Горючесть и пожароопасность пенополиуретана. Пожарозащита и теплозащита ППУ

При выборе пенополиуретана в качестве утеплителя возникает вопрос его горючести и необходимости защиты от чрезмерного нагрева или воздействия пламени. ППУ теплоизоляцию применяют не только в частных домах и общественных зданиях, но и на промышленных объектах, например, в металлических ангарах, используемых в качестве производственных цехов. При отсутствии попадания солнечных лучей, пенополиуретановую теплоизоляцию можно не зашивать, но не будет ли опасным проведение поблизости сварочных работ, резки металла и других операций, во время которых в стороны летят искры? Способна ли пенополиуретановая теплоизоляция самовоспламениться, если рядом проходит трубопровод с насыщенным паром или работает печь?

Принятая терминология

Чтобы не запутаться, необходимо дать четкие определения каждому используемому понятию. Все они есть в строительных ГОСТах и других нормативах, адаптируем их для пенополиуретана:

• Горение – окисление ППУ с выделением тепла, а также появлением свечения, пламени или дыма. Причем достаточно одного любого видимого фактора. Свечение или пламя принято называть огнем. Если пламени нет, но горение происходит, его называют тлением. В случае, если горение продолжается после устранения источника огня, оно считается самостоятельным.
• Возгорание – начало горения. Если возгорание происходит под действием внутренних процессов, его называют самовозгоранием. Способность ППУ к возгоранию называют возгораемостью, а к развитию горения – горючестью.
• Воспламенение – появление горения с возникновением пламени при воздействии какого-либо источника зажигания. Время воспламенения – промежуток от начала воздействия источника зажигания до получения устойчивого пламени. Об устойчивом пламенном горении говорят, когда оно продолжается до очередного поджигания. Воспламеняемость – способность пенополиуретана воспламеняться.

Как определяют и классифицируют горючесть пенополиуретана

Теплоизоляция из пенополиуретана относится к строительным материалам, поэтому испытания на горючесть проводят в соответствии с ГОСТ 30244-94 – с открытым пламенем или ГОСТ Р 57270-2016 – с высокотемпературным воздействием. По тому же стандарту производят и классификацию по группам горючести пенополиуретана.

Прежде всего, стройматериалы разделяют на горючие – Г и негорючие – НГ. Негорючими считают стройматериалы, которые совсем не горят, а также затухают без какого-либо вмешательства не более чем через 10 секунд после воспламенения, а при нахождении в печи дают повышение температуры не более чем на 10 градусов, теряя менее 50% массы. Из утеплителей негорючими являются минеральные ваты, а также стекловата. Остальные в разной степени горючи, к ним относят и пенополиуретан.

Групп горючести четыре, по которым стройматериалы распределяют исходя из параметров, показанных на испытаниях, проведенных по приведенной в стандарте методике:

• Г1 – температура дымовых газов меньше или равна 135˚С, изменения по длине менее 65% от первоначальной, по массе – 20%. Самостоятельное горение образца или образования горящих капель расплава недопустимо.
• Г2 – температура менее 235˚С, изменения по длине не более 85%, по массе – 50%. Самостоятельное горение прекращается через 30 секунд, расплавленные горящие капли не образуются.
• Г3 – температура не превышает 450˚С, от пенополиуретанового образца по длине осталось менее 85%, по массе – более 50%. Самостоятельно горит не более 300 секунд, без горящих капель.
• Г4 – температура свыше 450˚С, образец сохранил менее 85% от первоначальной длины и менее 50%. Без источника воспламенения горит более 300 секунд.

Для проверки на горючесть или негорючесть образцы диаметром 45 мм и длиной 50 мм из однородного стройматериала, например, напыляемого пенополиуретана, помещают в специальную печь. В течение 30 минут наблюдают за образцом, фиксируют показатели термопар в печи, в центре и на поверхности ППУ. Если через полчаса хотя бы на одной из термопар не зафиксирован температурный баланс, испытания продолжают до его достижения, продолжая снимать показания каждые 5 минут.

Проводят цикл опытов на пяти образцах. После окончания испытания каждый образец охлаждают, взвешивают его, а также осыпавшуюся золу и другие продукты горения, производят расчеты средних показателей температуры в различных точках. Результаты оформляют протоколом, в котором делают вывод о негорючести или горючести пенополиуретана.

Определить группу горючести можно не только для однородных, но и для слоистых стройматериалов, например, сэндвич-панелей из облицованного защитными листами пенополиуретана. Для испытания берут двенадцать образцов метровой длины, с шириной 190 мм и толщиной не более 70 мм. Температуру контролируют 10 термопарами. Испытывают одновременно 4 образца, проводят 3 цикла.

Образцы помещают по очереди в камеру сжигания с газовой горелкой или термоэлементом внутри. Пламя или температура воздействует на образец в течение 10 минут, после чего источник выключают. Фиксируют наличие пламени, время самостоятельного горения или тления пенополиуретана. После того, как образцы остыли до комнатной температуры, испытание считается законченным. Все зафиксированные показания заносят в протокол, потом обрабатывают, и на основании полученных результатов делают вывод об отнесении образца к той или иного группе горючести пенополиуретана.

Как определяют и классифицируют воспламеняемость пенополиуретана

Для определения воспламеняемости пенополиуретана от открытого пламени и теплового потока применяют методики, описанные в ГОСТ 30402-96. Для испытания подготавливают 15 образцов толщиной не более 70 мм, длиной и шириной по 165 мм. Каждое испытание проводят на трех образцах.

