При пожаре незащищенная конструкционная сталь критически теряет несущую способность уже при нагреве до 500°C (критическая температура для стали марок С245–С355), что при реальном огневом воздействии происходит за 10–15 минут. Для обеспечения требуемого предела огнестойкости (от R45 до R150) по СП 2.13130.2020 несущие металлоконструкции — колонны, балки, ригели, связи и фермы — защищаются огнезащитными составами: вспучивающимися красками (интумесцентные системы) или толстослойными конструктивными штукатурками.
Огнезащитная эффективность напрямую зависит от фактической толщины сухого слоя (ТСС). Занижение толщины покрытия всего на 0,2–0,3 мм снижает предел огнестойкости с нормативного R90 до недостаточного R45, что влечет отказ органов Государственного пожарного надзора (ГПН) МЧС России в выдаче заключения о соответствии (ЗОС). В настоящем материале разобран практический регламент инструментального контроля огнезащиты: расчет приведенной толщины металла, методика замеров магнитными толщиномерами, контроль адгезии и правила статистической оценки по схеме «80/20».
1. Нормативные требования и физика огнезащиты
Оценка огнезащитных покрытий стальных конструкций опирается на строгий комплекс стандартов:
- ГОСТ Р 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности».
- СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты».
- ГОСТ Р 51694-2000 (ИСО 2808) «Материалы лакокрасочные. Определение толщины пленки».
- ГОСТ 31149-2014 (ISO 2409) «Материалы лакокрасочные. Определение адгезии методом решетчатых надрезов».
- СП 70.13330.2012 (раздел 4 «Монтаж стальных конструкций»).
Приведенная толщина металла (δпр)
Огнезащитная краска не наносится «одинаковым слоем на все балки». Толщина сухого слоя рассчитывается индивидуально под каждое сечение металлопроката исходя из его приведенной толщины металла δпр (мм):
где:
- $F$ — площадь поперечного сечения стального профиля, см$^2$;
- $P$ — обогреваемый периметр сечения, см.
Чем массивнее стальной элемент (больше δпр), тем медленнее он прогревается, и тем меньшая толщина огнезащитного слоя требуется для достижения заданного предела огнестойкости R:
| Тип сечения профиля | Пример прокатного профиля | Приведенная толщина δпр, мм | Требуемый предел огнестойкости | Требуемая толщина сухого слоя краски (ТСС) |
|---|---|---|---|---|
| Массивные колонны | Двутавр 40К2 (4-сторонний обогрев) | $8{,}2\dots 9{,}5$ мм | R90 | $1{,}10\dots 1{,}35$ мм |
| Балки перекрытий | Двутавр 30Б1 (3-сторонний обогрев) | $4{,}1\dots 4{,}8$ мм | R60 | $1{,}45\dots 1{,}80$ мм |
| Связи и фахверки | Труба профильная $100\times 100\times 4$ | $3{,}6\dots 3{,}9$ мм | R45 | $0{,}90\dots 1{,}20$ мм |
| Тонкостенные фермы | Уголок $75\times 75\times 5$ | $2{,}4\dots 2{,}7$ мм | R90 | Требуется конструктивная огнезащита (плиты/штукатурка), тонкослойные краски не сертифицируются |
Согласно п. 5.4.3 СП 2.13130.2020, применение тонкослойных вспучивающихся красок для стальных конструкций с приведенной толщиной металла менее 5,8 мм допускается только для пределов огнестойкости до R45. Для пределов R60, R90 и выше на тонких элементах нормативно требуется конструктивная огнезащита (штукатурки, базальтовые маты, огнестойкие плиты).
2. Инструментальный контроль толщины сухого слоя прибором ТМ-20МГ4
Замер толщины нанесенного и полимеризованного огнезащитного покрытия на ферромагнитном стальном основании выполняется неразрушающим магнитным методом по ГОСТ Р 51694.
Для прецизионного замера толщины огнезащитных красок, эмалей и мастик на стальных поверхностях строительные лаборатории и экспертные центры применяют магнитный толщиномер покрытий ТМ-20МГ4 производства ООО «СКБ Стройприбор». Прибор внесен в Государственный реестр средств измерений РФ, реализует импульсный магнитный метод измерений в диапазоне толщин до 20 мм (что критично для толстослойной огнезащиты), оснащен энергонезависимой памятью на 200 серий замеров и функцией статистической обработки выборки непосредственно на объекте.
Физический принцип магнитного метода
Датчик толщиномера генерирует магнитный поток, замыкающийся через стальную подложку. Немагнитное покрытие (огнезащитная краска или штукатурка) играет роль немагнитного зазора. С изменением толщины этого зазора изменяется магнитное сопротивление цепи и ЭДС измерительной катушки. Микропроцессор прибора ТМ-20МГ4 мгновенно пересчитывает этот сдвиг в линейную толщину с дискретностью до 1 мкм.
3. Схема размещения точек и правило оценки «80/20»
Частая ошибка подрядчиков — проведение 2–3 замеров «на глаз» по центру балки. Инспекторы испытательных пожарных лабораторий (ИПЛ) МЧС отбраковывают такие замеры.
