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Feuerhemmendes Verbundelement mit Schaumstoff-Innenschichten
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Material abgedeckt sind, in dessen Mitte die Alkalisilikatplatten fixiert sind und das gleichzeitig als
Abstandshalter für die beiden Aussenschichten fungiert.
Die wasserhaltigen Alkalisilikatplatten mit einem Wassergehalt von 20 bis 70 Gew.-% haben in der Regel eine Dicke von etwa 2 bis 4 mm. Bei Hitzeeinwirkung schäumen sie zu einer Schaumschicht auf. Vorteilhaft enthalten sie Fasern, insbesondere Glasfasern, z. B. Stapelglasseide, da hiedurch die mechanische Stabilität des Schaumes verbessert wird und auch die Bildung eines homogenen Schaumes begünstigt wird.
Als organische Schaumstoffe für die Schaumstoffschichten können z. B. solche aus Polymerisaten des Styrols und seinen Copolymeren, Polymerisate des Vinylchlorids und seiner Copolymeren,
Vinylidenchlorid und seiner Copolymeren oder solche auf Basis von Phenolharzen oder Polyurethanen verwendet werden.
Bei der Beflammung eines erfindungsgemässen Verbundelementes platzt auf der dem Brand zugekehrten Seite nächst die unbrennbare Aussenschicht, die z. B. Asbestzement, Aluminium in Verbindung mit Asbestzement, Stahlblech u. dgl. bestehen kann, auf. Die organische Schaumschicht schmilzt, wird entzündet und brennt ab. Gleichzeitig schäumen die Alkalisilikatplatten auf und bilden, in Abhängigkeit von ihrer ursprünglichen Dicke, eine 10 bis 20 mm dicke Schaumstoffschicht. Sie besitzt eine so gute isolierende Wirkung, dass die hinter ihr liegende weitere organische Schaumschicht, z. B. aus Polystyrol, über einen längeren Zeitraum nicht schmilzt oder sonstwie zerstört wird, so dass ihre isolierende Wirkung erhalten bleibt.
Eingehende Versuche haben ergeben, dass es erheblich vorteilhafter ist, die Alkalisilikatplatten zwischen den beiden organischen Schaumstoffschichten anzuordnen, und nicht zu beiden Seiten dieser Schichten, wie dies an sich auch möglich wäre. Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird jedoch überraschenderweise eine wesentlich höhere Feuerwiderstandsdauer erzielt, obwohl hier nur eine Alkalisilikatplatte in dem Verbundelement angeordnet ist.
In den Fig. l bis 4 ist beispielsweise und schematisch ein erfindungsgemässes Verbundelement dargestellt. Fig. 1 stellt eine Draufsicht ; Fig. 2 und 3 eine Seitenansicht und Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie A-A dar.
Mit--l--ist ein 5 bis 30 mm, z. B. 25 mm dicker Abstandshalter aus einer Asbestzementplatte bezeichnet, durch den das Verbundelement auf drei Seiten eingefasst ist. In der Mitte dieses Abstandshalters ist eine umlaufende, etwa 15 mm tiefe und 4 mm breite Nut eingefräst, in die zwei mit einem Kleber bestrichene anorganische Brandschutzplatten-2-eingeschoben sind. Eine Brandschutzplatte besitzt eine Dicke von 1, 5 bis 2 mm, z. B. von 1, 7 mm, einen Wassergehalt von
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enthaltene wasserfreie Alkalisilikat.
Auf die Flächen der Brandschutzplatten sind 5 bis 100 mm, z. B. 20 mm dicke Schaumstoffplatten aus Schaumpolystyrol--3--geklebt. Die Aussenschichten --4-- bestehen aus 2 bis 20 mm, z. B. 3, 2 mm dicken Asbestzementplatten bzw. glasierten Asbestzementplatten --8--.
Zwei solcher Verbundelemente werden durch eine Feder zusammengefügt, so dass eine senkrechte Mittelfuge-9-entsteht. Die Feder wird von der Kernschicht der Elemente durch zwei U-Profile --5--, das aus einem nicht brennbaren Material, z. B. Asbest besteht, abgeschlossen. Das U-Profil ist zweckmässig sowohl mit der Kernschicht als auch mit der Feder verklebt.
