автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Повышение пределов огнестойкости стальных строительных конструкций огнезащитным вспучивающимся покрытием с повышенной атмосферостойкостью

00317Т5Э1

На правах рукописи

Крашенинникова Марина Викторовна

ПОВЫШЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ОГНЕСТОЙКОСТИ СТАЛЬНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОГНЕЗАЩИТНЫМ ВСПУЧИВАЮЩИМСЯ ПОКРЫТИЕМ С ПОВЫШЕННОЙ АТМОСФЕРОСТОЙКОСТЬЮ

05.26.03 — пожарная и промышленная безопасность (строительство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 7 ЛЕН 2007

Санкт-Петербург — 2007

003177591

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Университете Государственной противопожарной службы МЧС России

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Еремина Татьяна Юрьевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Соков Виктор Николаевич, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Киселев Яков Степанович

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный

архитектурно-строительный университет

Защита состоится » декабря 2007 г в » часов на заседании

Диссертационного совета Д 205 003 01 при Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу 196105, Санкт-Петербург, Московский пр, 149

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России

Автореферат разослан «£__2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Фомин А В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В последние годы в Российской Федерации наблюдается устойчивый и стремительный рост объемов строительства объектов различного назначения Это общественные здания, административные, многофункциональные высотные здания промышленного комплекса, сложнейшие сооружения транспортной инфраструктуры и многие другие Причем большинство вышеперечисленных объектов являются уникальными и технически сложными и проектируются по индивидуальным проектам, по современным европейским технологиям и стандартам. Однако проблемные факторы — так называемый «переходный период» в нормировании, несовершенство действующих, и в то же время устаревших, противопожарных норм применительно к строительству современных зданий затрагивают и вопросы повышения пределов огнестойкости строительных конструкций эффективными огнезащитными составами В настоящее время в строительстве наблюдается рост потребности в огнезащитных средствах для стальных конструкций, направленных на предотвращение потери их несущей способности, которая определяется временем достижения критической температуры и составляет порядка 15 мин для незащищенной конструкции

При защите стальной конструкции вспучивающимся покрытием предел ее огнестойкости может составить от 0,5 до 2,5 часов Для этих целей в настоящее время применяются вспучивающиеся (интумесцентные) огнезащитные краски, лаки, мастики и др материалы, которые постепенно вытесняют громоздкую конструкционную защиту Краски наносятся тонким слоем на поверхность конструкций высокотехнологичным оборудованием безвоздушного распыления, а в процессе эксплуатации они также выполняют функции декоративно-отделочного материала

В настоящее время широко производятся огнезащитные краски на

водной основе Лучшие вспучивающиеся краски имеют коэффициент вспучивания до 40 - 50 раз, и при толщине защитного покрытия 1-1,5 мм обеспечивают 4-ю группу огнезащитной эффективности согласно НПБ 236-97. В тоже время, окрасочные работы огнезащитными покрытиями нередко должны производиться в условиях влажности свыше 80%, в зимний период Также огнезащитные краски должны сохранять свои качественные характеристики при транспортировании в неотапливаемых контейнерах на территорию Сибири, Крайнего Севера Огнезащитные составы, содержащие воду, для таких целей не подходят, актуальной задачей является разработка огнезащитного покрытия, позволяющего проводить огнезащитные работы в Северо-Западном регионе в условиях низких температур, на конструкциях строящихся объектов без систем отопления и в условиях повышенной влажности

Целью диссертационной работы является создание новых эффективных огнезащитных покрытий для защиты стальных строительных конструкций от воздействия пожара при проведении работ в условиях пониженных температур и повышенной влажности

В работе решались следующие задачи:

- произвести анализ документов в области противопожарного нормирования Российской Федерации, относящихся к вопросу повышения пределов огнестойкости строительных конструкций зданий и сооружений различного назначения за счет использования огнезащитных покрытий с соответствующими эксплуатационными свойствами,

- проанализировать огнезащитные и эксплуатационные свойства огнезащитных покрытий,

- провести исследования по созданию эффективных огнезащитных покрытий (подбор компонентов, определение оптимальных эксплуатационных свойств - адгезии, прочности покрытия, технологичность нанесения и др ,

- исследовать повышение пределов огнестойкости металлических конструкций эффективными огнезащитными покрытиями,

