CZ2018252A3 - Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva - Google Patents
Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2018252A3 CZ2018252A3 CZ2018-252A CZ2018252A CZ2018252A3 CZ 2018252 A3 CZ2018252 A3 CZ 2018252A3 CZ 2018252 A CZ2018252 A CZ 2018252A CZ 2018252 A3 CZ2018252 A3 CZ 2018252A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- refractory
- geopolymer
- layer
- abrasion
- geopolymic
- Prior art date
Links
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 88
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 claims abstract description 65
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910000204 garnet group Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 10
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 claims description 10
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 7
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 7
- 229910052833 almandine Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 6
- FDKCTEWMJWRPDS-UHFFFAOYSA-N dialuminum;trimagnesium;trisilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] FDKCTEWMJWRPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910052832 pyrope Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002223 garnet Substances 0.000 claims description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 5
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 5
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052909 inorganic silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920006248 expandable polystyrene Polymers 0.000 claims 1
- 239000004794 expanded polystyrene Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 17
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 8
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 7
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 7
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 5
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010811 mineral waste Substances 0.000 description 2
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- -1 basalt Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/02—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements
- E04B1/10—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements the elements consisting of wood
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
- E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire
- E04B1/941—Building elements specially adapted therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
Popisuje se materiál s obsahem minerálu ze skupiny granátu pro přípravu protipožárních žáruvzdorných konstrukčních prvků zejména pro stavební konstrukce. Tyto žáruvzdorné konstrukční prvky zajišťují zvýšení protipožárního zabezpečení dřevěných konstrukcí, zlepšení jejich stability, zvýšení tepelné a akustické izolace a dalších funkčních vlastností. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek sestává ze dvou nosných desek (3) na bázi dřeva pokrytých z obou stran jednou či více vrstvami (4, 5) geopolymerním žáruvzdorným materiálem obsahujícím minerál ze skupiny granátu. Mezi dvojicí nosných desek (3) je izolační vrstva (1) z pěnového polystyrénu nebo z minerální vaty vlepená spojovacím geopolymerním žáruvzdorným materiálem (2) k dvojici nosných desek (3). Žáruvzdorný konstrukční prvek je alespoň na jednom svém povrchu překryt otěruvzdornou ochrannou vrstvou (6) vytvořenou plazmovým nástřikem, nanesenou na vrstvu (4, 5) geopolymerního žáruvzdorného materiálu.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká využití zejména odpadního materiálu obsahujícího minerál ze skupiny granátu, například almandin, pyrop apod., pro výrobu plošného vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku se zvýšenou odolností proti opotřebení a kyselým prostředím, příkladně dešťům, vhodného pro konstrukci dřevostaveb se zvýšenou tuhostí a odolností proti požáru. Odpadní materiál s obsahem minerálu ze skupiny granátu vzniká například použitím technologií tryskání či řezání vodním paprskem a je použit i jako plnivo žáruvzdorného geopolymerního materiálu, který tvoří podstatu žáruvzdorné ochrany konstrukčních prvků.
Nosné vrstvy zahrnují desky na bázi dřeva, izolační vrstva materiály s teplotní vodivostí nižší než 0,2 W/m.K, žáruvzdorná a spojovací vrstva zahrnuje geopolymerní kompozitní materiál s obsahem suroviny s minerálem ze skupiny granátu a s možností obsahu technických anorganických vláken, křemičitého písku, termální siliky a hliníkového prášku či pasty. Ochranná vrstva je tvořena plazmovým nástřikem a zajišťuje konstrukčnímu prvku vysokou otěruvzdomost, tvrdost a odolnost proti kyselému prostředí a řízenou hydrofobitu či hydrofilitu.
Dosavadní stav techniky
Granáty (minerály ze skupiny granátu) mají velice široký průmyslový význam. Mají vysokou tvrdost a stejné fyzikální vlastnosti ve všech směrech a nejsou štěpné. Z hygienického hlediska granát nevykazuje karcinogenní účinky. Nejčastěji se používá jako abrazivní materiál pro řezání vodním paprskem a jako tryskací materiál. Nevýhodou těchto technologií je však velké množství odpadního materiálu s obsahem minimálně 70 % hmota, minerálu ze skupiny granátu. Navrhované řešení využívá tento odpadní materiál jako plnivo do žáruvzdorných geopolymerních materiálů, což má z environmentálního hlediska významný efekt.
Žáruvzdorné geopolymerní materiály jsou již známé. Obvykle obsahují složku obsahující aluminosilikáty (metakaolin), alkalický aktivátor a plnivo zajišťující mechanické vlastnosti.
V tomto řešení je odpadní materiál s obsahem minimálně 70 % hmota, minerálu ze skupiny granátu zabudován do geopolymerní žáru vzdorné ochranné vrstvy použité pro ochranu dřevěných konstrukcí a tím se výrazně snižuje množství běžného plniva do geopolymeru a zároveň se redukuje odpad z uvedených technologií.
