Preparaty Ogniochronne do Stali: Kompleksowe Zabezpieczenie Konstrukcji

Stal potocznie uważa się za niepalną, jednak nie oznacza to, że w wypadku pożaru ogień nie wywrze na nią żadnego wpływu. Konieczność zabezpieczania konstrukcji stalowych oraz innych elementów każdego budynku jest oczywista: odpowiednio zabezpieczone budynki w wymierny sposób ograniczają rozprzestrzenianie się ognia w czasie pożaru, a rozmiar strat dokonanych przez ogień jest dużo mniejszy. Odpowiednie zabezpieczenie konstrukcji stalowej przed ogniem jest niezbędne, aby zapobiec zawaleniu się elementu stalowego i dać osobom przebywającym w obiekcie więcej czasu na ewakuację, ochronę mienia i rozpoczęcie akcji gaśniczej.

Dlaczego stal wymaga zabezpieczenia przeciwpożarowego?

Mimo że profile stalowe odznaczają się imponującą wytrzymałością, sytuacja diametralnie zmienia się w warunkach pożarowych, pod wpływem działania wysokiej temperatury. Stal pod wpływem wysokiej temperatury traci swoje właściwości mechaniczne i nośność. W temperaturze około 500°C, która w przypadku pożaru może zostać osiągnięta w ciągu zaledwie kilku minut, konstrukcje stalowe tracą swoją nośność. Rozprzestrzeniający się ogień może osiągać nawet przeszło 1000°C, czyli nieporównywalnie więcej niż wynosi temperatura krytyczna stali (ponad 500°C), w której metal traci swoje właściwości.

W rozwiniętym pożarze konstrukcja stalowa już po kilku minutach traci swoje pierwotne właściwości i stanowi niebezpieczeństwo dla obiektu oraz znajdujących się w nim osób. Tempo nagrzewania się metalu mocno wzrasta w krótkim czasie. Już samo projektowanie konstrukcji stalowych musi uwzględniać warunki pożarowe obiektu i ochronę przed wysoką temperaturą.

Rodzaje zabezpieczeń przeciwpożarowych konstrukcji stalowych

Zabezpieczenie przeciwpożarowe konstrukcji stalowych wykonuje się poprzez bierną ochronę przeciwpożarową. Żadne zabezpieczenie przeciwpożarowe nie sprawi, że konstrukcja stalowa będzie w stu procentach odporna na długotrwałe oddziaływanie ognia. Zabezpieczenia takie mają za zadanie sprawić, że konstrukcja stalowa będzie dłużej opierać się działaniu ognia i później osiągnie temperaturę krytyczną (czyli tę, w której stal traci swoje właściwości) niż gdyby nie zastosowano żadnych zabezpieczeń. Rozwój technologii oraz liczne badania pozwoliły opracować trzy kluczowe technologie biernej ochrony przeciwpożarowej konstrukcji:

• Natryski ogniochronne
• Farby pęczniejące
• Zabudowy z płyt ogniochronnych

To, które rozwiązanie zapewni odpowiednią odporność ogniową i zwiększy wytrzymałość elementów konstrukcji stalowej w wysokiej temperaturze, zależy od kilku czynników. Skuteczne zabezpieczenie przeciwpożarowe konstrukcji stalowych ma za zadanie obniżyć temperaturę stali w przypadku pożaru i opóźnić jej osłabienie. Preparaty izolacyjne tworzą warstwę ochronną na powierzchni stali, która zapobiega przenikaniu ciepła do jej wnętrza. Preparaty reaktywne natomiast zmieniają swoją strukturę chemiczną pod wpływem wysokiej temperatury i tworzą warstwę spienioną, która zwiększa objętość i zmniejsza gęstość preparatu, tworząc barierę termiczną.

Natryski ogniochronne

Lekki i jednocześnie skuteczny natrysk ogniochronny to sposób na bezinwazyjne i szybkie stworzenie powłoki chroniącej przed pożarem. Zaprawy ogniochronne, zarówno suche, jak i mokre, stosowane jako natryski, dają bardzo dobre efekty i skutecznie spełniają swoją rolę, którą jest spowolnienie nagrzewania się stali. Materiał natryskowy składa się zazwyczaj z wełny mineralnej i nieorganicznych spoiw hydraulicznych, bądź jest gotową mieszanką produkowaną na bazie wermikulitu i cementu portlandzkiego.

Aplikacja systemu natryskowego przede wszystkim pozwala równomiernie i dokładnie pokryć każdy element stalowej konstrukcji, docierając w miejsca trudno dostępne. Przekłada się to na możliwość zabezpieczenia nawet najbardziej skomplikowanych układów belek czy ścian, a także na zapewnienie im maksymalnej szczelności. Natryski ogniochronne sprawdzają się podczas pożarów węglowodorowych, dzięki czemu powłoka najczęściej stosowana jest w zakładach produkcyjnych czy rafineriach, gdzie szczególnie ważne jest zabezpieczenie nie tylko obiektu, ale także urządzeń.

