Защита древесины от возгорания
Конструктивные меры заключается в рациональной планировке помещений и выборе оптимальных параметров сооружения. Ограничивается, например, число этажей и площадь зданий с конструкциями из древесины. Специальные противопожарные стены (брандмауэры) должны делить здания на отдельные помещения. Воздушные прослойки в конструкциях покрытий рекомендуется разделять на отсеки диафрагмами из асбестоцементных листов и других негорючих материалов для снижения подсоса воздуха при пожаре. При печном отоплении (например, в сборных деревянных зданиях) необходимо предусматривать разделки между дымоходом и деревянными конструкциями.
Конструктивные меры дополняют оштукатуриванием или прибиванием тонких листов асбестоцемента. Практикуется также наклейка на конструкции алюминиевой свето- и теплоотра-жающей фольги или негорючих полимерных пленок.
Оштукатуривание поверхности и облицовка древесины асбестоцементными листами — один из надежных способов получения трудносгораемых конструкций. В частности, покрытие листами по огнезащитному эффекту не уступает цементной штукатурке.
Химические средства защиты — это различные обмазки, огнестойкие краски и пропиточные составы на основе низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений. Обмазки предназначаются для деревянных конструкций, защищенных от непосредственного атмосферного воздействия. Их приготовляют на рабочем месте и наносят кистью в два приема с интервалом 12 ч. На 1 мг обрабатываемой поверхности расходуется 1,2—1,5 кг антипирена. Обмазками покрывают деревянные конструкции, не требующие окраски (стропила, прогоны и т.п.).
Химические средства защиты древесины от огня включают различные составы, растворимые водой, для глубокой и поверхностной пропитки; окрасочные составы; полимерные модификаторы. Для глубокой пропитки древесины рекомендуются составы, включающие (% по массе, кроме воды): диаммонийфос-фат — 7,5, сульфат аммония — 7,5, фтористый натрий — 2 (состав МС 1:1); диаммонийфосфат — 6, сульфат аммония — 14, фтористый натрий — 1,5 (состав МС 3:7). Вода для растворения берется в количестве 83 и 78,5% по массе. Древесина, пропитанная этими составами при поглощении чистого антипирена 50—66 кг/м3, относится к трудносгораемым материалам.
Составы МС 1:1 иМС 3:7, обладая высоким огнезащитным эффектом, проявляют также свойства антисептиков. Эти и подобные им составы называют огнебиозащитными. Пропитка составами МС 1:1 и МС 3:7 не изменяет цвет древесины, но снижает ее прочность: при сжатии, скалывании вдоль волокон, поперечном изгибе — на 10%, при ударном изгибе — на 40%. Контакт пропитанной древесины с металлом может вызвать его коррозию. Составы легко вымываются из древесины; поэтому рекомендуются для защиты конструкций, эксплуатируемых в среде с относительной влажностью воздуха не выше 80%, а также в условиях, исключающих контакт древесины с водой.
Еще один препарат для глубокой пропитки ББ-11 содержит (% по массе): буру техническую — 10, борную кислоту — 10, воду — 80. Препарат применяется для огнезащиты древесины при поглощении сухой соли не менее 50 кг/м3; хорошо проникает в древесину, не изменяет ее цвета, не препятствует склеиванию и скрашиванию; повышает прочность древесины на сжатие вдоль волокон и поперечный изгиб, но снижает сопротивление ударному изгибу; обладает свойствами антисептика; безопасен для людей и животных; допускает контакт пропитанной древесины с металлом. Для предотвращения влияния конденсационной влаги древесину, пропитанную водорастворимыми составами, рекомендуется дополнительно окрашивать.
Разработан огнебиозащитный препарат ХМХА, включающий компонент направленного действия: бихромат натрия, сульфат меди и хлорид аммония в соотношении от 1:1:2 до 1:1:12.
Препарат высокоэффективен как антипирен и достаточно устойчив к вымыванию. Огнезащитным эффектом обладает препарат МБ-1, включающий (% по массе): медный купорос — 2,7, буру — 3,6, углекислый аммоний — 5,3, борную кислоту — 3,4, воду — 85. Его расход при пропитке 60 кг/м3 сухих веществ .окрашивает древесину в светло-зеленый цвет.
Огнезащитным эффектом обладают многие неорганические и органические соединения фосфора. Для пропитки древесины предлагается препарат ТХЭФ, состоящий из трихлорэтил-фосфата, растворенного в четыреххлористом углероде в соотношении 2:3. При глубокой пропитке расход этого антипирена 60 кг/м3. Цвет древесины не меняется, прочность не снижается, коррозии металлов не происходит.
