Лист огнеупорный: применение негорючих материалов в качестве защитного слоя – Негорючие листовые материалы — Строим баню или сауну

Огнеупорные материалы

В домашнем обиходе использование огнеупорных материалов чаще всего сводится к проблеме обустройства защиты от открытого огня и высокой температуры раскаленных деталей каминов и печей. Вылетевший из топки котла отопления или каминного очага раскаленный кусочек жаропрочной обмазки или уголек способны натворить немало бед, поэтому в котельных и топочных помещениях приходится устанавливать огнеупорные материалы для стен вокруг печей.

Варианты защиты с помощью огнеупорных материалов

Упрощенная классификация огнеупорных материалов позволяет разделить весь ассортимент огнестойких средств:

• Тугоплавкие огнеупоры;
• Материалы с повышенной стойкостью к воздействию высоких температур.

Последние в обиходе чаще известны, как огнеупорные листовые материалы, но по сути, это эффективные негорючие теплоизоляторы, способные выдержать кратковременный контакт с раскаленной поверхностью или открытым пламенем. Их используют для защиты легковоспламеняющихся веществ и конструкций от случайного непродолжительного контакта с источником огня. Для облегчения монтажа чаще всего их изготавливают в листовой или рулонной форме. В отличие от печных огнеупоров в виде блоков и кирпичей, огнеупорные материалы в виде плоских листов не предназначены для восприятия нагрузки, их основная задача — экранировать и отражать мощные потоки тепла, излучаемые раскаленными стенами топки.

Первая категория используется в качестве материалов для печей и каминов. Огнеупорный материал представляет собой спеченные из тугоплавких химических соединений керамические, композитные блоки и плиты, способные выдерживать длительный контакт с открытым пламенем, температурой более полутора тысяч градусов, без потери несущей способности и прочности.

Плитные, листовые и рулонные огнеупорные материалы

Плитная и листовая форма очень удобна для облицовки стен помещения, в котором находится печь, камин или чугунный котел отопления. Самыми популярными защитными материалами, используемыми для облицовки стен, являются:

1. Огнеупорные плиты и картоны на основе прессованного асбестового и стеклянного волокна. Наиболее дешевый и доступный материал способен выдерживать нагрев до 700^оС. Средний показатель огнезащиты составляет 30 мин открытого пламени;
2. Вермикулитные плиты обладают термостойкостью до 800-900^оС, но при этом являются химически инертными, не разлагаются под действием влаги и органических растворителей. Вермикулитовым картоном или плитой можно выполнить защиту для бани;
   
3. Минеритные огнеупорные плиты и листы пользуются популярностью из-за удачного сочетания огнестойких и механических качеств. В качестве матрицы огнеупорного материала используется белый цемент;
4. Магнезитовые листы характеризуются высокой стойкостью к высокой температуре и агрессивным веществам;
5. Рулонные материалы из огнестойкого базальтового волокна, с напыленным теплоотражающим покрытием из алюминия, выдерживают нагрев до 900^оС. Легкое и гибкое огнеупорное полотно идеально подойдет для экранирования квартирных дровяных каминов и печей;
6. Керамогранитные и терракотовые плитки. Обладают неплохими огнеупорными качествами, хорошо пропускают водяные пары. Плиты легко моются, чистятся от сажи и загрязнений, не стареют на протяжении десятков лет интенсивного нагрева, поэтому нередко используются в качестве термозащиты стен и полов для бани и котельной.

Из всех перечисленных средств сталь обладает наиболее высоким коэффициентом отражения тепла и не боится перепадов температур, поэтому часто применяется в качестве тепловых экранов печей, каминов, котлов.

Не все огнеупорные материалы одинаково подходят для облицовки стен помещения. Например, нельзя использовать теплоизоляционные плиты из прессованного базальтового волокна. При производстве отдельных марок базальтовых плит используются формальдегидные смолы. Под воздействием теплового излучения поверхность огнеупорной облицовки способна нагреваться до 300^оС, что приводит к интенсивному выделению токсичных и ядовитых веществ.

Тугоплавкие огнеупорные материалы для печей и каминов

Современная технология огнеупорных материалов позволяет получать более полутора десятков различных видов керамик и композитов, обладающих свойством противостоять не только высокой температуре, но и агрессивной газовой среде пламени. Большую часть огнеупоров разрабатывали для использования в промышленности, металлургии цветных металлов, оптических приборов, керамики.

Классификация печных огнеупоров

ГОСТы и ТУ на производство огнеупоров классифицируют материалы по химической основе, наиболее широко используемые:

1. Кремнеземные огнеупоры изготавливают из кварца и высокочистых горных пород с высоким содержанием оксида кремния. Наиболее известным представителем тугоплавких материалов является марка «Динас» с содержанием кварца до 95%;
2. Спеченные блоки на основе оксида алюминия, с содержанием окиси от 28 до 90%, к ним относят печные шамоты и муллитовые плавленые блоки. Такие материалы применяют для топок печей на органическом топливе;
3. Магнезиальные огнеупорные вещества, изготавливаемые спеканием оксидов металлов при очень высокой температуре.

Важно! Кварцевые и магнезиальные огнеупорные материалы рассчитаны на очень высокую температуру. Некоторые марки способны в течение многих месяцев выдерживать нагрев почти до 2000оС в агрессивной среде.

Но их практически не используют в бытовых печах и каминах. Причина достаточно проста – при высокой механической прочности и стойкости очень тяжелые и плотные динасы и муллиты не выдерживают резких перепадов температур. При запуске промышленной печи нагрев до рабочей температуры зачастую выполняется со скоростью не более 1^оС в час. В противном случае внутренние термические напряжения раскалывают огнеупорные блоки с множеством трещин. Поэтому для бытовых целей такие материалы практически непригодны.

