Горение и защита металлов: от магния до стали и способы их огнезащиты в 2026 году»

Физика поведения металла при пожаре

Почему металл «не горит», но разрушается

Для начала нужно четко разграничить два понятия: горение и термическая деформация. Горение — это химическая реакция окисления вещества с выделением тепла и света. Термическая деформация — это физический процесс изменения формы и свойств материала под воздействием высоких температур без химической реакции.

Сталь, как и большинство черных металлов, не горит в обычных условиях. Она не вступает в реакцию горения с кислородом воздуха при температурах, достигаемых в обычном пожаре. Однако это не означает, что металл остается неизменным. При нагреве сталь проходит через несколько фазовых переходов:

• Упругая деформация (до 200°С) — металл сохраняет свои свойства, небольшие изменения обратимы
• Пластическая деформация (200–500°С) — начинается необратимое изменение кристаллической решетки
• Критическая зона (500–600°С) — резкое падение прочности, потеря несущей способности
• Разрушение (>600°С) — полная потеря структурной целостности

Критические температуры и временные рамки

Стандартный температурный режим пожара по ГОСТ 30247.0 предполагает достижение температуры 500°С уже через 5–8 минут после начала возгорания. Для стальных конструкций это критическая точка, после которой начинается необратимое разрушение.

При температуре 200°С сталь теряет около 10% прочности, при 400°С — 30%, при 500°С — 50%, а при 600°С — более 65%. Это означает, что даже массивная стальная балка может превратиться в «вермишель» буквально за несколько минут пожара.
Особенно уязвимыми являются соединительные элементы: сварные швы, болтовые соединения, стыки. Они нагреваются на 15–20% быстрее основного профиля из-за меньшей массы и большей площади поверхности.

Какие металлы действительно горят

Не все металлы ведут себя одинаково при воздействии огня. Существует несколько категорий металлов с разными свойствами:
Черные металлы (сталь, чугун): не горят, но теряют прочность при нагреве. Чугун более устойчив к высоким температурам, чем сталь, но также разрушается при длительном воздействии огня.

Цветные металлы:

• Алюминий плавится при 660°С, образуя защитную оксидную пленку, но не горит в обычных условиях
• Магний действительно горит с температурой пламени до 3000°С, выделяя яркое белое пламя
• Титан горит при температурах выше 1200°С в присутствии кислорода
• Цинк испаряется при 907°С, образуя токсичные пары
• Щелочные металлы (натрий, калий, литий): горят в воздухе с образованием пероксидов, реагируют бурно с водой с выделением водорода.

Таким образом, ответ на вопрос «горит ли металл» зависит от конкретного металла. Большинство конструкционных металлов не горят, но разрушаются при высоких температурах.

Методы огнезащиты: сравнительный анализ

Тонкослойные составы (интумесцентные краски)

Интумесцентные краски представляют собой современные огнезащитные материалы, которые при нагревании вспучиваются, образуя теплоизолирующий слой. Механизм действия основан на химической реакции: при температуре 200–250°С краска расширяется в 30–100 раз, создавая пористую структуру с низкой теплопроводностью.

Преимущества:

• Минимальная толщина слоя (0,3–2,5 мм в сухом остатке)
• Эстетичный внешний вид, возможность колеровки
• Легкость нанесения на сложные профили
• Относительно низкий вес

Ограничения:

• Запрет на применение при приведенной толщине металла менее 5,8 мм для зданий I–II степеней огнестойкости
• Требовательность к подготовке поверхности
• Необходимость периодического обновления покрытия

Современные огнезащитные краски могут обеспечивать предел огнестойкости до 150 минут, что соответствует группе 1 по ГОСТ 53295-2009.

Толстослойные штукатурки

Толстослойные огнезащитные штукатурки — это проверенные временем материалы на основе минеральных наполнителей: вермикулита, перлита, гипса с добавлением минеральной ваты. Толщина слоя составляет 15–50 мм, что обеспечивает надежную тепловую защиту металлоконструкций.

