CS201618B1

CS201618B1 - Sandwich filling with high temperature resistance

Info

Publication number: CS201618B1
Application number: CS320977A
Authority: CS
Inventors: Eduard Vasatko; Josef Kavalek
Original assignee: Eduard Vasatko; Josef Kavalek
Priority date: 1977-05-16
Filing date: 1977-05-16
Publication date: 1980-11-28

Description

Vynález se týká sendvičové výplně s vysokou tepelnou odolností, určené pro konstrukci požárně-dělicích stěn a příček, stropů, uzávěrů, obkladových nebo obvodových panelů atd.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a sandwich panel with high heat resistance intended for the construction of fire dividing walls and partitions, ceilings, closures, cladding or perimeter panels, etc.

V současné době se pro konstrukci sendvičových výplní, které mají sloužit jako nehořlavá, tepelně izolující vložka, užívá nejrůznějěích materiálů. Jsou to především minerální nebo skleněná vlákna, až Již v deskovém, lamelovém nebo kobercovém provedení, desky na bázi keramických materiálů, pěnového skla, různé typy silikátových desek, papírové voštiny, expandovaný perlit, keramit, v menší míře potom tuhé lehčené plasty, zvláště polyvinylchlorid nebo polyuretan. Tyto výplně plní ▼ podstatě dva základní účely. Jednak je to ochrana před tepelnými ztrátami při normálním provozu zařízení, tj. za normálních teplot dlouhodobým vyzařováním tepla do okolí, jednak slouží jako nárazová ochrana před požárem, tedy jako ohnivzdorná stěna nebo bariéra. Je zřejmé, že tyto funkce nelze řešit obvykle pouze'jediným materiálem. Většina běžnýoh tepelných izolací obsahuje z funkčních důvodů velké množství vzduchu v uzavřených buňkách nebo prostorách, mají však malou konstrukční pevnost a špatně odolávají účinku vysokých teplot. To platí především o lehčených plastech, které se mimo to i tepelně rozkládají a vyvíjejí přitom značné množství dusivých a jedovatých zplodin (HC1, HCN, CO atd.). Měkké desky z minerálních vláken sice velmi dobře izolují tepelně, špatně odolávají proudění vzduchu během hoření a rychle se účinkem plamene poškozují. Mimoto vždy potřebují pevné uzavření v nosné konstrukci, jejich okraje jsou enadno zranitelné, špatněCurrently, a variety of materials are used to construct sandwich panels to serve as a non-flammable, thermally insulating liner. These are mainly mineral or glass fibers, already in the plate, lamellar or carpet design, plates based on ceramic materials, foam glass, various types of silicate plates, paper honeycombs, expanded perlite, ceramite, to a lesser extent rigid cellular plastics, especially polyvinyl chloride or polyurethane. Essentially, these fillers fulfill two basic purposes. On the one hand it is protection against heat loss during normal operation of the device, ie at normal temperatures by long-term radiation of heat into the environment, on the other it serves as a fire protection, ie as a fireproof wall or barrier. Obviously, these functions cannot usually be solved with a single material. Most conventional thermal insulations contain a large amount of air in enclosed cells or rooms for functional reasons, but have low structural strength and are poorly resistant to the effects of high temperatures. This is particularly true of expanded plastics, which in addition also thermally decompose and develop a considerable amount of suffocating and poisonous products (HCl, HCN, CO, etc.). Soft mineral fiber boards, while very well insulated thermally, poorly resist air flow during combustion and quickly damage the flame. In addition, they always need a firm closure in the supporting structure, their edges are easily vulnerable, poorly