Zalety i zastosowania natrysków ogniochronnych:

• Wszechstronność: Wewnętrzna i zewnętrzna ochrona konstrukcji.
• Szybka aplikacja: Przy użyciu pomp natryskowych.
• Dopasowanie do kształtu: Idealne dopasowanie powłoki do każdego kształtu, zapewniające maksymalną szczelność.
• Stabilność: Wysoka stabilność w wysokiej temperaturze.
• Lekkość: Ciężar izolacji ogniochronnej może zostać pominięty przy obliczeniach statycznych budynku, ponieważ powłoka ogniochronna nie obciąża konstrukcji nośnej.
• Izolacja akustyczna: Dodatkowa izolacja akustyczna w budynku (np. niektóre produkty na bazie wełny mineralnej).
• Wykończenie: Możliwość malowania powłoki farbami lub nadanie industrialnego stylu wykończenia.

Aplikacja i grubość natrysku:

Natryski ogniochronne występują w formie proszku, będącego mieszaniną cementu lub gipsu z dodatkiem włókien wermikulitu, wełny skalnej oraz plastyfikatorów. Materiał podawany jest za pomocą odpowiednich agregatów i łączy się z wodą na końcu dyszy lub proszek należy zmieszać z wodą i nakładać w stanie płynnym za pomocą urządzeń pompująco-natryskowych.

Przed rozpoczęciem aplikacji konieczne jest odpowiednie przygotowanie podłoża. Aby produkt spełnił swoją funkcję ogniochronną, powierzchnia konstrukcji musi być sucha i czysta (niezakurzona oraz bez pozostałości zaprawy bądź rdzy). Grubość nakładanej warstwy zależna jest od rodzaju produktu ogniochronnego, temperatury krytycznej, wymaganej odporności ogniowej konstrukcji budynku oraz współczynnika masywności elementów konstrukcji.

Przykładowe produkty natryskowe:

• Promaspray F250: Zaprawa na bazie włókien z wełny mineralnej do ochrony przeciwpożarowej i izolacji akustycznej.
• Monocote Z 146W / Monocote ZK 146T / Fire-mix: Zaprawy produkowane na bazie wermikulitu i cementu portlandzkiego, stosowane do zabezpieczeń konstrukcji stalowych w warunkach pożaru węglowodorowego.
• Mercor Isoverm 825, Mercor Tecwool F, Promat Promaspray P300, Promat Promaspray C450: Sprawdzone materiały renomowanych producentów, oferujące ochronę w klasach od R30 do R240.

Farby pęczniejące ogniochronne

Farby pęczniejące to estetyczne rozwiązanie pozwalające za pomocą niewielkich grubości powłoki (100-5000 mikronów) wykonać zabezpieczenie przeciwpożarowe konstrukcji stalowej, które dodatkowo nada elegancji profilom stalowym. Dostępne są zazwyczaj w zestawach, w skład których wchodzą farby podkładowe, pęczniejące i nawierzchniowe.

Mechanizm działania:

Działanie farby ogniochronnej do stali opiera się na jej składzie. Receptura preparatu zawiera między innymi katalizator, który w kontakcie z płomieniami i wysoką temperaturą ulega rozkładowi do kwasów nieorganicznych. Następnie cząsteczki kwasu łączą się ze źródłem węgla, a struktura i właściwości farby ulegają gwałtownej zmianie. Rolą farb pęczniejących jest zwiększanie swojej objętości już po podwyższeniu się temperatury do 100°C. Procesy chemiczne doprowadzają do pęcznienia farby nawet w stosunku 1:50, co oznacza, że z 1mm nominalnej powłoki w trakcie pożaru uzyskamy 5 cm izolacji ogniowej elementu stalowego. Stal pokryta farbą ogniochronną zmniejsza przepływ promieniowania cieplnego, a powłoka z farby zapewnia stali skuteczną izolację.

Aplikacja i elementy systemu:

Farby ogniochronne mogą być produktami wodorozcieńczalnymi, służącymi do zabezpieczeń konstrukcji zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynków. Do nakładania farb ogniochronnych wykorzystuje się agregaty malarskie oraz narzędzia, takie jak pędzle i wałki, lub metodę natryskową. Grubość nakładanego na stal preparatu uzależniona jest od klasy odporności ogniowej, jaką ma mieć dana konstrukcja lub jej poszczególne elementy.