- провести исследования эксплуатационных свойств разработанных огнезащитных покрытий для различных сроков эксплуатации,

- провести внедрение опытной партии разработанного эффективного огнезащитного покрытия

Объект исследования - стальные строительные конструкции, подвергаемые обработке огнезащитным средством с целью увеличения пределов огнестойкости

Предмет исследования - повышение пределов огнестойкости стальных строительных конструкций новыми огнезащитными вспучивающимися покрытиями с повышенной атмосферостойкосгью

Методы исследования. При разработке основных положений диссертационной работы использовали методы, применяемые в лакокрасочной промышленности при разработке новых лакокрасочных материалов, методы определения динамической вязкости на ротационном вискозиметре, методы термического анализа, метод проверки коэффициента вспучивания огнезащитного покрытия, метод определения огнезащитной эффективности, методы математического моделирования

На защиту выносятся основные результаты диссертационного исследования:

- результаты исследований физико-механических, теплофизических и технологических свойств разработанных покрытий,

экспериментально-теоретическое моделирование оптимизации рецептур вспучивающихся огнезащитных покрытий для стальных конструкций,

- результаты исследования эксплуатационных свойств огнезащитного покрытия после ускоренных испытаний на стойкость к воздействию климатических факторов с использованием комплекса методов

(термического анализа, определения кратности вспучивания),

- предложения по контролю качества, технологии изготовления и применения огнезащитного покрытия

Научную новизну работы составляют научно обоснованные и оптимизированные новые рецептуры огнезащитных вспучивающихся покрытий на органических растворителях с повышенными технологическими и защитными свойствами,

теоретические и экспериментальные данные о структуре вспучивающихся покрытий для обеспечения требуемого предела огнестойкости металлических конструкций при стандартном режиме пожара,

- результаты огневых испытаний металлических конструкций, подвергнутых обработке разработанными огнезащитными покрытиями,

- данные по оценке долговечности огнезащитных составов при воздействии тепла и влаги

Практическая значимость. На основании проведенных исследований разработано огнезащитное атмосферостойкое покрытие со стабильными эксплуатационными свойствами для повышения пределов огнестойкости строительных конструкций зданий

Разработаны рекомендации для прогнозирования сохранения огнезащитных и эксплуатационных свойств вспучивающихся покрытий с использованием комплекса методов (метод ускоренных испытаний на стойкость к воздействию климатических факторов для лакокрасочных покрытий, термического анализа и значений коэффициентов вспучивания)

- освоено опытное производство огнезащитного покрытия с оптимальными реологическими свойствами, позволяющими применять для его нанесения агрегаты безвоздушного распыления в реальных условиях строительства при низких температурах окружающей среды

Апробация работы. Результаты работы апробированы на Международной научно-практической конференции «Проблемы

обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях» (Санкт-Петербург, 2004), конференциях «Интегрированные системы пожарной безопасности» (Санкт-Петербург, 2004), «Организация строительно-реставрационных работ на объектах культурного наследия с 2006 года» (Санкт-Петербург, 2005), «Требования федерального законодательства в области обеспечения пожарной безопасности и лицензирования отдельных видов деятельности» (Санкт-Петербург, 2005), «Пожарная безопасность при проектировании и строительстве зданий и сооружений» (Санкт-Петербург, 2006), «Исторические и современные аспекты решения проблем горения, тушения и обеспечения безопасности людей при пожарах» (Москва, 2007), на III Международной научно-практической конференции «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам» (Санкт-Петербург, 2007)

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 4 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 164 страницах машинописного текста и содержит 51 рисунков и 26 таблиц Работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы из 103 наименований и 8 приложений

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, изложены цель, задачи, объект и предмет исследования, сформулированы научная новизна, практическая значимость, апробация и результаты исследования, выносимые на защиту

В первой главе «Состояние и перспективы повышения пределов огнестойкости строительных конструкций зданий и сооружений различного назначения» рассмотрены проблемы и перспективы

повышения пределов огнестойкости строительных конструкций зданий и сооружений различного функционального назначения Рассмотрены документы противопожарного нормирования в строительстве, касающиеся вопроса огнезащиты строительных конструкций Изучены научные и практические достижения в области создания огнезащитных покрытий для строительных конструкций Рассмотрены тенденции и основные направления в выборе эффективных огнезащитных покрытий

