Protipožiarna ochrana oceľových konštrukcií

 

Intumescentné (spevňujúce) nátery
V stavebníctve sa využívajú najmä spevňujúce protipožiarne nátery. Ak sú vystavené pôsobeniu vysokých teplôt, expandujú a karbonizujú. Vzniká tak vrstva tepelne stabilnej, uhlíkovej peny (koksu), ktorá vďaka svojej izolačnej schopnosti vytvára bariéru – tá chráni podklad po určitú dobu proti pôsobeniu plameňa a sálavého tepla. Štruktúra, výška vypenenia a veľ­kosť jednotlivých buniek tejto peny limituje účinnosť konkrétneho náterového systému.

Z toho dôvodu je formulácia jednotlivých náterov nákladná a zložitá. Používa sa najmä kyselina fosforečná, ktorá sa pridáva do systémov v podobe amoniumpolyfosfátov. Pôvodne používané fosforečné soli boli značne hygroskopické, čo obmedzovalo ich použitie. Ako nadúvadlá sa používajú väčšinou látky s vyšším obsahom dusíka (melamín, dikyandiamid, glycín). Na zlepšenie ďalších vlastností sa používajú rôzne prídavné látky.

Intumescentné nátery majú široké uplatnenie predovšetkým pri protipožiarnej ochrane oceľových nosných konštrukcií. Vo všetkých prípadoch ide o ucelený systém, ktorý pozostáva takmer vždy zo základového náteru, funkčnej vrstvy a krycieho náteru. Ide o kombináciu zložiek, ktoré musia pri požiari vzájomne reagovať v presne špecifikovanom okamihu a v určitom teplotnom intervale. Preto by mal byť základný náter dobre zakotvený na podklade a musí byť dostatočne stály až do chvíle, kedy dôjde k vypeneniu funkčnej vrstvy. Rozkladajúce sa zložky tejto vrstvy by nemali pri zvýšenej teplote po základe stekať alebo odpadávať.

Krycia vrstva náteru zaisťuje farebnosť, pretože funkčné nátery sa obvykle vyrábajú iba v niekoľkých základných farbách. Okrem toho zvyšuje jeho odolnosť proti vlhkosti a agresívnym vplyvom a zároveň predlžuje celkovú životnosť systému. Krycie nátery musia obhorieť skôr, ako dôjde k vypeneniu funkčnej vrstvy. Nemali by brániť vznikajúcej pene v jej funkcii, inak by mohlo dôjsť k zníženiu celkového funkčného efektu systému.

Pri nanášaní treba dodržať technológiu a hrúbku jednotlivých aplikovaných vrstiev systému. Silné základové a krycie nátery môžu znížiť, prípadne úplne negovať zmysel celej aplikácie, a z tohto dôvodu treba dôsledne zvažovať a zvoliť vhodný systém podľa špecifikácii ich použitia. Aplikáciu by mala vykonávať odborná firma, ktorá je na to spôsobilá a disponuje potrebnými meracími zariadeniami na vykonanie kontroly kvality a akosti.

Sublimujúce nátery
Prechodom medzi nátermi a nástrekmi sú sublimujúce nátery. Tieto systémy sa odporúča použiť najmä do neprístupných miest na vonkajšie konštrukcie, kde nemožno použiť bežné úpravy a kde treba vylúčiť riziko zlyhania, prípadne na ochranu plošných technologických prvkov a zariadení (napríklad zásobníky na horľavé kvapaliny a plyny).

Podstatou je vrstva ľahko sa teplom rozkladajúcich a sublimujúcich aditív, ktorá pri vyšších teplotách začína sublimovať. Tieto nátery doposiaľ nenašli široké uplatnenie, pretože sú nákladné. Na druhej strane sú stále a odolné proti poveternostným vplyvom a mechanickému namáhaniu.
 

Protipožiarne nástreky možno rozdeliť do troch základných skupín:

• izolačné omietky na báze vermikulitu,
• na báze expandovaného perlitu,
• izolačný nástrek na báze experlitu.

Tepelne izolačné omietky na báze vermikulitu možno aplikovať v pomerne tenkých vrstvách. Bývajú súdržné a dajú sa povrchovo upravovať podobne ako bežné druhy omietok.
Nástreky na báze expandovaného perlitu sú v súčasnosti rozšíreným typom tepelne izolačných omietok na našom trhu. Okrem vápna a cementu obsahujú tieto nástreky ako hlavnú zložku experlit. Výhodou niektorých typov nástrekov je aj zvýšená odolnosť proti vlhkosti a poveternostným vplyvom.

