Актуальность борьбы со статическим электричеством возникла в связи с развитием коммерческих перевозок жидкостей органического происхождения (нефть и продукты ее переработки), массового использования полимеров для производства тканей, отделки жилых и производственных помещений, производства бытового и технологического оборудования из пластмасс.
Немного теории
Для понимания причин образования электростатического поля и разработки способов борьбы рассмотрим последовательность этапов процесса его возникновения.
- Разделение разряда. Полимерные цепочки имеют в своей структуре большое количество периферийных соединений и атомов, которые теряют электроны при внешнем или внутренним механическом воздействии (трение диэлектриков между собой или пластическая деформация). В результате разделения в объеме полимера возникает разность потенциалов и электростатическое поле. Пыль любого происхождения является носителем заряда и участвует в его накоплении.
- Накопление разряда. Напряженность поля зависит от силы и интенсивности механического воздействия. В диэлектриках заряды не могут перетекать в область противоположной заряженной частицы и при механическом воздействии начинают накапливаться. Если полимерное покрытие обладает собственной электропроводностью, то при снижении силы или интенсивности механических нагрузок, или через некоторое время происходит релаксация — восстановление связей в периферийных элементах и снижение напряженности поля.
- Разряд. Проводник в электростатическом поле приобретает заряд, который равен накопленному в диэлектрике. При приближении проводника к заземленному токопроводящему объекту происходит пробой воздушного зазора с образованием искры (справ., напряжение пробоя зазора в сухом воздухе составляет 20 кВ/см, во влажном в десятки раз меньше).
Важно! Человек является твердым проводником и носителем заряда одновременно. При соприкосновении открытой поверхности тела с заземленным проводником происходит разряд, мощность которого зависит от величины накопленного заряда.
Существуют два варианта решения:
- придание наливному полу токопроводящих свойств и отведение заряда на контур заземления здания;
- создание пленки из материалов, которые не пропускают заряд к поверхности пола и не участвуют в его образовании.
Антистатические бетонные полы с топпингом
Токопроводящие бетонные полы имеют определенную конструкцию и структуру слоя бетона и топпинга.
Основные переходы технологии укладки токопроводящего бетонного пола:
- На черновую поверхность пола укладывают медную ленту, которая должна образовать сетку со стороной не более 3 м. Поверх сетки укладывают арматуру, которая создает дополнительные точки соединений. Концы ленты присоединяют к шине заземления.
- Для придания проводимости бетонному полу применяют наполнители — графит (порошковый, графитные или графитизированные волокна) или стальную фибру (куски тонкой проволоки из нержавейки или цветных металлов). Готовый раствор заливают и разравнивают. После набора начальной прочности (можно ходить) укладывают слой топпинга по существующей технологии.
- Технология укладки токопроводящего топпинга не отличается от обычной. Применяют сухие (Sikafloor 1 MetalTop), полимерные (MasterTop TC 417W) или эпоксидные (Sikafloor 390 ECF) композиции с наполнителем из металла или графита. Концентрация наполнителя должна обеспечивать сопротивление 10*4-10*9 Ω/м.
На эксплуатируемые полы под слой токопроводящего топпинга на основе полимеров или эпоксидной смолы укладывают самоклеящуюся медную ленту, которая должна образовать сетку со стороной 1…2 м. Концы лент соединяют в общий контур, который подсоединяют к заземляющему контуру здания.
Наливные антистатические полы со специальным покрытием
Специальное антистатическое покрытие применяется для свежих наливных бетонных полов с топлингом из сухих смесей и эксплуатируемых на основе полимеров или эпоксидной смолы в качестве финишной отделки.
Материалы для антистатического покрытия должны обладать одним из следующих свойств:
- Высокая прочность химических связей, которые не дают образовываться свободным электронам (лаки, краски или грунтовки типа Праймер 1102).
Самыми популярными и универсальными являются двухкомпонентные покрытия и пропитки на основе полиуретана и его модификаций, которые можно применять для полов в любой стадии укладки или эксплуатации. Покрытия выпускают на водной основе или с применением органических растворителей. Добавки — пластификаторы, отвердители с разной скоростью полимеризации, красители и др. придают финишному слою пола разнообразные эксплуатационные и эстетические характеристики.
Антистатические покрытия на основе эпоксидных смол применяют для полов, бетон которых набрал полную прочность или находится в эксплуатации.
Общие требования — чистый и ровный пол, с поверхности которого удалены все загрязнения и пыль. Покрытие наносят на подготовленную, иногда грунтованную, поверхность кистью, валиком или краскопультом в один-два слоя. Токопроводящий слой должен контактировать с заземлением в нескольких точках.
Наливной антистатический пол или специальное финишное покрытие решают проблемы образования и отвода статического электричества из жилой или производственной зоны.
Накопленные или индуцированные электростатические заряды могут достигать значительных величин и приводить:
- к возгоранию или взрыву паров легковозгораемых жидкостей, горючих воздушных взвесей в виде пыли различного происхождения (шерсть, хлопок, синтетические волокна, уголь, древесная пыль и т.п.);
- к повреждению компонентов электронных или электрических приборов или сборок;
- к негативному воздействию на здоровье и эмоциональное состояние человека.
К борьбе со статическим электричеством следует подходить комплексно. Следует применять спецодежду с определенными свойствами, заземление оборудования и создавать оптимальные климатические условия — температура, влажность, и механическая фильтрация воздуха на участке приточной вентиляции. Но основной и эффективный способ — это применения технологий укладки наливного антистатического пола или нанесения специальных покрытий.