материалы подразделяются:

К негорючим относятся минеральные материалы: природные камни, бетоны и растворы на минеральных связующих, керамические и стеклянные материалы, металлы.

Материалы на основе органических, растительных компонентов являются нормально и сильно горючими. К ним относятся панели ДСП, ДВП, большинство синтетических пластмассовых материалов.

Слабогорючими и умеренногорючими являются некоторые органоминеральные материалы, которые не поддерживают горение: фибролит, арболит, древесина, пропитанная антипиренами. При действии открытого огня они тлеют, не дают открытого огня или обугливаются. После устранения источника огня тление прекращается.

Некоторые органические материалы при воздействии огня не дают открытого пламени, но спекаются, оплавляются и насыщают атмосферу целым рядом вредных для здоровья человека газов. Древесина и пенополистирол при горении выделяют два вида газов (СО – угарный газ, СО2 – углекислый газ), а пластмассы — фенол, оксид алюминия, серу и прочие вредные вещества.

Пеностекло — негорючий теплоизоляционный материал

Блоки из пеностекла изготавливаются из стеклянного порошка, прошедшего процесс спекания. Химический состав пеностекла идентичен составу классического стекла и включает в себя оксиды кремния, кальция, натрия, магния, алюминия.

Пеностекло полностью негорючий материал. Оно не содержит окисляющихся или органических компонентов. При нагревании пеностекла до высоких температур оно лишь плавится (как обычное стекло) без выделения газов или паров.

Срок эксплуатации блоков из пеностекла с сохранением защитных характеристик более 100 лет.

Негорючие обои для стен

Огнестойким свойством обладают стекловолокнистые обои (стеклообои). Волокна изготавливают из кварцевого песка, соды, доломита и извести.

Негорючие стеклообои предназначены для отделки всех типов зданий и обладают следующими свойствами:

Используя в швах особую самоклеющуюся ленту при покраске, можно полностью исключить видимость швов.

Стеклообои выпускаются как белые, так и цветные. Могут отличаться плотностью, прочностью, фактурой и рисунком.

Огнестойкие плиты из вермикулита для стен, кровли и дымоходов

Вермикулитовые плиты относятся к огнестойким материалам и выделяются следующими свойствами:

Подобные плиты изготавливаются методом горячего прессования из композиции на основе обожженного вспученного вермикулита, жидкого стекла и неорганических целевых добавок, что при пожаре обеспечивает высочайшую степень огнезащиты любых конструкций (в том числе металлических).

В процессе обжига вермикулит способен увеличивать свой объем в 10–15 раз. После охлаждения материал сохраняет приобретенную форму.

Область применения вермикулита:

Группа огнезащитной эффективности, в зависимости от толщины вермикулита: 1 группа (не менее 150 мин) при толщине материала 48 — 50 мм; 2 группа (не менее 120 мин) при толщине материала 32-40 мм; 3 группа (не менее 60 мин) при толщине материала 20-25 мм.

Минераловатные огнезащитные изделия

Минераловатные волокна способны не плавясь выдерживать температуры свыше 1000°С. В процессе, при температурном воздействии свыше 250°С, связующие материала испаряются, а волокна из-за хаотического сцепления обеспечивают связанность и достаточную прочность, создавая защиту от огня.

Минераловатные огнезащитные материалы успешно применяются для изоляции каминных и печных труб, наружных стен, кровель, полов.

Стекломагниевые панели — универсальный огнестойкий отделочный материал

Стекломагниевый лист – это отделочный материал на основе стружки, хлорида магния и стекловолокна. Он гибок, прочен, огнеупорен и влагостоек.

Армирующая стеклосетка в составе позволяет стекломагниевому листу гнуться с радиусом кривизны до трех метров. Благодаря этому, материал удобно применять и на неровных поверхностях без риска перелома листа.

Данный огнестойкий материал экологически чистый. Даже при нагревании он не выделяет токсических веществ.

Антипирены для повышения огнестойкости

Антипирены – это специальные вещества, повышающие огнестойкость изначально горючих материалов.

Основные требования, предъявляемые антипиренам:

Одним из лучших антипиренов является аммоний фосфорнокислый двузамещенный (диаммоний фосфат). Он при нагревании выделяет окислы фосфора, покрывающие древесину защитной пленкой, и негорючий газ – аммиак. Диаммоний фосфат обычно применяется в смеси с сульфатом аммония.