Исключением является отдельные марки высокопористого шамота. Для бытовых кирпичных печей промышленностью выпускается специальный облегченный огнеупорный шамот, хорошо впитывающий кладочные растворы на глине и цементе.

Порошок или бой промышленных огнеупоров добавляют в жирные глины для увеличения термостойкости обмазок труб, бетонных конструкций. До появления огнеупорных пропиток молотые в порошок горные породы с высоким содержанием кремния и магния добавляли в глину для огнезащитных обмазок труб печей и оснований деревянных срубов и построек. Такая глина не только увеличивала огнестойкость, но и являлась эффективным консервантом. Сосновые и дубовые сваи и подполы с подобной обмазкой стояли на грунте по 20-30 лет без признаков поражения гнилью и насекомыми.

Заключение

Огнеупорные материалы, как правило, не обладают высокой прочностью, поэтому из шамота не строят ничего, кроме топочных сводов и камер печей. Многие сорта природных глин содержат практически идеальное соотношение соединений кремния и алюминия. Учитывая высокий спрос на огнеупорную глину, такой материал идет преимущественно на строительство эксклюзивных каминов и домашних печей по английской и русской схеме.

Огнеупоры (материалы и изделия) и их огнеупорность: виды и свойства

Для некоторых производств металлургической, энергетической, горно-перерабатывающей отраслей промышленности, научных исследований необходимы технологические комплексы, установки; лабораторные печи, аппараты, выложенные изнутри огнеупорными материалами, штучными изделиями, способным выдерживать постоянное или циклическое воздействие высокой температуры сырья, реагирующих веществ, продукции.

Нередко при возведении особо важных строительных объектов, имеющих повышенную пожарную опасность, необходимо использование несущих конструкций из огнеупорного (огнестойкого) бетона.

Огнеупорный изделия в ассортименте

Назначение и свойства

В ГОСТ 28874-2004, классифицирующем все виды (типы) огнеупоров, дано

определение огнеупорности, как свойству материалов выдерживать, не переходя в расплавленное состояние, воздействие высокой температуры.

ГОСТ Р 52918-2008 дает определение огнеупорам. Ими называют неметаллические материалы, которые обладают огнеупорностью не ниже 1580 ℃, используются в агрегатах и устройствах для защиты от воздействия тепловой энергии и газовых, жидких, твердых агрессивных реагентов.

К огнеупорным изделиям относятся огнеупоры, имеющие заданные геометрические формы, размеры.

В целом огнеупорами называют материалы, готовые формовые изделия, произведенные в основном из минерального сырья, что способны сохранить свои огнестойкие свойства в условиях длительной эксплуатации при очень высокой температуре среды, в том числе агрессивной; служащие защитными покрытиями различного производственного, лабораторно-опытного оборудования или несущими строительными конструкциями.

Назначение огнеупоров:

• Защита корпусов, частей установок, агрегатов, любого другого оборудования с рабочими зонами, поверхности которых внутри или снаружи подвергаются воздействию расплавленного сырья, реагирующей среды в ходе технологического процесса, готовой продукции с температурой выше 1580 ℃.
• Обеспечение длительного периода сохранения несущих свойств, геометрической неизменности форм строительных конструкций в условиях развития пожара на особо важных объектах.

Свойства огнеупорных материалов, готовых изделий, кроме основного – высокой стойкости к огню, востребованные заказчиками:

• Низкий коэффициент теплопроводности.
• Термическая стойкость к линейному/объемному расширению.
• Стойкость к различным видам агрессивных сред, включая радиационное воздействие.
• Длительный период эксплуатации.
• Невысокая стоимость.

Кроме того, на производстве востребован такой параметр, как возможность быстрой замены защитного слоя огнеупорных материалов, набора из штучных изделий в ходе плановых остановов, аварийных ремонтов промышленного оборудования с высокотемпературными рабочими зонами.

Классификация

Огнеупоры подразделяются на два основных класса – это неформованные материалы и формованные (штучные) изделия.

Формованные огнеупоры

К неформованным огнеупорным материалам относят:

• Огнеупорные цементы.
• Бетонные смеси, торкрет-массы высокой стойкости к огню.
• Разные виды порошков для заправки металлургических печей.
• Мертели.
• Пластичные огнеупорные пасты, суспензии.

Формованные огнеупорные изделия, серийно производимые по технологиям горячего, полусухого прессования пластической формовки; литья, включая вибрационное, из расплавов, текучих масс подготовленного сырья; распилом крупных блоков, горных пород, изготавливают:

• Прямыми, клиновыми различных размеров, форматов.
• Фасонными различной сложности, массы серийного изделия.
• Специальными – промышленного или лабораторного назначения. К последним относятся тигли, кюветы, оборудование для проведения исследований в условиях высокой температуры.

Огнеупорные материалы, изделия классифицируют по таким основным параметрам:

• По физическому состоянию.
• Химическому составу.
• Огнеупорности.
• Плотности, пористости.
• Форме, размерам, весу.
• Способам формования.
• Области применения.

По огнеупорности их подразделяют на четыре группы (класса):

• Огнеупорные, выдерживающие температуру эксплуатации в диапазоне 1580-1770 ℃.
• С высокой огнеупорностью – 1770-2000 ℃.
• С высшей огнеупорностью – 2000-3000 ℃.
• Сверхогнеупорные – больше 3000 ℃.

По пористости на восемь классов – от особо плотных огнеупоров, открытая пористость которых меньше 3%, высокоплотных – 3-10%, плотных – 10-16%; до ультрапористых, где она превышает 75%.

В зависимости от формы, геометрических размеров, веса огнеупорные изделия классифицируются:

• Прямоугольными, включая огнеупорные кирпичи стандартных строительных типоразмеров.
• Фасонными различной конфигурации, включая криволинейную, формы.
• Листами, рулонами.
• Погонными изделиями – более 450 мм.
• Штучными – до 2 кг.
• Блоками – от 2 кг до 1 т.
• Крупными блоками – больше 1 т.

