Легкие жаростойкие бетоны для огнезащиты стальных строительных конструкций

Аннотация

Одними из наименее пожарозащищенных строительных элементов являются стальные несущие конструкции. Для большинства сталей критическая температура принята равной 500°С, а после ее достижения происходят деформации строительных конструкций и практически мгновенное их разрушение. В статье представлена краткая характеристика промышленно используемых средств огнезащиты стальных строительных конструкций. Важно отметить, что, несмотря на многообразие применяемых средств огнезащиты, в строительном комплексе Республике Беларусь существует проблема отсутствия огнезащитных материалов отечественного производства, способных обеспечить для несущих металлоконструкций предел огнестойкости 150 минут. Поэтому целью исследования и явилась разработка, используя сырьевые ресурсы страны, доступных и эффективных огнезащитных материалов 1-й группы огнестойкости. Дано обоснование перспективности использования в качестве огнезащитных материалов легких бетонов на основе фосфатных цементов. Разработку огнезащитных легких бетонов производили на основе магнийаммонийхромфосфатного связующего, обеспечивающего их быстрое твердение. В составе связующего были использованы аммофос и отработанный молотый периклазохромитовый огнеупорный кирпич. На первом этапе работы на выбранном сырье для установления оптимального соотношения компонентов в фосфатном связующем холодного отверждения был исследован ряд составов. В качестве функции оптимизации составов использовали прочностные и адгезионные свойства. Установлено, что максимальное значение величин адгезии и прочности при сжатии достигается при содержании аммофоса 40 мас.%. Разработана общая схема взаимодействия компонентов в системе NH₄Н₂PO₄–(NH₄)₂НPO₄–MgO–Cr₂O₃–Н₂О. Установлено, что при взаимодействии оксида магния и фосфатного связующего образуются новообразования смешанного состава, важнейшим из которых является струвит NH₄MgPO₄6H₂O. Исследована природа термохимических процессов, протекающих в составах при нагревании. Разработанные материалы позволят решить проблему огнезащиты стальных конструкций.

Ключевые слова: легкие бетоны, огнезащита, стальные строительные конструкции, термохимические превращения, фосфатные цементы

Для цитирования: Румынская, Е.И. Легкие жаростойкие бетоны для огнезащиты стальных строительных конструкций / Е.И. Румынская, М.И. Кузьменков // Проблемы современного бетона и железобетона : сб. науч. тр. / Ин-т БелНИИС; редкол.: О. Н. Лешкевич [и др.]. – Минск, 2015. – Вып. 7. – С. 111-132.

Полный текст статьи на русском языке

Список использованных источников

1. Пожарная безопасность строительства : Г. И. Касперов [и др.] курс лекций. – Минск : КИИ МЧС Республики Беларусь, 2007. – 266 с.
2. Нормы пожарной безопасности Республики Беларусь. Огнезащитные средства для стальных конструкций. Общиетребования. Методы определения огнезащитной эффективности: НПБ 12–2000. – Введ. 01.03.2000. – Минск : КИИ МЧСРеспублики Беларусь, 2000. – 9 с.
3. Страхов, В. Огнезащита строительных конструкций: современные средства и методы оптимального проектирования / В. Страхов, А. Гаращенко // Строительные материалы. – 2002. – № 6. – C. 2-5.
4. Филимонов, В. П. Тенденция развития рынка материалов для пассивной огнезащиты / В. П. Филимонов // Пожаро-взрывобезопасность. – 2003. – № 4. – С. 49-55.
5. Иванова, Н. М. Новые огнезащитные покрытия / Н. М. Иванова [и др.] // Строительные материалы. – 1998. – № 12. – C. 12.
6. Пат. 2084476 Российская Федерация. МПК C08L027/18 C08K013/02 C09K021/14 Огнезащитная композиция для гибких элементов конструкций. А. Я. Сартан; Ю. П. Богданова; В. Е. Грушко; В. И. Пашинин; И. А. Смирнова. Заявл. 20.07.1997. Опубл. 10.03.1998.
7. Kalleder A. Non-flammable materials by nanotechnology. Proceedings of Conference “Fire Retardant Coatings III”, Axel Kalleder Berlin: Vincentz. P. 77 – 85.
8. Судакас, Л. Г. Фосфатные вяжущие системы / Л. Г. Судакас – СПб. : РИА «Квинтет», 2008. – 260 с.
9. Yang Q., Zhu B. and Wu X. Characteristic and durability test of magnesium phosphate cement-based material for rapid repair of concrete. Materials and Structures. 2000. Vol. 33. P. 229-234.
10. Phuong T. The effect of fillers on the properties of inorganic phosphate cement (IPC):aster dissertation in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Physical Land Resources,Thai lam Phuong, 2004.106 р.
11. Ding, Zhu, Li, Zongjin. High-Early-Strength Magnesium Phosphate Cement with Fly Ash. ACI Materials Journal. 2005. P. 45 – 46.
12. Fei Qiao, Wei Lin, C.K. Chau and Zongjin Li. Property Assessment of Magnesium Phosphate Cement. Key Engineering Materials. 2009. Vol. 400 – 402. P. 115 – 120.
13. Бычек, И. В. Технология получения фосфатного связующего и жаростойких бетонов холодного отверждения из хромсодержащих отходов: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук : 05.17.11 / И. В. Бычек. – Минск, 2004. – 21 с. : ил. – Библиогр.: с. 17 – 18.
14. Аммофос. Технические условия: ГОСТ 18918-85. Введ. РБ 17.12.92. – Минск: Белорус. гос. ин-т стандартизации исертификации, 1992. – 32 с.
15. Изделия огнеупорные и высокоогнеупорные для футеровки вращающихся печей. Технические условия: ГОСТ 21436-2004. – Введ. 01.01.06. – Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации : Белорус. гос. ин-т стандартизации и сертификации, 2006. – 15 с.
16. Вермикулит вспученный : ГОСТ 12865-67. – Введ. 01.07.68. – М.: Гос. комитет Сов. Мин. СССР по делам строительства, 1968. – 5 с.
17. Смеси растворные и растворы строительные. Технические условия : СТБ 1307–2012. – Введ. 01.01.13. – Минск : Гос. комитет по стандартизации РБ, 2012. – 26 с.
18. Констант, З. А. Фосфаты двухвалентных металлов / З.А. Констант, А. П. Диндуне. – Рига : Зинатне, 1987. – 371 с.

ISSN 2076-6033