Issledovanie ognezaŝitnoj èffektivnosti napolnennyh kremnijorganičeskih pokrytij dlâ betona

Aim: The purpose of this research is to study the fire retardant effectiveness of developed substances for use in protection of concrete structures against high temperatures and open fire flames. Introduction: Fire-retardant capability of filled silicon organic coatings is based on the creation of an expanded thermal insulation layer, which is formed on the surface of concrete structures at a temperature of 473-773 K. This layer protects construction structures from fire damage, and high temperatures which occur during a fire incident. The structures heat up to a critical temperature level, at which point they lose their load bearing capacity and collapse. Methods: Fire retardant capability of coatings for concrete was determined by a standardized method based on identifying the linear coefficient of coating expansion, in accordance with the Ukraine Fire Protection “State Standard -N-P B V.11-29-2010 - Fire Retardant Treatment of Building Structures, General Requirements and Methods of Control”. This Standard specifies general requirements and fire retardant capability control methods during commissioning of completed building structures, which were exposed to fire-retardant treatment, identification and subsequent use. Results: Results from experimental studies confirmed that the selected composition components of filled silicon organic coatings for concrete was appropriate. The proposed fire retardant substance has high protective efficiency properties during heating, due to the formation of an expanded insulation layer with a low thermal conductivity index and high coefficient of linear expansion. It was determined that the composition of fire retardant substances, number 3 and 4, are characterized by the highest linear coefficient of swelling and the lowest thermal conductivity index. These are important indicators of fire protection effectiveness for concrete structures. The best specifications are revealed by fire retardant substance number 3, for which λ = 0,058 Wt / m ∙ K and Кl= 12.3. Conclusions: The use of expanding fire protective coatings is appropriate because the substances are thin-layered, do not emit toxic elements when heated and are very effective in fire-retardant performance. Their preparation and application to the surface enables the use of current conventional technology in the paint and varnish industry. The formation of a layer with optimum protective properties, when coating is exposed to high temperatures, is determined largely by the developed fire retardant composition of elements making up the substance and quantitative relationship between components, and ultimately the chemical process which occurs during production.

Wprowadzenie: Powłoki krzemoorganiczne z wypełniaczem wykazują zdolność ogniochronną poprzez tworzenie spęczniałej warstwy termoizolacyjnej na powierzchni konstrukcji betonowej przy temperaturze 473-773 K. Warstwa ta nie pozwala na uszkodzenie przez ogień konstrukcji budowlanych, a przy wysokiej temperaturze podczas pożaru zatrzymuje nagrzewanie się konstrukcji do punktu krytycznego, przy którym konstrukcje tracą swoją nośność i ulegają zniszczeniu. Celem pracy jest zbadanie skuteczności ogniochronnej opracowanej substancji przeznaczonej do ochrony konstrukcji betonowych przed oddziaływaniem wysokich temperatur i otwartym ogniem w warunkach pożaru. Metody: Zdolność ogniochronna powłoki do betonu była obliczana według normatywnej metodologii, bazującej na określeniu współczynnika liniowego pęcznienia materiału powłoki, zgodnie z normą „ДСТУ-Н-П Б В.1.1-29-2010. Obróbka ogniochronna konstrukcji budowlanych. Ogólne wymagania i metody kontroli”. Dana norma określa ogólne wymagania i metody kontroli właściwości ogniochronnych środków ogniochronnych podczas odbioru wykonanych prac związanych z obróbką ogniochronną konstrukcji budowlanych, identyfikacji i późniejszej eksploatacji. Wyniki: Wyniki badań eksperymentalnych potwierdziły słuszność wyboru elementów składowych krzemoorganicznych powłok z wypełniaczem do betonu. Zaproponowana substancja ogniochronna podczas nagrzewania wykazuje wysoką skuteczność ogniochronną dzięki wytworzeniu spęczniającej się warstwy termoizolacyjnej o niskim współczynniku przewodzenia ciepła i wysokim współczynniku liniowym pęcznienia. Ustalono, iż skład substancji chemicznych nr 3 i nr 4 charakteryzuje wysoki liniowy współczynnik pęcznienia i niskie wartości współczynników przewodzenia ciepła, które z kolei są ważnymi charakterystykami decydującymi o skuteczności ogniochronnej betonowych konstrukcji budowlanych. Najlepsze właściwości wykazuje substancja ogniochronna nr 3, dla której wartości wynoszą λ = 0,058 W / m∙K и Kl = 12,3. Wnioski: Słuszność zastosowania pęczniejących powłok ogniochronnych jest uzasadniona tym, że są one cienkowarstwowe, przy nagrzewaniu nie wydzielają substancji toksycznych oraz charakteryzują się wysoką skutecznością ogniochronną, a ich przygotowanie i naniesienie na powierzchnię może odbywać się przy użyciu powszechnie stosowanej w przemyśle lakierniczym technologii. Tworzenie warstwy o optymalnych właściwościach ochronnych w dużym stopniu zależy od opracowania składu substancji ogniochronnej oraz stosunku ilościowego pomiędzy elementami i procesami chemicznymi zachodzącymi podczas jej formowania.