Τα θερμοδιογκούμενα χρώματα (intumescent paints) είναι επιχρίσματα ζωτικής σημασίας για την πυροπροστασία, χρησιμοποιούνται σε ξύλο και χάλυβα. Μάθετε πώς προστατεύουν δομές και βασικά συστατικά πίσω από την αποτελεσματικότητά τους.
Τα θερμοδιογκούμενα χρώματα είναι παθητικές επικαλύψεις που έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν τα υλικά που εφαρμόζονται απο τη φωτιά. Χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με αστάρι και τελική επίστρωση, που βοηθά στην προστασία από τη διάβρωση ενώ προσφέρει τη δυνατότητα αισθητικών επιλογών. Τις περισσότερες φορές, τα θερμοδιογκούμενα χρώματα χρησιμοποιούνται σε χάλυβα, είτε πρόκειται για κατασκευές, αγωγούς και υπονόμους, παραγωγή πετρελαίου και φυσικού αερίου ή άλλες βιομηχανικές εφαρμογές όπου η υψηλή θερμότητα μπορεί να είναι ένας κρίσιμος παράγοντας.
Ο Roger Soler Palau, group product manager cellulosic PFP, Hempel A/S, συνοψίζει τον ρόλο των διογκωμένων επιστρώσεων :
«Η παθητική πυροπροστασία (PFP) εφαρμόζεται γενικά για την προστασία του ίδιου του κτιρίου μονώνοντας τη χαλύβδινη κατασκευή για τη διατήρηση της δομικής ακεραιότητας του κτιρίου για όσο το δυνατόν περισσότερο… Η επίτευξή του θα «κερδίσει χρόνο» αποτελεσματικά για τις υπηρεσίες έκτακτης ανάγκης, την ασφαλή εκκένωση του κτιρίου και την κατάσβεση της πυρκαγιάς από τους πυροσβέστες. Εν ολίγοις, αυτά τα μέτρα παθητικής προστασίας θα ελαχιστοποιήσουν τις ζημιές, θα μειώσουν τις απώλειες και ενδεχομένως θα σώσουν ζωές».
Πώς λειτουργούν τα θερμοδιογκούμενα χρώματα;
Όταν έρθει σε επαφή το επίχρισμα με τη φλόγα και η θερμοκρασία ξεπεράσει τους 130 °C, τότε ξεκινάει μια χημική αντίδραση που οδηγεί στο σχηματισμό αφρού από μη εύφλεκτα αέρια όπως αμμωνία ή διοξείδιο του άνθρακα, σχηματίζοντας ένα μονωτικό στρώμα. Αυτά τα στρώματα αντιδρούν, απορροφώντας θερμότητα ενώ δημιουργούν ένα στρώμα άνθρακα έως και 50 φορές το πάχος της επικάλυψης. Αυτό βοηθά στην επιβράδυνση της εξάπλωσης της πυρκαγιάς και προστατεύει τον οπλισμό της κατασκευής από αστοχία για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, γεγονός που μπορεί να βοηθήσει να σωθούν ζωές καθώς και η ίδια η κατασκευή.
Δυστυχώς, τα θερμοδιογκούμενα χρώματα δεν μπορούν να προστατεύσουν από κάθε φωτιά. Το εύρος που μπορεί να προστατεύσει μια διογκωμένη επίστρωση μπορεί γενικά να φτάσει τους 250-260°C. Όπως στις 11 Σεπτεμβρίου 2001, όταν αεροσκάφη συνετρίβησαν στο Παγκόσμιο Κέντρο Εμπορίου, η φωτιά των καυσίμων του αεροσκάφους ξεπέρασε τους 900°C. Σε αυτές τις θερμοκρασίες τα θερμοδιογκούμενα χρώματα δεν μπορούν να προστατεύσουν τον χάλυβα που σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες των 350°C αρχίζει να χάνει την αντοχή του ενώ στους 600°C έχει χάσει περίπου το 50% της αρχικής του αντοχής.
Να τονιστεί οτι τα θερμοδιογκούμενα χρώματα (intumescent) διαφέρουν από τα πυράντοχα χρώματα (flame retardant), οι οποία δεν προστατεύουν το αντικείμενο από τη φωτιά.