Aby poprawnie wykonać zabezpieczenie, stal musi być wolna od rdzy, kurzu, dokładnie odtłuszczona i oczyszczona do stopnia Sa 2,5 wg normy EN ISO 12944-4. Elementy systemu farb pęczniejących obejmują:

1. Warstwa podkładowa: Najczęściej dwuskładnikowa farba epoksydowa, która zabezpiecza konstrukcje stalowe przed korozją i szkodliwymi czynnikami środowiskowymi, stanowiąc idealne podłoże.
2. Powłoka z pęczniejącej farby ogniochronnej: Nakładana w kilku warstwach, techniką malarską, wałkiem lub natryskową, aż do docelowej grubości, która spełni wymagania izolacji ogniowej.
3. Warstwa wykończeniowa (nawierzchniowa): Służy jako zabezpieczenie przed czynnikami zewnętrznymi i nadaje estetyki całości konstrukcji, dostępna w różnej kolorystyce (np. z palety RAL).

Przykładowe farby pęczniejące:

• Flame Stal: Do ogniochronnego zabezpieczenia konstrukcji stalowych i stalowych ocynkowanych w klasach R15, R30, R60. Stosowana na zewnątrz i wewnątrz obiektów.
• PROMAPAINT-S: Bezrozpuszczalnikowa, wodorozcieńczalna farba do zabezpieczeń w klasach R15, R30, R60, stosowana wewnątrz i na zewnątrz w środowisku o stopniu agresywności korozyjnej od C1 do C5-M.
• FlameSorber: Jednoskładnikowy, wodorozcieńczalny wyrób. Po ogrzaniu do 200-250°C spienia się, chroniąc stal przed osiągnięciem temperatury krytycznej. Zabezpiecza konstrukcje w klasach R15, R30 i R60.
• Steelguard (549, 550, 562, 585, 801): Zestawy cienkopowłokowych farb pęczniejących do konstrukcji stalowych, stalowych ocynkowanych i żeliwnych. Przeznaczone do stosowania zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz, w różnych kategoriach korozyjności (C1-C5). Posiadają aprobaty UL w USA, BS w Wielkiej Brytanii i inne.
• Interchar (212, 404): Systemy do ogniochronnego zabezpieczania elementów konstrukcji stalowych o profilach zamkniętych i otwartych, odporne na warunki atmosferyczne i charakteryzujące się długą trwałością. Zabezpieczenie sklasyfikowane w klasach odporności ogniowej od R15 do R120.
• Chartek (7, 1709): Niezawodne, grubopowłokowe i bezrozpuszczalnikowe preparaty epoksydowe zbrojone, zapewniające ochronę na najwyższym poziomie. Cechują się wszechstronnością zastosowania, w tym w przemyśle petrochemicznym, energetycznym oraz terminalach LNG. Farby Chartek są również doskonałym zabezpieczeniem przed korozją i działaniem agresywnego środowiska chemicznego oraz morskiego (strumieniowe pożary węglowodorowe). Posiadają specjalistyczne certyfikaty (np. Lloyd's Register).

Należy jednak pamiętać, że mimo niezwykłej wytrzymałości, jaką zapewnia farba ogniochronna, jej właściwości mogą ulec pogorszeniu, jeśli aplikuje się ją w warunkach niedopuszczonych przez producenta. Z tego powodu należy zapoznać się z wytycznymi zawartymi w specyfikacji preparatu i szczegółowej karcie produktu, np. dotyczącymi temperatury otoczenia podczas malowania.

Zabudowy z płyt ogniochronnych

Okładziny z płyt ogniochronnych to rozwiązanie, dzięki któremu w trwały i estetyczny sposób można wykonać zabezpieczenie konstrukcji stalowych w klasach od R30 do R240. Płyty ogniochronne są odporne na działanie wysokich temperatur i ognia. Systemy tworzone z nich charakteryzują się wysoką izolacyjnością i szczelnością, zwiększając bezpieczeństwo obiektów.

Materiały i zastosowanie:

Płyty ogniochronne wykonuje się najczęściej z cementu, gipsu, silikatu lub magnezu. Mogą to być również specjalne mieszanki magnezowo-wapienno-krzemiankowe stanowiące rdzeń wzmocniony siatką z włókna szklanego i pokryty warstwą celulozy. Są one stosowane najczęściej w budynkach użyteczności publicznej, halach i magazynach, gdzie konieczne jest przestrzeganie rygorystycznych przepisów przeciwpożarowych.