Dřevo má významné postavení mezi stavebními materiály: od nosných konstrukcí, konstrukčních záklopů, nášlapných vrstev podlah, vnitřních i vnějších obkladů, schodišť až po vnitřní vybavení obytných prostorů. Jako jediný stavební materiál, uvolňuje dřevo záporné ionty, což přispívá ke zdravému mikroklimatu v prostorách obytných budov.
V České republice každoročně roste počet realizací staveb rodinných domů na bázi dřeva. Jejich podíl na výstavbě rodinných domů se v roce 2016 přiblížil k 15 %. Řešení problematiky chování dřevostaveb za požáru a jejich požární odolnosti je proto velmi aktuální, dále jsou řešeny i otázky vlivu požáru dřevostaveb na sousední objekty.
Podle statistiky požárů v ČR v roce 2016 hořelo v 5 924 stavbách (pokles o 1,7 % oproti roku 2015). V posledních 10 letech došlo v budovách pro bydlení ročně k 3000 až 3700 požárům. Od roku 2007 je zaznamenáno 46 požárů klasických dřevostaveb a 4546 požárů budov s hořlavou konstrukcí - chaty, kůlny, dřevníky apod. V rámci dřevostaveb nejvíce hořelo v rodinných domcích určených výhradně pro bydlení (70 %).
- 1 CZ 2018 - 252 A3
Stěny dřevostaveb sestávající z desek na bázi dřeva jsou obvykle tepelně izolovány pomocí izolačního materiálu vlepeného mezi dvě takové desky nebo pomocí následně přidávaného materiálu na vnější straně, neboť slabé konstrukční dřevěné desky nemají dobré izolační vlastnosti. Desky na bázi dřeva jsou vyráběny z vysoce kvalitních jehličnatých dřevin. Převážně jsou obsaženy smrkové třísky a částečně se vy užívá i třísek z borovice. Tyto třísky se šetrným způsobem vysušují a následně nasytí syntetickými pryskyřicemi a také stanoveným podílem parafinové emulze. Výhradně se používá pojivo na bázi polyuretanových pryskyřic, které neobsahuje formaldehyd a není zdraví a životnímu prostředí škodlivé.
Existuje mnoho tepelně izolačních materiálů typu polystyrenu, polyuretanu, minerální vaty, které se připojují ke konstrukčnímu prvku různými způsoby, většinou lepením nebo mechanickým upevněním. Nevýhodou je, že materiály na základě organických polymerů jako je polystyren či polyuretan mají velmi nízkou tepelnou odolnost.
V patentovém spisu CZ 305741 B6 zveřejněném 24.02.2016 je popsán geopolymemí kompozitní materiál s nízkou měrnou hmotností vhodný ke konstrukci protipožárních zábran, který jako plnivo obsahuje čedičová, uhlíková nebo skleněná vlákna. Toto pojivo obsahuje surovinu obsahující metakaolin, mletou vysokopecní granulovanou strusku, roztok křemičitanu sodného, čedičový, skleněný nebo uhlíkový sekaný vlákenný materiál a hliníkový prášek. Tento patent popisuje přípravu lehčeného geopolymemího kompozitu, neřeší však konkrétní konstrukční prvek a nevyužívá odpadní materiál s obsahem minerálů ze skupiny granátu. Nevěnuje se také ochraně povrchu konstrukčního prvku vůči nepříznivým podmínkám.
Patentový spis CZ/EP 2642042 T3 zveřejněný 25.11.2015 se týká předem lité tepelně izolované části stěny používané při výrobě konstrukčních stěn pro domy a další konstrukce. Tento vynález je založen pouze na jednom konstrukčním materiálu - betonu, který je odléván do bednění.
Ve zveřejněné mezinárodní patentové přihlášce WO 2004110951 AI zveřejněné 23.12.2004 je popsán vrstvený žáruvzdorný systém, který sestává z minimálně jedné vrstvy alkalicky aktivované aluminosilikátové pryskyřice a minimálně jedné vrstvy z oblasti izolační vrstvy, bobtnající vrstvy, pěnové vrstvy, vrstvy z minerální vlny, reflexního povrchu či vrstvy z výztuže.
V tomto vynálezu však není řešena povrchová ochrana alkalicky aktivované aluminosilikátové vrstvy vůči mechanickému poškození a chemickému působení. Není zde řešena ani úprava hydrofobity či hydrofility povrchu. Také zde není využit pro přípravu geopolymeru odpadní materiál ze skupiny granátu.
Zveřejněná mezinárodní patentová přihláška WO 2016016385 AI zveřejněná 04.02.2016 popisuje použití a způsob nanášení geopolymerů pro povrchové úpravy a malty ve stavebnictví. Tento vynález nepopisuje konkrétní konstrukční prvek vhodný pro dřevostavby. Nevěnuje se ani ochraně jeho povrchu vůči nepříznivým podmínkám a nevyužívá pro přípravu geopolymeru odpadní materiál ze skupiny granátu.
