Protipožární nátěry na ochranu dřevěných konstrukcí

Vlivem vyšších teplot na dřevní hmotu dochází k unikání plynů s obsahem oxidu uhelnatého a vodních par, tzn. dochází k vysušování dřeva. Dřevní hmota začne odhořívat po částečném vysušení a po dosažení teploty okolo 300 °C. Vlivem odhořívání vzniká zuhelnatělá vrstva, která omezuje přístup vzduchu a tím zpomaluje proces. U nosných prvků dochází vlivem tlaku, tahu nebo ohybu k odpadávání této zuhelnatělé vrstvy.

Protipožární nátěry byly v určité základní podobě známy již od starověku. Staří Řekové používali k impregnaci svých staveb proti ohni vápenné vodné roztoky, dřevo bylo máčeno v roztocích solí, bylo známo i vodní sklo. Ve středověku byly dřevěné krovy chrámů impregnovány dokonce volskou krví. Protože tyto úpravy byly málo účinné, nehrály ve výstavbě žádnou podstatnější roli. Do 30. let 20. století byly užívány především tam, kde je nebylo možné nahradit účinnějším systémem, tedy především jako impregnace telegrafních sloupů, nátěry dřevěných krovů, bílení dřevostaveb vápnem atd. Skutečný rozvoj protipožárních nátěrů však nastává až během 2. světové války a zejména v poválečných letech minulého století.

Moderní protipožární nátěrové systémy ve stavebnictví lze dělit jednak podle své funkce, jednak podle svého účelu. Nejrozšířenějším typem protipožárních nátěrů jsou v posledních letech nátěry intumescentní neboli zpěňující. Princip jejich funkce lze zjednodušeně popsat tak, že nátěr, vystavený působení vysokých teplot, expanduje a karbonizuje. Vzniká tak vrstva tepelně stabilní uhlíkaté pěny (koksu), který díky své izolační schopnosti vytváří bariéru chránící po určitou dobu podklad proti působení plamene a sálavého tepla. V průběhu uvedeného procesu zvětšuje původní nátěr svůj objem až 50krát, takže tloušťka vzniklé pěny dosahuje několika centimetrů. Díky této schopnosti je možné nanášet intumescentní nátěrové hmoty v tenkých vrstvách. Obvyklá tloušťka suchého nátěru je 0,3–1 mm, podle požadované požární odolnosti. To umožňuje architektům a projektantům volbu jednodušších řešení při navrhování nových objektů a dosažení potřebné požární odolnosti stávajících objektů bez rozsáhlých konstrukčních úprav, které jsou např. u památkových objektů nepřijatelné.

Tvorba pěny při zahřátí nátěru na teplotu vyšší než 200 °C je dána složením výchozí nátěrové hmoty, které je zcela odlišné od běžných typů nátěrů. Intumescentní nátěrová hmota obsahuje:

• koksotvornou složku,
• složku, která je zdrojem minerální kyseliny katalyzující tvorbu koksu,
• napěňující složku, což je sloučenina, která při působení vysokých teplot sublimuje a rozkládá se za tvorby plynných zplodin,
• pojivo, které musí mít takové vlastnosti, aby umožňovalo tvorbu stabilní pěny,
• pigment,
• plniva, jež při zahřívání odštěpují vodu, a snižují tak teplotu chráněného povrchu,
• aditiva – látky upravující viskozitu a zpracovatelnost nátěrové hmoty.

Mezi tyto nátěry patří např. produkt Flamgard a Flamgard Transparent, který vyrábí a dodává společnost Qualichem.

FLAMGARD
Je jednosložková vodou ředitelná zpěnitelná nátěrová hmota, která neobsahuje azbest, toxické pigmenty ani chlorové přísady. Vrstva přípravku vytváří šedobílý souvislý hladký matný povlak.

Je určen k ochraně dřeva a lignocelulózových materiálů proti působení ohně a sálavého tepla. Užívá se výhradně do interiérů a suchého prostředí (do maximální relativní vlhkosti vzduchu 80 %). Je vhodný na dřevo o relativní vlhkosti max. 20 %. Nesmí být použit například na ochranu krovu, který je před položením střešní krytiny vystaven několik dní povětrnostním podmínkám (sluneční paprsky, déšť). V tomto případě může dojít k znehodnocení nátěru (k jeho vymytí), a tím ke ztrátě jeho funkčnosti. Přípravek dále nesmí být aplikován na dřevo upravené jakýmkoliv nátěrem nebo tmelem – je nutné, aby protipožární nátěr na povrchu dřeva dokonale zakotvil. Přípravek není odolný proti mechanickému namáhání (otřesům, oděru apod.).

Funkční vrstva je složena z jednotlivých nátěrových filmů, jejichž výsledný nános musí odpovídat požadovanému stupni požární ochrany. Protipožární nátěr tvoří konečnou úpravu povrchu materiálu a nelze ho překrýt žádným lakem ani nátěrem.

