Био- и огнезащитные материалы
Био- и огнезащитные материалы можно отнести к отделочным (так как иногда эти материалы выполняют обе функции). Выпускаются они зачастую теми же фирмами-изготовителями лкм, но решают чисто функциональные задачи защиты.
Для повышения биостойкости древесины наибольшее распространение нашли химические методы, основанные на обработке древесины антисептиками. Благодаря антисептированию срок службы древесины возрастает в несколько раз (от 5–8 лет до 40–45 лет).
При выборе антисептиков прежде всего следует обратить внимание на вид растворителя, в котором растворены активные компоненты защитного средства. Препараты на основе летучих органических растворителей (уайт-спирит, толуол, керосин, скипидар) хорошо проникают в древесину, устойчивы к атмосферным воздействиям, однако все меньше удовлетворяют современным экологическим требования, пожаро- и взрывобезопасны.
Применение таких защитных средств снижается и сводится к использованию пленкообразующих защитно-декоративных составов для наружных работ (Пинотекс, Дуфатекс, Биотекс, Котекс, Акватекс, ПФ-11 и др.).
Другую группу препаратов составляют экологически полноценные водорастворимые и водоразбавимые защитные средства. Это различные однородные вещества и их смеси, дисперсии, эмульсии, вводимые в древесину в виде водных растворов или защитно-декоративных паст. Они предпочтительнее веществ первой группы, так как не только более экологичны, но и взрыво- и пожаробезопасны, дешевы, высокоэффективны.
При выборе водорастворимых антисептиков следует учитывать условия эксплуатации обрабатываемых конструкций. Для защиты конструкций, эксплуатируемых в условиях непосредственного воздействия атмосферной и почвенной влаги, загрязнений органического характера и других факторов активного увлажнения, целесообразно применять невымываемые либо трудновымываемые препараты. К ним относятся антисептики Сенеж, Сенежбио, Сенеж Ультра, Фотос-6. Для них характерны процессы «фиксации», в результате которых компоненты защитных средств образуют в древесине новые химические соединения, губительные для биоразрушителей, не растворяющиеся в воде и, следовательно, устойчивые к вымыванию.
Применение вымываемых и легковымываемых водорастворимых защитных средств обычно ограничивается обработкой конструкций, эксплуатируемых в условиях, исключающих прямое и продолжительное воздействие влаги, т. е. в условиях внутренней службы. Эти препараты хорошо проникают в древесину, как правило, не изменяют ее цвет, некоторые способны заглубляться и после обработки за счет диффузионного перераспределения, обеспечивая тем самым повышенную биозащиту в более глубоких слоях древесины. К числу таких антисептиков можно отнести Сенеж, Огнебио, Сенежэкобио.
Сенежская НПЛ защиты древесины в своем распоряжении имеет широкую ассортимент антисептиков различной активности и различного назначения: Антипиросепт, Оптимал, ХФ-раствор, Декосепт и др. Они предназначены для внутренних или наружных работ, для очистки древесины от загрязнения деревоокрашивающими грибами, для защиты крупноразмерных лесоматериалов от трещин и биоразрушений и т. д.
Модификация легковымываемых препаратов для условий наружной службы, основанная на незначительном введении пленкообразователя в раствор защитного средства, например, КСД позволяет несколько затушить вымывание и увеличить срок службы древесины, но не более чем на 3–5 лет.
Другим эффективным путем повышения стойкости к атмосферным осадкам является нанесение на обрабатываемую поверхность гидроизолирующих лакокрасочных материалов. В этом случае легковымываемые водорастворимые защитные средства выполняют роль грунтовки, предохраняющей древесину от биоразрушения и одновременно снижающей расход лкм при последующей окраске.
Помимо устойчивости к вымыванию большое значение для антисептиков и препаратов комплексного воздействия имеет токсичность по отношению к деревоокрашивающим, плесневым, дереворазрушающим грибам и насекомым – древоточцам.
Многокомпонентные защитные средства, как правило, более эффективны против разрушителей, поскольку их действие основано на синергизме, т. е. одновременном взаимно дополняющем воздействии компонентов препаратов. Сложные составы обычно образуют в древесине несколько слоев защиты, сочетание которых позволяет добиваться более высоких характеристик биозащищенности. Например, антисептики Сенеж, Сенежбио образуют в толще древесины на глубину 5–10 мм три защитных слоя, что в сочетании с устойчивостью к вымыванию обеспечивает срок службы древесины до 45 лет.
