Текст книги "Металлические строительные материалы и изделия"

Из химических свойств металлов наиболее важными являются растворение и окисление. Растворение, или разъедание, является способностью металлов и сплавов растворяться в сильных кислотах и щелочах. Окисление является способностью металлов соединяться с кислородом и образовывать окислы металлов. Окисление металлов характеризует антикоррозийную стойкость к воздействию окружающей среды: газов, воды и т.д.

Благодаря знанию физических, механических, технологических и химических свойств металлов и сплавов, многие дефекты при эксплуатации изделий из металлов, а также при их обработке, могут быть предупреждены.

Все сплавы металлов условно подразделяют на черные и цветные. К черным сплавам относятся сплавы железа с углеродом. Основным компонентом в них является железо. Содержание углерода определяет два больших класса железоуглеродистых сплавов – стали (менее 2,14 %) и чугуны (свыше 2,14 %). Кроме углерода, черные металлы в небольшом количестве могут содержать кремний, марганец, фосфор, серу и другие химические элементы. Для придания черным металлам специфических свойств к ним добавляют некоторые легирующие вещества – медь, никель, хром и др.

К цветным – относятся все остальные металлы и сплавы. Цветные металлы и сплавы подразделяются по плотности на легкие и тяжелые. К легким – относятся сплавы на основе алюминия, магния, к тяжелым – на основе свинца, меди, олова, никеля.

Железо. Железо представляет собой блестящий серебристо-белый металл, ковкий и пластичный. При температуре 768 0С железо намагничивается, а при дальнейшем нагревании теряет ферромагнитные свойства. В сухой среде почти не окисляется, но при наличии в воздухе влаги и кислорода покрывается коричневым слоем ржавчины, состоящим из водосодержащего окисла железа. Структура этого слоя пористая, и процесс коррозии продолжается до тех пор, пока весь металл не превратиться в ржавчину. Коррозия (при наличии кислорода) происходит и в воде. Если железо подогреть до температуры свыше 650 градусов, на его поверхности образуется хрупкий черный слой окалины.

Железо растворяется в соляной кислоте, а в концентрированных серной и азотной кислотах покрывается защитным слоем, который предохраняет железо от дальнейшего разъедания. Железо и его сплавы – сталь и чугун, относящиеся к черным металлам, занимают важное место в современном строительстве.

К стали относятся сплавы железа с углеродом и некоторыми другими элементами, содержащие до 2,14 % углерода. В стали также присутствуют примеси кремния, марганца, серы, фосфора и др. По химическому составу сталь делится на две большие группы: углеродистую и легированную.

Свойства углеродистой стали зависят в основном от содержания в ней углерода. Эта сталь разделяется на низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую. Сера и фосфор являются вредными примесями в сталях. Сера придает стали повышенную хрупкость при нагреве, а фосфор повышает ее хрупкость при пониженных температурах.

По назначению сталь бывает:

– конструкционная (для изготовления деталей машин и строительных конструкций);

– инструментальная (для изготовления инструмента);

– сталь с особыми свойствами (для деталей специального назначения) (жаропрочная, кислотоупорная, износоустойчивая и др.).

Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества маркируются буквами Ст и цифрами от 0 до 6, указывающими на среднее содержание углерода, качественная сталь – буквами Ст и цифрами от 20 до 60, конструкционная автоматная сталь – буквой А (автоматная) и цифрами до 20.

Для повышения качества стали вводят специальные (легирующие) примеси. Применение легированной стали, обладающей повышенной прочностью и износоустойчивостью, увеличивает долговечность деталей и конструкций, уменьшает вес изделий и их стоимость.

Марки легированной стали обозначаются буквами и цифрами. Первые две цифры слева указывают на среднее содержание углерода в сотых долях процента, одна цифра впереди – на среднее содержание углерода в десятых долях процента. Буквы справа указывают на наличие легирующих элементов и обозначают: Б – ниобий, В – вольфрам, Г – марганец, Д – медь, К – кобальт, М – молибден, Н – никель, П – фосфор, Р – бор, С – кремний, Т – титан, У – углерод, Ф – ванадий, Х – хром, Ю – алюминий. Цифры после букв обозначают приблизительное процентное содержание соответствующего элемента.

