Газобетон — это негорючий минеральный материал, благодаря чему конструкции из него отличаются высокой огнестойкостью. Однако для более полного понимания его свойств стоит обратиться к реальным примерам пожаров и лабораторным испытаниям, которые подтверждают эту характеристику.
Например, в 2012 году в Ленинградской области произошел пожар в доме с газобетонными стенами. Возгорание возникло из-за неисправности электропроводки, что привело к полному уничтожению мансардного этажа. Деревянная крыша и внутренние элементы здания были сильно повреждены, а мансарда после пожара выглядела следующим образом.
Рисунок 1 – ИЖС, Ленинградская область, 2012 год.
На фотографии слева видны отслоившиеся участки штукатурки, но стены в целом сохранили свою целостность. На правом изображении заметны трещины в виде сетки, образовавшиеся из-за усадки после удаления влаги из газобетона. Глубина дегидратации составила до 5 мм в некоторых местах и до 10 мм, что ослабило структуру материала. После пожара стены были очищены от повреждённого слоя и оштукатурены заново.
Следующий эксперимент проводился в лаборатории огнестойкости ЦНИИСК с использованием каменной кладки толщиной 150 мм и плотностью D400, на которую была установлена нагрузка сверху. Во время испытаний температура внутри быстро поднялась выше 1000 °C.
В испытательной камере установлены горелки, которые обеспечивают рост температуры согласно нормативному графику, имитируя «целлюлозный пожар», характерный для горения древесины. Температура достигала почти 1000 °C, но на наружной поверхности нагрев увеличился только на 2 °C после 45 минут одностороннего воздействия. Температура внутри камеры составляла 13 °C и оставалась на уровне 14–15 °C на наружной поверхности, в то время как внутренняя сторона достигла 870–880 °C. Это указывает на медленное распространение тепловой волны из-за низкой теплопроводности материала.
Рисунок 2 – Лабораторный эксперимент, ЦСИ «Огнестойкость – ЦНИИСК», 2007 г.
После завершения воздействия огня можно наблюдать остаточное свечение, особенно в области швов. Этот эффект объясняется тем, что теплоемкость материалов, в частности клеевого состава, значительно выше по сравнению с самим газобетоном. Именно поэтому, даже после прекращения нагрева, эти участки продолжают светиться более интенсивно, создавая завораживающее и немного мистическое зрелище.
Испытания стены толщиной 150 мм продолжались на протяжении двух часов. В ходе эксперимента она подвергалась экстремальным температурным нагрузкам, что позволило получить ценные данные о поведении материала в условиях пожара. По итогам тестирования были зафиксированы ключевые показатели, наглядно демонстрирующие способность газобетона сохранять свою структуру и обеспечивать высокую огнестойкость даже при длительном воздействии критически высоких температур.
Рисунок 3 – Газобетон после проведения лабораторных испытаний
На этом снимке контрастность была искусственно увеличена, чтобы наглядно показать, что за два часа модельного пожара фронт дегидратации продвинулся лишь на 30 миллиметров вглубь стены. В результате структура материала ослабла на этой глубине, однако основная часть кладки осталась неповрежденной и полностью сохранила свою первоначальную прочность. Это подтверждает высокую огнестойкость газобетона и его способность противостоять воздействию высоких температур.
Рисунок 4 – Скорость нагрева холодной стороны образца
Соответствующий график показывает скорость нагрева холодной стороны образца толщиной 20 см и плотностью около 500 кг/м³. Огневые испытания проводились в течение 4 часов, и температура на холодной поверхности увеличилась с 15 до 75 °C. Это свидетельствует о том, что материал не только не горит, но и обеспечивает защиту.
Огнестойкость оценивается по трём критериям: потеря целостности, теплоизолирующей способности и несущей способности. Газобетонные блоки толщиной от 150 мм демонстрируют хорошие показатели по всем этим критериям.
Рисунок 5 – Коэффициент теплопроводности
Скорость распространения тепловой волны определяется такими параметрами, как теплопроводность материала, его теплоёмкость и энергоёмкость процесса дегидратации. Поскольку дегидратация является эндотермической реакцией, она сопровождается поглощением тепла, что приводит к увеличению теплопроводности при повышении температуры.
Тем не менее, газобетоны с низкой плотностью демонстрируют более высокую огнестойкость по сравнению с их высокоплотными аналогами. Это обусловлено тем, что меньшая плотность означает большее количество воздушных пор, которые замедляют передачу тепла, обеспечивая лучшую термоизоляцию и повышенную устойчивость к воздействию высоких температур.
Прочность и усадка ячеистого бетона при повышении температуры
Рисунок 6 – Влияние температуры нагревания на прочность ячеистого бетона
При нагреве от 400 до 700 °C прочность газобетона остаётся стабильной, сначала увеличиваясь в полтора раза, затем снижаясь до исходного уровня при температуре 700 °C. Дальнейший нагрев всей массы материала приводит к резкому ухудшению прочности из-за потери кристаллизационной воды, что ведёт к разрушению на мелкие части и кластеры..
Рисунок 7 – Влияние температуры нагревания на усадку ячеистого бетона
Касательно усадки, то при повышении температуры происходит испарение кристаллизационной воды, что приводит к увеличению усадки материала. В результате на поверхности газобетона образуется сетка трещин, вызванных усадочными процессами. Это явление связано с изменением структуры материала под воздействием высоких температур, однако, как показывают испытания, такие повреждения носят поверхностный характер и не затрагивают основную часть конструкции.
Нормирование
Рисунок 8 показывает пределы огнестойкости ненесущих бетонных и железобетонных перегородок и минимальную их толщину (согласно Пособию по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (к СНиП II-2-80).
В рекомендациях по использованию ячеистого бетона указаны минимальные значения толщины для обеспечения необходимой огнестойкости. Поэтому в разных странах действуют разные нормативы, но газобетонные конструкции повсеместно считаются одними из самых огнестойких. В России для строительных объектов установлен стандарт огнестойкости в 2,5 часа, хотя для большинства зданий этот показатель составляет 2 часа, а для противопожарных преград между секциями — также 2,5 часа (150 минут).
Газобетон толщиной 150 мм обеспечивает уровень огнестойкости в течение 4 часов без ущерба для несущей способности. Каждый завод получает сертификат, подтверждающий характеристики продукции. Например, газобетон плотностью 300 кг/м³ может обеспечить 240 минут огнестойкости при толщине 200 мм.
