Защита от огня и пожара - это жидкий пенобетон

2.1.7. Огнестойкость

Согласно ГОСТ 30247.0 огнестойкость строительной
конструкции - это время от начала теплового воздействия
на конструкцию до наступления одного или последовательно
нескольких предельных состояний по огнестойкости с учетом
функционального назначения конструкции.

Предельное состояние конструкции по огнестойкости -
состояние конструкции, при которой она утрачивает способ-
ность сохранять одну из своих противопожарных функций.
При испытании несущих ограждающих конструкций из
ячеистого бетона по ГОСТ 30247.1 различают следующие три
предельные состояния:

-  потеря несущей способности (R) вследствие обрушения
конструкции или возникновения предельных деформаций;

-  для изгибаемых конструкций следует считать, что пре-
дельное состояние наступило, если прогиб достиг величины
L/20 (L- полет, см.) и скорость нарастания деформации достигла
величины L²/9000 h (h - расчетная высота сечения конст-
рукции, см.);

-  для вертикальных конструкций (стеновые панели) пре-
дельным состоянием следует считать условие, когда вертикаль-
ная деформация достигает 10 мм/мин для образцов высотой
равной 3 ± 0,5 м.

Ячеистый бетон является несгораемым строительным
материалом. Из-за низкой теплопроводности бетона миграция
тепла происходит более медленно, чем в тяжелом бетоне.

Высокая температура, возникающая во время пожара, как
правило, вызывает разрушение строительных конструкций
из-за потери несущей способности или возникновения пре-
дельных деформаций. Это связано с отрицательным влия-
нием высокой температуры на прочность и усадку материала.
Прочность материала при длительном действии высоких темпе-
ратур изменяется вследствие удаления из гидросиликатов
химически связанной воды.

Многочисленные исследования, проведенные в Шведском
техническом университете и Финском техническом исследова-
тельском центре [6, 20], показали, что при повышении темпе-
ратуры до 400°С прочность ячеистого бетона увеличивается
на 85% (рис. 2.27). При дальнейшем повышении температуры
до 700°С прочность ячеистого бетона снижается до первоначаль-
ного значения и при температуре 1000°С она уменьпіается
на 86%, и этот процесс практически стабилизируется. 

Рис. 2.27. Влияние температуры нагревания на прочность
ячеистого бетона

Усадка бетона остается практически без изменения при
повышении температуры до 700°С, то есть до момента «воз-
вращения» прочности бетона к первоначальному значению
(рис. 2.28).

При нагревании до 1000°С усадка бетона достигает 120%
и дальнейший процесс ее увеличения прекращается, стабили-
зируется. Увеличение усадки может привести к возникнове-
нию трещин на верхней открытой поверхности изделий,
подверженных действию высоких температур.

В ячеистом бетоне по сравнению с тяжелым бетоном тем-
пература более низкая не только на противоположной стороне

Рис. 2.28. Влияние температуры нагревания на усадку ячеистого бетона

конструкции, но и на стороне, подверженной воздействию
огня. Это очень важно в изгибаемых конструкциях (плиты
перекрытия и покрытия), так как при этом обеспечивается за-
щита стальной арматуры. Огнестойкость изгибаемых кон-
струкций зависит от степени защиты арматуры, жесткости
самой конструкции и прилагаемой нагрузки. Конструкция
функционирует до периода, когда температура арматуры до-
стигает критической равной 550°С.

Во Всероссийском научно-исследовательском институте
противопожарной обороны МВД РФ (ВНИИПО МВД РФ) по
ГОСТ 30247.1-94 были проведены огневые испытания плит
покрытий размером 6,0x0,6x0,25 м, класса по прочности на
сжатие В3,5 (50 кгс/см²) и средней плотности 700 кг/м³. Вели-
чина защитного слоя арматуры с обогреваемой стороны пли-
ты - 30 мм.

Равномерно распределенная нагрузка на плиты состав-
ляла 300 кг/м² (без учета собственной массы). Прогиб плит
после нагружения и до начала огневых испытаний составлял
5 мм.

Плиты перекрытия подвергались одностороннему тепло-
вому воздействию по стандартному температурному режиму
согласно ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные.
Методы испытания на огнестойкость. Общие требования».