Буква А в конце служит для обозначения высококачественной стали с пониженным содержанием серы и фосфора. Например, 30ХМА обозначает легированная хромомолибденовая сталь высокого качества. Обозначение марки легированной стали, например, 25ХГ2С, которую используют для арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций, показывает, что в ней содержится 0,25 % углерода, 1 % хрома, 2 % марганца и 1 % кремния. Первые две цифры в обозначении марки стали показывают содержание углерода в сотых долях процента, а остальные цифры показывают содержание легирующего элемента, стоящего перед цифрой в целых процентах.

Инструментальные стали служат для изготовления режущего, мерительного, ударного и иного инструмента. В соответствии с условиями работы инструмента, а также в зависимости от обрабатываемого материала различают следующие инструментальные стали: углеродистые инструментальные, легированные инструментальные, быстрорежущие, штамповые, стали для измерительных инструментов. Химическим элементом, определяющим твердость углеродистой инструментальной стали, является углерод, а сами стали различают по классам: а) качественная углеродистая инструментальная сталь; б) высококачественная углеродистая инструментальная сталь.

Для строительных целей применяют следующие основные виды стали:

– углеродистую сталь обыкновенного качества;

– углеродистую горячекатанную для мостостроения;

– углеродистую толстолистовую и широкополосную, термически обработанную;

– углеродистую качественную конструкционную;

– низколегированную конструкционную и др.

Высоколегированные стали подразделяются на нержавеющие, кислотостойкие, окалиностойкие, жаропрочные и сплавы с высоким электросопротивлением.

Чугун. Чугун выплавляют в доменных печах. Он представляет собой сложный состав железа с углеродом, кремнием, марганцем, серой, фосфором, содержащий более 2,14 % углерода. В практике применяют чугуны с содержанием углерода до 4,5 %. Исходным материалом для получения чугуна служат железная руда, топливо (каменноугольный кокс, древесный уголь) и флюс (известняк). Процесс плавки заключается в восстановлении железа и его оксидов, находящихся в руде, науглероживании восстановленного железа углеродом топлива (в коксе находится до 80 % углерода) и отделения пустой породы.

По структуре чугун делят на белый, серый, ковкий и высокопрочный.

В белом (передельном) чугуне большая часть углерода химически соединена с железом в виде цементита. В изломе белый чугун имеет светло-серый, почти белый цвет, очень тверд, хрупок, плохо обрабатывается режущим инструментом, не поддается сварке, ограниченно применяется в качестве конструкционного. Выплавляется в основном для переделки в сталь (из-за чего его иногда называют еще передельным). Небольшое количество белого чугуна идет также для получения ковкого чугуна.

Серый, или литейный, представляет собой чугун, в котором большая часть углерода находится в свободном состоянии в виде графита. Он мягок, хорошо обрабатывается, обладает хорошими литейными качествами, в изломе имеет темно-серый цвет.

Ковкий чугун вырабатывается из белого и является его разновидностью. Получают его из белого чугуна путем специального отжига при температуре 800 0С, при котором устраняются хрупкость и твердость, характерные для белого чугуна, и повышается вязкость. Ковкий чугун по своим механическим свойствам приближается к стали, являясь одновременно более дешевым материалом.

Высокопрочный, или модифицированный, чугун получают из серого чугуна специальной обработкой – введением в жидкий чугун магния, кремния, никеля, кобальта, меди и других элементов, повышающих его прочность и пластичность. Обладает хорошими литейными качествами, подвергается почти всем видам термической обработки, приближаясь по свойствам к углеродистым сталям, хорошо обрабатывается резанием.

По химическому составу чугуны подразделяются на нелегированный, малолегированный, среднелегированный, высоколегированный. В нелегированном чугуне содержатся примеси марганца (не более 2 %), кремния (не более 4 %), хрома (0,1 %) и никеля (0,1 %). В малолегированном суммарное количество легирующих элементов не превышает 3 %. В среднелегированном – от 7 % до 10 %; в высоколегированном – более 10 %. Благодаря легирующим элементам, повышается прочность чугуна, особенно при ударных нагрузках, и усиливается его антикоррозийная стойкость.

Маркировка чугунов производится буквами и цифрами. Приняты следующие буквенные обозначения: Ч – чугун, С – серый, К – ковкий, В – высокопрочный. Цифрами указываются механические характеристики чугуна. Марки строительных чугунов следующие: СЧ – серый чугун, МСЧ – модифицированный (высокопрочный) серый чугун. Механические свойства чугуна: марки СЧ – от 120 – 280 до 280 – 480, а МСЧ – от 280 – 480 до 380 – 600. Первые две цифры обозначают предел прочности при растяжении, МПа, а вторые – предел прочности при изгибе, МПа).

