Vastavalt tänapäevastele ülemaailmsetele hoonete ehitustendentsidele kasutatakse hoonete tüübist olenemata ehituses üha enam terast. Võrreldes teiste ehitusmaterjalidega, on terasel palju eeliseid alates tootmisest ja arhitektuurist kuni kasutamiseni ehituses, rääkimata peaaegu 100-protsendilisest ümbertöötlemisest. Lisaks on teraskonstruktsioonide tulekaitse tunduvalt lihtsam kui teiste materjalide puhul.
Mõnede omaduste tõttu pole teras siiski ideaalne ehitusmaterjal. Teras ei ole korrosioonikindel ja tulekahju korral on terasel kehv koormustaluvus. Tegemist on kahe enim probleeme tekitava omadusega. Ehkki teras klassifitseeritakse kõrgetel temperatuuridel mittesüttivaks materjaliks, kaotab see kuumuse tõttu osa oma omadustest, mille tõttu on teras ehitustes nii populaarne, ning deformeerub, teraskonstruktsioon aga variseb väga kiiresti (vt diagrammi 1).
Teraskonstruktsioonide jaoks sobiva tulekaitsesüsteemi valimine
Võimalikud on erinevad teraskonstruktsioonide tulekaitselahendused. Kolm kõige populaarsemat süsteemi on: paisuv tuletõkkevärv, tulekindlad plaadid ja tulekindlad pihustustooted. Enamikus, umbes 70% teraskonstruktsioonides kasutatakse paisuvat tuletõkkevärvi, plaate umbes 25% ja tulekindlaid pihustatavaid tooteid umbes 3% (Suurbritannia andmed, Tata Steel, teraskonstruktsioonide tulekaitse, 2013). Lisaks eelnimetatud süsteemidele on ka teisi, näiteks tulekindel teraskate, teraskolonnide katmine betooniga, betoonkate, kolonnide müüritise vahtbetoontellisest ladumine ja talade pooles ulatuses betoneerimine betoonlakke. Neid tehnikaid kasutatakse üha vähem.
Paisuv tuletõkkevärv
Paisuv tuletõkkevärv on üks sagedamini kasutatavaid süsteeme, kuna see on:
- odavaim tuletõke;
- kantakse peale õhukese kihina;
- ei muuda teraskonstruktsiooni välimust;
- esteetilise välimusega. Lisaks saab seda sõltuvalt värvi tüübist ja ilmastikutingimustest kasutada töökodades või ehitusplatsil.
Paisuv tuletõkkevärv on kas õhukese kihina pealekantav, tavaliselt vee- või lahustipõhine, või paksu kihina pealekantav, toodetud tõrva baasil, mõeldud peamiselt kaitseks süsivesinike tulekahjude eest. Kõige sagedamini kasutatakse õhukese kihina pealekantavat veepõhist paisuvat tuletõkkevärvi selle keskkonnasõbraliku tootmise ja kasutamise ning kuivanud kihi heade omaduste tõttu. Enne kruntimist tuleb teraskonstruktsioonid lihvida Sa 2,5 tasemeni. Kõigepealt on vaja kanda peale sobiv korrosioonivastase krundi kiht, seejärel paisuv värv ja lõpuks pealmise kihina kaitsekiht, mis koosneb tavaliselt terasvärvi kattest, kuid see peab sobima kasutamiseks paisuva kattega. Kaitsekiht ei kaitse mitte ainult niiskuse eest, vaid täidab ka esteetilist funktsiooni, seega on seda erinevates värvitoonides.
Paisuvad värvid toimivad järgmisel põhimõttel: temperatuuri tõustes laieneb nende struktuur tänu katalüsaatoritele, näiteks fosforhappele, moodustades süsinikuvahu, mis paisub vahekorras 1:50. Seetõttu laieneb kõige sagedamini kasutatav 1 mm paksune kiht 50 mm-ni. Tavaline kuiva kihi paksus sõltub konkreetsetest nõudmistest ja võib ulatuda 100 kuni 5000 mikronini. Kuna süsinikuvaht on hea isolaator, aeglustub kuumaenergia ülekanne terasetalale, seetõttu pikeneb tunduvalt aeg, mille jooksul toimub ohtlik ülekuumenemine.