Существует два вида огнезащитных составов, основой которых служат антипирены:

Огнестойкая краска

Огнезащитная краска – смесь связующего, пигмента и наполнителя. Такие составы чаще готовятся с использованием калиевого жидкого (силикатного) стекла. Также входят в соответствующих пропорциях огнестойкие наполнители, белила, цветной пигмент, калиевое жидкое стекло и специальные добавки. В качестве наполнителя чаще всего используется молотый вермикулит, перлит, тальк, волокна каолиновой ваты, распушенного асбеста.

Огнестойкая краска способна к самопроизвольному затвердению, а образующаяся пленка может служить как для огнезащиты, так и для декоративных целей.

Огнестойкие краски на жидком стекле применяют для внутренних отделочных работ и для повышения огнестойкости деревянных конструкций из ДВП (древесно-волокнистая плита) и ДСП (древесно-стружечная плита).
Органосиликатные композиции можно использовать для покраски элементов экстерьера, металлических конструкций.

Огнезащитные пасты и штукатурки

Огнезащита строительных конструкций может осуществляться обмазкой, или механическим набрызгом (напылением) огнезащитными пастами и штукатурками.

Толщина слоя огнезащитных паст обычно не превышает 0,5 – 1 см, штукатурок – 2-4 см.

Основное отличие огнезащитных паст и штукатурок от обычных цементно-песчаных шпатлевок и растворных штукатурных смесей – это отсутствие в качестве связующего портландцемента и заполнителя в виде кварцевого песка.

Портландцемент при твердении наряду с гидросиликатами, гидроалюминатами и гидроферритами выделяет гидроксид кальция (Са(ОН)2), который при действии температур свыше 550°С разлагается по реакции: Са(ОН)2 – СаО + Н2О. При тушении пожара водой идет обратная реакция, при этом продукт гидратации увеличивается в объеме в 2 раза. Простыми словами — гашеная известь «рвет» поверхностный слой, образуются трещины, которые способствуют проникновению огня внутрь конструкции. Составы с использованием кварцевого песка также не огнестойки.

Огнезащитные пасты и штукатурные растворы готовят на основе жидкого стекла, строительного гипса, глиноземистого цемента, пуццолановых цементов. В качестве заполнителя используется вермикулит, перлит, диатомит, трепел, вулканическая пемза, вулканический туф, трасс, мелкофракционный керамзит, шунгизит, некоторые молотые металлургические шлаки, золы ТЭЦ.

Подведем итог, и выделим основные приемы повышения огнестойкости строительных конструкций:

Источник

Пожароопасность стройматериалов

Специфика крупных зданий – большая протяженность путей эвакуации – диктует повышенные требования к пожарной безопасности используемых строительных конструкций и материалов. И только когда эти требования соблюдаются наравне с решением других технических и экономических задач, здание считается спроектированным правильно.

Согласно Федеральному закону Российской Федерации от 22 июля 2008 г № 123-ФЗ “Технический регламент о требованиях пожарной безопасности”, выбор строительных материалов напрямую зависит от функционального назначения здания или помещения.
Классификацию строительных материалов часто проводят, основываясь на сфере применения продукции. По этому критерию ее разделяют на конструктивные, изоляционные и отделочные, а также конструктивно-изоляционные и конструктивно-отделочные решения.

С точки зрения пожарной безопасности оптимальная классификация предлагается в Статье 13 “Технического регламента”, которая разбивает строительные материалы на два типа: горючие и негорючие. В свою очередь, горючие материалы делятся на 4 группы – слабогорючие (Г1), умеренно горючие (Г2), нормально горючие (Г3) и, наконец, сильно горючие (Г4).

Природные свойства материалов

Ключевым фактором, определяющим пожарную опасность материалов, является сырье, из которого они изготовлены. В этой зависимости их можно разделить на три большие группы: неорганические, органические и смешанные. Рассмотрим подробнее свойства каждой из них. Начнем с минеральных материалов, которые принадлежат к группе неорганических и, наравне с металлическими конструкциями, служат для создания жесткого каркаса – основы современных зданий.

Наиболее часто встречающиеся минеральные строительные материалы – это природный камень, бетон, кирпич, керамика, асбоцемент, стекло и т.д. Они относятся к негорючим (НГ), но даже при небольшом добавлении полимерных или органических веществ – не более 5-10% от массы – их свойства меняются. Увеличивается пожарная опасность, и из НГ они переходят в категорию трудносгораемых.

