ОГНЕСТОЙКОЕ МНОГОСЛОЙНОЕ ИЗДЕЛИЕ ДЛЯ ОГНЕЗАЩИТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
FIRE-RESISTANT MULTILAYER ARTICLE FOR FIRE PROTECTION OF BUILDING STRUCTURES

Изобретение относится к устройствам негорючей конструкционной пассивной противопожарной защиты и может быть использовано как средство огнезащиты для широкого ряда строительных конструкций (колонн и балок, связей и ферм) зданий и сооружений, воздуховодов, монтажной оснастки (талрепов), кабельных изделий, а также при строительстве метрополитенов и тоннелей.
Известен способ пожарной защиты конструкций (патент ЕР 0600863, 1994 г. ), где для огнезащиты конструкций из металла и композитов используется конструкция, к которой прикреплены маты при помощи штифтов или аналогичных устройств. Маты разделены на секции, которые предпочтительно уложены друг на друга и изготовлены из вспучивающих и керамикообразующих материалов. Однако крепеж с помощью штифтов снижает уровень надежности закрепления матов.
Известен теплозащитный огнестойкий комплект (патент РФ на ИЗ №2537819, 2015 г. ) для объектов повышенной опасности, который состоит из наружного огнестойкого покрытия и внутреннего теплозащитного слоя. Недостатком данного комплекта является то, что наружное огнестойкое покрытие представляет собой гомогенизированную композицию на основе органических растворителей и состоит из полимеров, неорганических пигментов, антипиренов и модифицирующих добавок, то есть представляет собой горючий элемент комплекта.
Известно защитное покрытие топливного бака (патент РФ на ПМ №178603, 2018 г. ), выполненное из покрытия, повторяющего форму топливного бака и являющееся полимерно-тканевым изделием, что не позволяет отнести его к негорючим изделиям.
Наиболее близким аналогом является система повышения функциональной огнестойкости оборудования (заявка РФ на ИЗ №2019107488, 2019 г. ), которое может быть использовано для защиты трубопроводов и выступающей на них запорной арматуры, технологического оборудования с КИПиА, запорно-регулирующей арматуры фланцевых соединений, фильтров, различного емкостного оборудования, в системах переработки и транспортировки горючих газов и жидкостей и на иных участках пожароопасных производств, и содержит гибкую огнестойкую защиту и крепежные элементы. Гибкая огнестойкая защита выполнена в виде огнестойкого чехла из обкладочной ткани, изготовленной из керамического волокна, армированного тонкой металлической проволокой, прошитого при помощи швейных металлизированных нитей со стальным сердечником в параарамидной оплетке и имеющего в развернутом виде конфигурацию, повторяющую форму объекта огнезащиты. Внутри огнестойкого чехла установлен и зафиксирован с помощью стальных пиковок теплоизоляционный вкладыш, выполненный из керамического волокна, а на наружной стороне огнестойкого чехла размещены жестко связанные с ним элементы фиксации и герметизации системы повышения функциональной огнестойкости на объекте огнезащиты. Все края термообкладочного материала огнестойкого чехла прострачиваются простым швом. Огнестойкий чехол имеет отверстие, в которое вкладывают теплоизоляционный вкладыш из керамического волокна, затем сшивают нитями из нержавеющих струн в арамидной оплетке.
Однако, описанное изделие не предназначено для защиты строительных конструкций, а нити из стальных струн не обладают физико-механическими характеристиками для обеспечения огнестойкости конструкции от высокотемпературного воздействия в принципе. Также существенным недостатком указанного изобретения является техническая сложность: наличие теплоизоляционного вкладыша, который вкладывается в огнестойкий чехол, прошитого при помощи швейных металлизированных нитей со стальным сердечником в параарамидной оплетке, а также наличие в композиции изделия металлизированных слоев и гибкой стальной сетки, что не обеспечивает стойкость к огневому воздействию, поскольку потеря физических свойств стали, в зависимости от сплава, начинается от 300°С.
Задачей изобретения является повышение огнестойкости строительных конструкций за счет применения огнестойкого изделия из многослойного материала с огнестойким крепежным элементом многократного использования.
