Рекомендации по применению огнестойких покрытий для металлических конструкций. 1984

Ордена Трудового Красного Знамени
Центральный научно-исследовательский институт
строительных конструкций им. В.А. Кучеренко (ЦНИИСК им. Кучеренко) Госстроя СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ
по применению огнестойких покрытий для металлических конструкций

1984г.

Приведены требования к огнезащитным покрытиям для металлических конструкций, область применения и пределы огнестойкости конструкций, защищенных покрытиями, составы покрытий, технология их приготовления, способы и установки для нанесения покрытий не конструкции.
Для инженерно-технических работников проектных и строи тельных организаций, а также для работников органов Госпожнадзора.


ПРЕДИСЛОВИЕ

Рекомендации составлены в помощь работникам проектных, научно-исследовательских и производственных организаций строительного профиля, а также в помощь работникам органов Госпожнадзора с целью их информации о способах огнезащиты стальных конструкций, нашедших широкое применение в практике строительства, а также с целью облегчения выбора оптимальною способа огнезащиты для конкретных условий строительства.
Рекомендации разработаны ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР (д-р техн. наук И.Г. Романенков, ст. инж. Т.И. Гуща, инж. Л.Н. Виневская - разделы 1, 5, 6, 7 при участии канд. техн. наук В.В. Сорокина; кандидаты техн. наук B.C. Сорин, Л.A. Лукацкая - разделы 3, 4); НИИЖБ Госстроя СССР (канд. техн. наук В.В. Жуков, инж. В.Ф. Гуляева - разделы 3, 4); ЦНИИПромзданий Госстроя СССР (канд. техн. наук В.В. Федоров, инженеры Ю.Б. Покровский, В.А. Трушин, B.C. Матлис, В.М. Ипатова - разделы 1, 3); ВНИИПО МВД СССР (д-р техн. наук А.И. Яковлев, кандидаты техн. наук М.Н. Калганова, Ф.А. Левитес - разделы 3, 4) при участии ЦНИИОМТП Госстроя СССР (инж А.А. Трофимов) и НИИМосстроя Мосгориполкома (инженеры А.И. Щипанов, Р.Я. Овечкииа).
Замечания и предложения просьба направлять по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская ул., д. 6, ЦНИИСК им. Кучеренко.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Незащищенные стальные конструкции в зависимости от толщины элементов сечения и величин действующих напряжений имеют предел огнестойкости от 0,1 до 0,3 ч. В соответствии с противопожарными нормами проектирования зданий и сооружений, изложенными в главе СНиП II-2-80 и в других главах II части СНиП, основные строительные конструкции, в том числе выполненные из стали, должны иметь предел огнестойкости от 0,25 до 2,5 ч.
Для повышения пределов огнестойкости стальных конструкций до нормируемых значений в настоящее время применяются следующие способы огнезащиты:
обетонирование;
огнезащитные облицовки;
огнезащитные покрытия;
вспучивающиеся огнезащитные покрытия.
1.2. Обетонирование выполняется путем нанесения на поверхность стальных конструкций слоя бетона или путем заключения стальных стержней из прокатных профилей составного сечения в монолитную бетонную оболочку.
Огнезащитная облицовка выполняется с применением плитных, листовых и штучных изделий.
Огнезащитные покрытия наносятся на поверхность стальных конструкций механизированными способами (набрызгом, торкретированием) или вручную.
Огнезащитные свойства вспучивающихся покрытий проявляются за счет увеличения их толщины и изменения теплофизических свойств при интенсивном тепловом воздействии.
1.3. Номенклатура рассматриваемых способов защиты стальных конструкций от воздействия огня приведена в табл. 1.