По физическому состоянию готовой продукции при поставке заказчикам:

• Неформованными материалами – сухими, полусухими смесями; жидкими, пластичными готовыми растворами.
• Штучными изделиями.
• Строительными огнеупорными конструкциями.

Неформованные огнеупорные материалы также квалифицируют по основным способам нанесения на защищаемые поверхности производственного оборудования, строительных конструкций:

• Напылению.
• Обмазке.
• Литью.
• Торкретированию.
• Виброуплотнению.
• Трамбовке.
• Прессованию.
• Пескометной набивке.

Существуют и другие классификации огнеупоров, основанные на способах подготовки сырья, производства неформованных материалов, изготовления штучных изделий, строительных конструкций.

Основные виды и типы

Такое деление основано на различиях в химическом составе огнеупорных неформованных материалов, готовых изделий. Общепринято при этом в названии огнеупора первым ставить преобладающий компонент:

• Кремнеземистые – эти термостойкие материалы, что более чем на 90% состоят из SiO₂. К ним относятся динасовые огнеупоры, широко применяемые для футеровки металлургических и других видов печей; кварцевое стекло, из которого изготавливается весь спектр термостойкой посуды, оборудования для лабораторий. Огнеупорность динасовых материалов – до 1730 ℃, кварцевого стекла – до 1200 ℃.
• Алюмосиликатные. Их основные компоненты – Al₂O₃, SiO₂. В зависимости от процентного содержания Al₂O₃ они бывают полукислые – 14-28%; шамотные – 28-45%; высокоглиноземистые – 45-95%. Огнеупорность высокоглиноземистых материалов – свыше 1750 ℃.
• Магнезиальные на основе MgO, при производстве проходящие обжиг в температурном диапазоне 1500-1900℃. Их огнестойкость обуславливает широкое применение в металлургической отрасли, чему также способствует высокая прочность, стойкость при контакте с движущимися расплавами металлов, шлаковых масс.
• Периклазовые – это магнезиальные огнеупорные материалы с содержанием MgO свыше 85%.
• Периклазоуглеродистые материалы изготавливаются из периклазового огнеупорного порошка с добавкой 6-25% графита с органической связкой, например, фенолом с этиленгликолем.
• Хромистые, производимые из минерала хромита с температурой плавления 2180℃. Большим преимуществом этих термостойких материалов является их инертная устойчивость как к кислым, так основным металлургическим шлакам.
• Цирконистые. Их основные компоненты – это минерал бадделеит, содержащий до 62% ZrO₂ и ZrSiO₄. Огнеупорность – 2700 ℃, отличная стойкость при контакте с расплавами металлов, высокая прочность.
• Углеродистые. Их основной компонент – это свободный углерод, соединения с его высоким содержанием. Обжиг сырья происходит при температурах от 1100 до 2000 ℃, после чего спектр их применения – это футеровка электротермических, металлургических печей (домен, мартенов), промышленных установок по выплавке цветных металлов, реакторов АЭС. Огнеупорность разновидностей углерода достигает 3500℃, а графита, его кристаллической разновидности – 3800 ℃.
• Оксидноуглеродистые – это огнеупоры, созданные на основе оксидов магния, бария, кальция, бериллия с углеводородом, обладающие высокой огнеупорностью.
• Бескислородные изготавливают из тугоплавких химических соединений – нитридов, силицидов, сульфидов, боридов, карбидов. Их применение в окислительной среде ограничено.
• Доломитовые, состоящие после обжига доломитовых горных пород из смеси оксидов магния и кальция, огнеупорные до 2300℃.

Это далеко не полный перечень видов (типов) огнеупоров, производимых также из другого сырья, с различными добавками.

Область применения

Огнеупорные неформованные материалы, штучные изделия, благодаря набору востребованных учеными, специалистами проектных, строительных организаций, производственных предприятий, применяются в различных отраслях производства, науки:

• в стекольной, цементной промышленности;
• в металлургии черных, цветных металлов;
• в энергетике;
• в авиа, ракетостроении как при создании двигателей, так и в качестве защитных сверхтермостойких покрытий;
• в атомной промышленности;
• в производственных, учебных лабораториях – муфельные печи, огнеупорная посуда.

Розлив металла в огнеупорные ванны

Так, неформованные огнеупоры используют для создания, ремонта защитных покрытий – футеровок:

• Промышленных печей нагрева, обжига сырья – высокоглиноземистые смеси, шамот.
• Печей для производства кокса – обмазки.
• Ковшей для розлива стали, чугуна – магнезиальные, кремнеземные, высокоглиноземистые, массы.
• Электроиндукционных печей – периклазовые, корундовые торкрет-массы.
• Мартенов, дуговых печей – огнеупорные металлургические порошки.

Формованные огнеупоры, в виде различных по форме, толщине, размерам штучных изделий, используют следующим образом:

• Для выкладки подовых оснований, возведения стойких к высокой температуре стен, сводов, других элементов металлургических печей, конвертеров по выплавке черных, цветных сплавов, котлов ТЭЦ.
• Для создания надежной футеровки реакторов АЭС.
• Для защиты нагреваемых до сверхвысоких температур рабочих поверхностей двигателей самолетов, ракет.

При использовании штучных изделий в ходе выполнения защитных покрытий, возведения футеровочных кладок различного по назначению оборудования швы между ними тщательно, по всему объему заполняют неформованными огнеупорными материалами, обеспечивая целостность, а после первичного обжига в процессе эксплуатации – монолитности защитного слоя.

Кроме того, неформованные огнеупоры наносят сплошным слоем на кладки из штучных изделий, повышая толщину, следовательно, теплоизоляцию, огнестойкость такого «пирога»; а также на несущий конструктив зданий, сооружений, выполненный из металла, обеспечивая надежную, многочасовую огнезащиту металлических конструкций; а также заводских, монолитных конструкций из железобетона на особо важных пожароопасных объектах защиты.