Сделан вывод, что одним из актуальных вопросов в Российской Федерации в области пожарной безопасности зданий является доведение степени огнестойкости здания до требуемой за счет повышения пределов огнестойкости несущих стальных строительных конструкций при использовании огнезащитных покрытий с соответствующими эксплуатационными свойствами

По данным анализа научных и практических достижений, касающихся вопроса огнезащиты строительных конструкций, установлено, что к огнезащитным покрытиям предъявляются следующие требования внешний вид, адгезия, время и степень высыхания, сроки годности и эксплуатации покрытия, толщина слоя, прочность покрытия на удар и изгиб Эти требования заимствованы из других смежных областей промышленности (военной, космической, лакокрасочной), поэтому в настоящее время отсутствуют специальные нормативные требования, регламентированные именно для промышленного производства и научных разработок огнезащитных покрытий, которые должны быть учтены с достаточно большой спецификой, например, к долговечности огнезащитных покрытий в обычных условиях эксплуатации в течение 5 -10 лет Эти требования связаны с постоянным химическим и физическим воздействием на структуру покрытия, вызываемыми внешней средой Кроме того, должна быть исследована адгезия огнезащитных покрытий к различным типам грунтовочных слоев, технологические факторы при их

нанесении на конструкции, зависящие от физико-химических процессов в материалах различных огнезащитных покрытий

Основной задачей автора настоящей работы является создание и применение огнезащитного покрытия с определением всех необходимых свойств существующими методами, подходящими для определения их в условиях эксплуатации при пониженных температурах и повышенной влажности

Вторая глава «Исследования по созданию эффективных огнезащитных покрытий на органических растворителях для стальных конструкций» посвящена разработке и исследованию нового огнезащитного покрытия для стальных строительных конструкций

Подобраны компоненты для разработки огнезащитного покрытия в качестве пленкообразующих веществ для огнезащитных вспучивающихся покрытий рассматривали акрилстирольные смолы, хлорсульфированный полиэтилен и бутанолизированную меламиноформальдегидную смолу, как образующие растворные системы, обладающие высокой атмосферостойкостью Для выбора растворителей использовали метод определения параметра растворимости по характеристической вязкости При выборе ингредиентов рецептур особое внимание обращали на температуру их термического разложения и на растворимость в воде Выбрали следующую инстумесцентную систему полифосфат аммония -донор фосфорной кислоты, меламин - газообразующий агент, пентаэрит — карбонизатор в начальном соотношении 20 10 10, исходя из данных главы 1

Подобраны методы исследований для огнезащитных вспучивающих покрытий, осуществлено математическое планирование эксперимента для определения и прогнозирования оптимального соотношения компонентов рецептур огнезащитных покрытий, произведена оценка сроков эксплуатации огнезащитных составов

Выбор процентного соотношения компонентов рецептур огнезащитных вспучивающихся покрытий на различных пленкообразователях представлен в таблице 1

Таблица 1

Соотношение компонентов рецептур огнезащитных вспучивающихся

покрытий на различных пленкообразователях

Компоненты Порядковый номер рецептур, масс ч , 100%

к-1 к-2 к-3 х-1 х-2 х-3 а-1 а-2 а-3 а-4 а-5

Растворитель2 - - - 2,0 2,3 2,5 38,7 28,5 27,6 22,0 23,3

Пленкообразо ватель 41,6 46,7 43,8 35,0 35,0 20х/1 5к 12,2 11,0 10,6 9,4 10,4

Полифосфат аммония 31,9 20,7 25,0 28,1 28,1 28,1 20,0 25,3 24,4 28,6 30,0

Меламин 9,2 10,3 8,8 15,8 15,8 9,2 10,6 14,3 13,8 16,0 16,9

Пентаэритрит 9,2 10,3 8,8 13,3 13,3 13,4 10,6 14,3 13,8 13,4 14,2

ТЮ2 7,3 7,2 5,8 5,8 5,0 7,3 7,0 5,8 5,6 4,9 5,2

Пластификатор Б - - - - - - - - 3,4 - -

Хлорпарафин - 4,0 4,0 - - 4,0 - - - 5,7 -

Загуститель 0,8 0,8 0,8 - 0,5 0,5 0,9 - - 0,8 0,8

Примечание 1 к - меламиноформальдегидная смола;

х - хлорсульфированный полиэтилен, а - акрилстирольная смола 2 растворитель (система растворителей) подбирался для каждого конкретного покрытия