201 618201 618

201 018 se ohřáni. Sen patří i různé typy izolačních koberců, minerální nebo skelná vlna atd. Pro zlepšení soudržnosti se do těohto kobercovin všivá řada nosičů, počínaje skleněnými tkaninami nebo rohožemi až po hliníkové fólie, které rozvádějí teplo po oelé ploěe, a tak po určitou dobu působí jako chladič. Tvrdé deaky a minerálních vláken nebo ekelnýoh pramenoů mají tepelně izolační účinek nižěi, přičemž lze stanovit závislost, že ae stoupající speolfiokou hmotností desky klesá její tepelně izolační schopnost. Z toho důvodu ss u používaných sendvičových výplní z těchto materiálů musí užívat poměrně silnýoh vrstev, v některých případech až 100 a více milimetrů. Tím ovšem velmi rychle stoupá i speoifioká hmotnost celého dílce, pro který je sendvičová výplň tohoto typu použita, což může v řadě případů zcela znsmožnost její použiti pro daný účel, například pro ručně ovládané nebo manipulované dílce. Další podstatnou nevýhodou tohoto řeěení je i vysoká nasákavost těchto materiálů, což představuje bu3 zvýšené náklady na vodovzdornou izolaci ochranné vrchní konstrukce, do které je výplň uložena, popřípadě zkrácenou životnost celého dílce e postupným zvyšováním celkové hmotnosti.201 018 is heated. The dream also includes various types of insulating carpets, mineral or glass wool, etc. To improve coherence, a wide range of carriers ranging from glass fabrics or mats to aluminum foils, which distribute heat over an oily surface, thus act as a cooler for some time . Hard knots and mineral fibers or strands have a lower thermal insulating effect, and it can be determined that the thermal insulating ability of the slab decreases with increasing speolithic weight of the slab. For this reason, DCs used with these sandwich fillers must use relatively thick layers, in some cases up to 100 millimeters or more. However, the speo-hi weight of the whole panel for which a sandwich filler of this type is used is also very rapidly increasing, which in many cases makes it impossible to use it for a given purpose, for example for manually operated or handled panels. Another significant disadvantage of this solution is the high water absorption of these materials, which represents either increased costs for waterproof insulation of the protective top structure into which the filler is placed, or shortened lifetime of the whole component by gradual increase of the total weight.

Papírové voštiny, perlit a další podobné materiály vesměs slouží jako dodatková tepelná izolace, určená pouze pro běžné teploty. Při vyšším tepelném namáhání dochází k rychlému zuhelnatění a vyhoření papíru, naopak, při porušení vnějšího pláště se stává prášková keramická izolace neúčinná.Paper honeycombs, perlite and other similar materials generally serve as additional thermal insulation intended for normal temperatures only. Higher thermal stress results in rapid charring and burn-out of the paper; on the contrary, in case of failure of the outer sheath, powdered ceramic insulation becomes ineffective.