Синергизм компонентов сложных защитных средств позволяет уменьшить содержание каждой из составляющих, что приводит к повышению экологичности таких препаратов и снижению их стоимости. Поэтому при выборе антисептиков предпочтение следует отдавать препаратам со сложным составом, образующим в древесине наибольшее число слоев биозащиты.
Серия «Древесный лекарь» включает шесть вариантов антисептических составов «Марк I – Марк VI» для лечения деревянных стен различной степени поражения.
НПП «Рогнеда» предлагает два антисептирующих состава: Биосепт и Антижук. Состав Биосепт служит для профилактики образования и распространения грибков, синевы, плесени и насекомых – древоточцев. Состав Антижук эффективен для лечения уже пораженной насекомыми древесины на любой стадии их развития. Оба состава нетоксичны и рекомендуются для наружных и внутренних работ.
ЗАО «Антисептик» разработало антисептическую пасту ПАВ-ЛСТ и антисептики ХМФ и ХМ-11. Паста увеличивает срок службы древесины до 30 лет и защищает несущие и ограждающие неклееные деревянные конструкции от гниения и древоточцев.
Антисептики ХМФ и ХМ-11, повышающие срок службы древесины на период 25–50 лет, рекомендуются для жестких условий эксплуатации. Например, состав ХМ-11 рекомендуется для защиты от гниения древесины, подверженной воздействию атмосферных осадков, увлажнению, а также в условиях контакта с грунтом и водой.
Из импортных антисептиков, появление которых возможно на российском рынке, можно назвать Бутинокс-1 (гидрофобное полупрозрачное антисептирующее покрытие) и Бутинокс-2 (антисептирующий состав с высоким содержанием пигмента для обработки разрушенной и обесцвеченной древесины) английской фирмы «Бутинокс тимбер финишес Лтд». Они изготовляются с использованием органических растворителей и применяются для наружных и внутренних работ.
Можно назвать еще 3 английские фирмы, давно занимающиеся производством защитных средств для конструкций, работающих в условиях атмосферных воздействий: «Нитморс Лтд», «Дулукс» и «Биоки энд Гликсфоне».
Чем-то похожи на отечественные традиционные антисептики продукты швейцарской фирмы «Лигнум», предназначенные для пропитки древесины растворами солей в специальных камерах. Следует отметить, что большинство из составов этих фирм предназначены для защиты древесины от атмосферных и биологических воздействий, а не для «лечения» уже пораженной древесины.
Импортные антисептики, предназначенные для защиты древесины от атмосферных и биологических воздействий, можно условно разделить на лессирующие (тонирующие с антисептическими добавками) и грунтовки. Последние предназначены для предварительной обработки древесины и требуют нанесения верхнего декоративно-защитного покрытия.
Лессирующие составы предназначены для одновременной защиты древесины и декорирования ее поверхности. Такие составы, как правило, имеют разнообразную колеровочную базу, но остаются полупрозрачными и подчеркивают текстуру древесины. К тому же они эффективно защищают древесину от неблагоприятных факторов окружающей среды, в том числе от ультрафиолетового излучения.
Подобные составы на российском рынке широко представлены финской фирмой «Тиккурила», эффективен состав Дулукс Веатерсиелд концерна ИСИ (Англия), антисептические составы Бондекс (Дания) а среди бесцветных грунтовок-антисептиков можно отметить препараты Пинотекс фирмы «Акзо нобел» (Голландия) и «Реза» (Германия).
Несмотря на разнообразие антисептиков, необходимо учесть, что каждый из них эффективен только против определенных «заболеваний» древесины. Одни лучше борются с синевой, хуже – с домовым грибом и плесенью, а другие, наоборот, отлично справляются с домовым грибом и хуже – с остальными «болезнями». Универсального антисептика не существует. Ни одна из фирм, производящих антисептики, не указывает, от какого вида «заболевания» состав более эффективен, а от какого – менее. В аннотациях они просто перечисляют «стандартный» набор «болезней». Поэтому перед применением антисептика сначала необходимо определить вид заражения, а затем продумать способ защиты конкретной конструкции. Очень часто для «лечения» древесины приходится применять одно средство, а для профилактики – другое. Обработка антисептиком – очень важный момент, но далеко не основной, только комплексная защита может дать гарантию нормальной работы и долговечности деревянной конструкции.
Пожары наносят огромный ущерб в каменных зданиях. В тех же сооружениях, где использованы древесина и пластмассы, пожар уничтожает практически все.
