بررسی انواع پوشش‌های مقاوم در برابر آتش

مقدمه

پوشش ضدحریق یا فایرپروف (Fireproof) به موادی گفته می‌شود که به‌عنوان عایق برای افزایش مقاومت طیف وسیعی از محصولات قابل‌اشتعال و غیر قابل‌اشتعال در مقابل حریق بر روی سطح آن‌ها قرار می‌گیرد تا زمان تخریب را به تعویق بیندازد. پوشش ضدحریق اساساً به دودسته اصلی منبسط‌شونده و غیرمتوسط شونده طبقه‌بندی می‌شود. تأثیرگذاری پوشش ضدحریق عمدتاً به ضخامت پوشش، زیرلایه‌ها و فرمولاسیون پوشش بستگی دارد. در محیط‌هایی مانند پالایشگاه‌ها، پتروشیمی‌ها، نیروگاه‌ها، سازه‌های دریایی مثل سکوهای نفتی، تونل‌ها و… که احتمال آتش‌سوزی زیاد است، استفاده از پوشش‌های ضدحریق توصیه می‌شود. در اینجا، به شما خواهیم گفت که پوشش ضدحریق چیست، انواع آن کدام‌اند و چه مزایایی دارد.

1. پوشش ضدحریق چیست؟

به‌طورکلی، پوشش‌های معمولی ارگانیک به‌راحتی قابل‌اشتعال هستند، ذوب می‌شوند و ممکن است در صورت وقوع آتش‌سوزی باعث واردشدن آسیب شدید به لایه‌های زیرین شوند؛ بنابراین، پوشش‌های مورداستفاده نباید به‌عنوان سوخت برای آتش عمل کنند و درعین‌حال، گسترش شعله و دود را محدود کنند. پوشش ضدحریق یکی از ساده‌ترین، قدیمی‌ترین و کارآمدترین روش‌ها برای محافظت از مواد در مقابل حریق است. این رویکرد باعث ایجاد تغییر شیمیایی در لایه‌های زیرین نمی‌شود، بلکه با تشکیل لایه محافظتی می‌تواند از تخریب حرارتی، اشتعال یا احتراق زیرلایه‌ها جلوگیری کند.

پوشش‌های مقاوم در برابر آتش بایستی از گسترش شعله، انتشار دود و گازهای سمی جلوگیری کنند، به‌راحتی قابل‌استفاده و در برابر سایش مقاوم باشند، به‌آسانی بر روی سطح بچسبند و هزینه پایینی داشته باشند. به طور معمول، آن‌ها بر پایه آلکیدهای کلردار یا رزین اپوکسی برومه و هیدروکسید آلومینیوم یا ترکیبی از پارافین کلردار و اکسید آنتیموان هستند.

با وجود این، طیف گسترده‌ای از پوشش‌های ضدحریق به شکل واکنش‌دهنده یا افزودنی و در کلاس‌های مختلف هالوژن، فسفر، نیتروژن، مواد معدنی، اکسیدها، منبسط‌شونده‌ها و نانوفیلرها به‌صورت تجاری در دسترس هستند که در فرمولاسیون‌های پوششی گنجانده می‌شوند تا سوختن مواد را مهار کرده یا به تأخیر بیندازند. پوشش‌های ضدحریق شبیه رنگ‌های معماری بوده و عمدتاً به‌صورت حلال در دسترس هستند و با روش‌های مرسوم براشینگ، رولینگ و اسپری‌کردن بر روی سطوح اجرا می‌شوند.

2. نحوه عملکرد پوشش ضدحریق

حال که تعریف کردیم پوشش ضدحریق چیست، به نحوه عملکرد آن خواهیم پرداخت. اعتقاد بر این است که سوختن پوشش سطحی به‌واسطه یک مکانیسم رادیکال آزاد صورت می‌‌گیرد که در آن هر دورادیکال H و OH حامل‌های زنجیره‌ای هستند و در تعدادی از واکنش‌های شعله شرکت دارند. کارکرد پوشش‌های ضدحریق، محافظت از لایه‌های زیرین است که به نحوه عملکرد بازدارنده‌های شعله بستگی دارد.

هنگامی که پوشش ضدحریق روی سطح خاصی اجرا می‌شود، پوشش از ضلع سوخت در مثلث آتش محافظت می‌کند. پوشش ضدحریق پخش شعله را به تأخیر می‌اندازد که به شما زمان می‌دهد تا آتش را خاموش کنید یا از ساختمان خارج شوید. پوشش‌های ضدحریق می‌توانند به چندین روش مختلف برای محافظت از سطوح عمل کنند. اینکه از چه نوع پوشش ضدحریق استفاده خواهد شد، به سطح حفاظتی موردنیاز در مقابل حریق و سازه‌ای بستگی دارد که پوشش برای محافظت از آن اجرا می‌شود.

