Szerkezetépítés III.

Átírás

1 Széchenyi István Egyetem 'A' feladat: Tanulmány: Bozzay Eszter Elekes Tamás Fekete Krisztina Friedmann Levente Tóth Tamás Győr, március 20.

2 A szerkezeti faanyagnak az alapanyag megmunkálása függvényében két alapvető fajtája van: Természetes állapotú szerkezeti faanyagok: különböző szelvényű és megmunkálású, ragasztási technológia nélkülözésével készült faválasztékok. Ragasztott faválasztékok: Faalapú ragasztott szerkezeti anyagok (hossztoldott fa, szélességében toldott faelemek, többrétegű faelemek). Faalapú agglomerált lemezek (rétegelt lemezek, faforgácslemezek, farostlemezek, fagyapot lemezek). Mikor van szükség égéskésleltetésre? Az égéskésleltető/védőszer feladata, hogy a vele kezelt éghető anyag kedvezőbb tűzvédelmi osztályba sorolást kapjon, és azt egy meghatározott időtartamig biztosítsa(az újrakezelésig). A fa szerkezetek D (1.ábra) tűzvédelmi besorolásba tartoznak, ezért amennyiben az adott felhasználás esetében az előírások megkövetelik, szigorúbb tűzvédelmi osztályba kell sorolni. Ekkor használjuk ezen égéskésleltető anyagokat, melyek segítségével C illetve B tűzvédelmi osztályba sorolást is kaphatunk. Általában a C és B osztály könnyedén elérhető, viszont az A osztályba sorolás ezen anyagokkal nem lehetséges. 1.ábra 2

3 Az égéskésleltető anyagok kiválasztásának szempontjai: gazdaságosság követelmények, kötelezettségek(csak tűz elleni vagy kombinált hatású védelem) esztétikai igények, elvárások környezetvédelmi szempontok a bevonatok fizikai, mechanikai tulajdonságai A legalapvetőbb gond, hogy univerzális megoldást biztosító védőszer/védőeljárás nincs. Ezért mindig a legmegfelelőbb eljárást kell biztosítani az adott területre. A célra alkalmas megoldás kiválasztásához ismerni kell a kitettség körülményeit (állandóan száraz környezet, gőzök előfordulása, időszakos páratartalom stb.), az elérendő célt (esztétika, környezetvédelem, biztonság) és a piacon lévő termékeket/eljárásokat, s az anyagok sajátosságait. Égéskésleltető bevonatok elkészítése Régóta elterjedt szokás a faanyag védelmi vagy esztétikai megjelenést módosító célú kezelése, festése. Az égéskésleltetés szakszerű kivitelezése azonban ennél többet jelent. Az égéskésleltető szerek használatára általános érvényű szabály nincs, valamennyi esetben a termékre vonatkozó, az adott gyártó által előírt felhasználási utasítás szerint kell eljárni, ám az alap lépések hasonlóak: Védőszer előkészítése Először is a védőszerek előkészítése szükséges, igaz a mai anyagok a boltokban szinte kész állapotban kapjuk. Ha mégsem kész állapotban kerül a polcra, akkor az anyag alkalmazása előtt hígításra, keverésre, szűrésre van szükség amelyet a gyártó a leírásban pontosan megad hogyan is kell azt a folyamatot elvégezni. Például ha szemcsés, szilárd sókból vizes oldatot kell készíteni, ekkor az előírt koncentrációra nagyon kell ügyelni, mert főleg a bórax és a bórsav rosszul oldódik vízben. Ezen folyamatot meleg víz felhasználásával lehet tökéletesíteni az oldódás során, melyet a gyártó a leírásban megad pontos utasításokkal, amelyet célszerű követni, hogy a megfelelő célt elérjük. A faanyag előkészítése A kezelés megkezdése előtt a faanyag nedvességtartalmát ellenőrizni kell, hogy az értéke ne haladja meg a 20 százalékot. További lépésként a kezelendő faanyag felületét mindenféle szennyeződéstől meg kell tisztítani(pl.: por, gomba, rovar által okozott kár). Külön figyelmet kell fordítani a régi 3

