Сучасні захисні покриття для будівельних конструкцій на основі мінеральних в'яжучих

Л. Б. Демидчук, аспірант

Львівська комерційна академія, м. Львів

З розвитком науки і техніки вимоги до будівельних конструктивних матеріалів стали жорсткішими. Тому захист конструкцій покриттями з високими показниками високотемпературної і вогневої стійкості для забезпечення довговічності матеріалів є необхідним.

Сучасна техніка і технології дозволяють використовувати для одержання захисних покриттів речовини з необмеженою гаммою властивостей: метали, неметали, інтерметаліди, оксиди і з'єднання оксидів, силікати, керамоподібні з'єднання тощо.

На сьогоднішній день в Україні сертифіковані високотемпературні і вогнезахисні покриття для метало- та бетонних конструкцій: «Unithern ASR» (Німеччина), «Interchar 963» (Нідерланди), «Polylack А» (Угорщина), «Феникс» (Росія), «PYRO-SAFEFLAMOPLAST SP-A2» (Німеччина), «Эндотерм ХТ-150» і «Эндотерм 400202» (Україна), «Протерм Стил», «Pirex-metal plus», «Джокер» (Росія), «Nullifire S-607 HB» (Великобританія), «TN-GB» (Китай) та ін.

Вибір високотемпературного захисту конструкції проводять на основі техніко-економічного аналізу із врахуванням наступних факторів: відповідної межі температуростійкості, типу конструкції, умов експлуатації конструкції, агресивності навколишнього середовища, трудоємкості робіт при нанесенні покриття, що мають свої недоліки і переваги.

Найбільш поширеним способом захисту металевих та бетонних конструкційних матеріалів є застосування ефективних тонкошарових покриттів на органічній основі. Їх умовно поділяють за методом захисту на важкогорючі і спучені.

Спучені високотемпературні вогнезахисні покриття являють собою композиції із органічних і неорганічних компонентів. Вони складаються із зв'язки, наповнювача, антипірена і спучуючих додатків [1,2]. В якості зв'язок використовують полімери, які мають здатність до циклізації, конденсації, зшивання і утворення нелетючих продуктів. В якості спучуючих агентів можна використовувати декстрин, крохмаль, сорбіт, солі фосфатної і борної кислот та ін.

Переваги спучених покриттів полягають у тому, що вони, нанесені на металеву та бетонну конструкцію тонким шаром, практично не збільшують її масу, але при цьому значно збільшують температуростійкість, вогнестійкість і володіють широким спектром технологічних методів нанесення та доступні в експлуатації.

Більшість захисних покриттів, які спучуються, мають досить суттєві недоліки: невисоку ефективність захисної дії (до 90 хв.); повну відсутність атмосферостійкості і стійкості до дії води, що потребує додаткового оброблення поверхонь; наявність у складі зв'язок із низькою температурою загорання; потребу у попередньому обробленні і ґрунтуванні поверхні, яку захищають; покриття на органічних зв'язках при дії високих температур виділяють токсичні продукти; вузький діапазон температур експлуатації, що обмежує їх використання.

Покриття можна вважати температуростійкими (такими, що не руйнуються) протягом заданого терміну в контакті з газоподібними, рідкими і твердими агресивними середовищами при температурах від 293 до 2273-3276 К [3]. Терміном „температуростійкі покриття“ охоплюють три категорії покриттів - вогнетривкі, жаростійкі і теплостійкі. Вогнетривкими прийнято називати особливо тугоплавкі покриття, призначені для служби при гранично високих температурах. Жаростійкими називаються покриття, стійкі до дії агресивних середовищ, нагрітих до температури не нижче 923 К. Для теплостійких покриттів ця температура є верхньою межею експлуатації.

Вимоги, що ставляться до захисних покриттів, як і умови їх експлуатації, можуть бути найрізноманітнішими. Тому, вибір захисного покриття для кожного випадку повинен проводитись окремо, залежно від характеру агресивного середовища і природи матеріалу, що покривається.

Температуростійкі покриття повинні бути непроникними для газоподібних і рідких агресивних середовищ, так як вони виконують роль захисних оболонок.

Існують покриття теплопровідні, теплоізоляційні, хімічно-стійкі, напівпровідні, зносостійкі, антифрикційні, міофобні, бар'єрні, терморегулюючі з різними коефіцієнтами випромінювання, відбивання і поглинання світла; тонкоплівкові (металічні, напівпровідникові, діелектричні) та ін.

При розробленні композиційних складів високотемпературних захисних покриттів необхідно виключити недоліки існуючих композиційних складів і покращувати їх властивості за рахунок використання нових видів вихідних матеріалів і співвідношення компонентів. Перспективним у розроблені певних складів є підвищення стійкості покриттів до дії атмосферних і агресивних середовищ, підвищення робочого діапазону температур, виключення із складу токсичних речовин і покращення їх фізико-механічних властивостей.

Література:

1. Лукин Е. С. Разработка и внедрение керамики нового поколения в различных отраслях отечественной промышленности / Е. С. Лукин, Н. А. Макаров, Е. М. Першикова и др. // Новые огнеупоры. – 2003. – № 10. – С. 9-13.

2. Espino Ana M. Al₂O₃-ZrO₂-SiO₂ termary glasses for molybdenum oxidation barriers / Ana M. Espino, Luis A. Diaz, Adolfo Fernandes, Ramon Torrecillas, Jose Moya // J. Amer. Soc. – 2005. – V. 88. – №4. – P. 39

3. ДБН В.1.1.7-2002. Захист від пожежі. Пожежна безпека об’єктів будівництва. - Введений з 01.05.2003 (на заміну СНиП 2.01.02-85*). — К.: Дежбуд України, 2003. — 36 с.