Πού μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα θερμοδιογκούμενα χρώματα;
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, τα θερμοδιογκούμενα χρώματα εφαρμόζονται συχνότερα σε χάλυβα, αλλά μπορούν να εφαρμοστούν σε ξύλο, σκυρόδεμα και άλλα υποστρώματα. Για παράδειγμα, τα θερμοδιογκούμενα χρώματα μπορούν να εφαρμοστούν σε οικιακά και εμπορικά κτίρια, καθώς προσφέρουν προστασία ενώ προσθέτουν και αισθητικά στοιχεία. Οι χαλύβδινες δοκοί, οι κολώνες και τα στηρίγματα είναι μέρη όπου εφαρμόζονται κατά κόρον.
Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι θερμοδιογκούμενων χρωμάτων;
Τα θερμοδιογκούμενα χρώματα διαφέρουν ως προς τη σύνθεση και τη χρήση τους σε κάθε εφαρμογή.
• θερμοδιογκούμενα με βάση το νερό: Οι συνθέσεις με βάση το νερό προσφέρουν φιλικότητα προς το περιβάλλον και μειωμένη οσμή. Αν και είναι θεωρούνται οικονομικά, μπορεί να χρειαστούν περισσότερο χρόνο για να ωριμάσουν σε υψηλή υγρασία ή χαμηλές θερμοκρασίες, καθιστώντας τα κατάλληλα για εφαρμογές σε εσωτερικούς χώρους όπου ο χρόνος σκλήρυνσης δεν είναι κρίσιμος.
• θερμοδιογκούμενα με βάση διαλύτη: Τα χρώματα με βάση διαλύτες παρέχουν αντοχή στις καιρικές συνθήκες και τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, στεγνώνουν γρήγορα με λείο φινίρισμα. Χρησιμοποιούνται συνήθως σε ημιεκτεθειμένα περιβάλλοντα όπου η ανθεκτικότητα και το γρήγορο στέγνωμα είναι απαραίτητα.
• θερμοδιογκούμενα εποξειδικής βάσης: Οι συνθέσεις εποξειδικής βάσης υπερέχουν σε δύσκολες συνθήκες όπως στη θάλασσα ή σε χημικές βιομηχανίες, προσφέροντας ανώτερη πυροπροστασία από υδρογονάνθρακες και αντοχή στη διάβρωση. Συνήθως εφαρμόζονται σε δύο μέρη, σχηματίζουν ένα παχύ, ανθεκτικό φιλμ που μονώνει αποτελεσματικά τα χαλύβδινα μέλη.
Ποια είναι τα βασικά συστατικά των θερμοδιογκούμενων χρωμάτων;
Λοιπόν, τι δίνει στις διογκωμένες επιστρώσεις τις αντιπυρικές τους ιδιότητες; Υπάρχει μια ποικιλία βασικών συστατικών που δίνουν στα θερμοδιογκούμενα χρώματα τα προστατευτικά χαρακτηριστικά τους:
• Πολυφωσφορικό αμμώνιο – Το πολυφωσφορικό αμμώνιο διασπάται σε αμμωνία και πολυφωσφορικό οξύ σε υψηλές θερμοκρασίες.
• Μελαμίνη – Η μελαμίνη αποσυντίθεται σε αμμωνία, διοξείδιο του άνθρακα και νερό όταν οι θερμοκρασίες φτάσουν τους 170°C.
• Πενταερυθριτόλη – Η πενταερυθριτόλη έχει χαμηλότερο θερμοκρασιακό όριο από τη μελαμίνη, καθώς αποσυντίθεται σε αλδεΰδες όταν φτάσει τους 90°C.
• Διοξείδιο του τιτανίου – Το διοξείδιο του τιτανίου, ή TiO2 , είναι η πιο σημαντική λευκή ουσία που χρησιμοποιείται στα χρώματα. Σε θερμοκρασία δωματίου, το TiO2 είναι χημικά αδρανές. Το ρουτίλιο TiO2 τήκεται σε θερμοκρασίες πάνω από 900°C, και αντιδρά με το πολυφωσφορικό αμμώνιο.