4 maradványok eltávolítására a meglévő szerkezeteknél. Illetve a repedéseket a célra alkalmas tömítő pasztával el kell tömíteni, mert ez egy támadási felület a rovarok a gombák és a tűzzel szemben is. Maga a kezelés A legfontosabb kritérium, hogy a faanyag kezelésekor kerülni kell a hideg, párás időszakokat és 10 fok alatt nem szabad kezelést végezni! A gyártó az anyag használati leírásban leírja, hogy az anyagot milyen módon kell felvinni a felületre hengerrel, ecsettel(2.ábra) vagy szórással(3.ábra). Előírja azt is, hogy a felhordás legalább két rétegben történjen vagy ha a faanyag nagyon repedezett akkor a repedések mértékétől akár több rétegben is szükséges, mint kettő. Ilyenkor az első réteget mindig kissé higított változatban kell felvinni a felületre, majd a második réteg esetén megfelelő összetételben kell kezelni a felületet az előírásban leírtak alapján. A kezelés csak akkor lesz hatásos, ha a védőszer mennyisége a pontosan előírtak szerint kerül felhordásra. 2.ábra 3.ábra Száradás, utókezelés Az égéskésleltető bevonat utókezelésére elsősorban mechanikai és légköri hatások elleni védelem céljából lehet szükség. Alapvető szabály, hogy utólagos kezelés során, csak a rendszerhez tartozó, a rendszerben már felhordott védőréteget szabad felhordani. Az egyes rétegek felhordása között az időjárástól függően 4 8 óra száradási időt kell biztosítani. A filmréteg teljes száradási, kikeményedési 4

5 ideje óra. A kezelt szerkezetet eső nem érheti! A teljes száradás bekövetkezte előtt a kezelt szerkezetet nem szabad beburkolni. Az alkatrészeket teljes száradásig összerakni nem szabad. A védelem tartóssága, időszakos karbantartás szükségessége Általánosságban elfogadott álláspont, vélemény nincs. Kutatóintézetek által folytatott természetes öregítési vizsgálatok eredményei alapján körvonalazódott megállapítások: A sókeverék alapú égéskésleltető bevonatok folyamatosan veszítenek hatékonyságukból, ellenőrzésük, felújításuk minimum 4 5 évente ajánlott. A polivinil acetát és különböző gyanta bázisú égéskésleltető készítmények vizsgálatokkal igazoltan akár 20 évig, vagy tovább is megőrzik égéskésleltetés szempontjából alapvető tulajdonságukat. A CMC alapú készítmények időállósága az előbbi két intervallum közé esik, de inkább az alacsonyabb értékhez közelítően. A védelem tartósságát befolyásoló tényezők: a felhasznált védőszer típusa, mennyisége, az elvégzett kezelés minősége, a kezelt felület kitettsége, esetleges mechanikai hatások. A megfelelő karbantartás, a gazdaságosság és a biztonság kiszámíthatósága érdekében fontos: az elvégzett égéskésleltetés idejének, az alkalmazott védőszer típusának időtálló módon történő rögzítése. Az égési folyamatot fizikai, kémiai úton befolyásoló égéskésleltető szerek Hogyan fejtik ki hatásukat? A vázolt hatásmechanizmusok lényege: A hő hatására olvadékot és/vagy szigetelőréteget képező anyagok felhasználásával biztosított védelmi eljárások lényege, hogy csökkentik és késleltetik a faanyag káros felmelegedését, megakadályozzák a termikus bomlás következtében képződő légnemű bomlástermékek távozását, illetve az oxigén faanyaghoz történő jutását. Ilyen igazoltan égéskésleltető hatású anyagok a karbamid kondenzátumok, a formaldehidek, a metilol melamin kondenzátumok, a foszfátokat, a lágyítókat és pigmenteket tartalmazó polivinilacetát diszperziók. A bomlási mechanizmust, a felszabaduló bomlástermékek összetételét modifikáló készítmények általában összetettebbek és általában kombinált hatásúak. Célszerű megválasztás 5