Производство

ГОСТ Р 52918-2008 определяет сырье для производства огнеупоров как горные породы, имеющие огнеупорность не меньше 1580 ℃, допуская также утилизацию огнеупоров возвращением бракованных изделий, неформованных материалов, отходов производства, эксплуатации в технологический процесс.

Однако, на практике в рецептурный состав исходного сырья входят не только изначально огнеупорные материалы, но и другие компоненты, способные создавать устойчивые связи, требуемую молекулярную структуру готовой продукции, а также пластификаторы.

Тем не менее основным сырьем для производства огнеупоров служат горные породы, в составе которых:

• Простые, сложные оксиды – SiO₂, Al₂O₃, MgO, ZrO₂, MgOSiO₂.
• Бескислородные соединения – силициды, карбиды, нитриды, бориды, графит.
• Оксинитриды, оксикарбиды.

Для серийного производства огнеупорных материалов используют разнообразные технологические процессы, основным из которых является традиционный алгоритм, состоящий из следующих этапов:

• Измельчения компонентов сырья.
• Их предварительной тепловой обработки.
• Приготовления шихты с добавками различных пластифицирующих, модифицирующих добавок.
• Формования штучных изделий литьем, прессованием, экструзией с допрессовкой; неформованных материалов – без этой технологической стадии.
• Обжига в туннельных, газокамерных печах.
• Складирования, упаковки.

Часть формованных огнеупоров получают распиливанием крупных блоков готовой продукции, а также из огнеупорных горных пород.

Огнестойкий (огнеупорный) негорючий утеплитель: виды и применение

Для теплоизоляции помещений строительных объектов, трубопроводов, вентиляционных коробов инженерных коммуникаций используют как горючие, так и негорючие утеплители различных видов.

Определение негорючему огнестойкому утеплителю дает ГОСТ 30244-94, указывающий, что такой материал при воздействии источника зажигания горит открытым огнем не больше 10 с, а при испытаниях в лабораторной печи теряет не более 50% массы, создавая прирост температуры в ней не больше 50 ℃.

Все утеплители, не удовлетворяющие хотя бы одному из перечисленных условий, относятся к горючим, не огнестойким материалам.

Типы огнестойкой теплоизоляционной продукции

Виды

В отличие от сгораемых видов утеплителей, таких как опилки, маты, изготовленные из отходов переработки древесины, применяемых из-за их быстрого разрушения под воздействием влаги только внутри зданий, многие виды огнестойких теплоизоляционных материал также используют при монтаже навесных фасадных систем, в наружных стеновых панелях снаружи строительных объектов.

Существует несколько основных видов огнестойких утеплителей, подразделяющихся в зависимости от области их применения:

• Для стен, перекрытий как деревянных домов, так и строительных объектов, возведенных из кирпича, керамических блоков, железобетонных готовых, монолитных конструкций, в том числе изготовленных из огнеупорного (огнестойкого) бетона. В таких случаях используется как традиционная минеральная вата, так и более современный огнезащитный базальтовый материал, не впитывающий влагу и негорючий, в виде рулонов, матов, плит.
• Для дымохода, печей отопления жилых домов, бань чаще всего используют негорючий фольгированный материал из различных видов минеральных ват, имеющий повышенный коэффициент отражения тепловой энергии от слоя металлической фольги. А также за счет повышенной плотности негорючего утеплителя, используемого для этих целей в качестве заполнения участков термоизоляции перекрытий, прилегающих к дымовым трубам; элементов противопожарных разделок, отступок.
• Для термической изоляции, огнезащиты металлических конструкций вентиляционных воздуховодов; участков трубопроводных сетей, как транспортирующих теплоносители, включая воду, так и горючие жидкости, газовые смеси.
• Для двигателя, автотранспортного, железнодорожного средства, речного/морского судна/корабля, стационарных теплогенерирующих, вырабатывающих электроэнергию установок как для ограничения расхода тепловой энергии, нагрева смежных конструкций, отсеков, так в качестве надежной звукоизоляции, отсекающей громкий шум от работающих машин, механизмов.
• Для заполнения внутренних пустот, в конструкциях противопожарных перегородок, полотен огнестойких ворот, дверей, люков, используемых для защиты проемов в строительных преградах огню, дымовым потокам, что позволяет доводить предел их стойкости к огню до требуемых противопожарными нормами значений.

Такое деление на виды довольно условно, ведь большинство рулонных, плитных, листовых огнестойких утеплителей, в отличие от сыпучих, жидких вспенивающихся теплоизоляционных материалов, не подверженных горению, могут использоваться для термической, звуковой изоляции как помещений строительных объектов, участков их инженерных коммуникаций, так и двигательных отсеков транспортных средств, тепло-электрогенерирующих установок.

Состав и свойства

Основными параметрами огнестойких теплоизоляционных материалов являются:

• Материал изготовления, в большинстве случаев определяющий вид огнестойкого утеплителя, способы его применения на объектах строительства, участках инженерных коммуникаций.
• Толщина товарных огнестойких утеплителей, что зависит как от области их применения – для утепления отдельных видов строительных конструкций или участков трубопроводов, вентиляционных воздуховодов, так от свойств основного материала, использованного для их производства.
• Плотность, удельный вес, определяющие общую нагрузку на строительные конструкции, что зачастую критически важно для междуэтажных перекрытий жилых, общественных зданий.