Составы для глубокой пропитки препятствуют самостоятельному горению древесины, уменьшают распространение огня от внешних источников, повышают предел огнестойкости (для элементов сечением 120×120 мм — на 5 мин), переводят древесину в группу трудносгораемых материалов.
При подготовке растворов концентрация их контролируется ареометром и сравнивается по плотности с эталонными растворами (при 20°С). Распределение солей по объему пропитываемых элементов контролируется по приращению массы и химическими индикаторами. Для аммонийных солей индикатором служит 4%-ный раствор основного бензидина в 15%-й уксусной кислоте, вызывающий потемнение хорошо пропитанных мест. Для борных составов индикатором служит раствор куркумина.
Количество вводимого раствора определяется контрольной пропиткой древесины по увеличению массы элемента. Обычно масса заготовок увеличивается на 50—70%, что соответствует поглощению сухих солей до 75 кг/м3. Пропитанные раствором детали сушат при температуре, не превышающей +70°С (для предотвращения разложения солей). При этом заготовки располагают так, чтобы они не соприкасались с металлическими частями сушильной камеры. Сушка заканчивается при достижении влажности древесины 10—12%.
Огнезащита клееных изделий. Древесина, антипириро-ванная солями, во многих случаях пригодна для изготовления клееных изделий. Однако на прочность склеивания отрицательно влияют концентраты соли, содержащиеся на поверхности элемента. Для улучшения условий склеивания этот концентрат смывают теплой водой, затем просушивают поверхность. Количество соли на поверхности также регулируют смыванием ее дистиллированной водой, нагретой до 70°С. Оно не связано прямо с количеством соли, содержащимся в объеме древесины.
Для клееных деревянных конструкций чаще бывает выгоднее поверхностная пропитка антипиренами. Она затрудняет распространение пламени по поверхности, облегчает тушение пожара, а в ряде случаев исключает возможность его возникновения. Основными компонентами составов для поверхностной пропитки служат диаммонийфосфат, сульфат аммония (состав МС) или углекислый калий (состав ПП). Их содержание в водном растворе составляет 25% по массе. Для лучшего смачивания поверхности добавляют керосиновый контакт или некаль — 3% по массе.
Состав МС легко вымывается из древесины, поэтому не рекомендуется для защиты конструкций, увлажняемых при эксплуатации или находящихся в воздухе с относительной влажностью выше 80%. Состав не вызывает коррозии металлов, но ухудшает условия склеивания и окрашивания пропитанной древесины. Состав ПП, так же как и МС, легко вымывается, но не препятствует окрашиванию древесины. В отличие от состава МС состав ПП не обладает биозащитными свойствами. Без дополнительной влагозащиты древесина, пропитанная составом ПП, может применяться только в сухих помещениях.
Огнезащитные краски. Применяют органосиликатные, перхлорвиниловые, фосфатные, кремнийорганические краски. По эксплуатационным признакам они разделяются на атмосфе-ростойкие, допустимые к применению на открытом воздухе и водостойкие, применяемые для обработки древесины в конструкциях закрытых помещений. При нанесении красок на конструкции влажность древесины должна быть не более 20%, а температура воздуха — не менее 10°С. Краски наносят кистью или краскопультом.
Органосиликатные краски ОС представляют собой суспензии активированных силикатных и окисных компонентов в толуольных растворах модифицированных полиорганосилокса-нов. Поставляются заводом-изготовителем в комплекте с отвер-дителем — полибутилтитанатом. Наносятся при нормальных и пониженных температурах на сухую поверхность древесины, образуя матовое укрывистое покрытие толщиной не менее 250 мкм. Покрытие обладает малой водопроницаемостью и теплопроводностью, значительной термо- и морозостойкостью; выдерживает резкие перепады температур от -60 до +600°С, но имеет невысокую механическую прочность и слабую адгезию к древесине; обладает водозащитным эффектом. Древесина, покрытая красками ОС, относится к категории трудновоспламеня-емых материалов.
Перхлорвиниловая эмаль ХВ-5169 рекомендуется для огнезащиты деревянных конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе. Эмаль выпускается в готовом виде, быстро сохнет, наносится на поверхность в несколько приемов с общим расходом 0,6 кг/м2, имеет прочное сцепление с древесиной. Покрытие весьма эластично и трещиностойко, обладает хорошими влагозащитными свойствами; переводит древесину в категорию трудновоспламеняющихся материалов.