Предельными состояниями плит перекрытий в ходе про-
ведения эксперимента являлись:

-  потеря несущей способности (R) вследствие обрушения
конструкций или возникновения предельных деформаций
(предельно допустимый прогиб плит);

-  потеря теплоизолирующей способности (l) вследствие
повышения температуры на необогреваемой поверхности в
среднем более чем на 140°С или в любой точке этой поверх-
ности более чем на 180°С по сравнению с температурой плит
до начала огневых испытаний или более 220°С независимо
от температуры плит до испытаний;

-  потеря целостности плит (Е) в результате образования
сквозных трещин или отверстий в их конструкции, через кото-
рые на необогреваемую поверхность проникают продукты
горения или пламя.

В ходе испытаний прогиб плит плавно увеличивается с
5 мм до 9,2 мм при нагревании до 900°С и в дальнейшем при
нагревании до 1000°С увеличение прогиба прекращается. Темпе-
ратура стержней арматуры с обогреваемой стороны плит при

температуре 1000°С составила 150°С, а температура бетона
с необогреваемой стороны плит составила + 18°С, при началь-
ной температуре окружающей среды в камере, равной +12°С,
т. е. температура повысилась в среднем на 6°С.

В ходе эксперимента в течение 70 мин. нагревания плит
до 1000°С ни одного из выше указанных предельных состо-
яний достигнуто не было. Согласно ГОСТ 30247.0-94 предел
огнестойкости ячеистобетонных плит перекрытия состав-
ляет не менее 70 мин., то есть соответствует классификации
REI 60.

По нормам Англии «Британский стандарт № 476» и по
экспериментальным данным фирм «Хебель» и «Итонг», при
соответствующем проектировании ограждающих конструкций
зданий строительные элементы из ячеистого бетона удовлет-
воряют требованиям ДИН 4102 всех классов по огнестой-
кости: F30, F60, F90, F120, F180.

По классификации противопожарной инспекции Фин-
ляндии, конструкции из ячеистого бетона толщиной 100-
200 мм относятся к лучшим категориям пожарной безопас-
ности: АЗО, А60, А90, А120, А180, А240 (табл. 2.1.19).

Класс огнестойкости определяется путем испытаний конст-
рукций по государственным стандартам и характеризует
предел огнестойкости в минутах или часах.

Из ячеистого бетона возводят также противопожарные
стены, которые должны удовлетворять по огнестойкости
классу не менее F90 и в случае пожара выдерживать ударную
нагрузку. Однако мелкие блоки с пазом и гребнем не должны
использоваться при возведении противопожарных стен.

При отделке штукатуркой поверхностей ячеистобетон-
ных элементов ограждения дома (стены, покрытия и пере-
крытия) толщина, требуемая для достижения необходимой

Таблица 2.1.19  Показатели огнестойкости армированныхстеновых элементов по результатам испытаний в соответствиис Британским стандартом 476, ч. 1 

(без учета ударных воздействий)                            

Элемент	Огнестойкость, ч, длястентолщиной, мм
	100	125	150	175	200   |
Ненесущий	4	4	6	6	6
Несущий	2	2	2	2	2

 степени огнестойкости, может быть уменьшена, в противном
случае при отделке увеличивается степень огнестойкости
(табл. 2.1.20, 2.1.21).

Таблица 2.1.20
Показатели огнестойкости стен из ячеистого бетона в соответствии с ДИН 4102                           

Толщинастены, мм	Классогнестойкости
	F30	F60	F90	F120	F180
Без штукатурки	150	175	200	240	240
С двухсторонней штука- туркой	115	150	175	200	200

Таблица2.1.21

Британские рекомендации повышения о гнестойкости в перекрытиях (СР110, ч. 1)

                   

Видотделки	Огнестойкостьповерхно- сти, ч, притолщинеотдел- ки, мм
	25	15	15	10	10
Вермикулито-гипсовая штукатурка по нижней поверхности перекрытий	3	2	1,5	1,0	0,5

Увеличение толщины защитного слоя арматуры в пане-
лях повышает степень огнестойкости (табл. 2.1.22).

Многолетний опыт эксплуатации зданий из ячеистого бе-
тона различного назначения показал, что в целом ряде слу-
чаев при воздействии огня во время пожара конструктивные
элементы из ячеистого бетона могли продолжать эксплуати-
роваться после легкого ремонта. Ячеистый бетон может также

Таблица 2.1.22

Показатели огнестойкости для плитпокрытия и перекрытия и ячеистого бетона прочностью

35-50 кгс/см²поDIN 4102                           

Параметрыплиты	Классогнестойкости
	F30	F60	F90	F120	F180
Толщина плиты, мм	50	50	75	100	125
Толщина защитного слоя арматуры, мм	10	15	25	35	50