В перечень основных материалов, используемых при промышленном производстве негорючих, огнестойких теплоизоляционных изделий, входят следующие природные, искусственно полученные вещества:

• Минеральная вата, называемая также шлаковатой, стекловатой, которую получают из кварцевого песка, отходов объектов металлургии, энергетики. Это наиболее давно используемый материал, обладающий невысокой стоимостью, но требующий защитных средств для работников, укладывающих его; осторожности при обращении с ним из-за опасности повреждения кожных покровов, глаз, органов дыхания.
• Базальтовый теплоизоляционный, огнезащитный материал, получаемый расплавом природного минерала базальта, получением из него сверхтонких негорючих волокон. Более высокая стоимость этого огнестойкого утеплителя компенсируется безопасностью обращения с ним, возможностью использовать его как внутри, так и снаружи строительных объектов в различных по климату регионах, в том числе с высокой влажностью воздушной среды.
• Пеностекло, получаемое в процессе спекания смеси измельченного стеклянного боя, крошки с каменным углем в качестве газообразующего агента в технологическом процессе производства. Полученный материал абсолютно не горюч, обладает высоким пределом стойкости к огню, низким коэффициентом теплопроводности. Его часто использует для термической изоляции помещений с высокой влажностью среды, например, подвалов, технических подполий, производственных участков с мокрым технологическим процессом.
• Керамзит, вермикулит, перлит – эта тройка сыпучих материалов давно используется для теплоизоляции межэтажных перекрытий, чердачных помещений, служит добавкой в «теплые» стяжки основания полов в жилых, общественных помещениях.
• Велит – современный негорючий утеплитель, имеющий пористую структуру, что производится из цементно-известкового сырья путем его вспенивания. По структуре, свойствам относится к пористым огнестойким бетонам, имея низкую плотность – до 140 кг/м³, так как до 90% его внутреннего объема – это воздух.
• Стеклопор – гранулированный пожаростойкий материал, получаемый в процессе вспучивания силикатов в результате резкого охлаждения расплава натриевых, калиевых стекол. Чаще всего его используют не в виде сыпучего материала, а как добавку в заливную теплоизоляцию межэтажных перекрытий строительных объектов, а также при производстве штучных огнестойких теплоизоляционных изделий.
• Огнестойкая пена, производимая на основе жидкого полиуретана с добавками веществ-антипиренов, придающими ей огнезащитные свойства.

Как несложно заметить, утеплитель негорючий в основном производится на основе природных, искусственных материалов минерального, неорганического происхождения, изначально являющихся негорючими.

Такая теплоизоляционная продукция имеет сертификаты пожарной безопасности, где их способность к горению указана НГ, то есть негорючие, в то время как подавляющее большинство утеплителей, полученных на предприятиях органического химического синтеза, например, различные виды пенопластов, пеноизолов; «экологическая вата» на основе переработанного целлюлозного вторичного сырья с добавками антипиренов, в лучшем случае являются трудногорючими, имея маркировку Г1.

Естественно, такие утеплители, несмотря на рекламные заверения некоторых производителей, представителей торговых организаций, ни в коей мере не могут претендовать на «звание» огнестойких утеплителей.

Свойства, дополнительно требуемые заказчиками – проектировщиками, строителями, организациями, эксплуатирующими здания, инженерные сооружения, коммуникации, которыми должен обладать пожаростойкий негорючий материал, который используют в качестве огнестойкого утеплителя:

• Низкая теплопроводность, обуславливающая высокие теплоизоляционные параметры.
• Влагостойкость, гигроскопичность.
• Способность к надежной звукоизоляции стен, перегородок, перекрытий, выделяющих защищаемые помещения.
• Безопасность применения, отсутствие выделения опасных для человека летучих веществ как при нормальных условиях эксплуатации, так и при сильном нагреве, в том числе при возникновении пожара внутри строительного объекта, где использован для утепления, звукоизоляции огнестойкий утеплитель.
• Высокая плотность при относительно небольшом удельном весе.
• Механическая прочность.
• Неизменность геометрических размеров, долговечность эксплуатации без потери огнестойких, теплоизоляционных параметров.
• Невысокая стоимость, что особенно важно для владельцев, заказчиков строительства частных деревянных домов.
• Простота работ по монтажу, укладке огнестойкого утеплителя, в том числе без найма сторонних специалистов.

Классификация

Часто классифицируют негорючий огнестойкий утеплитель по его агрегатному состоянию, внешнему виду, внутренней структуре, в зависимости от которых он может быть:

• Каркасный, в том числе многослойный, армированный негорючими материалами, часто используемый в качестве элементов конструктивной огнезащиты несущих металлических конструкций строительных объектов.
• Рулонный, позволяющий обертывать им как различные по форме, сечению элементы строительных конструкций, так и участки трубопроводов, вентиляционных коробов, которые необходимо защитить от промерзания, возможного воздействия огня при возникновении возгорания.
• Плитный, а также в виде отдельных теплоизоляционных матов, специально разработанных проектировщиками, производителями типоразмеров, что облегчает их монтаж, установку внутрь строительных конструкций, например, перегородок между помещениями.
• Сыпучий, в том числе искусственно вспученный, ячеистый, что значительно повышает его теплоизоляционные свойства.
• Жидкий вспенивающийся материал, застывающий при полимеризации, высыхании после нанесения на строительные конструкции, участки трубопроводных сетей, вентиляционных систем объектов защиты, чаще всего называемый огнестойкой пеной.

Выбор того или иного класса негорючих, огнестойких утеплителей определяется как проектными решениями, так и опытом использования в гражданском, промышленном строительстве при возведении, ремонте различных объектов.

Нормативные документы

Непосредственное отношение к производству, сертификационным испытаниям серийной продукции, стойких к огню теплоизоляционных материалов, возможности их использования для снижения пожарной опасности защищаемых объектов имеют следующие нормы, стандарты:

• ГОСТ 4640-2011 о производстве минеральной ваты – исходного материала для изготовления огнестойких утеплителей, способных эксплуатироваться в температурном диапазоне – 180 до 700℃.
• ГОСТ 21880-2011 о технологии изготовления прошивных огнестойких матов из минеральной ваты.
• ГОСТ 32313-2011 – то же о каркасных плитных плитах, матах, фольгированных цилиндрах из минеральной ваты, выдерживающих температурное воздействие до 1000℃.
• ГОСТ 32314-2012 – о видах огнестойких утеплителей, производимых из разных видов минеральных ват, применяемых при возведении строительных объектов.
• ГОСТ 30244-94 – об испытаниях на горючесть. Стандарт не применим к тем классам негорючих утеплителей, что выпускаются в виде гранул, готовых жидких растворов.
• НПБ 244-97 – о параметрах пожарной опасности теплоизоляционных материалов.