Кроме достоинств, которые позволяют широко использовать металлы и сплавы в строительстве (прочность, пластичность, свариваемость, электропроводность, теплопроводность и др.), металлы и сплавы имеют и недостатки, к которым относятся относительно низкая коррозионная стойкость по отношению к газам и водным растворам кислотного характера, хрупкость при низких температурах и деформированность при высоких и др. В строительстве металлы и сплавы используют при возведении каркасов промышленных и гражданских зданий, пролетных строений мостов, изготовления железобетонных и металлических конструкций, кровельной стали, труб, а также для изготовления различных металлических изделий, гвоздей, болтов, винтов, шурупов и т.д. Различный профиль алюминия применяют для изготовления несущих и ограждающих конструкций.

Все металлы и металлические сплавы имеют кристаллическое строение со строго определенным расположением атомов, образующих правильную кристаллическую решетку. Такое упорядоченное расположение атомов отличает кристаллические материалы от аморфных, например, стекла, в которых атомы расположены беспорядочно.

Используемые в технике металлы состоят из большого числа кристаллов правильной и неправильной формы, которые называют зернами, или кристаллитами. В 1 см куб. металла содержатся десятки тысяч кристаллитов. Так как в кристаллической решетке атомы расположены правильно, то их число в элементарной кристаллической ячейке в разных направлениях будет неодинаково. Поэтому многие свойства кристаллов – механические, химические, магнитные и др. – в указанных направлениях также различны. По границам между зернами металла правильность строения кристаллической решетки нарушается. Кроме того, даже в химически чистом металле содержатся примеси инородных атомов, которые искажают кристаллическую решетку. Эти нарушения приводят к значительному снижению прочности.

При нагревании, приводящем к разрушению кристаллической решетки, металлы способны переходить в вязкопластичное состояние, а при охлаждении расплава – возвращаться в кристаллическое. Такой переход происходит при строго определенной температуре, которую называют температурой плавления или кристаллизации. Кристаллы начинают образовываться во многих местах. Вначале они растут свободно, не мешая друг другу, имеют геометрическую правильную форму и отличаются размерами и ориентировкой. По мере увеличения кристаллы соприкасаются, рост одних мешает росту других, в результате чего правильная форма нарушается.

Некоторые металлы, например, олово, железо, способны при повышении температуры изменять форму и расположение кристаллов в твердом состоянии. Существование одного и того же металла в нескольких кристаллических формах с различным расположением атомов в решетке, что сопровождается изменением физико-механических свойств металла, называется аллотропией.

Металлы способны образовывать сплавы. Сплавы представляют собой сложные по составу соединения, образовавшиеся в результате взаимодействия двух или нескольких металлов с некоторыми неметаллами. Наибольшее применение в строительстве нашли сплавы меди, алюминия, чугуна, стали. Свойства металлов и сплавов зависят от их состава и микроструктуры.

Для получения сплавов с заданными свойствами, а также оценки надежности работы металлических конструкций применяют макроскопический и микроскопический анализы. Макроскопический анализ проводят на специально подготовленных образцах невооруженным глазом или используют лупу с увеличением до 30 раз, изучая структуру сплава по излому. Металлы имеют зернистый, кристаллический излом. По размерам зерен на поверхности излома можно судить об особенностях выплавки и литья, термообработке, качестве сварки.

Микроскопический анализ заключается в исследовании структуры и состава металлов и сплавов при помощи специальных оптических и электронных микроскопов. В этом случае увеличение может достигать 3000 раз и более.

Изучая свойства металлов и сплавов, большое внимание уделяют исследованию процессов их разрушения при действии газообразных и жидких сред в условиях обычной и высоких температур. Эти работы очень важны, так как, по данным специалистов, ежегодно более 30 % производственного металла идет на восстановление потерь от коррозии, а более 12 % составляют потери безвозвратные.

Наряду с ценными техническими свойствами металлы, особенно сталь и чугун, при действии различных газов и влаги корродируют, то есть разрушаются. Чтобы потери от коррозии свести к минимуму, необходима специальная защита. Этому способствует применение новых высококачественных материалов и повышение долговечности конструкций за счет проведения противокоррозионной защиты.