Uvedené nevýhody odstraňuje sendvičová výplň β vyeokou tepelnou odolností podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tvrdé desky z minerálních nebo skleněných vláken jsou vzájemně odizolovány jednou nebo více vrstvami zpěňovatelné fólie, popřípadě zpěňovatelného nátěru a proloženy nejméně jedním distančním rámem ze dřeva, minerálních nebo skelných vláken, eklolaminátu nebo třískocementu. Tím ee vytvoří v sendvičové výplni potřebný prostor, který umožní zpočátku zlepšenou tepelnou izolaci v podstatě klasickým způsobem, tedy jako vzduchový polštář, při překročení teploty nad 100°C potom dojde k expanzi zpěňovatelné fólie, nejprve z jedné, potom i z druhé strany, čímž dojde uvnitř výplně k několikanásobnému ochlazování a opětnému zvýšení izolačního efektu vlivem nově vytvořených pěnových vrstev. Je zřejmé, že postačí, aby desky z minerálních nebo skelných vláken byly v tomto případě poměrně velmi tenké, protože jejich funkoe je dána především jejich celkovou tuhostí jako nosiče zpěňovatelné fólie, popřípadě nátěru. Tepelně izolační efekt potom bude dán především počtem fólií a distančních rámů, vzájemně deskami oddělených. V případě, že půjde o zvlášl vysoké namáhání dlouhodobého charakteru, mohou být distanční rámy rovněž obaleny zpěňovatelnou fólií, popřípadě opatřeny zpěňovatelným nátěrem nebo vyplněny přídavnou izolací, až již voštinovou, nebo z měkkých kobercových vložek na bázi minerálních nebo skleněných vláken, tenkými vloženými deskami z pěnového skla nebo expandovaných silikátů atd. Smyslem této přídavná izolaoe je opět vytvoření dalšího fázového rozhraní, ovšem tak, aby byla umožněna expanze zpěňovatelného povlaku.These disadvantages are overcome by the high temperature resistance of the sandwich filler β according to the invention. The essence of the invention is that the hard mineral or glass fiber boards are insulated from one another by one or more layers of foamable foil or foamable coating and are interspersed with at least one spacer frame of wood, mineral or glass fiber, eclolamine or tin-cement. This creates the necessary space in the sandwich filler to allow an initially improved thermal insulation in a substantially conventional manner, such as an air cushion, when the temperature exceeds 100 ° C, then the foamable foil expands, first from one side and then from the other side. inside the filler to cool several times and increase the insulation effect again due to the newly created foam layers. Obviously, it is sufficient for the mineral or glass fiber boards to be relatively very thin in this case, since their function is mainly due to their overall stiffness as a foamable foil or paint carrier. The thermal insulation effect will then be given mainly by the number of foils and spacers separated by plates. In the case of particularly high stresses of a long-term nature, spacers may also be covered with a foamable foil, optionally coated with a foamable coating or filled with additional insulation, either honeycomb or soft carpet inserts based on mineral or glass fibers, thin foam or expanded silicates, etc. The purpose of this additional insulation is again to create an additional phase interface, but so as to allow the expansion of the foamable coating.

Pro zvýšení celkové pevnosti a soudržnosti sendvičové výplně je řešeno oplášiování poměrně snadno zranitelných desek z minerálních nebo skleněnýoh vláken deskami na bázi dřevovláknitých, dřevotřískových, překližovanýoh materiálů, popřípadě dřeva nebo eklolaminátu.In order to increase the overall strength and consistency of the sandwich filler, the sheathing of relatively easily vulnerable mineral or glass fiber boards with boards based on fibreboard, particleboard, plywood or wood or eclolaminate is provided.

201 618201 618

Dále je samostatně řešena celková ochrana výplně pomocí další vrstvy zpěňovatelné protipožární folie, popřípadě nátěru. Z použití zpěňovatelných fólii i nátěrů vyplývá, že není podstatné, o jaký typ této fólie nebo nátěru se jedná, ale jde spíše o jeho funkci, která je podmíněna dostatečně vysokou vrstvou tepelně isolující pěny.Furthermore, the overall protection of the filler is further solved by means of an additional layer of foamable fire protection foil or coating. The use of foamable films and coatings implies that it is not essential what type of film or coating it is, but rather its function, which is conditioned by a sufficiently high layer of thermally insulating foam.

Výhody navržené kompozice jsou jednoznačné. Ha rozdíl od všech dosud užívaných kompozic lze tímto způsobem především značně snížit celkovou hmotnost výplně při velmi, značně zvýšené tepelné odolnosti. Protože výplň tvoří uzavřený celek, povrchově chráněný ve fólii, popřípadě nátěru, je možno použit pro tepelnou izolaci i materiálů jinak běžně hořlavých a tedy nepoužitelných. Navíc dochází při tepelném namáhání několikrát po sobě k vnitřnímu ochlazování a snižování teploty výplně vlivem vnitřní expanze fólie v uzavřeném prostoru, což je jinými způsoby nedosažitelné. Při zkouškách bylo zjištěno, že při teplotách mezi 90 a 100 °C na odvrácené straně v průběhu 10 až 15 minut několikrát poklesla teplota v celé ploše až na 85 °C a tím se zastavil nepřetržitý pozvolný růst teplot na odvrácené straně zkušebních desek. Zkouškami byla naměřena tzv. požární odolnost takto komponovaných výplní až 190 minut při tloušíoe 60 mm.The advantages of the proposed composition are clear. In contrast to all compositions used hitherto, the total weight of the filler can be greatly reduced in this way, with a very high thermal resistance. Since the filler is a closed unit, surface protected in foil or paint, it is also possible to use materials which are otherwise commonly flammable and therefore unusable for thermal insulation. In addition, under thermal stress, several times in succession, internal cooling and lowering of the filling temperature occur due to the internal expansion of the film in the confined space, which is otherwise unattainable. Tests revealed that, at temperatures between 90 and 100 ° C on the reverse side, the temperature over the entire surface dropped to 85 ° C several times over 10 to 15 minutes, thereby stopping the continuous gradual temperature rise on the reverse side of the test plates. The so-called fire resistance of such assembled panels was measured up to 190 minutes at a thickness of 60 mm.

