Основы огнезащиты металлов

Страница 1

Металлы, которые применяются в строительстве (сталь, алюминий), являются негорючими материалами, но их предел огнестойкости в естественном виде, в зависимости от толщины элементов пересечения и величины действующих напряжений, составляет от 0,1 до 0,4 час. Исключение составляют стальные оболочки, мембранные покрытия, у которых предел огнестойкости без огнезащиты может достигать 0,75…1 час.

Основная опасность при прогревании металлических конструкций заключается в том, что они очень быстро теряют прочность, при этом становятся более пластичными, а линейные температурные деформации вызывают большие изменения размеров, коробление и даже разрушение конструкций. Строительные металлы имеют высокую теплопроводность и невысокую температурную прочность (стали - до 350 оС, а алюминиевые сплавы - до 200 оС), потому их огнезащита заключается в повышении жаропрочности, а также в создании на поверхности металлических элементов конструкций теплоизолирующих экранов, которые способны выдержать действие огня или высоких температур.

Для строительных металлов существует три направления повышения огнестойкости:

-легирование;

-применение защитных покрытий;

- экранирование.

Легирование металлов

Один из путей повышения температурной прочности металлических сплавов - легирование. Его цель - повысить температуру предела текучести, температуру рекристаллизации, коррозионную стойкость и сохранить оптимальный размер зерен сплава.

Например, в то время, когда обычные углеродные стали уже при незначительном прогревании становятся менее твердыми и более пластичными, низколегированные стали до температуры 600 оС не только не теряют своей прочности, но в интервале температур 200…500оС значительно упрочняются. Повышению жаропрочности сталей способствуют, в основном, добавки молибдена (который повышает температуру рекристаллизации) и хрома (который повышает коррозионную стойкость). Также полезными добавками являются присадки вольфрама и ванадия, которые стабилизируют зерно, и кремния, который добавляет окалиностойкость. Распространенными марками низколегированных жаропрочных сталей являются 12МХ, 12ХМ, 12ХМФ, 12Х2МФБ, Х5ВФ. У них длительная прочность сохраняется на уровне 500 кГ/см2 до температур 500…600 оС.

В алюминиевых сплавах не следует ожидать большого влияния легирующих примесей на повышение температурной прочности, потому для них следует использовать огнезащиту покрытиями и экранами.

Фактический предел огнестойкости стальных конструкций при «стандартном» режиме пожара, в зависимости от толщины элементов сечения и величины действующих напряжений, составляет от 0,1 до 0,4 час. Исключение составляют стальные оболочки, мембранные покрытия, у которых предел огнестойкости без огнезащиты может достигать 0,75…1 час. При проектировании зданий и сооружений предел огнестойкости незащищенных стальных конструкций с приведенной толщиной металла в 1 см допускается принимать равным 0,25 час. Значение же необходимых пределов огнестойкости основных строительных конструкций, в частности металлических, составляет от 0,25 до 2,5 час., в зависимости от степени огнестойкости здания и типа конструкций.

Выбор конкретного типа огнезащитного состава и материала, установление их областей использования проводится на основе технико-экономического анализа с учетом:

-величины необходимой предела огнестойкости конструкции;

-типа защищаемой конструкции;

-вида нагрузки;

-температурно-влажностных условий эксплуатации и проведения монтажных работ;

- степени агрессивности окружающей среды по отношению к огнезащитному материалу и материалу конструкции;

-увеличение нагрузки на конструкцию за счет массы огнезащиты;

- трудоемкости монтажа огнезащиты;

- эстетичных требований к конструкции, технико-экономическим показателям.

Наиболее надежными способами огнезащиты:

- облицовка из негорючих материалов;

-огнезащитные покрытия;

-подвесные потолки.

Как облицовочные материалы для огнезащиты металлических конструкций используются бетон, кирпич, гипсокартонные листы (ГКЛ) и другие плиточные и листовые изделия, а также разные типы штукатурки

Обетонирование. Огнезащита металлических конструкций с помощью бетона используется часто, особенно, когда одновременно проводится усиление ригелей, колонн, стоек. Обетонирование выполняют после прикрепления к изделию армирующей сетки (см. рис. 1, а). Толщина слоя бетона 5 см обеспечивает предел огнестойкости 2 час.

Рисунок. 1. Облицовка стальных колонн:

а - бетоном или штукатуркой по сетке; б - кирпичом; в - плиточным материалом.

Облицовка. Облицовки из бетона и кирпича (рис. 1, б) не боятся влажности, могут применяться практически при любых температурно-влажностных условиях, при наличии агрессивной среды, они стойки к атмосферным действиям и динамическим нагрузкам. Толщина слоя кирпича 6,5 см обеспечивает предел огнестойкости 2 час.

Облицовка из теплоизоляционных плит. Наиболее перспективны облицовки из теплоизоляционных плит на основе перлита, вермикулита и цемента, азбестоперлитоцементных и полужестких минераловатных плит (рис.1, в) и (рис. 2). Заводская толщина плит составляет около 5 см, что обеспечивает предел огнестойкости до 2 часов при условии надежного крепления плит к конструкции.

Календарный план производства земляных работ
Календарный план производства земляных работ построен на разработку грунта в котловане с учетом совмещения технологических операций во времени для бульдозера и экскаватора. Наименование работ Объем работ Тр., маш.-час Машины Число смен Тн (Тпл). дн. Рабочие дни Ед. изм Кол- в ...

Составление ведомости объёмов работ для подготовки дорожной полосы.
Объёмы работ определяем по типовым поперечным профилям характерных участков дороги. Для этого определяем ширину канавы, выемки и, ширину насыпи понизу по формулам: Объемы работ определяют по типовым поперечным профилям характерных участков дороги по формулам: а) ширина кювета bк bк = b + 2 · m · hк (2.9) ...

Выбор типа водозаборного сооружения и определение условий забора воды из источника
В зависимости от природных условий источников водоснабжения, требований водопотребителей, условий эксплуатации систем водоснабжения водозаборные сооружения классифицируются по следующим признакам: 1) по виду источника водоснабжения: поверхностные, подземные, атмосферные. 2) по назначению: хозяйственно-пит ...