Despre Proprietățile ignifuge ale betonului de cânepă (hempcrete)
Betonul de cânepă este un material biocompozit obținut prin combinarea tulpinilor mărunțite de cânepă industrială (puzderie) cu un liant pe bază de var și apă. Acest material prezintă atât proprietăți excelente de izolare termică și fonică, cât și o rezistență remarcabilă la foc, ceea ce îl face atractiv pentru utilizarea în construcții.
Compoziția și caracteristicile ce influențează comportamentul la foc
Componente principale
Materialul este compus din:
- Puzderie de cânepă (15-20% din volum),
- Liant pe bază de var hidraulic (25-35% din volum),
- Apă, în proporții variabile, și
- Aditivi minerali opționali (până la 10%).
Factori determinanți pentru rezistența la foc
Densitatea redusă (275-500 kg/m³), conținutul ridicat de silica din var, structura poroasă care facilitează eliberarea controlată a vaporilor și mineralizarea fibrelor de cânepă în procesul de carbonatare contribuie semnificativ la comportamentul ignifug.
Rezultatele testelor de rezistență la foc
Teste standardizate de propagare a flăcării
Conform clasificării europene (EN 13501-1), betonul de cânepă este încadrat la B-s1,d0, având o contribuție foarte limitată la propagarea focului, fără picături incandescente și cu producție minimă de fum.
Teste de rezistență la foc (EN 1364-1)
Pentru pereți cu grosime de 30 cm, betonul de cânepă a demonstrat o rezistență la foc de EI 120, menținând integritatea structurală peste două ore și limitând temperatura pe partea neexpusă la sub 140°C după 120 de minute.
Teste de carbonizare
Rata de carbonizare este de 0,635 mm/min, cu o adâncime maximă de carbonizare de 25 mm. În timpul expunerii la foc, se formează un strat protector de carbonat de calciu.
Mecanisme de protecție la foc
Procese fizice
- Eliberarea controlată a umidității: apa liberă se evaporă la 100°C, iar varul se dehidratează între 400-600°C, ceea ce produce răcire prin evaporare.
- Formarea unui strat protector: carbonatarea accelerată la suprafață creează o barieră termică ce reduce pătrunderea oxigenului.
Procese chimice
- Descompunerea termică a varului: reacțiile endotermice absorb căldura, iar CO2 eliberat diluează gazele combustibile.
- Mineralizarea fibrelor: celuloza din cânepă este transformată în carbon inert și compuși termo-chimic stabili.
Performanțe comparative
Avantaje față de alte materiale
În comparație cu betonul armat, betonul de cânepă oferă o rezistență similară la foc, dar are o greutate specifică mai mică și un impact ecologic redus. Comparativ cu lemnul, acesta are o rată de carbonizare mai mică, produce mai puțin fum și oferă o stabilitate structurală superioară.
Limitări și aspecte de îmbunătățit
Performanța ridicată la foc necesită grosimi mai mari ale materialului, ceea ce poate implica costuri mai mari. Fiind o tehnologie relativ nouă, standardele sunt încă în dezvoltare.
Aplicații și recomandări
Utilizări recomandate
Betonul de cânepă este ideal pentru:
- Pereți exteriori și interiori nestructurali,
- Izolație termică în zone cu risc ridicat de incendiu, și
- Renovări ale clădirilor istorice.
Ghid de implementare
Este importantă dimensionarea corectă a elementelor în funcție de cerințele de rezistență la foc, asigurarea unei execuții precise și monitorizarea atentă a procesului de uscare și carbonatare.
Concluzii și perspective
Betonul de cânepă demonstrează beneficii clare: rezistență excelentă la foc, performanță termică superioară și sustenabilitate ridicată. Cercetările viitoare ar trebui să se concentreze pe optimizarea compoziției, dezvoltarea de standarde specifice și reducerea costurilor de producție.
Referințe relevante
Materialul respectă standardele EN 13501-1 (clasificarea la foc) și EN 1364-1 (teste de rezistență la foc pentru elemente neportante), alături de ISO 834 (teste standard de rezistență la foc).