Диагностика качества вспучивающихся огнезащитных покрытий для металлических и стальных конструкций

Диагностика качества вспучивающихся огнезащитных покрытий для металлических и стальных конструкций
От качества огнезащитного покрытия строительных конструкций зависит пожарная безопасность всего здания. Поэтому, анализируя пожарную безопасность здания, следует уделять особое внимание качеству покрытия как после обработки конструкций, так и во время эксплуатации.

На сегодняшний день оценка качества огнезащитной обработки древесины регламентируется ГОСТ Р 53292−2009 «Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний». Для диагностики качества огнезащиты древесины широко применяются экспресс-метод испытания огнезащитного покрытия и портативный прибор ПМП-1. Оценка результатов позволяет получить достаточно информации о состоянии огнезащитного покрытия деревянной конструкции.

В то же время, контроль качества огнезащитного покрытия металлических конструкций осуществляется только по проверке его толщины и целостности по методике, изложенной в руководстве ВНИИПО МЧС России от 2011 года «Оценка качества огнезащиты и установления вида огнезащитных покрытий на объектах». Однако на строительных объектах не уделяется внимание контролю качества огнезащитного покрытия по такому важному показателю как интумесцентные свойства (способность покрытия к вспучиванию при нагревании и коксообразованию) и адгезионные свойства (качество сцепления с поверхностью). В статье мы попробуем разобраться, почему таким важным показателям не уделяется достаточно внимания при диагностике качества вспучивающихся противопожарных покрытий для металлоконструкций.

Оценка интумесцентных свойств вспучивающихся огнезащитных красок

В лабораторных исследованиях интумесцентные свойств огнезащитных терморасширяющихся материалов характеризует такой параметр, как коэффициент вспучивания. Для определения этого параметра металлическую пластину, на которую нанесена исследуемая вспучивающаяся огнезащитная краска толщиной 1 мм, выдерживают в муфельной печи при температуре 600 °С в течении 5 минут. Коэффициент вспучивания (Квс.) определяют как отношение толщины интумесцентного слоя (hвс.) к исходному слою покрытия (h0):

Квс. = hвс./ h0

Целесообразно подобным методом оценивать огнезащитные составы по металлу в полевых условиях. Для этого предлагается измерять коэффициент объемного расширения (КОР). Для его определения срезается образец покрытия с рабочей поверхности, при помощи штангенциркуля вычисляется его средний объем (проводится не менее трёх замеров). Далее огнезащитное покрытие на прободержателе помещают в устройство для определения КОР, где оно подвергается воздействию струи горячего газа температурой 600 °С (пламя газовой горелки средней части) в течение 1 минуты. Под воздействием высокой температуры поверхность образца вспучивается, образуя пенококсовый слой. После полного остывания определяют объем уже вспененного покрытия и вычисляют КОР по формуле:

Kрас. = V2/V1

V1 – объем исходного образца покрытия;
V2 – объем расширившегося покрытия.

Методика измерения коэффициента объёмного расширения считается информативной и легко воспроизводится, однако чёткие нормы значений коэффициента официально нигде не прописаны, также как и нет единой методики проведения исследования.

Оценка адгезионных свойств покрытий для огнезащиты металлоконструкций.

Составы для огнезащиты металлоконструкций необходимо проверять на адгезионные свойства, ведь от качества сцепления огнезащитного материала с защищаемой поверхностью зависит долговечность полученного покрытия. Кроме того, при низких показателях адгезии происходит осыпание теплоизолирующего слоя, снижающее качество огнезащиты металлических конструкций.

Качество сцепления огнезащитного состава с защищаемой поверхностью металлоконструкции зависит от нескольких условий:

• состав вспучивающейся огнезащитной краски,
• подготовка защищаемой поверхности,
• технология нанесения и расход состава,
• условия эксплуатации огнезащитного покрытия. 

На сегодняшний день адгезия огнезащитного покрытия, если и оценивается, то в основном методом решетчатых и параллельных надрезов, согласно ГОСТ 15140-78. На металлоконструкцию, покрытую противопожарным составом, наносятся перпендикулярные надрезы, а затем визуально оценивается зона надрезов по шестибальной шкале. Оценка результатов приведена в ISO 2409:2007. Данный метод подходит для поверхностей до 250 микрометров, в то время как огнезащитное покрытия для металлоконструкций, как правило, толще 300 микрометров.

Иногда адгезионные свойства покрытия проверяют методом Х-образного надреза (ASTM D 3359). При исследовании данным методом на огнезащитное покрытие на поверхности металлической конструкции наносятся два надреза, пересекающиеся под углом 30-45°. Затем на надрез приклеивается липкая лента и через 90 сек. лента удаляется. После этого проводится визуальный осмотр поверхности с надрезом и оценка адгезии по шестибальной шкале, приведённой в стандарте ASTM В 3359. Однако показатели адгезии, определяемые этим методом, не всегда отображают реальное положение вещей.

Третий метод оценки адгезионных свойств покрытий для огнезащиты металла – метод нормального отрыва (ISO 4624). Метод основан на измерении усилия отрыва металлического «грибка» стандартного размера от поверхности покрытия и оценке поверхности разрыва и характера разрушения. Подробная инструкция проведения исследования и оценки результатов описана в ISO 4624.

Метод нормального отрыва является самым трудоёмким, для него характерна наибольшая площадь разрушения огнезащитной поверхности металлоконструкции, требует наличия специального прибора – адгезиметра, но, по мнению специалистов в области огнезащиты, этот метод является самым информативным и эффективным. Кроме того, при использовании портативного адгезиметра возможно применение данного метода в полевых условиях.
При оценке результатов исследований необходимо учитывать тип используемого адгезиметра, т.к. различные приборы, даже соответствующие требованиям ISO 4624, выдают разные показания в одних и тех же условиях.

Основные выводы

Оценка интумесцентных свойств покрытия для огнезащиты конструкций из металла и стали осложняется отсутствием чётких границ нормы коэффициента вспучивания, а также утверждённой методики проведения оценки (какой размер образца взять для анализа, как часто осуществлять проверку покрытия). Мы считаем, что необходимо разработать нормативный документ, в котором были бы четко прописаны экспресс-методика оценки интумесцентных свойств огнезащитного покрытия и прибор для определения коэффициента вспучивания. Основным методом оценки адгезионных свойств покрытия предлагается нормативно закрепить метод нормального отрыва и также включить его в список обязательных исследований при диагностике качества огнезащитного покрытия металлических и стальных конструкций.

декабрь 2015