А также СП 112.13330.2011 – о ПБ строительных объектов, СП 4.13130.2013 – об ограничении развития пожара внутри защищаемых объектов, СП 2.13130.2012 – об обеспечении их стойкости к огню, в части применения огнестойких утеплителей при проектировании, устройстве противопожарных преград, изготовлении огнестойких заполнений проемов в них; общего снижения пожарной опасности зданий, строений в результате использования негорючих видов утеплителей.

Область применения

Пожаростойкий негорючий утеплитель используется при возведении, капитальном ремонте, проведении реконструкции разного вида, назначения строительных объектов – от частных надворных построек, жилых, дачных домов до высотных общественных, жилых зданий; производственных цехов, складских комплексов.

Ввиду влагостойкости, не подверженности к биологическому разрушению большинства видов огнестойких теплоизоляционных материалов их с гарантией длительного срока службы применяют при монтаже снаружи ограждающих конструкций строительных объектов; внутри, в том числе в помещениях с высокой влажностью среды, имеющими категории по взрывопожарной опасности.

Достоинства и недостатки

Кроме очевидного снижения пожарной опасности строительных объектов, применение огнестойких утеплителей дает и другие преимущества:

• Увеличивается срок службы многих строительных конструкций, например, перегородок, перекрытий, без необходимости их вскрытия для замены пришедшего в негодность утеплителя, изготовленного из органических материалов.
• Более длительная, безопасная эксплуатация участков инженерных сетей, коммуникаций жизнеобеспечения объектов, защищенных огнестойкими утеплителями, в том числе проходящих транзитом через пожароопасные производственные, складские помещения.
• Использование огнестойких теплоизоляционных материалов резко снижает возможность возникновения пожара от печного оборудования.

К недостаткам можно лишь отнести несколько завышенную стоимость отдельных марок огнестойких утеплителей, однако, учитывая огромное предложение аналогичной по техническим параметрам продукции на рынке – это не проблема для заказчиков, покупателей.

Огнестойкие и негорючие ткани: виды и область применения

Среди огромного количества видов текстильных материалов, используемых не только для пошива одежды, предметов интерьера, но и в различных отраслях промышленного производства, в строительстве, существует группа тканей, которые относят к негорючим изделиям.

Что это такое

Ответим на вопрос, что это за ткани, которые не горят? К таким материалам прежде всего относится давно известная, используемая при температуре до 500℃, негорючая асбестовая ткань. Изготавливаемая на основе природного слоистого минерала асбеста она не содержит сгораемых органических веществ, поэтому в полном смысле слова является негорючей.

Второй вариант тканей, из которых изготавливается огнеупорная спецодежда для сварки, защитные костюмы для работы в горячих цехах – это натуральные материалы высокой плотности, изготовленные из хлопка, льна.

Например, брезентовая ткань, дополнительную стойкость к непосредственному контакту с открытым огнем, высокотемпературному тепловому воздействию которой придает огнезащитная пропитка различными видами антипиренов.

Эта ткань по своим свойствам огнестойкая, так как способна небольшой период сопротивляться пламени, высокой температуре, что позволяет надежно защитить человека, одетого в спецодежду, изготовленную из нее, в зоне прямого контакта с негативными факторами воздействия.

Кроме этих наиболее известных примеров, существует много других видов как негорючих, так и огнестойких текстильных материалов, используемых в самых различных областях деятельности.

Огнеупорная ткань

Виды и характеристики

В зависимости от компонента, являющегося основой для производства негорючих или огнестойких тканевых материалов, различают следующие виды тканей:

Кремнеземные

Называемые также силикатными, кварцевыми. Их изготавливают из SiO₂ – кремнезема (диоксида кремния), кварца, других силикатов. Такие материалы устойчиво работают до температуры 1250℃, разрушаясь только выше 1700℃. Обладают низким коэффициентом теплопроводности, высокими электроизоляционными свойствами, экологически безопасны.

Стеклоткани

Это материалы, выдерживающие кратковременный нагрев до 700℃, резкое охлаждение до – 200 ℃, постоянно эксплуатируемые при температурах до 550℃. Отличительные характеристики – небольшой вес, высокая прочность на разрыв, низкий коэффициент линейного расширения, диэлектрические свойства; устойчивость к воздействию ультрафиолета, влаги, микроорганизмов.

Базальтовые

Изготавливаемые из волокон базальта методом его расплава. Выдерживают температурное воздействие до 700℃. Производят также нетканый огнезащитный базальтовый материал, используемый для конструктивной огнезащиты металлических конструкций, заполнения проемов в противопожарных преградах.

Асбестовые

Получаемые на основе волокнистого материала – асбеста, в сочетаниях с различными неорганическими добавками, чтобы скрыть, связать опасное канцерогенное воздействие этого природного материала при вдыхании его пыли.

Углеродные

Их получают плетением из нитей, изготовленных из волокон чистого углерода. Они легкие, устойчивы к растяжению, выдерживают повышение температуры до 370℃, но при этом способны к линейному расширению.

Арамидные

Это наиболее инновационные ткани, получаемые из полимеров – ароматических полиамидов. Они чрезвычайно прочны, вплоть до изготовления из них бронежилетов; стойки к огню, интенсивному тепловому воздействию до температуры 400℃.

Полиэфирные

Изготавливаемые из полиэфирных нитей с высоким содержанием соединений фосфора. При воздействии открытого огня не воспламеняются, не плавясь, обугливаются, уменьшаясь в размерах.