Основные свойства огнезащитных составов, на которые оказывает влияние процентное соотношение компонентов в огнезащитных вспучивающихся покрытиях представлены в таблице 2

Таблица 2

Основные параметры эксплуатационных свойств огнезащитных составов,

на которые оказывает влияние процентное соотношение компонентов

Определяемые параметры Физико-химические и эксплуатационные характеристики вспучивающихся покрытий

к-1 к-2 к-3 х-1 х-2 х-3 а-1 а-2 а-3 а-4 а-5

Адгезия, баллы 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1

Прочность на удар, см 20 20 25 30 40 40 40 40 40 40 45

Влагопоглощение 50%, час 33 37 27 17 10 13 30 35 60 50 37

Стойкость к статическому воздействию воды, час 120 120 120 120 120 120 120 72 120 24 72

Кви ММ 87 25 36 7 5 10 10 43 40 80 54

Растворимость грунта подложки + + + + + + - - - - -

Седиментационн ая устойчивость - - - - - - + - + + +

Квс после выдержки в воде 5 5 5 2 2 5 5 2 2 3 5

Технологичность нанесения (розлив) - - - - - - + + + + +

Наличие потеков + + + + + + + - - - -

Время высыхания, час 72 72 72 24 24 24 24 24 24 24 24

Сроки эксплуатации, лет 5 5 5 10 12 12 15 15 15 15 15

Испытания проводили в соответствии с существующими стандартными методами по определению групп огнезащитной эффективности покрытий для металлических конструкций — НПБ 236-97, адгезии - ГОСТ 15140-78, прочности огнезащитных пленок на удар -ГОСТ 4765-73, плотности - ГОСТ 18995 1-88, водо- и влагопоглощения -ГОСТ 21513-76, срока годности — ГОСТ 27721-87, устойчивости к воздействию переменных температур — ГОСТ 27037-86, стойкости к статическому воздействию жидкостей - ГОСТ 9 403-80, времени высыхания — ГОСТ 19007-73, коэффициента вспучивания - ГОСТ Р12 3 047-98 Реологические свойства покрытий исследовали на ротационном вискозиметре Реотест-2, ускоренные испытания на стойкость к воздействию климатических факторов — ГОСТ 9 401-91, ТГ-, ДТГ-, ДТА-и Т-кривые для образцов покрытий получали методами термического анализа - термогравиметрии и дифференциально-термического анализа на совмещенном с персональным компьютером термоанализатором — Дериватографом - Q

Как видно из таблицы 2, наилучшим сочетанием характеристик обладают покрытия на акрилстирольных смолах - лучшими адгезией, розливом, седиментационной устойчивостью (при введении загустителей), оптимальной кратностью вспучивания (Квс), долгим сроком эксплуатации Поэтому дальнейшие исследования проводили именно на этих пленкообразователях, варьируя соотношения компонентов системы интумесценции Покрытия, обладающие лучшими физико-химическими и эксплуатационными показателями исследовали на величину кратности вспучивания покрытия и получения пор пенококса с минимальным диаметром ячейки (рис 1)

Квс 100 j 90 -80 70 60 50 40 30 20 10 0

т- -Квс критич.

—♦— покрытие а-3

—6— покрытие а-4

—•— покрытие а-5

покрытие а-1

покрытие а-2

0.0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 Т'°С

Рис. 1. Исследование кратности вспучивания при температурном воздействии на покрытия различного состава.

Покрытие а-1 обладает минимальным коэффициентом вспучивания согласно требованиям ГОСТ Р 12.3.047-98 - 10 мм. Для покрытия а-4 -коэффициент кратности вспучивания превышает 80 мм. Как показали многочисленные экспериментальные исследования, оптимальная кратность вспучивания огнезащитного покрытия не должна превышать 60

- 65 мм, поскольку в этом случае образовавшийся на испытуемом образце

- стальной колонне (НПБ 236-97) пенококс не выдерживает собственного веса и сползает вниз или «раскрывается». Далее состав покрытий подбирали с учетом этого условия, а также с учетом минимальной потери массы при проведении термогравиметрического анализа.

Исследовали влияние концентраций хлорпарафина, пластификатора Б, оксида титана на кратность вспучивания покрытия, максимального коксового остатка, потери массы по ТГ- кривым (рис. 2 ,3 ,4).