Durch diese Anordnung wird das Austreten von Gasen durch die dem Brand abgekehrte Mittelfuge im Brandfalle verhindert. Die eigentliche Feder besteht aus Asbestzementplatten--11-
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der dem Brand abgekehrten Oberfläche des Verbundelementes gemessen wird. Während der Beflammung treten auf der dem Feuer abgekehrten Seite des Elements keine Gase aus. Selbst die Mittelfuge bleibt während des gesamten Versuches geschlossen.
Bedingt durch den umlaufenden Abstandshalter zieht sich das Element während des Brandversuches an den Randzonen nicht zusammen. Die in dem Element angeordnete Alkalisilikatplatte hat sich, wie nach dem Brandversuch festgestellt wurde, zu einer nicht gewölbten Schaumschicht aufgebläht und sich in der umlaufenden Nut des Abstandshalters fest verankert.
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Bei einem weiteren Brandversuch, wobei im Brandraum noch 10 min eine Temperatur von 6590C erreicht wird und dann konstant bleibt, wird an 5 Messstellen auf der dem Brand abgekehrten Oberfläche des Verbundelementes eine mittlere Temperaturerhöhung von 950C über Raumtemperatur nach 90 min gemessen. Diese Temperatur liegt noch erheblich unter der zulässigen Temperatur, die mit 140 C + Raumtemperatur angegeben wird. Auch hier treten keine brennbaren bzw. zündbaren Gase auf der dem Brand abgekehrten Seite des Verbundelementes aus. Die Fugen bleiben geschlossen.
Das in den Zeichnungen dargestellte Verbundelement, das aus zwei Teilen besteht, die durch eine Feder zusammengehalten werden, kann selbstverständlich aus beliebig vielen Teilen bestehen. Dabei sind die beiden äusseren Verbundelemente an drei Seitenflächen mit den Abstandshaltern abgedeckt, während bei den mittleren Teilen nur jeweils zwei gegenüberliegende Seiten diese Abstandshalter aufweisen. Die beiden andern Seiten bilden die Nut, in die eine Feder eingreift. Die Feder ist zweckmässig, wie oben beschrieben, an beiden Seiten mit einem U-Profil aus einem nicht brennbaren Material abgedeckt.
Auf diese Weise wird eine gute Dichtung erzielt und somit verhindert, dass brennbare Gase, die aus der dem Brand zugekehrten organischen Schaumschicht gebildet werden, an der vom Brand abgekehrten Seite des Verbundelementes austreten können und somit zu einer Ausbreitung des Brandes beitragen.
Selbstverständlich kann das Verbundelement auch aus einem einzigen Teil bestehen, wobei dann alle vier Seitenflächen durch den Abstandshalter abgedeckt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerhemmendes Verbundelement mit organischen Schaumstoff-Innenschichten und
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aus einer Mittellage aus mindestens einer wasserhaltigen Alkalisilikatplatte (2) besteht, auf die beidseitig je eine organische Schaumstoffschicht (3) folgt, und dann je eine unbrennbare Aussenschicht (4) folgt, und dass mindestens zwei der umlaufenden, nicht mit den unbrennbaren Aussenschichten abgedeckten Seitenflächen des Verbundelementes, die einander gegenüberliegenden, mit einem mechanisch stabilen, nicht brennbaren Material (1) abgedeckt sind, in dessen Mitte die Alkalisilikatplatten (2) fixiert sind
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Fire retardant composite element with foam inner layers
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Material are covered, in the middle of which the alkali silicate plates are fixed and at the same time as
Spacer acts for the two outer layers.
The water-containing alkali silicate boards with a water content of 20 to 70% by weight generally have a thickness of about 2 to 4 mm. When exposed to heat, they foam up to form a layer of foam. They advantageously contain fibers, in particular glass fibers, e.g. B. stacked glass silk, as this improves the mechanical stability of the foam and also promotes the formation of a homogeneous foam.
As organic foams for the foam layers, for. B. those from polymers of styrene and its copolymers, polymers of vinyl chloride and its copolymers,
Vinylidene chloride and its copolymers or those based on phenolic resins or polyurethanes can be used.