6 eredményeképpen az e csoportba tartozó védőszerek bomlástermékei (vízgőz, széndioxid, ammónia, nitrogén monoxid) hígítják a faanyagból felszabaduló éghető gázokat. Egyes bomlástermékek keletkezése hőelvonással jár, mások elősegítik a faanyag szenesedését. Általában égéskésleltető hatásúak a semleges, vagy oltóhatású gázokra bomló vegyületek, valamint a felület elszenesedését elősegítő szulfátfoszfát karbonát gyökökre bomló vegyületek. Az előzőekben ismertetett hatásmechanizmus alapján alapvetően három nagy csoport terjedt el: 1. a vízben oldódó szervetlen sók keverékei, 2. habképző felületkezelő készítmények, 3. CMC alapú égéskésleltető hatású festékek. 1. A vízben oldható szervetlen sók A leggyakrabban használt égéskésleltetők vízben oldott sókeverékek, amellyekkel a faanyagokat bemártással, vagy permetezéssel vonják be. Ez egyben a kezelt anyag biológiai védelmét is biztosítja, így egy kezeléssel gomba és rovarkártevők ellen is védetté teszi a faanyagot. Tűz esetén hő hatására oxigénelvonó(többnyire ammónia) gázok szabadulnak fel. Ezek a késleltetési időtartam alatt megakadályozzák az anyagfelszín lángra lobbanását, ezt követően pedig a felületen kialakuló faszén réteg tovább gátolja, hogy a kezelt fa intenzíven lángra lobbanjon. Az ilyen vizes sóoldatoknak hátrányos tulajdonsága, hogy 3 évenként felújításra szorulnak, tehát csak olyan felületeken célszerű alkalmazni, ahol nincs akadálya az újabb kezelésnek. A felhordásuk ecseteléssel és szórással is megoldható. További hátrány, hogy ezek az anyagok idővel bekövetkező kikristályosodásuk után ridegebbé, rugalmatlanabbá teszik a faanyagot. Keverékei szilárd, szemcsés változatban, vagy oldat formájában kerülnek forgalomba. Különböző ismert égéskésleltető tulajdonságú szervetlen sók kombinációjából állnak. Egyes változataik gomba és rovarölő tulajdonságú anyagokkal kombináltak. A leggyakrabban alkalmazott hatóanyagok: bórax, bórsav, mono vagy diammónium hidrogénfoszfát, ammóniumszulfát, ammóniumklorid, alumíniumszulfát, nátriumvagy kálium karbonát. 2. Habképző felületkezelő készítmények Az égéskésleltető bevonatok másik csoportját a hőre habosodó bevonatok alkotják. Ezek a faanyagok felületén hő vagy tűz hatására mikrocellás habréteget képeznek, ami megakadályozza a faanyagok lángra lobbanását, de csak a 6