به‌عنوان‌مثال، پوشش‌های فرموله‌شدن با ترکیبات هالوژنه در فاز گاز مؤثرتر هستند و با تشکیل یک‌لایه پتو مانند از بخار هالوژن عمل می‌کنند که با قطع تولید رادیکال‌های آزاد بسیار واکنش‌پذیر به خاموش‌کردن شعله آتش کمک می‌کند. بااین‌حال، گازهای سمی و خورنده منتشرشده توسط ترکیبات هالوژنه در حال سوختن از نظر اکولوژیکی خطرناک هستند.

3. چرا از پوشش ضدحریق استفاده می‌کنند؟

پوشش‌های ضدحریق مواد شیمیایی غیرقابل‌احتراق هستند که به چهار دلیل در ساختمان‌های مسکونی، تجاری و صنعتی مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرند. این دلایل عبارت‌اند از:

1. جلوگیری از گسترش آتش
2. کاهش سرعت گسترش آتش
3. کاهش شدت آتش‌سوزی
4. کاهش انتشار دود و گازهای ناشی از آتش‌سوزی

4. انواع پوشش ضدحریق

پوشش‌های مقاوم در برابر حریق را می‌توان به دو گروه اصلی طبقه‌بندی کرد که عبارت‌اند از:

• پوشش ضدحریق منبسط‌شونده
• پوشش ضدحریق غیر منبسط‌شونده

1.4. پوشش ضدحریق منبسط‌شونده

همان‌طور که از نام آن‌ها می‌توان حدس زد، پوشش‌های مقاوم در برابر حریق منبسط‌شونده تحت‌تأثیر گرما منبسط شده و یک‌لایه زغالی چندسلولی تشکیل می‌دهند که به‌عنوان یک مانع عایق عمل کرده و انتقال گرما بین فازهای متراکم و بخار را کند می‌کند. این لایه می‌تواند تا ۵۰ برابر ضخامت اولیه پوشش اجراشده انبساط پیدا کند.

انواع گوناگون پوشش‌های منبسط‌شونده برای استفاده بر روی مواد مختلف طراحی شده‌اند و در هنگام قرارگیری در معرض آتش واکنش بسیار متفاوتی نشان می‌دهند. از این دسته پوشش ضدحریق عمدتاً در ساخت‌وساز، حمل نقل، دیوارپوش و سقف‌پوش استفاده می‌شود.

2.4. پوشش ضدحریق غیر منبسط‌شونده

پوشش‌های ضدحریق غیر منبسط‌شونده اساساً پوشش‌های تزیینی و معماری هستند. این دسته پوشش‌های مقاوم در برابر حریق حاوی افزودنی‌های ضد شعله هستند که برای کاهش سرعت پخش شعله و ایجاد دود در بسترهای قابل‌احتراق طراحی شده‌اند.

پوشش‌های ضدحریق غیر منبسط‌شونده را بر اساس توانایی در جلوگیری از گسترش آتش و دود به‌عنوان کلاس A، B یا C رتبه‌بندی می‌کنند. سرعت پخش شعله هم به زیرلایه‌ها و هم به ضخامت پوشش ضدحریق بستگی دارد.

5. مزایای استفاده از پوشش ضدحریق

حفاظت در برابر آتش یکی از دغدغه‌های اصلی هر مالک تجاری یا صنعتی است. سالانه هزاران آتش‌سوزی غیرمسکونی رخ می‌دهد که منجر به صدمات جدی، تلفات جانی و میلیاردها خسارت مالی می‌شوند. پوشش ضدحریق به‌عنوان یک روش غیرفعال برای محافظت در مقابل آتش، چند مزیت مهم را در پی دارد که عبارت‌اند از:

• زمان بیشتری را برای فرار افراد یا خاموش‌کردن آتش ایجاد می‌کند. مبارزه با آتش در واقع یعنی مبارزه با زمان. پوشش‌های ضدحریق با کاهش سرعت گسترش آتش برای شما وقت می‌خرند که یعنی غلبه بر آتش می‌تواند آسان‌تر باشد. به‌این‌ترتیب، زمان کافی برای فرار افراد یا خاموش‌کردن آتش وجود خواهد داشت.
• گسترش آتش را کند یا متوقف می‌کند. خاصیت بازدارندگی پوشش ضدحریق به سازه این امکان را می‌دهد که در صورت آتش‌سوزی استحکام و یکپارچگی ساختاری خود را حفظ کند. اجرای درست پوشش‌های ضدحریق زمان لازم برای رسیدن سازه به دمای بحرانی شکست را به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.
• از لایه‌های زیرین محافظت می‌کند. پوشش ضدحریق به‌عنوان عایق عمل کرده و از سطوح زیرین در برابر آسیب محافظت می‌کند. این زمان حفاظت می‌تواند بین ۳۰ تا ۱۲۰ دقیقه، بسته به‌شدت آتش و محصول خاص مورداستفاده، طول بکشد. همچنین، در بسیاری موارد، می‌توان سطح در تماس با آتش را خراش داده و تمیز و رنگ‌آمیزی کرد که به طور قابل‌توجهی هزینه‌های تعمیر و ترمیم پس از آتش‌سوزی را کاهش می‌دهد.
• قابلیت اجرا را بر روی انواع سطوح دارد. یکی دیگر از مزایای پوشش ضدحریق، کاربردهای زیاد آن است. شما می‌توانید این نوع پوشش مقاوم در مقابل آتش را بر روی طیف گسترده‌ای از سطوح و مواد قابل‌احتراق از جمله تیرآهن، چوب، دیوارها، پلاستیک، سقف، درب‌ها، نرده‌ها، بتن و… اجرا کنید.
• به کاهش هزینه‌های بیمه کمک می‌کند. شرکت‌های بیمه مالکان را به استفاده از پوشش‌های ضدحریق تشویق می‌کنند. به این طریق، نه‌تنها از ساختمان در مقابل حریق محافظت خواهید کرد، بلکه همچنین هزینه‌های کمتری را برای بیمه پرداخت می‌کنید. شرکت‌های بیمه معمولاً این مورد را به‌صورت تخفیف در اختیار بیمه‌گذاران قرار می‌دهند.

6. کاربرد پوشش ضدحریق

پوشش‌های ضدحریق که هدف اصلی آن‌ها به تأخیرانداختن گسترش آتش است، به‌راحتی در دیوارهای داخلی و خارجی ساختمان قابل‌استفاده هستند. به طور مشابه، این نوع پوشش‌ها را می‌توان برای سطوح چوبی و فولادی اجرا کرد تا در دماهای بالا اثر ضدحریق مشابهی داشته باشند.

باتوجه‌به تمام این ویژگی‌ها، پوشش‌های ضد آتش برای استفاده در مکان‌هایی مانند بیمارستان‌ها، کارخانه‌ها، فرودگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، پتروشیمی‌ها و امثالهم که خطر آتش‌سوزی زیاد است، ایدئال هستند. به دلیل ریسک بالاتر آتش‌سوزی، استفاده از پوشش مقاوم در مقابل آتش در چنین مکان‌هایی ضرورت بیشتری دارد.

پوشش‌های ضدحریق بیشتر در موارد زیر کاربرد دارند:

• ساختمان‌های تجاری
• مراکز خرید
• ساختمان‌های مسکونی بزرگ
• سازه‌های دریایی و فراساحلی مانند سکوهای نفتی
• پالایشگاه‌ها
• پتروشیمی‌ها
• تونل‌ها
• معادن زیرزمینی
• واحدهای تولیدی و کارخانه‌ها
• انبارهای بزرگ
• سوله‌های صنعتی
• و…

پوشش‌ ضدحریق یک روش حفاظت از آتش‌سوزی غیرفعال است که می‌تواند از سطوح مختلف در برابر آتش‌سوزی محافظت کند. هدف اصلی از اجرای پوشش‌های ضدحریق آن است که گسترش آتش را به تأخیر بیندازیم و از انتشار دود و گازهای حاصل از آتش‌سوزی جلوگیری کنیم. پوشش‌های مقاوم در مقابل آتش به دودسته اصلی منبسط‌شونده و غیر منبسط‌شونده طبقه‌بندی می‌شوند. در محیط‌هایی مانند پالایشگاه‌ها، پتروشیمی‌ها و… که خطرات آتش‌سوزی زیاد است، از پوشش‌های ضدحریق استفاده می‌کنند. پوشش ضدحریق قابلیت اجرا را بر روی انواع سطوح دارد و با به تأخیرانداختن گسترش آتش، فرصت بیشتری را برای فرار افراد یا خاموش‌کردن آتش فراهم می‌کند.

7. نکات اجرای پوشش ضدحریق اسکلت فلزی

برای اجرای پوشش‌های مقاوم در برابر حریق ضروری است سطح کار عاری از هرگونه آلودگی و گردوغبار باشد از همین رو تمام المان‌های سازه باید توسط دستگاه‌های کارواش شسته شوند. در مواردی که المان سازه دارای زنگ‌زدگی باشد باید المان با استفاده از ضدزنگ پوشش داده شود.