покрытие а-5 2% хлорпарафина 4% хлорапарафина 6% хлорпарафина 8% хлорапарафина

Т,°С

100 200 300 400 500 600 700 800 900

Рис. 2. Потеря массы для образцов композиций на основе покрытия а-5 с различным содержанием пластификатора (хлорпарафина).

Ат, %

100-1 —ф— покрытие а-5

-1,5%

пластификатора Б

- 2,5%

пластификатора Б

- 3,5% пластификатора Б

100 200 300 400 500 600 700 800 900

Рис. 3. Потеря массы для образцов композиций на примере покрытия а-5 с различным соотношением пластификатора Б.

Квс 100 п

масс.%

хлорпарафина

80 -

масс.%

40 -

60 -

пластификатора Б масс.% ТЮ2

\

20 -

покрытие а-5

0

I 23456789 масс.ч., %

Рис. 4. Изменение кратности вспучивания огнезащитного покрытия а-5 от различного содержания наполнителей и пластификаторов.

Как следует из рис. 3, 4, оптимальная концентрация хлорпарафина составила 4%, при больших концентрациях коксовый остаток увеличивается, однако покрытие становится мягким; содержание пластификатора Б практически не влияет на кратность вспучивания, оптимальное содержание оксида титана в покрытиях — не более 5%, при больших концентрациях кратность вспучивания резко снижается. Эффект образования пенококса и получение оптимального коэффициента кратности вспучивания обусловлен выбранной системой интумесценции полифосфат аммония + меламин/хлорпарафин + пентаэритрит, оптимальное содержание компонентов выбрали в результате физико-химического исследования с помощью методов термогравиметрического анализа по величине усредненного коксового остатка.

Наилучшими показателями обладает покрытие а-5: коэффициент кратности вспучивания — 54; водостойкость - 72 часа, адгезия к загрунтованной поверхности металла — 1 балл (таблица 2).

Исследовали седиментационную устойчивость, реологические характеристики вспучивающихся красок. Получены устойчивые эксплуатационные характеристики: устранено появление твердых осадков

за счет введения загустителей, определена рабочая вязкость для возможности нанесения покрытия на металлические конструкции современными высокопроизводительными аппаратами безвоздушного распыления.

В третьей главе «Экспериментально-теоретические исследования огнезащитных свойств разработанного огнезащитного покрытия» приведены данные по экспериментально-теоретическому исследованию огнезащитных свойств разработанных материалов: исследовали повышение пределов огнестойкости строительных конструкций огнезащитными покрытиями согласно НПБ 236-97; анализировшш огнезащитные свойства разработанных покрытий для повышения пределов огнестойкости стальных конструкций от содержания различных компонентов.

Исследования огнезащитной эффективности покрытий с различным процентным соотношением компонентов представлены на рис. 5.

-«—покрытие а-1

1200

покрытие а-5

0 15 30 45 60 75 90

Время температурного воздействия, мин

покрытие а-3

-покрытие а-4

— покрытие а-2

•стандартный температурный режим

Рис. 5. Исследования изменения огнезащитной эффективности покрытий с различным процентным соотношением компонентов.

На основании этих исследований можно сделать вывод о том, что разработанные огнезащитные покрытия позволяют увеличить предел огнестойкости стальных конструкций от 27 до 45 мин при критической температуре стали 500°С Наиболее низкий показатель огнезащитной эффективности у покрытия а-1, что объясняется низким содержанием компонентов интумесцентной системы Наличие в составе покрытия а-4 фосфорсодержащего пластификатора Б не влияет на огнезащитную эффективность покрытия и результат аналогичен для покрытия а-3, не содержащего пластификатор Б - 37 мин, присутствие в рецептуре покрытия а-2 хлорпарафина в количестве 3,4% образует интенсивное газовыделение, которое выглядит ровным участком на графике в интервале 10 — 20 мин, затем рост температуры резко увеличивается, т к кратность вспучивания достигает 80 мм и пенококс начинает сползать с вертикальной поверхности стальной колонны Наилучшей огнезащитной эффективностью -45 мин - обладает покрытие а-5

Проводили исследования по ускоренным климатическим испытаниям вспучивающихся огнезащитных покрытий на основании серии рецептур с различным процентным соотношением компонентов