В последние годы широкое распространение получила продукция на основе полимеров, принадлежащая к неорганическим материалам и являющаяся горючей. При этом от объема и химического строения полимера зависит принадлежность конкретного материала к группе горючести. Выделяют два основных типа полимерных соединений. Это реактопласты, образующие при нагревании коксовый слой, который состоит из негорючих веществ и защищает материал от воздействия высоких температур, препятствуя горению. Другой тип – это термопласты (плавятся без создания теплозащитного слоя).

Вне зависимости от типа, полимерные строительные материалы нельзя перевести в разряд негорючих, но возможно снизить их пожарную опасность. Для этого применяются антипирены – различные вещества, которые способствуют повышению огнестойкости. Антипирены для полимерных материалов можно разделить на три большие группы.

В первую входят вещества, осуществляющие химическое взаимодействие с полимером. Эти антипирены применяются преимущественно для реактопластов, без ухудшения их физико-химических свойств. Вторая группа антипиренов – интумесцентные добавки – под воздействием пламени образует на поверхности материала вспененный ячеистый коксовый слой, препятствующий горению. И, наконец, третья группа – это вещества, которые механически смешиваются с полимером. Их используют для снижения горючести как термопластов, так реактопластов и эластомеров.

Из всех органических материалов наибольшее распространение при строительстве современных зданий получила древесина и изделия из нее – древесно-стружечные плиты (ДСП), древесно-волокнистые плиты (ДВП), фанера и т.д. Все органические материалы относятся к группе горючих, а их пожарная опасность повышается при добавлении различных полимеров. Например, лакокрасочные материалы не только повышают горючесть, но и способствуют более быстрому распространению пламени по поверхности, увеличивают дымообразование и токсичность. В этом случае к СО (угарному газу) – основному продукту горения органических материалов – добавляются и другие токсичные вещества.

Для снижения пожарной опасности органических строительных материалов, как и в случае с полимерными веществами, их обрабатывают антипиренами. Нанесенные на поверхность, под воздействием высоких температур антипирены могут превращаться в пену или выделять негорючий газ. В обоих случаях они затрудняют доступ кислорода, препятствуя возгоранию древесины и распространению пламени. Эффективными антипиренами являются вещества, содержащие диаммоний фосфат, а также смесь фосфорнокислого натрия с сульфатом аммония.

Что касается смешанных материалов, они состоят из органического и неорганического сырья. Как правило, строительная продукция данного типа не выделяется в отдельную категорию, а относится к одной из предыдущих групп, в зависимости от того, какое сырье преобладает. К примеру, фибролит, состоящий из древесных волокон и цемента, считается органическим, а битум – неорганическим. Чаще всего смешанный тип относится к группе горючих продуктов.

Повышенные требования к пожарной безопасности крупных торгово-развлекательных и офисных центров, а также высотных зданий диктуют необходимость разработки комплекса противопожарных мероприятий. Одним из наиболее важных является преимущественное использование негорючих и слабогорючих материалов. В особенности это касается несущих и ограждающих конструкций здания, кровли, а также материалов для отделки путей эвакуации.

Согласно классификации НПБ 244-97, обязательной сертификации в области пожарной безопасности подлежат отделочные, облицовочные, кровельные, гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы, а также напольные покрытия. Рассмотрим данные категории на предмет пожарной опасности.

Отделочные и облицовочные материалы

Существует множество отделочных и облицовочных материалов, среди которых можно выделить полистирольные плитки, ПВХ- и ДСП-панели, обои, пленки, керамическую плитку, стеклопластики и т.д. Большинство продукции данного типа относятся к горючей. В помещениях с массовым скоплением людей, а также в зданиях, где эвакуация затруднена из-за большой площади и этажности, отделочные материалы могут создавать дополнительную угрозу жизни и здоровью людей, вызывая задымление, выделяя токсичные продукты горения и способствуя быстрому распространению пламени. Поэтому необходимо выбирать материалы не ниже класса КМ2.

В зависимости от поверхности, на которую они нанесены, отделочные материалы могут иметь различные свойства. К примеру, в сочетании с горючими веществами обычные обои могут проявить себя как легковоспламеняющиеся, а нанесенные на негорючую базу – как слабогорючие. Поэтому при выборе отделочных и облицовочных материалов следует руководствоваться не только данными об их пожарной опасности, но и свойствами оснований.