Для испытания используют специальную печь, в которой помещен источник зажигания. Образец заворачивают в лист алюминиевой фольги с отверстием диаметром 140 мм, центр которого совпадает с центром поверхности образца. Воздействуя на образец горелкой с различной интенсивностью теплового потока, наблюдают за реакцией испытываемого материала, отмечая не только возгорание, но и плавление, вспучивание, расслоение, усадку, дымление и т.п.

Результаты фиксируют в протоколе, на их основаниях делают выводы о воспламеняемости пенополиуретана. В зависимости от минимального значения поверхностной плотности теплового потока, необходимого для возникновения устойчивого горения (КППТП), разделяют на три группы: В1 – 35 кВт/м² и более, В2 – 20-35 кВт/м², В3 – менее 20 кВт/м².

Как повысить пожарную безопасность пенополиуретана

Изначально пенополиуретан относится к группе легковоспламеняемых и нормальногорючих материалов – В3 и Г3 соответственно. Однако для использования на тех или иных объектах может потребоваться пенополиуретановая теплоизоляция, обеспечивающая большую степень пожарной безопасности. Для повышения пожаробезопасности, то есть группы горючести пенополиуретана, существует несколько способов.

Антипирены

С производства будущий пенополиуретан выходит в виде жидких компонентов, которые называют А и В и разливают в разные бочки. Каждый из них, в свою очередь, состоит из целой комбинации веществ, придающих определенные свойства как реакциям, протекающим при соединении компонентов системы, так и конечному продукту.

Существуют химические вещества – антипирены, которые препятствуют возгоранию, а также горению и тлению. Антипирены вводят в состав исходного сырья. Они не вступают во взаимодействие с другими компонентами, а содержатся в виде механических примесей. При возгорании происходит цепочка химических реакций, в которых участвуют не только продукты термодеструкции полимера, но и антипирены, в результате чего процесс горения замедляется.

К сожалению, введение антипиренов удорожает пенополиуретан, кроме того, может влиять не только на горючесть, но и на другие свойства. Производители подбирают оптимальные антипирены для каждой системы, чтобы минимизировать побочные эффекты, ухудшающие свойства теплоизоляции.

Купить и добавить первый попавшийся раствор с надписью «антипирен» в компоненты системы недопустимо!

Покрытия

Второй способ снижения горючести пенополиуретана – использование защитных покрытий, наносимых на поверхность застывшей пены. В помещениях, где такой способ защиты допустим, он позволяет повысить степень пожаробезопасности теплоизоляции до Г1.

Существуют специальные огнезащитные краски, антипирены в которых под воздействием огня увеличиваются в размерах и формируют защитную корку, перекрывающую доступ кислорода, необходимого для горения. Также реакцию сопровождает выделение инертных газов, вытесняющих кислород и не дающих ППУ загореться.

Наиболее популярные активные реагенты в составе огнезацитных покрытий – диаммоний фосфат, сульфат аммония, бура, борная кислота. Огнезащитные краски в большинстве своем на водной основе, безвредны для человека и окружающей среды.

Зашивка

В большинстве случаев после напыления пенополиуретана конструкции зашивают, а потом производят финишную отделку. Если для зашивки использовать материалы с высокими показателями огнестойкости, пенополиуретановая теплоизоляция окажется надежно защищенной от воздействия пламени и высоких температур.

В зависимости от защищаемой поверхности или конструкции, для зашивки используют панели или ткани. Огнезащитные панели в основном производят на основе гипса, цемента, стекломагнезита, силикатов кальция и кварца, фибролита. Огнезащитные ткани, применяемые для зашивки труб:

• кремнеземные;
• базальтовые;
• асбестовые;
• арамидные;
• углеродные;
• стекловолоконные;
• полиэфирные.

Конструкции, утепленные пенополиуретаном и защищенные негорючим материалом, получают высокую степень защиты от огня.

Как повышает пожаробезопасность пенополиуретана компания Экотермикс

Производитель компонентов пенополиуретана Экотермикс также оказывает строительные услуги, поэтому в каждом конкретном случае инженеры и технологи выбирают оптимальный вариант повышения пожаробезопасности объекта или конструкции. Выбор производится исходя из требований стандартов, нормативных и регламентирующих актов, а также оптимизации расходов заказчика.

Для теплоизоляции трубопроводов, котлов и другого горячего оборудования пенополиуретан с группой горючести Г2 допустимо применять при температуре изолируемой поверхности до 130˚С, а Г1 – даже до 180˚С. В помещениях с повышенным классом пожароопасности или на путях эвакуации применяют пенополиуретан групп Г1-Г2, в компоненты которого добавлены антипирены. Там, где опасность возгораний низкая или полностью отсутствует, используют более дешевые пенополиуретаны, при необходимости применяя защитные покрытия или зашивку.

Чтобы выбрать оптимальный способ обеспечения пожарной безопасности напыляемой пенополиуретановой теплоизоляции, обеспечить соответствие утепляемого объекта требованиям Пожарной инспекции и других надзорных органов, обращайтесь к менеджерам компании Экотермикс. Также они проконсультируют по любым вопросам относительно горючести пенополиуретана, его воспламеняемости и пожаробезопасности.