Регламентная схема отбора точек по ГОСТ Р 53295:
- Периодичность контроля: замеры выполняются на каждом элементе с шагом не более 1,5–2,0 метров по длине.
- Сечение двутавра/швеллера: в каждом контрольном сечении выполняется минимум 5 точек замера:
- по 1 точке на наружной поверхности каждой полки (верхняя и нижняя);
- по 1 точке на внутренней поверхности полок;
- минимум 1 точка на стенке профиля с каждой стороны.
- Коробчатые и трубчатые сечения: не менее 4 точек по периметру (по одной на каждую грань).
Статистическое правило оценки «80/20» (ГОСТ 31384 / ГОСТ Р 53295):
Партия огнезащитного покрытия признается соответствующей проекту, если:
- Среднее арифметическое значение всех измерений на элементе больше или равно проектной величине: T̄ ≥ Tпр.
- Не менее 80% всех выполненных измерений имеют толщину не менее проектной: Ti ≥ Tпр.
- Ни одно отдельное измерение (из оставшихся 20%) не имеет толщину менее 80% от проектной: Tmin ≥ 0,8·Tпр.
Если хотя бы в одной точке толщина составляет менее 80% от проектной, на этом участке фиксируется локальный брак, требующий повторного послойного нанесения состава.
4. Контроль адгезии огнезащитного покрытия к металлу
Даже нормативная толщина не спасет металлоконструкцию, если при нагреве огнезащитный слой отслоится от стали. Поэтому обязательным этапом входного и операционного контроля является проверка прочности сцепления (адгезии) огнезащитной системы с антикоррозионным грунтом (ГФ-021, эпоксидные или полиуретановые грунты).
Метод решетчатых надрезов (ГОСТ 31149-2014):
- Контроль проводят на образцах-свидетелях или на ненагруженных участках конструкций после полной полимеризации покрытия (обычно не ранее 7–10 суток).
- Специальным резаком наносят взаимно перпендикулярные надрезы до металла с шагом 1, 2 или 3 мм (в зависимости от толщины пленки до 250 мкм) в виде решетки $6\times 6$ линий.
- На решетку наклеивают стандартизированную адгезионную ленту и резко срывают под углом $60^\circ$.
- Оценка адгезии ведется по 5-балльной шкале:
- Балл 0–1: края надрезов полностью гладкие, отслоений нет (отличное сцепление).
- Балл 2: отслоение по краям решетки не более 15% площади (удовлетворительно).
- Балл 3–5: чешуйчатое осыпание и отслоение полос (брак, требуется полный смыв и перенанесение).
Для толстослойных составов (толщиной более 1–2 мм) применяют метод прямого нормального отрыва контрольных стальных дисков-штампов по ГОСТ 32499-2013 (прочность на отрыв должна составлять не менее 0,3–0,5 МПа).
5. Комплект документации для сдачи огнезащиты инспекции МЧС
При сдаче огнезащитных работ представителю технического надзора и инспекции пожарного надзора формируется папка исполнительной документации:
- Сертификат соответствия ТР ЕАЭС 043/2017 на примененный огнезащитный состав с указанием групп огнезащитной эффективности.
- Паспорт качества завода-изготовителя на каждую партию краски/штукатурки с указанием даты выработки и гарантийного срока.
- Проект огнезащиты (раздел МОПБ) с расчетом приведенных толщин металла всех несущих элементов.
- Журнал производства огнезащитных работ (по форме приложения к СП 70.13330).
- Протокол инструментальных замеров толщины огнезащитного покрытия с указанием марки поверенного толщиномера (ТМ-20МГ4), заводского номера, даты поверки и таблицы всех замеров с расчетом по правилу «80/20».
- Акт освидетельствования скрытых работ на подготовку поверхности (обеспыливание, обезжиривание, нанесение антикоррозийного грунта).
- Акт приемки выполненных огнезащитных работ, подписанный генеральным подрядчиком, специализированным подрядчиком с лицензией МЧС и строительным контролем Заказчика.
Чек-лист для инженера строительного контроля перед вызовом ИПЛ МЧС:
- ☐ Подрядчик имеет действующую лицензию МЧС на монтаж, техническое обслуживание и ремонт средств обеспечения пожарной безопасности зданий.
- ☐ Огнезащитный состав нанесен по проектному грунту без признаков вздутий, шелушения, кратеров и потеков.
- ☐ Покрытие полностью высохло и набрало эксплуатационную прочность (выдержан нормативный срок межслойной и окончательной сушки).
- ☐ Выполнены инструментальные замеры толщиномером ТМ-20МГ4: соблюдено правило «80/20» во всех расчетных сечениях.
- ☐ На объекте подготовлены образцы-свидетели (металлические пластины с грунтом и огнезащитой) для арбитражных испытаний лаборатории ИПЛ.
- ☐ Оформлены акты скрытых работ и протокол измерений с регистрацией толщиномера во ФГИС «АРШИН».
Контроль огнезащиты увязывают с состоянием металла и доступом к поверхности. Для подготовки работ пригодятся порядок обследования металлических конструкций и обзор методов измерения толщины покрытий.
