Technológia / Technológia /
Technológia /

Tűzvédelem műanyag szállal

Betonszerkezetek tűzvédelme PP műanyagszállal

Épületszerkezetek utólagos tűzvédelme vagyonokba kerülhet. Azonban ha erre már az építkezés fázisában gondot fordítunk, még az igen nagy épületek vasbeton szerkezeteit is megvédhetjük nevetségesen kis költséggel. A polipropilén szálak nyers betonba keverése a passzív tűzvédelem részét képezheti, fokozott tűzálló képességű vasbeton szerkezetet alkotva. Ezt a fajta védelmet azért nevezik passzív tűzvédelemnek mert a betonszerkezet szerves részét képezi, és tűz esetén nem igényel beavatkozást.

A Mont Blanc alagút 1999 márciusában, Tauern alagút 1999 májusában, Szent Gotthárd alagút 2001. októberében, A1-es autópálya alagút, Olaszországban 2008. augusztusában súlyos, sok halálos áldozattal járó tüzeit vizsgálva a figyelem az alagutak beton szerkezeteire irányult. Arra a meglepő felfedezésre jutottak ugyanis, hogy az áldozatok nagy részének esélye sem volt a menekülésre, mert a tűzvész első néhány percében a hő hatásra az alagút mennyezetéből kirobbanó betondarabkák a menekülőket szabályosan lelőtték.

Ezek a szörnyű tapasztalatok indították el azokat a kutatásokat, amelyek bebizonyították, hogy egy egyszerű módszerrel , PP-szál betonba keverésével a vasbeton szerkezetek tűzállóságát óriási mértékben növelni lehet. Bebizonyosodott ugyanis, hogy a PP szálak 160-170°C körül megolvadnak, miközben a beton még stabil marad. A szálak megolvadása kapillárisokat, mikró repedéseket hoznak létre a betonban, amelyeken keresztül a felszabaduló túlhevült gőzök távozhatnak. Ez a mechanizmus csökkenti a beton robbanásszerű tönkremenetelét magas hőmérséklet esetén.

A kutatásokra alapozva világszerte tömegesen alkalmazni kezdték ezt az egyszerű megoldást. A szakma és a közvélemény a korábbi katasztrófák miatt elsősorban  az  alagútépítésekre koncentrált, így az első tömeges alkalmazások is ezeken a területeken történtek: a Channel Tunnel Rail Link Projectben (2007), Gotthard Base Tunnel, Svájc; Doha metró, Katar; London Crossrail, Anglia; Koppenhágai metró, Dánia; Los Angeles metrórendszer és a Hong Kong metró.  

A tesztek azt mutatják, hogy a veszélyt okozó lepattogzás a tűz első 20-30 percében fordul elő, amikor a beton hőmérséklete még csupán 150-250°C között van.

Az arra vonatkozó elméletek, hogy hogyan és miért következik be a robbanásveszélyes repedés, túlnyomórészt a nedvesség mozgásán alapulnak. A beton hőmérsékletének  növekedésével  a beton nedvessége gőzzé változik. Ha nem tud kiszabadulni a beton tömegből, ez a gőz drámai nyomásnövekedést okoz a betonban. Ahogy ez a folyamat folytatódik, a gőznyomás addig a pontig növekszik, ahol meghaladja a beton húzószilárdságát, aminek következtében nagy betondarabok hevesen és robbanásszerűen kilökődnek az épületelemből. A beton robbanásveszélyes kipattogzása komoly kockázatot jelenthet az épület szerkezeti épségére nézve is, a beton keresztmetszetének elvesztése és/vagy a beágyazott acélbetét lehajlása miatt, amikor magas hőmérsékletnek van kitéve. Önmagában  az acél tűzállósága ugyanis nagyon  alacsony, és a keresztmetszetének hőmérséklet növekedési sebessége a kiváló hővezető képessége miatt nagyon magas. Tűz esetén a burkolatlan acél nagyon gyorsan elveszti teherbíró képességét, és fennáll a szerkezet összeomlásának veszélye. Vasbeton esetén azonban az acélbetét jól védett lehet a megfelelő betontakarással.

Számos tényező befolyásolja a beton robbanásveszélyes repedésének mértékét, ezért szükségszerű a beton tűzállóságának javítása. A mai építési technológiák gyakran sokkal nagyobb beton szilárdságot igényelnek, mint amit évtizedekkel ezelőtt használtak. A modern, nagyobb szilárdságú beton egyben a beton tömörségét is növeli. A nagy szilárdságú, tömör betonban a pórusszerkezet változása miatt a nedvesség kijutása gátolt, a nedvesség hatékonyan zárt. A kialakuló tűz elkezd túlhevült gőzt és megnövekedett belső feszültségeket fejleszteni, amelyek hozzájárulnak a robbanásveszélyes repedésekhez. Ez a megnövekedett tömörség az egyik alapvető oka annak, hogy az elmúlt évek tűzeseteinél a robbanásszerű kipattogzás egyre jellemzőbbé vált.

A polipropilén (PP) monofil mikroszálak betonhoz való hozzáadása ma már széles körben elfogadott a beton robbanásveszélyes kipattogásának megakadályozására. A PP mikroszálak passzív tűzvédelmi célú helyes adagolásakor figyelembe kell venni a beton specifikációit és a tűzveszély értékelését.

Az EN 1992 Eurocode 2 szakasz A 6.1 2 kg/m3 használatát javasolja monofil polipropilén PP mikro szálakból a nagy szilárdságú betonok robbanásveszélyes repedésének megakadályozására. De több ilyen vizsgálatot is végeztek és az 1,0 és 1,5 kg/m3 közötti adagolási arányok is kielégítőnek bizonyultak bizonyos specifikus esetekben. Például a Contec Fiber a spanyolországi AFITI laboratóriumában EN 1364-1:2015 szabvány szerinti vizsgálata az 1,8 kg Fibrofor Multi mikroszál adagolását elegendőnek mutatta. A PP-mikró szálak adagolási mennyiségének meghatározásánál figyelembe kell venni azt is, hogy a mikroszálak a friss beton keverése során hajlamosak elektrosztatikusan feltöltődni és ezáltal nem kívánt mennyiségű levegő buborékot a betonkeverékbe sodorni, amely végül is a beton szilárdságát nagymértékben rontja. Ezért keresni kell azt az optimumot, amely elegendő a passzív tűzvédelem követelményeinek teljesítéséhez, de még elfogadható a beton szilárdsága szempontjából is.

A tűz esetén bekövetkező beton kipattogzása tovább csökkenthető olyan konkrét technológiai intézkedésekkel, mint a kis hőtágulású, termikusan stabil adalékanyagok kiválasztása.  

A Fibrofor MULTI és Fibrofor GREEN szálaink hatékonyságát tanúsítvány igazolja.

 

  

  

Fel az oldal tetejére