Pri tepelne izolačných nástrekoch na báze experlitu sa ako spojivo používa síran vápenatý. To umožňuje mierne zlepšenie požiarnych vlastností systému, pretože sadra pri požiari stráca vodu a ochladzuje tak plameň. Od vermikulitových nástrekov sa experlitové omietky líšia nižšou tepelno-izolačnou schopnosťou. Takže pri požiadavkách na vyššiu požiarnu odolnosť treba aplikovať hrubšie vrstvy.

Nevýhodou týchto nástrekov je náročná povrchová úprava, nakoľko prítomnosť experlitu a vlákien neumožňuje dostatočné vyhladenie povrchu. Preto nájdu tieto nástreky uplatnenie najmä v priemyselných priestoroch, skladoch a výrobných halách.

Z hľadiska materiálov a spôsobu aplikácie sa môžu protipožiarne obklady rozdeliť na obklady doskové a lepené. Základom doskových obkladov sú tvrdé, mechanicky upevňované dosky. Podľa typu môžu byť upevnené priamo na chránenú konštrukciu alebo nepriamo na pomocnú konštrukciu, t. j. na pomocný kovový rošt. Lepené obklady z materiálov, ktoré sa na konštrukciu nalepujú priamo, sú výrazne ľahšie a nepotrebujú žiadne pomocné konštrukcie.

Doskové pevné obklady
Funkciu doskového protipožiarneho obkladu ovplyvňuje tepelno-izolačná schopnosť, spôsob upevnenia dosiek na konštrukciu a ustálená vlhkosť. Pri zvýšenej vlhkosti môže dôjsť k rýchlemu porušeniu celistvosti obkladu pri požiari. Požiarna odolnosť obkladu vzrastá v závislosti od počtu jednotlivých dosiek. Napríklad dve dosky hrubé 12,5 mm sú pri rovnakej požiarnej odolnosti funkčne vhodnejšie ako jedna doska hrubá 25 mm. Pod obkladom sa vytvára stabilná mikroklíma, ktorá môže mať negatívny vplyv na koróznu odolnosť oceľových prvkov.

Dôležité sú aj spojovacie materiály. Životnosť väčšiny doskových obkladov s ohľadom na ich anorganickú bázu môže byť za vhodných podmienok a pri správnom technickom vyhotovení prakticky neobmedzená.

Výhodou takmer všetkých doskových obkladov sú najmä ich dlhodobo preukázané funkcie, vo väčšine prípadov dobré fyzikálne a mechanické vlastnosti, estetický vzhľad a možnosť ďalších povrchových úprav. Ich nevýhodou je značná prácnosť, keďže protipožiarne konštrukcie si vyžadujú odlišné montážne technológie oproti bežným nepožiarnym konštrukciám. V porovnaní s protipožiarnymi nástrekmi a inými spôsobmi protipožiarnej ochrany sú doskové obklady pri rovnakej požiarnej odolnosti takmer vo všetkých prípadoch nákladnejšie.

Lepené obklady
Tieto systémy vyžadujú kvalitné a dlhodobo spoľahlivé lepidlo, ktoré by malo byť žiaruvzdorné, trvalo pružné a malo by sa znášať s chráneným podkladom. Po zaschnutí musí dlhodobo odolávať vlhkosti. Obklad by mal dobre držať na konštrukcii aj v čase, keď lepidlo ešte úplne nezaschlo. Z toho dôvodu je dôležitý aj spôsob montáže (najmä pri stropných obkladoch).

Podstata lepených spojov spočíva v tom, že sa na chránený podklad lepia rôzne dimenzované špeciálne upravené dosky. Tieto dosky sa následne upravujú podľa požiadaviek zákazníka. Výsledkom riešenia je funkčný protipožiarny obklad, ktorý drží na akomkoľvek antikoróznom nátere aj na nerovných plochách. Dobre znáša kolísanie vlhkosti, dynamické nárazy, vibrácie a podobné namáhanie.

V súčasnosti je na slovenskom trhu pomerne rozsiahly výber protipožiarnych ochranných systémov so širokou škálou použitia. Sú vyhotovené z moderných materiálov, ktoré spĺňajú aj náročné estetické kritériá.
Funkčná schopnosť náterov, nástrekov a obkladov je výrazne odlišná. Nástreky a nátery sú funkčné max. 5 rokov, zatiaľ čo obklady si zachovajú svoju funkčnosť 35 rokov.

Ing. Róbert Kramárik
Foto: autor

Autor je doktorandom na katedre protipožiarnej ochrany Drevárskej fakulty Technickej Univerzity vo Zvolene.

Recenzoval Peter Némethy

Použitá literatúra
Prospektová literatúra dovozcov a výrobcov protipožiarnych systémov.
www.seidl.cz
www.hhpp.sk
www.pyronova.com