А также различные виды пошивочных, отделочных тканевых материалов, подвергнутых огнезащитной обработке методами окунания, напыления антипиренов. После такой пропитки их сложно поджечь низкокалорийными источниками огня, они не горят, а обугливаются.

Требования

На момент написания материала не существует национальных стандартов, определяющих производство негорючих, огнестойких тканей, которые плохо горят. Поэтому компании, изготавливающие эту группу текстильных материалов, сами разрабатывают технические условия, в которых регламентирован весь технологический процесс производства.

Кроме того, ТУ являются обязательным документом, предоставляемым компанией изготовителем на сертификационные огневые испытания серийной продукции, необходимые для получения сертификата пожарной безопасности.

Испытание негорючей ткани на воспламеняемость

Требования, методики испытаний, касающиеся основной характеристики – воспламеняемости тканей, изложены в следующих противопожарных нормах:

• ГОСТ Р 50810-95, классифицирующий декоративные текстильные материалы на основании метода испытаний на воспламеняемость.
• НПБ 257-2002. В этом документе регламентированы методики испытаний на воспламеняемость, тление, пламенное устойчивое и остаточное горение текстильных материалов – штор, занавесей, постельных принадлежностей, обивки мягкой мебели.

Такие испытания заключаются в воздействиях на отобранные образцы тканей пламенем лабораторной газовой горелки, тлеющей сигаретой; а полученные результаты объективно показывают, как качественно была проведена их противопожарная обработка растворами антипиренов.

Назначение

Тканевые материала на основе асбеста, из-за его канцерогенных свойств, уже практически не используются при производстве огнезащитных элементов спецодежды пожарных, металлургов, но широко применяются в качестве асбестотехнических, огнестойких теплоизоляционных изделий, в том числе в условиях агрессивных химических сред.

Полиэфирные, а также некоторые разновидности арамидных огнестойких тканей служат исходным материалом изготовления для штор, используемых для сцены театров, клубов; для ресторанов, гостиниц. Везде, где постоянно или регулярно находится много людей, существует возможность контакта драпировок, портьер, занавесов с источниками зажигания.

Мебельные производства также используют такие виды огнестойких тканей в качестве обивки мебели, которую невозможно поджечь упавшей тлеющей сигаретой.

Для рукавиц, входящих в комплекты специальной одежды пожарных, работников горячих цехов металлургических, энергетических производств, используют углеродные, кремнеземные, базальтовые стойкие к огню материалы, а также стеклоткани, являющиеся поверхностным слоем как средств для защиты рук, так и спецодежды в целом.

Специальная одежда, костюмы с огнезащитной обработкой изготавливаются также из льняных, хлопковых тканей высокой плотности, толщины материала.

Используются газо-электросварщиками, кузнецами, работниками котельных, горячих цехов других производств.

Область применения

Из стекловолокнистых, асбестовых тканей изготавливают противопожарные полотна/кошмы, являющиеся эффективным подручным средством тушения небольших по площади очагов возгорания на пожароопасных производствах, в ходе проведения огневых работ.

Кремнеземные, базальтовые тканевые, нетканые материалы применяют:

• Для теплоизоляции теплогенерирующих агрегатов, трубопроводов, в том числе транспортирующих горючие жидкости. Например, для трубы подачи топочного мазута в котел тепловой электростанции.
• Для потоковой фильтрации, в качестве заполнения огнепреградителей при транспортировке горючих жидкостей.
• В качестве огнестойких тепловых экранов в металлургических цехах, газоэлектросварочных производственных участках.
• При производстве рулонных противопожарных штор, экранов, занавесов.
• В строительстве, в качестве негорючих воздухопроницаемых мембран, покрытий утеплителей перекрытий; ветрозащиты, пароизоляции крыш, фасадов зданий.

Арамидные, углеводородные ткани, будучи менее стойкими к огню, более дорогими по сравнению с кремнеземными, базальтовыми стекловолоконными материалами, реже, но также используются как вставки, элементы при производстве спецодежды, в технических производственных целях.

Фактура огнестойких тканей для штор

Торговые марки

На рынке представлено много видов и торговых марок, как абсолютно негорючих, так и огнестойких тканей:

• Строительная ткань Tend – это негорючий материал, соответствующий группе НГ, классу опасности КМ0. Используется в качестве паро-, ветро-, теплоизоляционного материала вентилируемых фасадов, крыш, перекрытий зданий. Материал стоек к воздействию влаги, агрессивных сред, резким перепадам температуры, воздействию лучей ультрафиолетового спектра.
• Термически стойкая кремнеземная ткань КТ-11. Содержание SiO₂ – до 99%. Основные качества – огнестойкость до 1200℃ (длительно), прочность, диэлектрические, экологические свойства, что делает ее многофункциональным материалом.
• Базальтовая ткань ТБК-100 с покрытием металлической фольгой. Рабочий диапазон температур – от – 200 до + 650℃, плавится при 1100℃. Используется при производстве рулонных кровельных материалов, в качестве термической изоляции.
• Ткань izoltex изготавливается из стекловолокна. Рабочая температура – до 560℃, максимальная краткосрочно – 700℃. Обладает отличными теплоизоляционными свойствами, химически инертна к сильным органическим, минеральным кислотам, концентрированным растворам щелочей. Отличный заменитель асбестовых тканей, используемый в строительстве, различных отраслях производства.
• Кевлар, арселон, терлон, кермель, номекс – это различные торговые марки, названия видов арамидных тканей, термически стойких в диапазоне от 250 до 400℃.

Для огнезащитной обработки натуральных тканей используют пропитки: «Негорин-ткань», «ОГНЕЗА-ПО», «Нортекс», «АНТАЛ ТМ», не изменяющие их внешний вид, не снижающие прочность, не имеющие неприятного запаха.