Kui rääkida piirangutest, mis on seotud tuletõkkevärvide kasutamisega, tuleks võtta arvesse nende tundlikkust katmise tingimuste suhtes, näiteks rooste ebapiisav eemaldamine taladelt või värvi pealekandmine liiga madalal temperatuuril (kui temperatuur on alla 10 °C, on värvi praktiliselt võimatu peale kanda), vihm või kaste või kui kasutatakse valet pealiskihti. Tavaliselt pihustatakse värvi õhuvaba tehnoloogia abil või kantakse peale manuaalselt, rulli abil. Kõrgema tulekindluse tagamiseks tuleb peale kanda mitu värvikihti. Uuesti katmisel võib olla mõningaid piiranguid, kuna tuleb arvestada, et kihid peavad kuivama (tavaliselt võtab see aega 24 tundi). Paisuval tuletõkkevärvil on piiratud garantiiline kasutusaeg ja see pole löökide ja kriimustuste suhtes kuigi vastupidav. Paisuvate värvide tulepüsivus võib varieeruda vahemikus R 30 kuni R 180. Soovitatav on kasutada värve R 60. Kihtide arvu ja paksuse optimaalsus ei ole tõestatud (irratsionaalne), faktiline usaldusväärsus tulekahju korral väheneb, kuna kihid varisevad. Lisaks on oluline mainida tulekindlate värvide katsete erilist omadust – avatud profiilidega katsed (I, H, U) ei kehti õõnesprofiilide puhul ja vastupidi. Kohe tuleks välja selgitada, kas tootja on teinud ühe katse teise järel või kõik korraga. EL-is kasutamiseks tuleb paisuvaid värve testida vastavalt standardile EN 13381-8, nende süttivusklass peab vastama standardile EN 13501-1 ja vastupidavusklass standardile EN 13501-2. Euroopa Liidu tehniline hinnang peab olema välja antud vastavalt ETAG 018-le, tootel peab olema stabiilsuse sertifikaat, mis annab CE-vastavusmärgise kasutamise õiguse, või peab see omama muid tõend vastavalt ehitustoodete määrusele.
Tuletõkkeplaadid
Tuletõkkeplaadid on veel üks teraskonstruktsioonide kaitsesüsteem. Need on tavaliselt kiud- ja täiteainega tugevdatud mineraalplaadid (st valmistatud kaltsiumsilikaadist). Sõltuvalt tootjast võivad need olla niiskus- ja külmakindlad, võivad olla töödeldud ja / või värvitud viimistlusvärviga. Plaadi paksus sõltub tootjast ja tuleohutustasemest ja võib olla 10 mm kuni 60 mm. Plaadid paigaldatakse ehituskohal ja need sobivad vahemikust R30 kuni R180, kuid soovitatav on kasutada alates R60 (tavaliselt kõrgema hinna tõttu). Töötlemis- ja paigaldusprotsess on suhteliselt lihtne (saagimine, pingutamine, kinnitamine). Kuna erilisi aja- ja temperatuuripiiranguid pole, saab plaate paigaldada aastaringselt. Tulekindlad plaadid on teraskonstruktsioonide kõige usaldusväärsem tulekaitse ning neid on testitud reaalsetes tingimustes. Tuletõkkeplaate tuleb testida vastavalt standardile EN 13381-4, nende süttivusklass peab vastama standardile EN 13501-1 ja tulekindlusklass standardile EN 13501-2. Euroopa Liidu tehniline hinnang peab olema välja antud vastavalt ETAG 18-le, tootel peab olema stabiilsuse sertifikaat, mis annab CE-vastavusmärgise kasutamise õiguse, või peab see omama muid tõendusi vastavalt ehitustoodete seadusele.
Tulekahju peatavaid plaate saab kasutada kattematerjalina, aga ka muul viisil. Praktikas võib laekonstruktsioonide katmine nendega olla liiga keeruline või liiga kallis. Sellistel juhtudel, võttes arvesse olukorda, võib kasutada tuletõkkekilet.
See on eriti kasulik komposiitstruktuuride või sõrestike kaitsmisel. Selliste süsteemide valimisel tuleb olla ettevaatlik, kuna tulekindel kile peab vastama erinõuetele ja (kui see on horisontaalselt paigaldatud) peab olema katsetatud vastavalt standardile EN 13381-1, tagades kandekonstruktsiooni tugevusklassi klassi R ..., või katsetatud vastavalt standardile EN 1365-2, tagades kandekonstruktsiooni tugevuse ja tulekindluse REI...
Tähelepanu: EN 1364-2 kohaselt testitud tuletõkkekilede süsteemidest ei piisa, kuna nende tulepüsivus on EI ..., mis ei taga kandevõimet.
Pihustatavad tuletõkkematerjalid
Pihustatavad tuletõkkematerjalid koosnevad tsemendikiududest, vermikuliidist ja kipsist. Need sobivad eriti hästi konstruktsioonidesse, kus esteetiline välimus pole oluline, ehkki välimust saab parandada täiendava fassaadikattega. Enne katmist saab terast kruntida, kuigi see pole vajalik. Siiski on vaja kanda peale akrüülpolümeeri ühenduskiht. Materjale pihustatakse ehituskohas, selleks kasutatakse spetsiaalseid tööriistu. Kaetakse 10 mm kuni 70 mm paksuse kihina. Töökoht võib olla ka üsna must. Kui soovitakse paksemat kihti, tuleb kasutada täiendavat tugevdusvõrku. Pihustatava tuletõkkematerjali eelis on odavus ja hea müra neeldumine. Tulekindlad pihustatavad materjalid võivad olla tulekindlad kuni R 240.