Další výhodou řešení podle vynálezu je možnost snadné a velmi produktivní prefabrikace této výplně ve velkých sériíoh, přičemž velmi příznivě se projevují ochranné překližované pláště, které umožňují dobou skladovatelnost a transport. Mimoto se těmito krycími plášti podstatně zvýší pevnost vnější konstrukce a nosného rámu například obvodových panelů nebo požárních uzávěrů.A further advantage of the solution according to the invention is the possibility of an easy and very productive prefabrication of this filler in large series, with protective plywood sheaths, which allow shelf life and transport, to be very favorable. In addition, the strength of the external structure and of the support frame of, for example, perimeter panels or fire closures is considerably increased by these covers.

Sendvičová výplň podle vynálezu je s výhodou použitelná především pro požární uzávěry libovolného typu s požární odolností nad 45 minut, dělicí požární stěny a příčky, ochranné pláětě stropů, různých technologických zařízení atd. Značné použití je i při konstrukci leh kých obvodových plášíů s pohledovými vrstvami na bázi polyesterových skelných laminátů.The sandwich filling according to the invention is advantageously applicable especially for fire closures of any type with fire resistance over 45 minutes, dividing fire walls and partitions, protective cladding of ceilings, various technological equipment, etc. It is also of great use in the construction of light cladding based on polyester glass laminates.

Příkladné řešení sendvičových výplní podle vynálezu je uvedeno v následujících příkladech a schematicky znázorněno na výkresech.An exemplary embodiment of a sandwich filler according to the invention is shown in the following examples and schematically shown in the drawings.

Sendvičová výplň (obr.1) sloužící jako vnitřní obložení stěn výpočetního střediska s požární odolností 45 minut sestává ze dvou desek 2 minerální vlny tlouštky 15 mm. Mezi deskami 2, které jsou na vnitřní straně opatřeny vždy jednou vrstvou zpěňovatelné fólie 2, je vložen distanční dřevěný rám 2 ⁰ výšce 20 mm. Celek je pomocí vrutů vzájemně spojen do distančního rámu 2· na venkovních stěnách opatřen latexovým nátěrem.The sandwich filler (Fig. 1) serving as the inner lining of the computer center walls with a fire resistance of 45 minutes consists of two boards 2 mineral wool of 15 mm thickness. Between the plates 2 which are on the inside provided with each one layer of expandable sheet 2 is inserted in the spacer timber frame 2 ⁰ 20 mm in height. The assembly is joined to each other by means of screws to the spacer frame 2 on the exterior walls with a latex coating.

Sendvičová výplň sloužící jako stropní pohled - izolace ocelové konstrukce obchodního zařízení je zobrazena na obr. 2. Mezi dvěma okrajovými deskami 2 z minerální vlny o tloušíce 10 mm, povrchově děrovanými pro zvýšení zvukové izolace, na vnitřních stranách opatřenými vrstvou zpěňovatelné fólie 2 je přes dva distanční rámy 2 ^na bázi třískocementu o tloušl ce 30 mm vložena středová deska 2 ze skelných vláken, ^loušíka desky 2 činí 25 mm. Středová deska 2 J® P° obou stranách rovněž opatřena vrstvami zpěňovatelné fólie 2. Celek je vzájemně slepen pomocí epoxidové pryskyřice a povrchově upraven nátěrem.A sandwich filler serving as a ceiling view - insulation of the steel structure of the commercial equipment is shown in Fig. 2. Between the two 10 mm-thick mineral wool edge plates 2, surface punched to increase sound insulation, two spacer frames ^based on třískocementu tloušl ce 30 mm sandwiching a core plate 2 of glass fiber-loušíka plate 2 is 25 mm. The center plate 2 'P' on both sides is also provided with foamable foil layers 2. The whole is glued together with epoxy resin and painted.