Важно: на каждую партию такой продукции, независимо от объема партии, заказчик, покупатель вправе требовать сертификат соответствия пожарной безопасности, в котором указаны все необходимые характеристики.

технические характеристики, процесс производства и места применения

Огнеупорный картон относится к стройматериалам, с помощью которых обеспечивается высокий уровень пожарной безопасности конструкционных элементов разных объектов.

Он устойчив к действию высоких температур и открытого пламени, не воспламеняется и не поддерживает распространение огня по поверхности.

Благодаря этому обеспечивается защита огнеопасных мест, которые могут стать очагом пожара.

Особенности огнеупорного картона

Огнеустойчивый картон – современный материал из тонкого базальтового волокна и бентонитовой глины.

Изготовление волокон производится из вещества, которое по своей природе является негорючим.

Благодаря этому обеспечиваются не только хорошие эксплуатационные характеристики, а и огнеустойчивость.

Свойства и технические характеристики

Картон производится в виде листов толщиной 5-10 мм. Он достаточно твердый, но в тоже время, огнеупорный картон гибкий, что упрощает его монтаж и последующую обработку.

Толщина огнеупорного картона

Кроме устойчивости к высоким температурам и огню, материал характеризуется отличными теплоизоляционными свойствами. Также он практически не пропускает звуки (коэффициент поглощения 0,1…0,45) и может применяться как многофункциональный звукоизолирующий конструкционный элемент.

Базальтовая огнезащита имеет высокий коэффициент паропроницаемости, что позволяет конструкции «дышать», исключая появления конденсата на поверхности.

Материал практически не впитывает влагу из воздуха, но он неустойчив, если попадает в водную среду.

Использование микроскопических волокон способствует повышению устойчивости конструкций к вибрациям. Базальтовый состав не поддерживает гниение, он устойчив к микроорганизмам и не поедается грызунами.

Термокартон включает только экологически чистые материалы, поэтому он безопасен для людей и может применяться в строительстве и обустройстве жилых домов и прочих зданий, в которых длительное время пребывают люди. Базальтовый материал более чистый, по сравнению с асбестовым огнеупорным картоном.

Огнеупорный базальтовый картон в разрезе

Он не выделяет вредные и токсичные вещества в процессе нагревания. Максимальная температура, которую способен выдерживать картон до потери своей целостности, составляет +750ºС.

Базальтовая огнезащита выпускается листами длиной 1,2 м, шириной 0,6 м. Плотность этого материала оставляет 150-160 кг/м³, предельный показатель сжатия равен 20%.

Массовая доля влаги в готовых изделиях может составлять 2%, допускается наличие в составе органических веществ с концентрацией 5-10%. Температурный режим эксплуатации от -200ºС до +750ºС.

Процесс производства

Изготавливается огнестойкий картон из базальтовых волокон, которые связываются с помощью раствора бетонированной глины. Тонкое волокно получают из природного камня базальта.

 

Изначально его нагревают до температуры плавления, и в расплавленном виде подают в специальный экструдер. К полученным волокнам добавляют глиняный состав.

Линия производства огнестойкого картона

Процесс производства исключает использование фенол-формальдегидных соединений, благодаря чему термозащита получается полностью безвредной.

Она не выделяет токсических веществ в процессе эксплуатации и при воздействии высокой температуры, открытого пламени. Полученный таким способом материал может гнуться, из него легко вырезать детали любой формы.

Виды термокартона

Технология производства огнеупорного картона позволяет получать два его вида:

1. нефольгоированный;
2. фольгированный.

Нефольгированный картон представляет собой листы толщиной 5-10 мм, которые можно резать обычным ножом. При их раскрое важно учитывать усадку материала вследствие действия высокой температуры.

Увлажненный лист может произвольно согнуться, но при высыхании самостоятельно принимает начальную форму. Применение природного базальта позволяет термозащите выдерживать до 2 тыс. циклов нагрева и охлаждения без снижения эксплуатационных характеристик.

Фольгированный термокартон

Фольгированный картон отличается от обычного тем, что на одной из его сторон присутствует слой фольги, а связующие вещества не применяются. Целостность материала обеспечивается за счет естественного сцепления базальтовых волокон между собой.

Для фольгированных листов характерны хорошие теплоизоляционные свойства. Благодаря наличию фольги теплозащита дополнительно обеспечивается еще и за счет отражения тепловой энергии. Также материал выступает хорошим звукоизолятором.

Область применения

Листовой огнеупорный картон активно применяется для защиты зон оборудования, которые чувствительны к высоким температурам.

Его применяют для термоизоляции:

• нагревательных печей разного вида;
• трубопроводов;
• котлов, их заслонок, дверец;
• термических утилизирующих установок.

Базальтовые листы используют в качестве термопрослойки между полом и отопительной печкой, между стенами и дымоходом. В этих местах применение других материалов недопустимо по причине их вероятного возгорания или выделения в воздух вредных веществ в процессе нагревания.

Применение базальтового картона для теплоизоляции печи

Картон огнеупорный часто используется в качество дополнительного слоя сэндвич-конструкций. Его устанавливают в многослойные конструкции, состоящие из бетона и термокартона.

Это существенно повышает пожароустойчивость конструкционных элементов из такого рода стройматериалов. Благодаря своей экологической чистоте картон может применяться в качестве теплоизолятора и пожарозащитного экрана котлов и обогревательного оборудования, используемого в жилых помещениях.

Заключение

Огнеупорный картон – это эффективный термозащитный барьер с хорошими эксплуатационными свойствами и высокой пожароустойчивостью.

С его помощью обеспечивается высокий уровень пожарной безопасности объектов, на которых применяется оборудование, работающее в условиях высоких температур или с очагами открытого пламени.

Благодаря своей экологичности он незаменимым для защиты от огня и высоких температур на объектах с постоянным присутствием людей.

Видео: Базальтовый картон с фольгой. Выдержит ли он пламя газовой горелки и Т- 700-800 градусов?