Для отделки помещений с большим скоплением людей и путей эвакуации недопустимо использование органических продуктов, в частности, МДФ-панелей, которые чаще всего относятся к группам Г3 и Г4. Для отделки стен и потолков в торговых залах нельзя использовать материалы с более высокой пожарной опасностью, чем класс КМ2.

Обои на бумажной основе не входят в список продукции, подлежащей обязательной сертификации, и их можно применять в качестве отделочного материала для помещений с повышенными требованиями к пожарной безопасности с учетом того, что основание будет негорючим.

Напольные покрытия

К горючести напольных покрытий предъявляются менее жесткие требования, чем к отделочным и облицовочным материалам. Причина состоит в том, что при пожаре пол находится в зоне наименьшей температуры по сравнению со стенами и потолком. В то же время, для материалов, служащих в качестве напольного покрытия, важную роль играет такой показатель, как распространение пламени по поверхности (РП).

Благодаря удобству монтажа и высоким эксплуатационным характеристикам широкое применение в качестве напольных покрытий в коридорах, вестибюлях, холлах и фойе зданий получили “линолеумы” – различные виды рулонных полимерных покрытий. Практически все материалы такого типа относятся к группе сильно горючих (Г4) и обладают высоким коэффициентом дымообразования. Уже при температуре 300 ОС они поддерживают горение, а при нагреве свыше 450–600 ОС – воспламеняются. Кроме того, в продукты горения линолеумов входят токсичные вещества – двуокись углерода, СО и хлористый водород.

Наиболее благополучными, с точки зрения пожарной безопасности, являются керамическая плитка и керамогранит. Они относятся к группе КМ0 и не входят в перечень материалов, подлежащих сертификации в области пожарной безопасности. Такая продукция подходит для помещений любого функционального назначения. Кроме того, в качестве напольного покрытия в коридорах и холлах можно использовать полужесткие плитки, изготовленные из поливинилхлорида с большим количеством минерального наполнителя (группа КМ1).

Кровельные и гидроизоляционные материалы

Обычно пожароопасность кровельных материалов указана в сертификатах в виде группы горючести. Наименьшей опасностью отличаются кровли из металла и глины, а наибольшей – материалы на основе битумов, каучуков, резинобитумных продуктов и термопластичных полимеров. Хотя именно они придают кровельным материалам высокие эксплуатационные характеристики – водо- и паронепроницаемость, морозостойкость, эластичность, стойкость к негативным атмосферным воздействиям и образованию трещин.

Одними из наиболее пожароопасных являются кровельные и гидроизоляционные материалы, в состав которых входят битумы. Они самовоспламеняются уже при температуре 230-300ОС. Кроме того, битум обладает высокой дымообразующей способностью и скоростью горения.

Битумы широко применяются в производстве рулонных (рубероид, пергамин, стеклорубероид, изол, гидроизол, фольгоизол) и мастичных кровельных и гидроизоляционных материалов. Практически все кровельные материалы на основе битума относятся к группе Г4. Это накладывает ограничения на их использование в зданиях с повышенными требованиями к пожарной безопасности. Так, они должны укладываться на негорючее основание. Кроме того, поверх осуществляется гравийная засыпка, а также устраиваются противопожарные рассечки, разделяющие кровлю здания на отдельные сегменты. Это необходимо для того, чтобы локализовать возгорание и воспрепятствовать распространению пожара.

Сегодня на рынке представлены десятки видов гидроизоляционных материалов – полиэтиленовые, полипропиленовые, поливинилхлоридные, полиамидные, тиоколовые и другие мембраны. Вне зависимости от вида, все они относятся к группе горючих. Наиболее благополучными, с точки зрения пожарной безопасности, являются гидроизоляционные мембраны, относящиеся к группе горючести Г2. Как правило, это материалы на основе поливинилхлорида с добавлением антипиренов.

Теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционные материалы, подлежащие сертификации в области пожарной безопасности, можно разделить на пять групп. Первая из них – пенополистиролы. Благодаря сравнительно низкой стоимости они получили широкое распространение в современном строительстве. Наряду с хорошими теплоизолирующими свойствами эта продукция обладает рядом серьёзных недостатков, в числе которых недолговечность, недостаточная влагостойкость и паропроницаемость, низкая стойкость к воздействию ультрафиолетовых лучей и углеводородных жидкостей, а главное – высокая горючесть и выделение при горении токсичных веществ.