201 018201 018

Sendvičová výplň (obr.3), určená pro nehořlavé itolační panely krytů blokových trafostanic s požární odolností 90 minut sestává ze dvou desek 2 ba báti skelných vláken o tloušťce 15 mm na vnitřní stranč opatřených zpěňovatelnou folií 2, mezi kterými je upevněn distanční rán J z přířezů stejné desky o výšce 40 nm. Přířezy jsou obaleny vrstvou zpěňovatel· né fólie 2. Distanční rám 2 je mezi deskami 2 vyplněn expandovaným perlitem a celek je vzájemně slepen a zaeponkován.Sandwich filler (Fig. 3), designed for non-flammable insulation panels of block transformer stations with a fire resistance of 90 minutes, consists of two boards 2 b and 15 mm thick fiberglass on the inner side provided with a foamable foil 2 between which a spacer W J is fastened blanks of the same board with a height of 40 nm. The blanks are wrapped with a foamable foil layer 2. The spacer frame 2 is filled with expanded perlite between the plates 2 and the whole is glued together and sealed together.

Sendvičová výplň protipožárních dveří o požární odolnosti 120 minut je zhotovena podle obr. 4· Výplňové desky z minerálních vláken o tloušťce 13 w* na vnitřní straně opatřené vrstvou zpěňovatelné fólie 2 jsou proloženy dřevěným distančním rámem 2 opatřeným protipožárním zpěňovatelným nátěrem 2* desky 2 jsou překryty na vnějěí straně překližovanými dřepěnými plášti 6 o tloušťce 10 mm, které jsou spojeny do středového distančního rámu 2 vruty. Celek je obalen vrstvou zpěňovatelné fólie 2 tak, že je přetažena a sponkami uchyoena v bocích sendvičové výplně.Sandwich panel for fireproof door with fire resistance of 120 minutes is made according to Fig. 4 · Filling boards made of mineral fiber with a thickness of 13 w * on the inner side provided with a layer of foamable foil 2 are interspersed with wooden spacer 2 on the outside, 10 mm thick plywood sheaths 6, which are connected to the central spacer by 2 screws. The whole is wrapped with a layer of foamable foil 2 so that it is stretched and stapled in the sides of the sandwich filler.

Claims

1. Sandwich panel with high heat resistance, for example for the construction of fire dividing walls and partitions, ceilings, closures, cladding and perimeter panels, characterized in that it consists of at least two boards (1) of mineral or glass fibers covered at least on one side layers of foamable coating (5) or foamable foil (2) and facing each other, between which at least one fixed spacer frame (3) of thermally insulating material is placed.

Sandwich filling according to claim 1, characterized in that the spacer frame (3) is provided with a layer of foamable foil (2) or foamable coating (5).

Sandwich filling according to claim 1, characterized in that the interior space between the mineral or glass fiber boards (1) covered with a foamable foil (2) or a foamable coating (5) in the spacer frame (3) is filled with additional insulation (4). .

Sandwich panel according to claim 1, characterized in that the mineral or glass fiber surface plates (1) are provided with a wood-based layer (6) of a thickness of 1 to 25 mm.

5. Sandwich filler according to claim 1, characterized in that the assembled filler unit is wrapped on all sides with a foamable foil layer (2).

6. Sandwich filler according to claim 1, characterized in that the assembled filler assembly is provided with a protective foamable coating (5) over the entire surface.