Поставленная задача решается огнестойким многослойным изделием для огнезащиты строительных конструкций, представляющем собой изоляционный чехол, выполненный из негорючего гибкого многослойного материала, слои которого сшиты друг с другом негорючими и теплостойкими керамическими, стекловолоконными или кремнеземными нитями, отличающемся тем, что к чехлу пришиты хомутные огнестойкие ленты, которые изготовлены из скрученных базальтовых и кремнеземных нитей и имеют самозатягивающийся узел крепления для застегивания натянутого на строительные конструкции чехла.
Общий вид конструкций с закрепленным на них многослойным изделием представлен на фиг. 1. Изделие в виде чехла оборачивается вокруг конструкции и застегивается с помощью хомутных лент с застегивающимся элементом, при этом, гибкость многослойного материала изделия позволяет применять его для огнезащиты конструкций любых размеров и конфигураций, а также осуществлять возможность быстрого монтажа и демонтажа материала.
В зависимости от технического решения (количества слоев волокон, плотности применяемых материалов и вида хомутов) достигаются пределы огнестойкости до R180 как для стандартного, так и для углеводородного и тоннельного режимов.
Схема композиционных слоев изделия представлена на фиг. 2 (а) в условиях стандартного (целлюлозного) типа горения, б) в условиях углеводородного типа горения), где:
1 - термоупрочненная базальтовая ткань,
2 - ткань из керамических волокон,
3 - минеральная вата,
4 - листы из металлического сплава,
5 - стеклоткань.
Термоупрочненная базальтовая ткань обеспечивает механическую прочность и эксплуатационную надежность всего изделия, ткань из керамических волок служит для обеспечения огнестойкости изделия, минеральная вата с плотностью не менее 100 кг/куб.м, является теплоизолирующей составляющей, листы из металлического сплава толщиной от 50 мм служат для повышения сопротивлению тепловому излучению (в условиях углеводородного горения находятся внутри или между слоями минеральной ваты), ровинговая изоляционная стеклоткань обладает также функциями теплоизолятора.
Ленты хомутные, используемые для закрепления прошитого чехла на конструкции или изделии, изготавливаются из скрученных базальтовых и кремнеземных нитей в соотношении: 70-90% базальтовой нити и 30-10% кремнеземной.
Технические характеристики ленты
Ширина, мм
10-50
Толщина, мм
15-60
Линейная плотность, не менее, кг/пм
0,02
Удельная разрывная нагрузка, не менее, мН/текст
200
Рабочий диапазон температур, °С
-200 до +1200
Ленты пришиваются к чехлу и являются единым целым с чехлом, что особенно важно для случаев сложных форм, например, узлов крепления или сочленения, где должна быть точно определена линия затяжки.
При этом, каждая лента хомутная имеет самозатягивающийся узел крепления, состоящий из двух прямоугольных колец, вшитых по их дли иной стороне в один край ленты и двухщелевой пряжки, которая предназначена для заправки свободного конца ленты после её затягивания.
Пряжки и кольца для лент изготавливается из проволоки стальной, термически обработанной, светлой, марки ОС по ГОСТ 3282 с диаметром от 3,5 мм.
Изделие атмосферостойкое, может применяться в любом типе климата, в том числе морском и арктическом. Монтаж огнезащитного изделия возможен при температурах от -40°С до +50°С. Огнезащитное изделие экологически безопасно как при монтаже и эксплуатации, так и в режиме пожара.
Данная формула позволяет достигнуть пределы огнестойкости для образца двутавровой балки согласно ГОСТ Р 53295: 120 мин для стандартного режима пожара; 90 минут и 120 минут для углеводородного режима пожара (при общей толщине слоя 3 соответственно 50 мм и 60 мм). При приведенной толщине стальной конструкции более 3,4 мм и разных толщинах слоя 3, пределы огнестойкости могут достигать 180 минут.
Отсутствие клеевого крепления, паст и в принципе, мокрых процессов в предлагаемой конструкции огнестойкого многослойного изделия обеспечивает надежность и атмосферостойкость крепления друг к другу всех составляющих частей.
Крепление при помощи хомутных лент обеспечивает надежное прилегание покрытия к защищаемым поверхностям и является простым при изготовлении и использовании. Конструкция крепления надежна и предполагает многократное использование.
Технический результат заключается в повышении огнестойкости защищаемых от огня строительных конструкций и других изделий.