شست‌وشوی سطح در اجرای انواع پوشش‌های مقاوم در برابر حریق یکسان می‌باشد. اما نحوه اجرای پوشش مقاوم در برابر حریق برای انواع مختلف متفاوت است. در ذیل به اجرای دو نمونه پر کاربرد از انواع پوشش‌های مقاوم در برابر حریق پرداخته شده است.

1.7. تمهیدات پیش از اجرای پاشش

موارد زیر در زمان پیش از اجرای عایق ضدحریق اسکلت فلزی الزامی هستند:

1- قبل از اجرای مقاوم سازی می‌بایستی عملیات اجرای سقف انجام شده باشد.

2- سطح فولاد برای اجرا باید از 10 درجه سانتیگراد بیشتر و از 40 درجه سانتیگراد کمتر باشد. سطوح خیلی گرم باید سرد شوند تا دمای آنها به زیر 40 درجه سانتیگراد برسد.

3- دمای مناسب هوا برای پاشش بین 4 تا 45 درجه سانتیگراد می‌باشد.

4- سطح فولاد باید عاری از روغن، گریس، پوسته و یا هر ماده ای که چسبندگی را کم می‌نماید، باشد.

5- ناحیه مابین عرشه فلزی و تیر باید با پشم سنگ به نحوی پر شود که سطح پشم سنگ با لبه تیر برابر بوده و به‌صورت اصطکاکی در محل قرار گیرد.

6- بتن های مازاد ناشی از عملیات بتن ریزی باید جمع آوری شود.

7- سطوح اسکلت پیش از اجرای پوشش ضدحریق اسکلت فلزی باید با دستگاه واترجت به نحوی شستشو گردد که سطوح عاری از گرد و خاک باشد.

8- می‌توان سطوحی که نیاز به پاشش ندارند را با پوشش موقتی پوشاند.

2.7. تمهیدات اجرای پاشش

1- پیش از اجرای پوشش ضدحریق سازه های فلزی، ماده Bounding Agent یا Key Coat سطوح شسته شده می‌بایست خشک شده باشد.

2- پیش از اجرای پوشش ضدحریق سازه فولادی، Bounding Agent باید با فاصله زمانی مناسب که بستگی به شرایط محیط دارد اجرا گردد.

3- پوشش ضدحریق اسکلت فلزی باید با ضخامت بیش از 16 تا 20 میلیمتر با فاصله زمانی مناسب که بستگی به شرایط محیط دارد اجرا گردد.

4- بعد از اجرا باید محل تمیز شده و کیسه های خالی و مواد مازاد از محل خارج گردد.

5- کنترل ضخامت گیری تر ماده می‌بایستی با استفاده از اندازه گیر استاندارد توسط اپراتور پاشش به‌صورت مداوم صورت پذیرد.

6- برای اختلاط و پاشش از ماشین های مجهز به سیستم روتور و استاتور استفاده شود و ملات با هوا در محل نازل مخلوط و پاشش گردد.

7- هر کیسه 25 کیلوگرمی مواد خشک NAX-CB را با 25 لیتر آب شرب ولرم (20 تا 35 درجه سانتیگراد) به مدت 3 دقیقه مخلوط نمایید (نسبت اختلاط 1 به 1) یا در صورت اختلاط با آب کمتر از 20 درجه سانتیگراد، 3 دقیقه پس از اختلاط پاشش انجام پذیرد.

8- ملات حداکثر تا 30 دقیقه پس از اختلاط قابلیت اجرا دارند.

9- در فصول گرم و مناطق گرمسیر به علت سرعت بالای تبخیر و وزش باد، احتمال بروز تَرک در مصالح اجرا شده وجود دارد که به منظور جلوگیری از این امر باید مقدار آب را به میزان 10 الی 20 درصد (به تشخیص مجری) افزایش داد و همچنین محیط کار را کاور بندی نمود.

