می‌کنیم که آیا می‌توان از بتن به‌عنوان پوشش ضدحریق استفاده کرد یا خیر؟
یکی از حیاتی ترین و متداول ترین روش ها در کنار استفاده از سیستم های اطفاء حریق، ضد حریق کردن سازه ها در برابر حریق و انفجار ها می باشد. سازه ضد حریق شده این امکان را می‌دهد تا بر اثر حریق سازه فرو نریخته، زیان کمتری ببیند تا زمان کافی برای مهار حریق ایجاد گردد.
در این مقاله پوشش ها و مواد ضد حریق مورد استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی بررسی شده و به نحوه کار، خصوصیات آنها در برابر حریق و نکاتی درباره اجرای این گونه مواد پرداخته می شود.
برای حفاظت سازه های فلزی، مخازن، لوله ها و دیگر ادوات در پتروشیمی ها، مواد پایه سیمانی سبک که معمولاً حاوی ورمیکولیت می باشند، از مناسب ترین پوشش های مقاوم در برابر حریق های هیدروکربنی هستند. اگر چه در سیمان، بتن و پوشش های ضد حریق مواد مشترک وجود دارد اما خصوصیات این مواد در درجه حرارت های بالا بسیار متفاوت بوده و رفتار آنها در حریق با یکدیگر متفاوت است. برای پاسخ به این سوال فوق، لازم است توضیحاتی در جهت آگاهی از رفتار بتن و سیمان های معمولی در خلال آتش‌سوزی و در مقابل حرارت های بالا ارائه و در نهایت، پاسخ سوال با توجه به آگاهی های داده شده، به عهده خواننده محترم گذاشته شود.
بتن به عنوان یکی از مصالح ساختمانی پر مصرف، مقاوم و پایدار در شرایط جوی مختلف استفاده می گردد ولی کاهش مقاومت مکانیکی بتن در اثر افزایش دما از معضلات رفتار بتن هنگام آتش سوزی می باشد. درخصوص رفتار بتن دربرابر حریق، هیچگونه استانداردی وجود ندارد و تنها رفتار آنها بررسی شده است.
از عمده علل آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- میزان متفاوت سیمان در بتن
- نوع و دانه بندی سنگ دانه ها
- نسبت آب به سیمان
افزایش سریع دما در آتش باعث خردشدگی بتن همراه با انفجار می گردد. ترک و خردشدگی باعث انتقال حرارت به داخل بتن و در نتیجه سازه و یا میل‌گردهای داخل بتن شده و افزایش سریع حرارت در لایه های داخلی را سبب می شود. همانطور که در مقالات گذشته عنوان شد، بتن و سیمان های معمولی در درجه حرارت های بالا مقاومت خود را به شدت از دست می دهند. براساس تحقیقات انجام شده، در محیط با دمای حدود 500 درجه سانتیگراد، بتن نیمی از مقاومت خود را از دست خواهد داد که با توجه به دمای حریق هیدروکربنی‌ها که ظرف مدت کمتر از 5 دقیقه به بیش از 1200 درجه سانتیگراد می رسند، بتون نمی تواند در برابر حریق پوشش مناسبی باشد و می بایست سطوح بتنی نیز با مواد ضد حریق محافظت شوند. تبخیر آب در دمای بین 100 تا 300 درجه سانتیگراد باعث ایجاد فشار در داخل بتنHSE تا MPa8 (مقاومت بتنMPa HSE 5 می باشد.) شده و موجب خرد شدگی و انفجار می گردد. به عبارتی هر چه نفوذپذیری بتن کمتر باشد، خرد شدگی آن بیشتر می شود. بطور کلی دمای 400 درجه سانتیگراد برای شروع کاهش سریع شاخص های رفتاری بتن تعریف شده است. آتش سوزی و انفجار بتن در تونل هایGreat Belt دانمارک 1994، Channel انگلستان 1994 و Manche 1996 ، حاکی از عدم ماندگاری بتن در حریق می باشد. بطوریکه در تونلChannel از 45 سانتیمتر ضخامت بتن ، 40 سانتیمتر آن فروریخت. علاوه بر آتش، اطفای آن توسط آب، عامل مهم دیگری برای ایجاد حالت انفجاری در بتون می باشد.
علاوه بر ناپایداری بتون در هنگام افزایش دما، انتقال حرارت زیاد نسبت به ضدحریق ها نیز از نقاط ضعف بتون می باشد. با حرارت دادن، بتون در ابتدا منبسط می شود و با از دست دادن آب تبلور، کاهش تقریباً مساوی با انبساط حرارتی اولیه در آن پدید می آید. ضریب انبساط حرارتی سنگدانه های مصرفی در مخلوط بتن، مقدار سنگدانه ها و نسبت سنگدانه ها نیز بر ضریب انبساط حرارتی بتن موثر است. تفاوت بین ضریب انبساط حرارتی سنگدانه ها و خمیر سیمان نیز ممکن است در دماهای بالا، چسبندگی بین سنگدانه ها و خمیر سیمان اطراف آنها را از بین ببرد و باعث از هم پاشیدن بتن گردد. به عبارت دیگر در حضور آتش، تأثیر دما بر بتن شدیدتر می شود و درنتیجه با تبخیر آب بین ذرات، لایه های داغ سطحی جسم داخلی بتن جدا و کنده می شود.