FUNKČNÍ VLASTNOSTI NÁTĚROVÉ HMOTY
V procesu hoření vytváří protipožární nátěrová hmota svým tepelným rozkladem na povrchu chráněného materiálu silnou nehořlavou tepelně izolující vrstvu, která způsobí určitou časovou prodlevu, spolehlivě chránící materiál proti působení ohně a sálavého tepla.

Technické vlastnosti
Přípravek byl testován podle ČSN P ENV 13 381-7:2003.

Vlastnosti nátěrové hmoty
Viz tabulka 1.

Údaje pro aplikaci
Aplikace se provádí štětcem, válečkem nebo vzduchovým stříkáním (tryska 0,018 nebo 0,022“, tlak na pistoli 2–2,5 bar, tlak vzduchu 4,5 bar). Ředidlo a čistící prostředek: teplá voda.

Doba zasychání
Viz tabulka 2.

Technická data Třídy hořlavosti:
Při nánosu 250 g/m² stupeň C1 – těžce hořlavý. Při nánosu 500 g/m² stupeň B – nesnadno hořlavý. Index šíření plamene po povrchu stavební hmoty (při nánosu 500 g/m²): is = 22,9 mm/min. Příspěvek k požární odolnosti při nánosu 500 g/m² (klasifikace podle ČSN EN 13 501-2:2003):
a) pro stropy: viz tabulka 3,
b) pro nosníky: viz tabulka 4.

Životnost nátěru
Životnost nátěru je minimálně 12 let. Obnova nátěru se doporučuje při mechanickém poškození. Ve Výrobkové zkušební laboratoři Březnice Výzkumného a vývojového ústavu dřevařského Praha (VVÚD) byly v roce 1993 nasazeny testy dlouhodobého ověřování životnosti ochrany dřeva proti ohni. Při vyhodnocení po 12 letech v roce 2005 byly výsledky zcela vyhovující a parametry protipožárního nátěru se nezměnily. Testování pokračuje a bude ukončeno po 14 letech.

Podmínky pro aplikaci
Doporučená okolní teplota při aplikaci štětkou nebo válečkem je +10 až +35 °C, optimální je +20 °C. V případě aplikace stříkáním je nutné dodržet teploty pro skladování a aplikaci +15 až +35 °C z důvodu zachování vhodných parametrů pro použití stříkacího zařízení. Teplota se měří v blízkosti podkladu a zaznamenává se do pracovního deníku. Dále je nutné změřit a zaznamenat relativní vlhkost dřeva. Maximální povolená relativní vlhkost dřeva je 20 % a maximální relativní vlhkost vzduchu 80 %. Před aplikací je nutné přípravek důkladně rozmíchat – delším skladováním totiž může sedimentovat (pokud se usazenina před použitím řádně rozmíchá, nemá vliv na užitné vlastnosti přípravku).

Aplikace nátěrového systému
Dřevo musí být připraveno podle ČSN 49 0615 a 49 0630. Povrch musí být vždy čistý, suchý, zbavený mastnoty, prachu, lýka, kůry a případného starého nátěru nebo tmelu, aby nic nebránilo přípravku v dokonalém styku a zakotvení na povrchu chráněného dřeva. Při nedodržení uvedených podmínek aplikace dojde k popraskání a odloupnutí nátěru. Na očištění povrchu se doporučuje používat škrabky, kartáče a v případě potřeby též roztoky saponátu. Všechny nečistoty, nátěry a tmely, které mohou mít vliv na přilnavost jednotlivých vrstev nátěrového systému, musí být pečlivě odstraněny. Před použitím protipožárního nátěru je možné ošetřit dřevo přípravkem Lignofix OH, který ho chrání proti dřevokaznému hmyzu, dřevokazným houbám a plísním. V případě dřeva, napadeného dřevokazným hmyzem, lze provést ošetření přípravkem Lignofix I-Profi-OH s likvidačním a preventivním účinkem na dřevokazný hmyz.

Funkční nátěr Flamgard
Před aplikací je nutné dodržet maximální povolenou relativní vlhkost dřeva 20 % a maximální relativní vlhkost vzduchu 80 %. Doporučený nános závisí na požadovaném stupni hořlavosti, nesmí být však menší než 250 g/m² – stupeň C1. Pro dosažení stupně B nebo navýšení požární odolnosti je nutný nános 500 g/m². Přípravek se nanáší v jedné až čtyřech vrstvách nátěrem nebo nástřikem neředěného, resp. ředěného přípravku. Před aplikací je nutné přípravek důkladně rozmíchat. Delším skladováním může sedimentovat (pokud se usazenina před použitím řádně rozmíchá, nemá vliv na užitné vlastnosti přípravku).

Celý nezkrácený článek včetně tabulek naleznete v časopisu KONSTRUKCE číslo 3/2006.

Autor

• Ing. Kafková Iveta