Можно комбинировать поверхностную пропитку с окрашиванием. Пропиточный состав ПП наносят кистью или краскопультом два раза, затем древесину подсушивают. Далее наносят перхлорвиниловый лак, пластифицированный соволом. Лак представляет собой раствор перхлорвиниловой смолой в растворителе Р-4 (смесь бутилацетата, ацетона и толуола). Лак наносят несколькими слоями с перерывом 3 ч. Сочетание поверхностной пропитки с полимерным покрытием стабилизует защитный эффект пропиточного состава и сохраняет декоративные качества древесины. После нанесения пропиточного и защитного составов древесина становится трудновоспламеняемой.
Имеется несколько окрасочных составов на основе порошкообразных, растворяемых водой карбамидных смол или на основе карбамида, соединяемого в составе краски с формалином для реакции смолообразования. Присутствие в этих составах моноаммонийфосфата и дициандиамида, разлагающихся при высокой температуре с выделением газов, позволяет получить вспучивающиеся при пожаре краски, обладающие высоким огнезащитным эффектом. Краску МФК приготовляют смешиванием двух частей — жидкой и сухой в воде. Жидкая часть включает формалин, нейтрализованный 10%-ным едким натром до рН = 7, и растворенные в нем мочевину и дициандиамид. В сухую часть входит моноаммонийфосфат с добавками. Соотношение сухой, жидкой части и воды 5:2:1,6. Жидкая часть сначала разбавляется водой, а затем вливается при перемешивании в порошок. Краска предназначается для покрытия деревянных конструкций, эксплуатируемых в отапливаемых помещениях.
Наносится двумя слоями на очищенную поверхность с общим расходом 0,6 кг/м2 (второй слой — через 72 ч) при положительной (не ниже 10°С) температуре и относительной влажности воздуха не более 90%. Краска образует покрытие белого цвета.
Активной способностью к вспучиванию обладает краска, состоящая из разбавляемой водой порошкообразной смеси, включающей (% по массе): мочевиноформальдегидную смолу 50,5; моноаммонийфосфат 15; дициандиамид 15; аминокапроно-вую кислоту (наполнитель) 7,5; некаль (смачиватель) 2. Перед применением смесь разводят водой до малярной консистенции. Состав наносят двумя слоями с общим расходом 0,5 кг/м2.
Вспучивающееся покрытие ВПМ-2Д представляет собой смесь термостойких и газообразующих наполнителей в водном растворе полимерных связующих. Покрытие негорюче, нетоксично и невлагостойко. Переводит древесину в группу трудногорючих материалов при расходе сырой смеси около 0,7 кг/м2. Рекомендуется к применению в закрытых помещениях при относительной влажности воздуха не более 80% и температуре не выше 50 °С.
Перспективно применение фосфатных огнезащитных покрытий. Это композиции, твердеющие в результате реакций различных неорганических соединений с фосфорной кислотой или ее производными. Вспучивающееся покрытие ОФП-9 содержит в своем составе фосфатное связующее — гексаметафосфат натрия и наполнители. Огнезащитное действие покрытия основано на термическом разложении смеси мочевины и гидроокиси алюминия. Выделяющиеся при нагревании газообразные вещества вспучивают размягченную пленку покрытия, создавая теплоизолирующий экран. Покрытие наносится на сухую древесину с расходом 0,4 кг/м2 сухой массы, твердеет в течение 3—6 ч. Покрытие ОФП-9 невлагостойко. Покрытая им древесина относится к категории трудносгораемых материалов.
Для антипирирования древесины применяют комбинированные составы, например смесь жидкого стекла (40—45% по массе), мочевиноформальдегидной смолы (40—45%), хлористого натрия (10—20%). Антипирен наносят кистью или краскопультом в два слоя с перерывом 1 ч. Расход его составляет 350— 500 г/м2. Другой состав включает (% по массе): негидратиро-ванную слюду 12—38,4; мочевиноформальдегидную смолу 25— 35,6; воду 40—52; хлористый аммоний 0,2—0,4. Слюда должна иметь толщину 0,01 мм с условным диаметром чешуек 0,15—2 мм. Комбинированные составы рекомендуются для огнезащиты тканевых элементов конструкций, древесно-стружечных и дре-весно-волокнистых плит.
Деревянные конструкции - Защита древесины от возгорания
Остались вопросы по теме - "Защита древесины от возгорания", задайте их на