Коррозия начинается с поверхности металла и распространяется вглубь, что нередко приводит к аварии. Поэтому основной задачей, стоящей перед противокоррозионной техникой, является повышение надежности защищаемого оборудования, сооружений и строительных конструкций. Интенсивность коррозионного разрушения зависит от следующих факторов:

– химического состава и микроструктуры металла или сплава;

– химического состава окружающей среды и процентного содержания в ней агрессивных веществ – кислорода, кислот, щелочей;

– температуры окружающей среды.

В зависимости от причин, вызывающих разрушение, коррозия может быть химической, электрохимической и биологической. По характеру коррозионной среды различают газовую, атмосферную, жидкостную и почвенную коррозии.

Поверхностное разрушение металла при высокой температуре под действием газов или органических жидкостей (спирта, бензина, керосина, масел, нефти, мазута и др.) называют химической коррозией. Например, процесс окисления при высокой температуре металлической арматуры печей, клапанов двигателей внутреннего сгорания, лопаток газовых турбин, появления окалины на поверхности металла и т.д.

Электрохимическая коррозия металлических изделий происходит в различных водных растворах, проводящих электрический ток. Это наиболее распространенный вид коррозии. Она наблюдается в атмосферных условиях, в море, в почве, в грунтовых водах, в растворах различных солей и кислот. Коррозия может возникать также при контакте двух разнородных металлов или в результате химической неоднородности. Каждый металл имеет определенные электрические свойства, которые характеризуются рядом напряжений. При контакте двух металлов разрушается тот, которой стоит ниже в ряду напряжений. Например, железо в ряду напряжений стоит выше хрома и цинка, но ниже меди и серебра. Следовательно, при контакте железа с хромом или цинком будет разрушаться хром или цинк, а при контакте железа с медью или серебром – железо. Степень разрушения будет зависеть от температуры, вида и концентрации электролита.

Значительная часть строительных металлических конструкций и изделий (каркасы и крыши зданий, фермы мостов, арматура в железобетоне) подвержена электрохимической коррозии, которая происходит оттого, что атомы, находящиеся в узлах кристаллической решетки, при контакте с электролитом переходят в раствор в форме ионов, вызывая разрушение металла. Кроме этого, причиной разрушения металлических конструкций может быть также накопление их на поверхности продуктов жизнедеятельности микроорганизмов: органических кислот, сульфидов, сероводорода, аммиака – это биологическая коррозия.

Коррозийное разрушение может быть следующих видов:

– равномерное, протекающее по всей поверхности с одинаковой скоростью;

– неравномерное – сплошное, скорость которого на отдельных участках зависит от структуры сплава и наличия дефектов на поверхности изделий;

– локальное, наблюдаемое на отдельных участках поверхности металла или сплава.

Для предотвращения коррозии необходимо устранить следующие условия, ее вызывающие: неоднородность строения, наличие дефектов на поверхности изделий, неравномерность освещения и теплового нагрева. Необходимо применять специальные легирующие добавки, выполнять электрохимическую защиту и обработку коррозийной среды, создавать защитные покрытия. Особенно внимательно необходимо относиться к защите закладных деталей и арматуры.

Так, стальная арматура до ее применения для защиты от коррозии должна быть надежно защищена от атмосферных осадков и других источников влаги. Высокопрочную арматуру следует хранить в сухих закрытых складских помещениях. Не допускается хранение такой арматуры на земляном полу, на загрязненных агрессивными веществами подкладах, а также вблизи местонахождения или выделения аэрозолей, солей, газов. Допускается хранение без ограничения относительной влажности воздуха высокопрочной арматуры в атмосфере, насыщенной парами летучих ингибиторов, которая может быть создана под герметизированными колпаками, во временных хранилищах, защищенных от атмосферных осадков.

Коррозионное поражение арматуры допускается только в том случае, при котором налет ржавчины может быть удален путем протирки сухой ветошью. При невыполнении этого условия высокопрочную арматуру подвергают специальной проверке на склонность к хрупкому коррозионному разрушению.

Защита арматуры от коррозии, т.е. ее длительная сохранность в процессе эксплуатации железобетонной конструкции, в значительной мере зависит от технологии ее изготовления, за исключением тех случаев, когда используются специальные защитные покрытия на поверхности арматуры.

Чтобы защитить арматуру, используемую в ячеистых и силикатных бетонах автоклавного твердения, применяют защитные покрытия (обмазки) в виде холодной цементно-битумной мастики, горячей ингибированной битумно-цементной или латексно-минеральной обмазки.