Преимущества:

• Высокая огнезащитная эффективность (до 180 минут)
• Устойчивость к механическим повреждениям
• Влагостойкость (для специальных составов)
• Длительный срок службы (25–40 лет)

Недостатки:

• Большой вес (15–40 кг на 1 м²)
• Сложность нанесения на изогнутые профили
• Требует армирования для предотвращения растрескивания

Штукатурные огнезащитные составы особенно эффективны для промышленных объектов, где важна долговечность и устойчивость к агрессивным средам.

Конструктивная огнезащита

Конструктивная огнезащита включает в себя различные методы облицовки металлоконструкций негорючими материалами. Наиболее распространенные варианты:

1. Минераловатные маты: плиты из каменной ваты плотностью 80–150 кг/м³, закрепляемые на металлическом каркасе с последующим устройством защитного кожуха из оцинкованной стали или алюминия.
2. Гипсокартонные и гипсоволокнистые плиты: огнестойкие плиты толщиной 12,5–25 мм, монтируемые на металлический профиль. Обеспечивают предел огнестойкости до 240 минут.
3. Сэндвич-панели: многослойные конструкции с негорючим минераловатным наполнителем, используемые для облицовки колонн и балок.

Конструктивная огнезащита отличается высокой надежностью и длительным сроком службы (30–50 лет), но требует значительных трудозатрат при монтаже.

Комбинированные системы огнезащиты

Для особо ответственных конструкций применяются комбинированные системы огнезащиты, сочетающие преимущества различных методов. Например, базовый слой штукатурки может дополняться финишным интумесцентным покрытием для улучшения эстетических характеристик.

Комбинированные системы особенно эффективны для мостовых конструкций, высотных зданий и объектов с повышенными требованиями к пожарной безопасности.

Сравнение методов огнезащиты металлоконструкций

Практические рекомендации: как выбрать метод защиты

Алгоритм выбора огнезащитного материала

1. Определите требуемый предел огнестойкости по СП 2.13130.2020 в зависимости от степени огнестойкости здания и назначения конструкции.
2. Измерьте приведенную толщину металла (δ = объем/площадь поверхности). Это критически важный параметр для выбора типа огнезащиты.
3. Оцените условия эксплуатации: влажность, температура, агрессивность среды, механические нагрузки.
4. Проверьте сертификат материала на соответствие группе огнезащитной эффективности и подтвержденный предел огнестойкости.
5. Рассчитайте экономическую целесообразность с учетом стоимости материалов, работ и срока службы огнезащитного покрытия.

Важные нюансы при выборе огнезащиты

При выборе огнезащитного материала необходимо учитывать не только его огнезащитные свойства, но и совместимость с другими материалами, используемыми в здании. Например, некоторые интумесцентные краски несовместимы с оцинкованными поверхностями без специальной грунтовки.

Также важно помнить, что огнезащита металлоконструкций — это не разовая процедура, а система, требующая периодического контроля и обслуживания. Даже самые качественные огнезащитные материалы со временем теряют свои свойства под воздействием внешних факторов.

Заключение

Металл и огонь — это не просто два противоположных элемента, а сложная система взаимодействий, которую необходимо понимать для обеспечения пожарной безопасности. Ответ на вопрос «горит ли металл» не так прост, как кажется на первый взгляд. Большинство конструкционных металлов не горят в классическом понимании, но разрушаются при высоких температурах с пугающей скоростью.

Современные методы огнезащиты металлоконструкций позволяют эффективно решать эту проблему. От тонкослойных интумесцентных красок до массивных конструктивных систем — каждый метод имеет свои преимущества и ограничения. Ключевым фактором успеха является правильный выбор огнезащитного материала с учетом всех параметров конструкции и условий эксплуатации.

В 2026 году тренд в области огнезащиты смещается от чисто декоративных решений к комбинированным системам с подтвержденной долговечностью. Производители огнезащитных материалов активно работают над улучшением характеристик своих продуктов, разрабатывая составы с увеличенным сроком службы и улучшенными эксплуатационными свойствами.

Огнезащита металлоконструкций — это не опция, а обязательный элемент современного строительства. Экономия на качественных огнезащитных материалах равносильна отказу от других систем безопасности — эвакуационных выходов, пожарной сигнализации или систем пожаротушения. Только комплексный подход к пожарной безопасности, включающий качественную огнезащиту всех металлических конструкций, может обеспечить сохранность имущества и, что гораздо важнее, жизни людей.