Таблица 1

№ п.п. Способ огнезащиты Объемная масса, кг/м3 Коэффициент теплопроводности, Вт/м град Толщина огнезащиты, мм, при требуемых пределах огнестойкости, ч
0,75 1 1,5 2 2,5
1 Бетонирование 2500 0,98 50 60
2 Огнезащитные облицовки Кирпич 1800 0,71 65* 65* 65* 65 120*
Гипсокартонные листы 850 0,42 16 16 32 32
3 Огнезащитные покрытия Цементно-песчаная штукатурка 1800 0,13 25 30 40 50 60
Перлитовая штукатурка 500 0,108 15 20 30 40 50
Фосфатное покрытие ОФП-ММ 300 0,08 15 20 30 40 45
4 Вспучивающиеся огнезащитные покрытия ВПМ-2 1450 - 4 - - - -
* Толщина огнезащиты определяется конструктивными особенностями облицовки.

В Рекомендациях не рассматриваются типы огнезащитных покрытий и облицовок, эффективность которых недостаточно изучена или не доказана практикой строительства.
Конструирование и выполнение огнезащитных стальных конструкций путем обетонирования должны производиться в соответствии с нормами, изложенными в главах СНиП II-21-75 "Бетонные и железобетонные конструкции", III-15-76 "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные". Сведения об этом способе огнезащиты в Рекомендациях ограничиваются данными, необходимыми для определения области его применения и выполнения технико-экономических расчетов при выборе оптимального варианта огнезащиты.
1.4. В Рекомендациях используется показатель предела огнестойкости, определяемый в соответствии с указаниями п. 6.4 стандарта СЭВ 1000-78 "Противопожарные нормы строительного проектирования. Методы испытания строительных конструкций на огнестойкость", временем до достижения материалом ненагруженной конструкции критической температуры. Критическая температура для стали принимается равной 500 °С. Этот показатель следует использовать при проектировании, когда нагрузка, действующая на конструкции во время пожара, принимается равной или меньше полной нормативной. Для уточнения величины предела огнестойкости конструкции на основе анализа реальных условий пожара (в соответствии с прил. 4 к стандарту СЭВ 1000-78), когда нагрузка может существенно отличаться от полной нормативной, следует руководствоваться положениями стандарта СЭВ 1000-78 по установлению пределов огнестойкости несущих конструкций экспериментальными или расчетными методами.
1.5. Область применения различных способов огнезащиты определяется с учетом:
величины требуемого предела огнестойкости;
типа защищаемой конструкции и ориентации защищаемых поверхностей в пространстве (колонны, стойки, ригели, балки, связи);
вида нагрузки, действующей на конструкцию (статическая, динамическая; тяжелый, средний, легкий режим);
температурно-влажностных условий эксплуатации и производства работ по огнезащите;
степени агрессивности окружающей среды по отношению к огнезащите и материалу конструкции, а также степени агрессивности материала огнезащиты по отношению к стали;
увеличения нагрузки на конструкцию за счет веса огнезащиты;
момента монтажа огнезащиты (во время возведения здания или его реконструкции);
эстетических требований к конструкциям.
Ориентировочные области применения различных способов огнезащиты в зависимости от их свойств и с учетом вышеперечисленных обстоятельств приведены в табл. 2.


Таблица 2

Способ огнезащиты Предел огнестойкости, ч Конструкции Температурно-влажностные условия Эстетические качества Агрессивность по отношению к конструкциям Устойчивость к динамическим нагрузкам Способ нанесения
Колонны Ригели Связи атмосферостойкость при нанесении при твердении при эксплуатации
сплошные сквозные сплошные сквозные сплошные сквозные t, С t, С t, С , %
Бетонирование Тяжелый бетон 5 + + + + - - + Не менее 5 Не менее 5 Не более 50 Без ограни
чения - + + Вручную
Огнезащитные облицовки Кирпич 5 + + - - - - + Не менее 5 Не менее 5 Без ограни
чения То же - - + Вручную
Гипсокартонные листы 1-2 + + + + - Без ограниче
ния - Не менее 5 Не более 60 + - - Вручную
Огне защитные покрытия Цементно-песчаная штукатурка 3 + + + + + + + Не менее 5 Не менее 5 Не менее 5 Не более 60 + + Механизи
рованный, вручную
Перлитовая штукатурка 5-3 + + + + + + Не менее 5 Не менее 10 Не менее 5 Не более 60 - + + Тоже
Фосфатное покрытие ОФП-ММ 0,5-3 + - + - + - - От 5до 100 Не менее 5 Не более 80 + Механизи
рованный
Вспучивающееся огнезащитное покрытие Вспучивающееся покрытие ВПМ-2 0,75 + + + + + + Не менее 10 Не более 60 Не менее 10 + + Механизи
рованный, вручную