При использовании арматуры с цинковым алюминиевым покрытием не допускается ее правка с помощью станков, вызывающих механическое разрушение покрытия. В случае контактной сварки режим должен быть подобран из условия наименьшего повреждения покрытия. Дуговая сварка арматуры с цинковым алюминиевым покрытием не допускается.

В конструкциях из бетона плотной структуры на пористых заполнителях и из тяжелого бетона длительная сохранность арматуры обеспечивается путем тщательной фиксации ее в формах так, чтобы отклонение фактической толщины защитного слоя от проектной не превышало предусмотренного ГОСТом. Кроме того, изделия не должны иметь на поверхности дефектов в виде отколов защитного слоя и обнажения арматуры.

Чтобы обеспечить правильное положение арматуры в форме, применяют специальные фиксаторы многократного и однократного использования. К первым относятся, например, фиксаторы в виде гладких стержней диаметром, равным толщине защитного слоя, которые пропускают через отверстия в стенках формы и извлекают перед окончанием виброуплотнения смеси. Фиксаторы однократного применения изготовляют из металла, цементно-песчаного раствора, а также пластмасс. Для изготовления конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, применяют фиксаторы из плотного цементно-песчаного раствора или пластмассовые с точечным касанием поверхности бетона.

Запрещается использование добавок хлористых солей в состав бетона для железобетонных конструкций: с напрягаемой арматурой, с ненапрягаемой проволочной арматурой диаметром 5 мм и менее, эксплуатируемых при относительной влажности воздуха более 60 %, или вблизи источников постоянного тока, изготовляемых с автоклавной обработкой. В первых трех случаях такие добавки могут быть допущены в виде комплексов, содержащих замедлители (ингибиторы) коррозии стали, после проверки специализированными лабораториями.

Для защиты закладных деталей и соединительных элементов в стыках наружных ограждающих конструкций, подвергающихся увлажнению атмосферой, конденсатом и т.д., рекомендуется защищать металлическими покрытиями – цинковыми и алюминиевыми или комбинированными лакокрасочными покрытиями по металлическому слою покрытиями. При гальваническом способе путем электролитического осаждения создается тонкий защитный слой металла. Например, оцинковывание закладных деталей для железобетонных конструкций. При горячем способе изделия погружают в ванну с расплавленным защитным металлом – оловом, свинцом, цинком. Металлические покрытия, поврежденные при сварке в процессе монтажа конструкций, восстанавливают способом металлизации.

Легирующие добавки вводят для защиты металлов путем изменения структуры и свойств металлов. Их защитные действия обусловлены образованием на поверхности изделий коррозиостойких оксидных пленок или созданием сплавов, обладающих высокой стойкостью к агрессивным средам.

В настоящее время для надежной защиты металлических конструкций и деталей, часто применяют металлические покрытия, которые наносят гальваническим и горячим способами, плакированием и металлизацией.

Распространенным способом защиты в строительстве является металлизация. Метод металлизации состоит в нанесении сжатым воздухом тончайшего слоя распыленного расплавленного металла – цинка, алюминия или иных– на поверхность металлического изделия.

Плакирование является защитой металла путем термомеханического метода получения двухслойных или многослойных металлов – биметаллов, прочно соединенных между собой по всей плоскости соприкосновения. Металлургические предприятия производят трубы, листы, проволоки, покрытые кремнием, алюминием, цинком.

Лакокрасочные составы на основе битумов, полимеров и других металлов также защищают металлические и железобетонные конструкции от коррозии. В настоящее время это направление является основным и приоритетным, вследствие экономичности, удобства и простоты нанесения, хорошей стойкости к действию промышленных агрессивных газов. Защитные свойства лакокрасочного покрытия в значительной степени обусловливаются механическими и химическими свойствами, сцеплением пленки с защищаемой поверхностью. При минимальных энергозатратах покрытие получается долговечным и надежным.

В противокоррозийной технике широко используют перхлорвиниловые и сополимерно-лакокрасочные материала. В зависимости от назначения и условий использования лакокрасочные материалы делятся на следующие группы:

А – покрытия, стойкие на открытом воздухе;

АН – покрытия, стойкие на открытом воздухе, применяемые для металлических конструкций, находящихся под навесом;

Б – бензиностойкие покрытия;

В – водостойкие покрытия;

П – покрытия, применяемые для конструкций, находящихся в помещении;

М – маслостойкие покрытия;

Т – термостойкие покрытия;

Х – химически стойкие покрытия;

ХК – кислотостойкие покрытия;

ХЩ – шелочестойкие покрытия.