Одной из разновидностей пенополистиролов является экструдированный пенополистирол. Он имеет более упорядоченную структуру из мелких закрытых пор. Такая технология производства повышает влагостойкость материала, но не снижает его пожарную опасность, которая остается столь же высокой. Воспламенение пенополистиролов происходит при температуре от 220 до 380 ОС, а самовоспламенение соответствует температуре 460-480 ОС. При горении пенополистиролы выделяют большое количество тепла, а также токсичные продукты. Вне зависимости от вида, все материалы данной категории относятся к группе горючести Г4.

В качестве теплоизоляции в составе штукатурных фасадных систем пенополистирол рекомендуется устанавливать с обязательным устройством противопожарных рассечек из каменной ваты – негорючего материала. Из-за высокой пожарной опасности применение материалов этой группы недопустимо в вентилируемых фасадных системах, так как они могут существенно повысить скорость распространения пламени по фасаду здания. При использовании комбинированных кровельных покрытий пенополистирол укладывается на негорючее основание из каменной ваты.

Резольные пенопласты, изготовленные из резольных фенолформальдегидных смол, относятся к группе трудногорючих. В виде плит средней плотности они применяются для теплоизоляции наружных ограждений, фундаментов и перегородок при температуре поверхности не выше 130 ОС. Под воздействием пламени резольные пенопласты обугливаются, сохраняя в целом свою форму, и обладают малой дымообразующей способностью по сравнению пенополистиролом. Одним из главных недостатков данной категории материалов является то, что при деструкции они выделяют набор высокотоксичных соединений, в который, помимо угарного газа, входит формальдегид, фенол, аммиак и другие вещества, представляющие непосредственную угрозу жизни и здоровью людей.

Еще один вид теплоизоляции – стекловата, для производства которой используется те же материалы, что и при изготовлении стекла, а также отходы стекольной промышленности. Стекловата обладает хорошими теплотехническими характеристиками, а температура её плавления составляет порядка 500 ОС. Однако в силу некоторых особенностей к группе НГ относится теплоизоляция плотностью менее 40 кг/м3.

В перечень теплоизоляционных материалов входит каменная вата, которая состоит из волокон, получаемых их каменной породы базальтовой группы. Каменная вата обладает высокими тепло- и звукоизоляционными характеристиками, стойкостью к нагрузкам и различным видам воздействия и долговечностью. Материалы данной группы не выделяют вредных веществ и не оказывают негативного воздействия на окружающую среду. Каменная вата – наиболее надёжный материал с точки зрения пожарной безопасности: она является негорючей и имеет класс пожарной опасности КМ0. Волокна каменной ваты способны выдерживать температуру до 1000°C, благодаря чему материал эффективно препятствует распространению пламени. Теплоизоляция из каменной ваты может применяться без ограничения в этажности здания.

Оценка пожароопасности теплоизоляции проводилась в рамках специализированных семинаров, организованных ВНИИПО МЧС. Они сопровождались натурными огневыми испытаниями, в которых участвовали распространенные виды теплоизоляционных материалов – пенополистирол, пенополиуретан, резольный пенопласт и каменная вата. Под воздействием открытого пламени горелки пенополистирол расплавился с образованием горящих капель в течение первой минуты эксперимента, пенополиуретан сгорел в течение 10 минут. За 30 минут испытания резольный пенопласт обуглился, а каменная вата не изменила своей первоначальной формы, доказав свою принадлежность к негорючим материалам. Вторая часть испытаний – имитации возгорания кровли с теплоизоляционным слоем – показала, что горящий расплав пенополистирола, проникая во внутренние помещения, способствует распространению пожара и возникновению новых очагов возгорания. Таким образом, по результатам испытаний были сделаны выводы о высокой пожарной опасности наиболее часто используемых теплоизоляционных материалов.

Подводя итоги, необходимо ещё раз отметить важность эффективных противопожарных мероприятий в процессе проектирования и строительства зданий. Одно из центральных мест занимают оценка пожарной опасности и грамотный выбор строительных материалов, основанный на действующих нормах и стандартах и учитывающий функциональное назначение и индивидуальные особенности здания. Применение современных материалов позволяет обеспечить полное соответствие требованиям пожарной безопасности, гарантируя сохранность жизни и здоровья людям, которые будут находиться в здании после завершения строительства.

Источник