When a composite element according to the invention is exposed to a flame, the non-combustible outer layer next to the side facing the fire, which z. B. asbestos cement, aluminum in conjunction with asbestos cement, sheet steel and. Like. Can exist on. The organic foam layer melts, is ignited and burns off. At the same time, the alkali silicate boards foam up and, depending on their original thickness, form a foam layer 10 to 20 mm thick. It has such a good insulating effect that the further organic foam layer behind it, e.g. B. made of polystyrene, does not melt over a long period of time or is otherwise destroyed, so that their insulating effect is retained.
Extensive tests have shown that it is considerably more advantageous to arrange the alkali silicate panels between the two organic foam layers and not on both sides of these layers, as would also be possible per se. However, the arrangement according to the invention surprisingly achieves a significantly longer fire resistance period, although here only one alkali silicate plate is arranged in the composite element.
A composite element according to the invention is shown schematically and for example in FIGS. Fig. 1 is a plan view; Figures 2 and 3 are a side view and Figure 4 is a section along the line A-A.
With - l - is a 5 to 30 mm, e.g. B. 25 mm thick spacer made of an asbestos cement board, through which the composite element is bordered on three sides. In the middle of this spacer a circumferential groove about 15 mm deep and 4 mm wide is milled into which two inorganic fire protection panels-2-coated with an adhesive are inserted. A fire protection plate has a thickness of 1.5 to 2 mm, e.g. B. of 1, 7 mm, a water content of
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contained anhydrous alkali silicate.
On the surfaces of the fire protection panels 5 to 100 mm, z. B. 20 mm thick foam sheets made of expanded polystyrene - 3 - glued. The outer layers --4-- consist of 2 to 20 mm, e.g. B. 3, 2 mm thick asbestos cement panels or glazed asbestos cement panels --8--.
Two such composite elements are joined by a spring, so that a vertical central joint-9-is created. The spring is secured from the core layer of the elements by two U-profiles --5 - made of a non-combustible material, e.g. B. Asbestos is completed. The U-profile is expediently glued to both the core layer and the tongue.
This arrangement prevents gases from escaping through the central joint facing away from the fire in the event of a fire. The actual spring is made of asbestos cement sheets - 11-
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the surface of the composite element facing away from the fire is measured. During the flame application, no gases escape from the side of the element facing away from the fire. Even the middle joint remains closed during the entire experiment.
Due to the surrounding spacer, the element does not contract at the edge zones during the fire test. The alkali silicate plate arranged in the element has, as was determined after the fire test, expanded to form a non-curved foam layer and firmly anchored in the circumferential groove of the spacer.
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In another fire test, where a temperature of 6590C is reached in the fire room for 10 minutes and then remains constant, an average temperature increase of 950C above room temperature is measured after 90 minutes at 5 measuring points on the surface of the composite element facing away from the fire. This temperature is still considerably below the permissible temperature, which is specified as 140 C + room temperature. Here, too, no flammable or ignitable gases escape on the side of the composite element facing away from the fire. The joints remain closed.
The composite element shown in the drawings, which consists of two parts which are held together by a spring, can of course consist of any number of parts. The two outer composite elements are covered on three side surfaces with the spacers, while in the middle parts only two opposite sides each have these spacers. The other two sides form the groove in which a tongue engages. As described above, the spring is expediently covered on both sides with a U-profile made of a non-combustible material.
In this way, a good seal is achieved and thus prevents flammable gases, which are formed from the organic foam layer facing the fire, from escaping on the side of the composite element facing away from the fire and thus contributing to the spread of the fire.
Of course, the composite element can also consist of a single part, in which case all four side surfaces are covered by the spacer.
PATENT CLAIMS:
1. Fire retardant composite element with organic foam inner layers and
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consists of a middle layer of at least one water-containing alkali silicate board (2), followed on both sides by an organic foam layer (3), and then followed by an incombustible outer layer (4), and that at least two of the circumferential side surfaces not covered with the incombustible outer layers of the composite element, which are opposite to each other, covered with a mechanically stable, non-combustible material (1), in the middle of which the alkali silicate plates (2) are fixed
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