В результате исследования на долговечность покрытий с различным процентным соотношением компонентов установлено изменение кратности вспучивания от сроков эксплуатации (рис 6) Анализируя и сопоставляя данные, можно сделать вывод, что наибольшая интенсивность уменьшения кратности вспучивания происходит в среднем на 70 цикле (10 лет) испытаний, далее свойства огнезащитного покрытия стабилизируются

покрытие а- 4 покрытие а- 5 покрытие а- 3 покрытие а-2 покрытие а- 1 -Н—,—1—I——,—|—,—| | I—,—I—г | Количество

циклов

О 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Срок эксплуатации покрытия, ГОСТ 9.401-91, метод 6 (УХЛ1)

Рис. 6. Исследование изменения кратности вспучивания огнезащитного покрытия в зависимости от срока эксплуатации с различным процентным содержанием компонентов.

Для обоснования этого эффекта потребовались дальнейшее исследование с применением метода дифференциально-термического анализа (рис. 7), анализируя результаты в которых можно отметить следующие области эндотермических и экзотермических эффектов: эндооблась от 150 до 300 °С и экзообласть от 540 до 740 °С. При этом прослеживаются практически одинаковые показатели пиков для образцов в интервале этих температур для начальных образцов и образцов после искусственного старения. Исследуя полученные данные, зафиксировано, что огнезащитная эффективность с увеличением срока эксплуатации практически не меняется.

а) б)

Рис. 7. Термогравиметрические кривые для покрытия а-5.

а — до испытаний по методике искусственного старения; б — после испытаний по методике искусственного старения (15 лет).

В таблице 3 представлены результаты изменений физико-химических параметров покрытия до и после воздействия искусственного старения. Как видно из приведенных данных, эксплуатационные и физико-химические свойства разработанного огнезащитного покрытия в течение 15 лет ускоренного старения меняются незначительно.

В четвертой главе «Разработка технологии производства огнезащитного покрытия для стальных конструкций зданий, применение огнезащитного покрытия в практике строительства» приведены данные о разработке технологии производства вспучивающегося огнезащитных покрытий для стальных строительных конструкций. Приведен пример проектирования и разработки технологии производства огнезащитного состава и контроля качества состава в процессе производства. Для изготовления огнезащитного покрытия разработана технология производства и выпущена опытная партия.

Таблица 3

Параметры разработанного огнезащитного покрытия _до и после искусственного старения_

№ п/п Исследуемый параметр* Данные до испытаний на искусственное старение Данные после искусственного старения

1 Внешний вид однородное покрытие белого цвета без нормируемого оттенка однородное белое покрытие, слабая бронзировка

2 Адгезия**, баллы 1 1

3 Кратность вспучивания, мм 54 49

4 Стойкость к статическому воздействию жидкости, час 48 48

5 Прочность на удар, см 40 35

6 Влагопоглощение 50 %, час 37 40

7 Устойчивость к воздействию переменных температур, циклы - 15

8 Прочность на изгиб, мм 5 5

9 Срок эксплуатации, лет - 15

Примечание * толщина покрытия - 1 мм

** к металлу, огрунтованному грунтом марки ГФ-021

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Анализ научных и практических достижений в разработке и применении большинства огнезащитных покрытий для повышения пределов огнестойкости строительных конструкций показал, что свойства таких покрытий в период эксплуатации недостаточно изучены, поэтому при практическом применении огнезащитных составов следует определять такие показатели как внешний вид, адгезия к подложке материала конструкции, время высыхания, гарантийный срок эксплуатации, прочность на удар, на изгиб, кратность вспучивания, устойчивость к воздействию переменных температур, плотность рабочего состава, водо- и влагопоглощение, условная вязкость Эти показатели в дальнейшем целесообразно нормировать и указывать в паспорте на огнезащитный состав

2 Установлено оптимальное соотношение компонентов во вспучивающемся огнезащитном покрытии на основании данных физико-механическим свойств, кратности вспучивания, выбрана оптимальная система интумесценции - полифосфат аммония пентаэритрит меламин —30 15 15

3 Разработано долговечное атмосфероустойчивое огнезащитное вспучивающееся покрытие для металлических конструкций, имеющее следующие свойства срок эксплуатации -15 лет, адгезия к загрунтованной поверхности — 1 балл, кратность вспучивания — 54 мм, средняя плотность — 1400 кг/м3, время высыхания - 24 часа, прочность на изгиб - 2 мм, прочность на удар — 40 см, срок годности - 1,5 года, время огнезащитной эффективности 45 мин согласно НПБ 236-97 (4 группа) при усредненной толщине покрытия 1 мм