7 nehezen éghetőség határain belül. Ezek az általában fehér színű bevonatok a gomba- és a rovar kártevők elleni védő kezelés után alkalmazhatók. Főként beépített szerkezeti részeken célszerű az alkalmazásuk, ahol bontás nélkül nem-, vagy csak nehezen lehet hozzáférni a bevont felületekhez. Hatásuk mondhatni időtlen, de csak a nehezen éghetőségi értékig. Ecseteléssel és szórással is könnyen felhordhatók, de nem kopásállóak. Van olyan változata is, amelyekkel elektromos vezetékeket, kábeleket lehet ecseteléssel égéskésleltető bevonattal ellátni, ami a falon kívüli szereléseknél jelent - túlterhelés esetén - nagyobb tűzbiztonságot. Polvinil acetát alapú égéskésleltető hatású festékek: Ezek a védőszerek lágyított polivinil acetát alapgyantát tartalmaznak, aluminiumhidroxid töltőanyaggal és lágyítókkal, adalékanyagokkal. Hő hatására az ilyen bevonatból a felületen jól szigetelő, zárt cellás hab fejlődik. Elnyújtott gázleadással rendelkeznek, azaz nemcsak a felület felmelegedésének első szakaszában, hanem C felett is fejlesztenek ammóniát. Vízzel hígíthatók, gyorsan száradnak, legkevésbé érzékenyek a relatív légnedvesség változására. Az előírt felhordandó mennyiség g/m2. Felhordhatók ecsettel, hengerrel, szórással. Legnagyobb hátrányuk az átlátszatlanság. 3.CMC alapú égéskésleltető hatású festékek Karboxi metil cellulóz(cmc), diammóniumhidrogénfoszfát, esetleg polifoszfát kombinációra épülő, korlátlanul vízoldható, viszkózus készítmények. Különböző műgyanta komponenseket, valamint bórsavat és egyéb faanyagvédőszer hatóanyagokat tartalmaznak. Anyagukban színezhetők ezen termékek. Hő hatására jelentős mennyiségű mikrocellás szénhabot fejlesztenek a felületen. Fehér, vagy félig áttetsző típusúak, tűzvédő hatóanyagaik egyben megelőző védelmet nyújtanak gombák és rovarok ellen. Az előírt felhordandó mennyiség g/m2, mely két rétegben felhordható ecseteléssel vagy szórással. Vízzel jó hígíthatók, nem ragadnak bele az ecsetbe. Átlátszó, lakkszerű égéskésleltetők: A transzparens lakkok közé sorolható égéskésleltetők széles skálája tartozik ebbe a csoportba. Karbamid, karbamid melamin, metilol melamin, dicián diamid alapgyanta bázisúak, különböző lágyítókkal, terülésjavító és habképződést fokozók adalékokkal. Tűzvédelmi hatásuk kiválónak minősíthető, hosszabb távon is megbízható védelmet nyújtanak. Vízoldhatóságuk korlátozott, hígításra alkoholok, aromás hígítók használatosak. Felhordhatók ecseteléssel, szórással. Ecsettel történő felhordásuk néha nehézkes ezért szórás az ajánlott. Egyéb égéskésleltető hatással bíró anyagok 7

8 A fent említetteken túl még számos anyag is bír égéskésleltető hatással, mint pl. a gipszkarton, amely a kristályvíz hatására késlelteti a tűz továbbterjedését, vagy az üvegszövet tapéta, amely már eleve nehezen éghető anyagnak minősül. Sőt, beszerezhető olyan nem éghető, nagy teljesítményű építőlemez is, amely könnyen feldolgozható, kis térfogatsúlyú, és akár 240 percig tartó tűzvédelemre is alkalmas. A lapok alapanyaga kálcium-szilikát, amely nem korhad, a sóknak-, híg savaknak is ellenáll. Kiválóan alkalmas elválasztófalak kialakítására is. Vannak esetek, amikor a tűz a kábelek, csővezetékek átvezető nyílásain át jut át a szomszédos helyiségekbe. Ezt is könnyű elkerülni, ha az ilyen nyílásokat tűzvédő PUR habbal zárják le. Lakótelepi lakásoknál pedig különleges csőmadzsetták felszerelésével lehet védekezni a közműcsatornák felöl behatoló tűz ellen. A megfelelő tűzvédelem kialakítása különösen a nagyobb felújításoknál, átépítéseknél lényeges. Egy új tetőszerkezet készítésekor pl. alapvetően fontos, hogy a beépített faanyagok az előírásoknak megfelelő védelmet kapjanak. Ezért erről a kivitelezőtől részletes nyilatkozatot kell kérni, hogy milyen anyagot használt fel, és mivel kezelte. Ezzel az elvégzett munka egészére vállal minőségi garanciátés, és ez a nyilatkozat biztosít lehetőséget arra is, hogy szükség esetén akár jogorvoslattal is élhessünk. Irodalomjegyzék: Országos Tűzvédelmi Szabályzat