Способы повышения стойкости каменных конструкций к огню

Поведение конструкций, выполненных из натуральных и искусственных каменных материалов, однотипно – первоначально происходит увеличение прочности за счет удаления свободной влаги, затем постепенное снижение прочности из-за процессов тепловлагопереноса, удаляющих влагу из структуры материала (при этом увеличивается пористость). В целом натуральные и искусственные каменные материалы (известняк, гранит, железобетон и кирпич) более устойчивы к огневому воздействию, чем любые другие конструкционные материалы (древесина, строительные стали, алюминиевые сплавы). Значения параметров огнестойкости (пределов огнестойкости) находятся в широком диапазоне и зависят от вида материала, прилагаемой нагрузки и толщины конструкции, составляя от R 30 до R 180. Но даже им свойственно разрушаться при длительном термическом воздействии. Известные методы повышения стойкости каменных конструкций к пагубному влиянию огня на их структуру основаны на изучении причин и последствий реальных пожаров, приводивших к обрушению несущих элементов зданий, человеческим жертвам и материальному ущербу.

Рассмотрим основные способы повышения стойкости каменных конструкций к огню:

1) Увеличение сечения (толщины конструкции) на стадии проектирования и строительства. Это приводит к увеличению огнестойкости конструкции (от R60 до R 180), но увеличивает затраты при монтаже.

2) При строительстве также важным моментом является выбор бетона с меньшим коэффициентом температуропроводности и более высокой критической температурой (равно как и стальной арматуры), что достигается подбором вяжущих веществ и соответствующих заполнителей. Это позволяет несущественно повысить значение пределов огнестойкости.

3) Нанесение штукатурок или облицовок, увеличение толщины защитного слоя бетона. Так, нанесение цементно-песчаной штукатурки позволяет повысить предел огнестойкости защищаемых конструкций с R90 до R 150. Потому активно применяемая еще с середины позапрошлого века штукатурка в качестве отделочного материала имеет не только декоративную функцию, но и огнезащитную.

Данные методы позволяют повысить огнестойкость защищаемых каменных конструкций на десятки минут, что существенно влияет на огнестойкость здания в целом (ее степень огнестойкости). Но, несмотря на то что каменные материалы являются негорючими, есть некоторые различия в их поведении при термическом воздействии: известняк склонен к образованию негашеной извести, а тяжелые бетоны – склонны к взрывообразному разрушению. Особенности поведения натуральных и искусственных материалов при воздействии высоких температур рассмотрим в следующих статьях.