Таблица 3

№ п.п. Способ огнезащиты Толщина огнезащитного слоя., мм при пределе огнестойкости, ч Объемная масса, кг/м3 Стоимость "в деле", руб/м2 при пределе огнестойкости 0,75 ч Трудозатраты, чел-ч/м2 при пределе огнестойкости 0,75 ч Приведенные капитальные вложения в базу стройиндустрии руб/м2 Приведенные затраты, руб/м2, при пределе огнестойкости 0,75 ч
колонны ригели связи средние колонны ригели связи средние
0,75 2,5
1 Бетонирование 25 60 2500 6,22 6,67 8,45 6,54 2,27 2,62 4,49 2,42 0,1 6,64
2 огнезащитные облицовки Кирпич - - 1800 6,82 ЦПШ 5,26 ЦПШ 6,70 5,89 2,22 ЦПШ 5,26 ЦПШ 6,70 3,51 0,61 6,5
Гипсокартонные листы 16 32 850 4,92 6,38 ЦПШ 6,70 5,81 2,49 2,77 ЦПШ 7,23 2,73 0,4 6,21
3 Огнезащитные покрытия Цементно-песчаная штукатурка 20 40 1800 4,92 5,26 6,70 5,15 3,7 4,26 7,23 4,08 0,53 5,68
Перлитовая штукатурка 20 40 500 4,94 5,30 6,70 5,19 3,9 4,5 7,7 4,33 0,84 6,03
Фосфатное покрытие ОФП-Ш 15 45 300 4,1 4,39 ЦПШ 4,32 1,6 1,84 ЦПШ 1,74 0,25 4,57
4 Вспучивающееся огнезащитное покрытие ВПМ-2 4 - 1450 6,91 7,4 93 7,25 0,9 1,03 1,74 0,99 033 7,58

Примечания :
1. Данные расчета приведены для 1 м2 защищенной поверхности конструкции.
2. Расчетные показатели даны для огнезащитных способов без учета их окончательной отделки (окраски, побелки и т.д.).
3. ЦПШ - цементно-песчаная штукатурка.


1.6. Выбор оптимального способа огнезащиты производится на основе технико-экономических расчетов, при этом основными показателями являются приведенные затраты, определяемые по формуле
Зi = Ci + ЕнКi,
где Зi - приведенные затраты по i-му варианту огнезащиты, руб.;
Ci - сметная стоимость i-го варианта огнезащиты, руб.;
Ен - нормативный отраслевой коэффициент эффективности капитальных вложений;
Кi - капитальные вложения в базу стройиндустрии, руб.
В случае равенства приведенных затрат или их близкой сходимости ( 10%) выбор оптимального варианта должен производиться по оценке затрат труда на стройплощадке. Расчет технико-экономических показателей выполняется из условия максимально возможной для данного вида огнезащиты механизации работ.
Стоимость и трудозатраты следует рассчитывать по действующим ценникам, прейскурантам и единым расценкам с соблюдением необходимых условий сопоставляемости. Удельные капитальные вложения в производство материалов и изделий следует принимать по соответствующим нормам удельных капитальных вложений. Коэффициент эффективности капитальных вложений следует принимать равным 0,15.
В табл. 3 приведены исходные данные по различным способам огнезащиты для выполнения технико-экономических расчетов. Эти показатели для конкретных условий строительства могут быть уточнены на основе ведомственных нормативов, а также на основании анализа практического опыта строительства.

2. КОНСТРУКТИВНЫЕ СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОГНЯ

ОГНЕЗАЩИТНАЯ ОБЛИЦОВКА ИЗ КИРПИЧА

2.1. Настоящий раздел содержит указания о материалах и устройстве огнезащитной облицовки стоек и колонн (рис. 1). Устройство огнезащитной облицовки ригелей и связей из кирпича не рекомендуется.