3.7. تمهیدات پس از اجرا

1. تهویه باید به‌گونه‌ای باشد تا مواد پس از اجرا به‌صورت مناسب خشک گردند. در محیط‌های بسته فاقد تهویه طبیعی ناکافی می‌بایستی سیستم تهویه مناسب که توانایی تعویض هوای محیط به میزان 4 بار در ساعت را دارد تا خشک‌شدن کافی مواد به کار گرفته شود.
2. عملیات اجرای پوشش ضدحریق اسکلت فلزی می‌بایستی در مقابل آنچه باعث آسیب‌دیدگی می‌گردد از جمله ریزش آب، باران و… تا خشک‌شدن کامل محافظت گردند.
3. عملیات اجرا شده باید مطابق شرایط بهره‌برداری محافظت گردد.
4. در صورت نیاز به اتصال هر گونه قطعه به اسکلت فلزی، عملیات می‌بایستی با هماهنگی مجری ضدحریق صورت پذیرد.
5. حتی‌الامکان از ماله‌کشی مصالح NAX-CB خودداری شود. در غیر این صورت، اجرای ماله‌کشی باید به نحوی بر روی ماده‌تر صورت پذیرد که باعث لغزش ماده از روی بستر فلزی نگردد و همچنین ضخامت ماده مقاوم به حریق پس از ماله‌کشی نبایستی از ضخامت محاسبه شده کمتر شود.

8. رنگ ضدحریق

در دنیای پرتلاطم امروزی، پیشگیری از حوادثی همچون آتش‌سوزی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. حفاظت از جان انسان‌ها و سرمایه‌های مادی در چنین شرایطی، دغدغه‌ای مشترک برای تمامی صنایع و بخش‌های ساختمانی به شمار می‌رود.

اینجاست که نقش رنگ‌های ضدحریق به‌عنوان سپر آتش، خودنمایی می‌کند. این پوشش‌های شگفت‌انگیز با فرمولاسیون خاص خود، حفاظتی چندلایه در برابر شعله‌های آتش ایجاد کرده و زمان فرار برای ساکنین و مهار آتش توسط خدمات ایمنی را به طرز چشمگیری افزایش می‌دهند.

عملکرد شگفت‌انگیز رنگ‌های ضدحریق:

• ایجاد عایق حرارتی:با ایجاد لایه‌ای بادوام بر روی سطوح، مانع از انتقال سریع حرارت به لایه‌های زیرین می‌شوند.
• خاصیت انبساط حجمی:در مواجهه با شعله‌های آتش، متورم شده و به عایقی ضخیم‌تر تبدیل می‌شوند که مانع از نفوذ آتش به عمق سازه می‌گردد.
• تأثیر مهار‌کننده شعله:ترکیبات شیمیایی موجود در رنگ، با آزادسازی گازهای بی‌خطر، به خفگی شعله و کند کردن سرعت سرایت آتش کمک می‌کنند.

کاربردهای گسترده رنگ‌های ضدحریق:

• صنایع ساختمانی:پوشش سازه‌های فلزی، دیوارها، درب‌ها، پنجره‌ها و پل‌ها در ساختمان‌های مسکونی، تجاری و صنعتی.
• تأسیسات صنعتی:حفاظت از لوله‌های انتقال مواد قابل‌اشتعال، مخازن و تجهیزات حساس.
• حمل‌ونقل:پوشش بدنه و اجزای داخلی هواپیماها، قطارها و کشتی‌ها.
• انبارها و مراکز نگهداری مواد شیمیایی:ایجاد سدی ایمن در برابر گسترش آتش و حفظ سلامت تجهیزات و مواد حساس.

مزایای استفاده از رنگ‌های ضدحریق:

• افزایش ایمنی جانی و کاهش خسارات مالی ناشی از حریق.
• رعایت الزامات و استاندارهای بین‌المللی ایمنی آتش‌سوزی.
• دوام و ماندگاری بالا در شرایط محیطی مختلف.
• تنوع رنگ و امکان هماهنگی با طراحی فضا.

جمع‌بندی ونتیجه‌گیری

پوشش ضدحریق می‌تواند از هر سازهٔ بزرگ با کاربری مسکونی، صنعتی و تولیدی در برابر انواع آتش‌سوزی‌های سلولزی و هیدروکربنی محافظت کند. تنها باید نوع مناسبی از انواع پوشش ضدحریق را برای سازه خود انتخاب کرده و با روش مناسبی آن را اجرا کنید. معمولاً از اسپری و دستگاه‌های پاشش برای اجرای این پوشش‌ها بهره می‌گیرند، اما رنگ‌های ضدحریق با قلم‌مو هم می‌توانند بر روی اسکلت ساختمان‌ها به کار بروند.

این پوشش‌ها همچنین می‌توانند از ساختمان‌ها و نماهای چوبی نیز محافظت کنند (در موارد خاص)؛ بنابراین شناخت آن‌ها و همچنین تهیه آن‌ها از مراکز معتبر و دارای مجوز از اهمیت بسزایی برخوردار است. پس حتماً قبل از خرید، بررسی‌های لازم را انجام داده و پس از گرفتن مشاوره، مصالح موردنیاز خود را تهیه نمایید.