در ساخت بتن سبک که به نام های "بتن اسفنجی" و یا "بتن متخلخل" نیز می شناسند به جای سنگدانه های معمولی با وزن مخصوص حداقل 6/2 گرم بر سانتیمتر مکعب، از مصالح متخلخل سبک و الیاف مانند و یا ذرات درشت استفاده می شود. بتن سبک در برابر انتقال حرارت، عایق بسیار خوبی است ولی وجود منافذ و فضای بین ذرات، مقاومت بتن سبک را در مقایسه با بتن معمولی کاهش می دهد اما در مقابل، به این دلیل که بار سازه بر روی بتن های سبک زیاد نخواهد بود مقاومت الزامی نیست.
پوشش های ضد حریق برپایه ورمیکولیت در حقیقت انواع مختلفی از بتن های سبک هستند که ترکیباتی شیمیایی خاصی جهت افزایش مقاومت در برابر آتش و بهبود خواص به آن اضافه شده است. این پوشش‌ها برحسب مواد مصرفی، دانسیته‌ای در حدود 3/0 تا 8/0 گرم بر سانتیمتر مکعب دارند و به همین علت بسیار سبک هستند و بار اضافی بر سازه تحمیل نمی کنند. ورمیکولیت دارای ساختار پولک مانند و متورق (تا حدی شبیه میکا)، در حرارت 650 تا 1000 درجه سانتیگراد حرارت دیده و به صورت ورقه های نازک تا 30 برابر حجم اولیه خود منبسط می شود. وزن مخصوص منبسط شده آن شدیداً کاهش یافته و درنتیجه بتونی که با آن ساخته می شود، عایق حرارتی بسیار عالی‌ای خواهد بود. این پوشش ها جهت حفاظت از انواع حریق های ناشی از سوختن ترکیبات شیمیایی و هیدروکربنی مورد استفاده قرار می گیرد. این پوشش ها با روش اسپری, با ضخامت حدود 4- 1سانتیمتر قابل اجرا هستند. اعمال این پوشش ها روی کلیه سطوح فلزی و بتنی, مخازن افقی, عمودی و کروی بسیار ساده می باشد. چسبندگی آنها به سطح بسیار عالی است و در برابر حریق های هیدروکربنی در دمای 1600 الی 1800درجه سانتیگراد به مدت حداقل 1 و حداکثر 4 ساعت مقاوم می باشند. با توجه به موارد فوق، بتون معمولی صرفاً به عنوان مصالح ساختمانی کاربرد دارد و حتی توصیه می شود سطح قسمت های بتنی ساختمان نیز با استفاده از پوشش های ضد حریق محافظت شود. پوشش های ضد حریق پایه سیمانی نیز به روش اسپری و با ضخامت های مختلف قابل اجرا هستند. این پوشش ها روی کلیه سطوح فلزی، بتنی، مخازن افقی، عمودی و کروی قابل اجرا می باشند و روی سطوح فولاد نیز چسبندگی خوبی دارند. باید توجه داشت، اجرای پوشش های ضد حریق بسته به نوع سطح زیرین و شرایط محیطی، تا چندین لایه مواد مختلف اجرا می شود و اجرای آن می بایست توسط متخصصین با تجربه و کارآزموده انجام شود تا از بروز مشکلات بعدی مانند: ترک‌خوردگی و ریزش پوشش جلوگیری شود. برخلاف سیمان و بتن، داشتن استانداردهای معتبر جهانی برای پوشش های ضد حریق امری بسیار مهم و ضروری می باشد.
از جمله این استانداردها برای مواد ضد حریق پایه سیمانی جهت محافظت از سازه‌ها در برابر حریق‌های هیدروکربنی می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:
- استاندارد UL-1709
- استاندارد BS
- استاندارد RWS
کلمات کلیدی : کلمات کلیدی :پوشش ضد حریق ، پوشش محافظ حریق ، پوشش مقاوم در برابر حریق ، پوشش مقاوم در برابر آتش ، رنگ مقاوم در برابر آتش ،محافظت از ساختمان در برابر آتش ، محافظت از ساختمان در برابر حریق ، عایق بتن ، ورمیکولیت ،حریق سلولزی ، حریق هیدروکربنی، رنگ ضد حریق ، رنگ مقاوم در برابر حریق ، پوشش های منبسط شونده، پوشش ضدحريق متورم شونده ، حفاظت سازه را در برابر حریق، حفاظت از سازه های فلزی، عایق حریق، بتن، مهندسی بتن،قیمت پوشش ضد حریق،اجرای پوشش ضد حریق