При оценке степени пожарной безопасности материалов и конструкций и разработке противопожарных мер решаются следующие задачи:
- снижение возгораемости материалов (древесина, пластмассы);
- увеличение времени сохранения работоспособности материла в условиях пожара (в основном это относится к металлоконструкциям) и снижение скорости распространения огня;
- снижение токсичности продуктов горения.
Снижение возгораемости материалов – путь, получивший наибольшее распространение. Это связано с тем, что большинство пожаров начинается от небольших локальных источников огня (короткое замыкание в электроприборах, непотушенная сигарета, искры, вылетевшие из камина или печи и т. п.). Материалы, используемые в этом случае, представляют собой пропитки, окрасочные составы и обмазки и называются антипиренами.
При нагреве до температуры возгорания органических строительных материалов антипирены действуют по следующим схемам:
1) разлагаются с выделением газов не поддерживающих горение (СО2, … и др.);
2) плавятся с образованием газонепроницаемой стекловидной пленки;
3) вспучиваются, а затем обугливаются, образуя теплоизолирующее покрытие на материале.
Для антипиренов и защитных средств комплексного действия важное значение имеет их огнезащитная эффективность, которая по нормам пожарной безопасности характеризуется потерей массы образца при огневом испытании. В большинстве случаев достаточно применения защитных средств, имеющих II группу огнезащитной эффективности, для которых потеря массы при испытании составляет не более 25 %. Обработанная такими препаратами древесина относится к трудновоспламеняемой. Для защиты наиболее ответственных в пожарном отношении конструкций применяют защитные средства, имеющие I группу огнезащитной эффективности. Для них устанавливается потеря массы не более 9 %, а обработанная древесина относится к трудносгораемой.
АО «Стройпрогресс» выпускает декоративный огне- и биозащитный состав Вуприн для обработки поверхности древесины в помещениях различных зданий и сооружений. Состав отличается эффективностью, технологичностью, низкой токсичностью, взрывопожаробезопасен. При нанесении на поверхность древесины состав проникает в нее на необходимую глубину, образуя защитно-декоративное покрытие. Ориентировочный расход состава при 2- и 3-слойном нанесении 150–200 г/м2. Его рекомендуется применять при температуре 15¸20 °С. Время сушки каждого слоя не более 40 мин. Долговечность не менее 7 лет. По степени воздействия на организм человека он относится к IV классу опасности (малоопасные вещества по ГОСТ 12.1.007). По огнезащитным свойствам он обеспечивает получение трудносгораемой древесины (группа I) с потерей массы не более 9 % (по ГОСТ 16363-76). Состав можно тонировать.
Строительная компания «Паладин» предлагает комплексную противопожарную систему Нуллифире-Систем, позволяющую решать по крайней мере, две из указанных выше задач, а также материал Проматекс-285 для защиты электрических кабелей от распространения огня.
Материал Нуллифире-Систем W – замедлитель возгорания древесины работает по 3-й схеме. Отсутствие органических растворителей в этом водоразбавляемом окрасочном составе делает его безопасным в работе. Материал может быть прозрачным, подчеркивающим природную красоту текстуры древесины, или окрашенным в различные цвета. Состав рекомендуется для защиты от возгорания деревянных лестниц и дверей. В последнем случае в комплекте поставляются специальные прокладки, уплотняющие щели между дверью и дверной коробкой, препятствующие проникновению дыма и огня в помещение. Материал прошел испытания по Британским стандартам В5476 (4.6 и 7) F820, и ему присвоена категория «повешенной огнестойкости».
Аналогичная система Нуллифире-Систем S предлагается в качестве огнезащитного покрытия для металлических конструкций. Это покрытие сочетает в себе не только огнезащитные свойства, но также является антикоррозионным покрытием с высокими декоративными качествами.
Нуллифире-Систем S представляет собой трехслойное покрытие. Первый слой (50–75 мкм) – фосфатно-цинковая грунтовка, защищает металл от коррозии. Второй слой (270–550 мкм) – базовое огнезащитное покрытие. Третий слой (40–60 мкм) – декоративное покрытие на основе модифицированных акриловых или полиуретановых связующих с широкой цветовой гаммой. Наличие в составе антикоррозийной грунтовки позволяет рекомендовать его не только для внутреннего, но и для наружного применения.