Рис. 1. Фрагменты металлоконструкция с огнезащитными облицовками колонн кирпичной кладкой и ригелей штукатурками

а - защита узла соединения рядовой колонны с ригелями; б - защити колонны, расположенной у стены здания; 1 - колонна; 2 - ригель; 3 -плита перекрытия; 4 - монолитный бетон; 5 - кирпичная кладка; 6 -арматура; 7, 8 - арматурные сетки, 9 - штукатурка; 10 - стена здания; 11 - стойки фахверка; 12 - планка анкера

2.2. При проектировании и возведении облицовки из кирпича необходимо соблюдать требования и указания соответствующих глав СНиП по каменным и армокаменным конструкциям, а также СН 290-74 "Инструкции по приготовлению и применению строительных растворов".
2.3. Для устройства огнезащитной облицовки рекомендуется применять: кирпич и камни керамические по ГОСТ 530-80;
кирпич и камни керамические лицевые по ГОСТ 7484-78; кирпич и камни силикатные по ГОСТ 379-79.
2.4. Для огнезащитной облицовки должен применяться кирпич марки не ниже М75.
Для кирпичной кладки рекомендуется применять цементно-песчаный раствор марки не ниже М50. В качестве вяжущего следует применять портландцемент, шлакопортландцемент и быстротвердеющий портландцемент марок не ниже М400. Для армирования кирпичной кладки следует применять сталь горячекатанную гладкую класса А-1 и периодического профиля класса А-II (ГОСТ 5781-75); проволоку обыкновенную арматурную холоднотянутую класса В-1 (ГОСТ-6727-80).
2.5. Устройство огнезащитной облицовки из пустотелых и щелевидных кирпичей допускается только в 1/2 кирпича (120 мм). Облицовка сплошных и сквозных колонн кирпичной кладкой может быть выполнена по периметру сечения и по контуру защищаемой поверхности. Кирпичную кладку огнезащитной облицовки рекомендуется выполнять с однорядной (цепной) перевязкой швов при расстоянии между вертикальными швами не менее 1/4 кирпича (65 мм). Горизонтальные и вертикальные швы кирпичной кладки огнезащитной облицовки должны быть тщательно заполнены раствором с последующей разделкой их снаружи под расшивку. Толщина горизонтальных и вертикальных швов не должна превышать 10 мм.
2.6. Армирование огнезащитной облицовки следует назначать с учетом усиления связи в углах кирпичной кладки. Диаметр стержней арматуры рекомендуется принимать не более 8 мм. Устройство арматурных поясов следует выполнять для облицовки в 1/4 кирпича на расстоянии не более 0,6 м (через 6 рядов кладки), а для облицовки в 1/2 кирпича- не более 1,5 м.
2.7. Для надежного соединения кирпичной кладки огнезащитной облицовки колонн и обеспечения герметизации стыков с конструкциями стен необходимо в стенах установить анкеры и арматуру кирпичной кладки приваривать к ним. Горизонтальные и вертикальные швы в местах сопряжения кирпичной кладки с другими конструкциями должны быть полностью заполнены раствором с разделкой швов заподлицо. Защиту узлов сложной конфигурации в местах сопряжения колонн с ригелями, связями и плитами перекрытия рекомендуется выполнять в монолитном железобетоне с установкой необходимых закладных деталей и выпуском арматуры доя обеспечения соединения огнезащитных облицовок колонн, ригелей и связей между собой.
2.8. В период возведения кирпичной кладки огнезащитной облицовки и при ее эксплуатации не допускается устройство отверстий, борозд, ниш и крепление оборудования, не предусмотренных проектом.
2.9. Оголовок колонны перед устройством огнезащитной облицовки должен быть обернут минеральной ватой на величину не менее 200 мм, тщательно закрепленной на колонне.
2.10. Огнезащитная облицовка кирпичной кладкой не требует
...