4. Проведена оценка эксплуатационных свойств огнезащитного покрытия с использованием комплекса методов, в том числе термического анализа Отмечено стабильное поведение структуры покрытия при температурах 25 - 1000°С после искусственного старения 15 лет в условиях эксплуатации открытой промышленной атмосферы умеренного и холодного климата

5 С применением комплекса физико-химических методов проведена оценка пленкообразователей, устойчивых к атмосферным воздействиям, исследованы физико-химические параметры огнезащитного покрытия Изучено влияние пластификаторов и различных наполнителей на кратность вспучивания и реологические характеристики (вязкость, седиментационную устойчивость) разработанного огнезащитного покрытия, позволяющие использовать данный материал нанесением методом безвоздушного распыления на типовых промышленных агрегатах

6 С использованием метода математического планирования эксперимента проведена количественная оптимизация состава композиций и разработаны рецептуры огнезащитных покрытий Составлены технические условия и технологический регламент, по которым выпущена опытная партия огнезащитного вспучивающегося покрытия для металлических строительных конструкций

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях

1 Крашенинникова М В Методы решения проблемы заполнения пустот в строительных конструкциях // «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных обстоятельствах» Материалы международной научно-практической конференции Санкт-Петербург 27-28 октября - СПб Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России 2004 0,1 п л

2 Еремина Т Ю , Дмитриева Ю Н , Крашенинникова М В Специфика использования огнезащитных составов для обработки деревянных конструкций и пустот перекрытий на объектах истории и культуры // Порядок организации строительно-реставрационных работ на объектах культурного наследия с 2006 г Справочное пособие для учреждений культуры - СПб Типография «Копи-Р» 2005 0,2/0,1 п л

3 Крашенинникова М В , Пастухов А И, Дегтярев Д Ю Принимаем огонь на себя//Промышленно-строительное обозрение 2005 №6(88) 0,32/0,1 п л

4 Еремина Т Ю, Дмитриева Ю Н, Крашенинникова М В Нормирование качества огнезащитных вспучивающихся красок // Лакокрасочные материалы 2006 №11 0,64/0,2 пл

5 Крашенинникова М В Огнезащитные вспучивающиеся материалы на основе органорастворимых пленкообразователей Н Лакокрасочные материалы 2006 № 12 0,48 п л

6 Еремина Т Ю , Дмитриева Ю Н, Крашенинникова М В Расчетный метод определения пределов огнестойкости металлоконструкций, покрытых огнезащитным вспучивающимся составом // Пожарная безопасность 2007 №1 0,96/0,32 п л

7 Дмитриева Ю Н, Еремина Т Ю, Крашенинникова М В Использование огнезащитных составов с учетом особенностей уникальных объектов // Исторические и современные аспекты решения проблем горения, тушения и обеспечения безопасности людей при пожарах Материалы XX Международной науч -практ конф, посвященной 70-летию создания института -М ВНИИПО,2007 0,48/0,16 п л

8 Крашенинникова М В, Еремина Т Ю, Дмитриева Ю Н., Семенов Д.С Контроль качества огнезащитных покрытий и прогнозирование сохранения огнезащитной эффективности в процессе их эксплуатации // Исторические и современные аспекты решения проблем горения, тушения и обеспечения безопасности людей при пожарах Материалы XX Международной науч -практ конф., посвященной 70-летию создания института - М ВНИИПО, 2007 0,64/0,16 п л

9 Крашенинникова М В Повышение пределов огнестойкости стальных строительных конструкций огнезащитными вспучивающимися покрытиями // Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам Материалы III Международной конференции - СПб, 2007 0,16 п л

10 Еремина Т Ю, Крашенинникова М.В, Дмитриева Ю Н, Семенов Д С Нормируемые требования к качеству огнезащитных покрытий при сдаче строительных объектов и применение методов термического анализа для прогнозирования долговечности покрытий. // Пожаровзрывобезопасность 2007 №5 0,48/0,12 п л

Подписано в печать 23 11 2007 Формат 60х84Шб Печать трафаретная_Объем 1,0 п л_Тираж 100 экз

Отпечатано в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России 196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, д 149