Покрытие выдерживает температуру до 200 °С без нарушения целостности. При дальнейшем повышении температуры компоненты второго слоя (базовое покрытие) размягчаются и начинают выделять газообразные вещества. В результате материал увеличивается в объеме в 40–50 раз, приобретая высокопористую структуру. После вспучивания материал защищает металл от нагрева даже открытым пламенем в течение 0,5–2 ч.
Специальной задачей, особенно актуальной в настоящее время, является защита электрокабелей. С одной стороны, электрические кабели сами могут быть источниками возгорания, а с другой стороны, полимерная изоляция на их поверхности нуждается в защите от огня. И в том, и в другом случаях, возгорание приводит к тяжелым последствиям. В последние годы отмечались неоднократные пожары в финских банях с электроподогревом, а также возгорание силовых и телефонных кабелей.
Огнезащитное покрытие электрических кабелей Проматекс-285 рекомендуется для защиты кабелей всех типов, в том числе на промышленных объектах, ядерных установках и транспортных средствах.
Материал представляет собой эластичную однокомпонентную мастику на водной основе, наносимую слоем 2–4 мм. Затвердевшая мастика сочетает прочность и эластичность, не крошится, не отслаивается и обладает малой теплопроводностью. При нагреве до 200–300 °С и действии открытого огня покрытие не возгорается, не разрушается и выдерживает действие пожара по СТ СЭВ 1000-79 в течение 1,5 ч. Мастика не взаимодействует с полимерной изоляцией кабеля, обладает химической стойкостью к слабым растворам кислот, щелочей и органическим растворителям.
Материал Проматекс-285 при толщине слоя на кабеле не менее 1,6 мм выдерживает испытания по ГОСТ 12176-89 класс А, является на- дежным препятствием для распространения пламени вдоль кабельных трасс и повышает огнестойкость кабеля в 2 раза. Время затвердевания мастики при 20°С – 24 ч, а полного высыхания 15 суток. Температурный интервал эксплуатации -35¸+90 °С. Прогнозируемый срок службы 40 лет.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ тенденций, складывающихся в практике строительства, показывает, что в настоящее время среди строителей широкое признание находят «сухие» и комплектные технологии.
Устройство теплоизолирующих вентилируемых (сухих) фасадов позволяет вести отделочные работы круглогодично. Сухие смеси, имеющие в своем составе различные полимерные компоненты, обладают целым рядом преимуществ, позволяющих повысить качество работ, сократить трудозатраты и отказаться от традиционного завоза готовой известково-песчаной смеси, теряющей свои свойства при хранении на стройплощадке.
Разработка и изготовление фирмами силеров, праймеров, грунтовок, шпатлевок и финишных отделочных слоев на единой основе позволяет обеспечить совместимость различных отделочных слоев и повысить их долговечность.
Комплектная поставка крепежных изделий и материалов при установке оконных блоков, устройстве полов и пр. позволяет повысить качество работ, долговечность конструкций и производительность труда на строительных площадках.
Получив в распоряжение широкий ассортимент отделочных, облицовочных, кровельных и других материалов, еще острее ощущается дефицит теплоизоляционных материалов достаточной прочности для однослойных стен малоэтажного строительства, а также высокопрочных вяжущих и бетонов на их основе.
Тенденции возведения высотных зданий, по-видимому, в ближайшее время восторжествуют и в России. А это вновь – новые технологии, новые конструкции, новые подходы в использовании традиционных материалов.
Решение правительства Москвы о возведении 60 высотных зданий, возвращает строителей к вопросам применения трубобетонов с использованием высокопрочных бетонов (рис. 1). Строительство морских платформ для добычи нефти, небоскребов и других сооружений вновь обострило споры по использованию для этих целей тонко молотых цементов и суперпластификаторов. Да и сами суперпластификаторы второго поколения еще предстоит осваивать и в производстве, и на строительных площадках.
И если в КНР в г. Харбине освоили технологии возведения зданий выше 20 этажей, если в г. Шинцзэне сумели, возможно из престижных соображений, возвести самое высокое здание в мире с использованием трубобетона (рис. 2), если мировая практика в состоянии решать вопросы строительства в сейсмических районах и подчинять свои технологии требованиям экологии, значит нам есть чему сегодня учиться и у своих, и у зарубежных коллег, учиться лучшему и уметь сочетать это лучшее с местными условиями. Это желание учиться, желание быть в курсе всего нового, что достигнуто на современном уровне в строительстве, становится насущной потребностью каждого специалиста.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1