Zabudowy z płyt ogniochronnych znajdują zastosowanie w wielu obszarach:

• Zabudowa profili stalowych (otwartych i zamkniętych).
• Zabudowa i wykończenie ścian, sufitów oraz podłóg przegród wewnętrznych.
• Zwiększenie odporności i izolacji ogniowej przegród zewnętrznych (pod warunkiem zabezpieczenia przed czynnikami atmosferycznymi, np. impregnacją).
• Zabudowa szachtów oddymiających (w połączeniu z wełną mineralną dla pełnej szczelności).
• Zabezpieczenie przestrzeni przy kominkach i piecach.
• Zabudowa tras kablowych czy kanałów wentylacyjnych.

Aplikacja i zalety:

Płyty są docinane za pomocą pił na miejscu i montowane do specjalnie utworzonych stelaży (np. z profili stosowanych przy suchych zabudowach z płyt G-K) lub łączników (w przypadku konstrukcji stalowych) albo klejone bezpośrednio do podłoża, takiego jak beton autoklawizowany czy cegła ceramiczna. Wykonywanie zabudowy z płyt jest metodą, która pozwala na ograniczenie do minimum zanieczyszczenia otoczenia w trakcie prac.

Grubość płyty stanowiącej zabezpieczenie przeciwpożarowe konstrukcji stalowej dobierana jest na podstawie wskaźnika masywności profili stalowych oraz wskaźnika nośności konstrukcji R. W przypadku profilu o dużym wskaźniku masywności stosuje się cieńszą izolację, natomiast dla profilu cienkościennego grubość izolacji ulega zwiększeniu.

Zastosowanie zabudowy z płyt jako jedyna metoda umożliwia największe możliwości wykończenia powierzchni, ponieważ są one przystosowane do klejenia płytek na powierzchni płyty, a także do malowania farbami dyspersyjnymi czy lakierami z żywic syntetycznych lub epoksydowych. Ze względu na swoją strukturę i wytrzymałość płyty ogniochronne mogą w pełni zastępować płyty OSB czy szkielety drewniane.

Przykładowe płyty ogniochronne:

• Promatect H, Promatect L, Promatect-XS, Promatect-L500: Płyty silikatowo-cementowe firmy Promat, światowego lidera w produkcji środków do biernej ochrony przeciwpożarowej. Mogą być stosowane do zabezpieczenia zewnętrznych elementów konstrukcji budowlanych (po impregnacji). Spełniają kryteria klas R15 do R240. Wysoka stabilność pozwala na wykonanie samonośnej okładziny bez mocowania do elementu stalowego.
• CONLIT 150 P: Płyty z wełny mineralnej skalnej, stosowane do zabezpieczeń wewnątrz budynków, w klasach odporności ogniowej R30-R180. Nadają się również do zabezpieczania szachtów oddymiających. Do uszczelniania połączeń stosowany jest klej CONLIT GLUE.
• Ridurit: Płyty gipsowe, wyjątkowo odporne na działanie ognia i bardzo wytrzymałe mechanicznie. Zapewniają gładką powierzchnię i nie wymagają specjalnego wykończenia, a do obróbki używa się standardowych narzędzi.
• Mercor Tecbor, Mercor Silbord: Inne rodzaje płyt ogniochronnych wykorzystywanych w budownictwie.

Wybór optymalnej metody zabezpieczenia

Wybór preparatu do zabezpieczenia przeciwpożarowego konstrukcji stalowej zależy od wielu czynników, takich jak: rodzaj i kształt konstrukcji, wymagana klasa odporności ogniowej (np. R15, R30, R60, R90, R120, R180, R240), warunki eksploatacji (wewnątrz/zewnątrz budynku, środowisko o podwyższonej agresywności korozyjnej), koszt oraz estetyka. Niektóre preparaty mogą być lepiej dopasowane do konkretnego zastosowania niż inne. Wymagania stawiane elementom budynku i materiałom, z jakich są wykonane, zależą od oddziaływań termicznych, jakim będą poddawane podczas pożaru, oraz funkcji, jaką będą musiały spełniać.

Wysoka ocena, jaką zdobyły farby Chartek, potwierdza, że doskonale sprawdzają się one nawet w najbardziej ekstremalnych warunkach, gdzie trzeba sobie radzić nie tylko z zagrożeniem pożarowym, ale też wodą, wilgocią oraz agresywnym, słonym środowiskiem chemicznym. Przy wyborze preparatu należy również uwzględnić zalecenia producenta i normy branżowe. Preparaty do zabezpieczenia przeciwpożarowego konstrukcji stalowych muszą być zgodne z odpowiednimi normami i certyfikatami, potwierdzającymi ich skuteczność i bezpieczeństwo. Zawsze zaleca się konsultację ze specjalistami w zakresie zabezpieczeń przeciwpożarowych, aby zapewnić odpowiednią efektywność i prawidłową aplikację wybranej metody.

tags: #preparat #na #stal #przeciwpozarowy