В качестве противокоррозионной защиты применяются химически стойкие перхлорвиниловые материалы – лаки, эмали, сополимерные грунты, лаки с эпоксидной шпатлевкой. Защитные покрытия получаются при последовательном нанесении на поверхность грунта, эмали и лака. При нанесении пульверизатором толщина слоя покрытия составляет примерно 20 мкм, число слоев – не менее 6. Промежуточная сушка перхлорвиниловых материалов составляет 2…3 часа при температуре 18…20 0С. Окончательная сушка защитного покрытия для открытых поверхностей длится 5 суток, в закрытых помещениях – 15 суток при том же температурном режиме.

К применяемым составам относятся цинкосодержащие краски и термореактивные краски на основе эпоксидных и полиэфирных смол. Полиэфирные смолы наносят на поверхность металлических изделий в электрическом поле при помощи распылителя с расположенным внутри источником высокого напряжения.

Преимущество способа заключается в отсутствии токсичных растворителей и возможности применения безотходной технологии нанесения, отсутствии грунтового слоя, высоком качестве оплавленного, плотного покрытия, обладающего повышенной ударной прочностью, коррозионной стойкостью, адгезией к защищаемой поверхности. В зависимости от назначения покрытие может быть тонкослойным и фактурным, толщиной от 1 мкм до 20 мкм и более.

При необходимости обеспечения особенно надежной и долговечной защиты применяют комбинированные покрытия – металлические и лакокрасочные.

Замедляет процесс коррозии введение специальных добавок – ингибиторов. Наиболее распространенным методом защиты от коррозии строительных конструкций, сооружений и оборудования является использование неметаллических химических материалов (поливинилхлорида, винипласта, листовых и пленочных полимерных материалов, резины, полиэтилена), синтетических смол и др. Для правильного использования неметаллических химически стойких материалов необходимо знать их химическую стойкость, а также физико-химические свойства, которые обеспечивают условия совместной работы защищаемой поверхности и покрытия.

От биоповреждений металлоконструкции защищают мастичные и красочные составы на основе каменноугольной, эпоксидной и поливинилхлоридной смол с добавлением в состав биоцидных добавок.

Одним из разрушающих факторов, действующих на металлические изделия и конструкции, является огонь. Под влиянием открытого пламени и высокой температуры металлы размягчаются, деформируются и растрескиваются.

Предел огнестойкости стальных конструкций в зависимости от толщины элементов, сечения и действующих напряжений – 0,1 …0,44 ч. При нагревании в результате воздействия огня несущая способность металлических конструкций снижается из-за уменьшения прочности и упругости металла, а также за счет появления пластических и температурных деформаций.

Так как металлы несгораемы, но обладают высокой теплопроводностью, их защита от огня состоит в создании на поверхности металлических элементов конструкций теплоизолирующих экранов, обеспечивающих хорошую сопротивляемость огню и высоким температурам.

Основными средствами огнезащиты являются тяжелые и легкие бетоны, кирпич, цементно-песчаные штукатурки. Эти материалы могут придать конструкции любой предел огнестойкости. Например, чтобы обеспечить предел огнестойкости стальной конструкции 2 ч, необходим слой тяжелого бетона или гипса толщиной 60 мм, штукатурки – 50 мм, кирпича – 65 мм.

В настоящее время часто применяют теплоизоляционные штукатурки и огнезащитные покрытия на основе глины, жидкого стекла, гипса с использованием вспученного перлита, вермикулита, асбеста и минерального каолинового волокна, обладающих высокими теплоизоляционными свойствами. Составы наносят на поверхность металлоконструкций распылителем. В зависимости от требуемой огнезащиты (предел огнестойкости от 45 до 150 минут) и толщины металла в конструкции толщина защитного слоя составляет от 8 до 40 мм.

Перспективными средствами защиты являются вспучивающиеся краски, плитные и листовые теплоизоляционные материалы в виде асбестоцементных и асбестогипсовых облицовочных плит, гипсокартонных и гипсоволокнистых листов.

Вспучивающие краски, состоящие, например, из растворителя, акрилового полимера и пенообразующего антипирена, на поверхность металлоконструкций наносят тонким слоем 1…1,2 мм. При температуре около 170 градусов краска вспучивается, образуя пористый термоизоляционный слой, толщина которого составляет несколько сантиметров. Благодаря низкой теплопроводности, вспененная масса предотвращает быстрый нагрев металла, увеличивая огнестойкость до 1 часа.