Podstata vynálezu
Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek tvoří minimálně osm vzájemně spojených vrstev, z nichž nosnou vrstvu představují dvě desky na bázi dřeva, mezi nimiž je vlepena izolační vrstva pomocí spojovacího geopolymemího žáruvzdorného materiálu. Na povrchu nosných desek je nanesena souvislá porézní geopolymemí žáruvzdorná vrstva a/nebo souvislá plná geopolymemí žáruvzdorná vrstva. Finální úprava vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku se skládá z otěruvzdomé ochranné vrstvy tvořené plazmovým nástřikem, která je nanesena na vnější straně či na obou stranách žáruvzdorného konstrukčního prvku. Tato otěruvzdomá ochranná vrstva výrazně zlepšuje otěruvzdomost povrchu, odolnost kyselému prostředí a určuje jeho hydrofilitu nebo hydrofobitu podle požadovaného typu žáruvzdorného konstrukčního prvku. Otěruvzdomá
-2CZ 2018 - 252 A3 ochranná vrstva vykazuje tloušťku 0,3 až 5,0 mm a sestává z CrO3+5SiO2+3TiC>2 nebo AI2O3 nebo ZrSiCL nebo Fe3A12(SiO4)3.
Izolační vrstva o tloušťce 50 až 250 mm je tvořena pěnovým polystyrénem nebo minerální vatou. Dvojice nosných desek je o tloušťce 8 až 25 mm a je vytvořena kompozitem na bázi dřeva. Porézní geopolymerní žáruvzdorná vrstva nebo plná geopolymerní žáruvzdorná vrstva vykazuje tloušťku 2 až 50 mm a s výhodou obsahuje materiál s obsahem minerálů ze skupiny granátu.
Podle vynálezu spojovací geopolymerní žáruvzdorný materiál a plnou geopolymerní žáruvzdornou vrstvu tvoří geopolymerní materiál s obsahem 25 až 50 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit, 25 až 45 % hmotn. vodného roztoku křemičitanu sodného a/nebo draselného a 5 až 50 % hmotn. plniva ze suroviny obsahující více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, příkladně almandin, pyrop.
Podle vynálezu spojovací geopolymerní žáruvzdorný materiál a porézní geopolymerní žáruvzdornou vrstvu tvoří geopolymerní materiál s obsahem 25 až 50 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit, 25 45 % hmotn. vodného roztoku křemičitanu sodného a/nebo draselného, 5 až 50 % hmotn. plniva ze suroviny obsahující více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, příkladně almandin, pyrop a čistý hliníkový prášek nebo hliníková pasta v množství 0,5 až 2,5 % hmotn.
Dalším plnivem kromě suroviny obsahující minerály ze skupiny granátu jsou 2 až 50 % hmotn. suroviny obsahující sekaná čedičová vlákna a/nebo sekaná skleněná vlákna a/nebo sekaná uhlíková vlákna o délce 2 až 25 mm a/nebo 5 až 50 % hmotn. suroviny obsahující křemičitý písek o velikosti zrna 0,1 až 2 mm a/nebo 1 až 6 % hmotn. termální siliky.
Nosné vrstvy ve formě dvojice desek žáruvzdorného konstrukčního prvku zahrnují desky na bázi dřeva, izolační vrstva obsahuje materiály s teplotní vodivostí nižší než 0,2 W/m.K. Spojovací geopolymerní žáruvzdorný materiál, plná geopolymerní žáruvzdorná vrstva a porézní geopolymerní žáruvzdorná vrstva zahrnují geopolymerní kompozitní materiál s obsahem suroviny s minerálem ze skupiny granátu a s možností obsahu technických anorganických vláken, křemičitého písku, termální siliky a eventuálně v případě porézní geopolymerní žáruvzdorné vrstvy hliníkového prášku či pasty. Otěruvzdomá ochranná vrstva je tvořena plazmovým nástřikem a zajišťuje žáruvzdornému konstrukčnímu prvku vysokou otěruvzdomost, tvrdost a odolnost proti kyselému prostředí a také řízenou hydrofobitu či hydrofilitu.
Předkládané řešení se týká využití odpadního materiálu ze skupiny granátu pro výrobu plošného vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku s odolnou ochrannou vrstvou na povrchu výrobku, který je možno použít pro konstrukci dřevostaveb. Tento konstrukční prvek se skládá z minimálně osmi nerozebíratelně spojených vrstev, kterými jsou dvě nosné desky na bázi dřeva, mezi kterými je izolační vrstva. Obě nosné desky na bázi dřeva jsou pokryty na vnějším povrchu z obou stran žáruvzdornou vrstvou geopolymerního kompozitního materiálu, který zároveň tvoří adhezní vrstvu mezi nosnými deskami na bázi dřeva a izolačním materiálem. Alespoň na vnější straně žáruvzdorného konstrukčního prvku vzhledem ke konstrukci stavby je otěruvzdorná ochranná vrstva vytvořená plazmovým nástřikem.
Oproti známým řešením týkajících se problematiky geopolymemích materiálů se předkládané patentové řešení liší tím, že žáruvzdorný geopolymerní materiál obsahuje odpadní materiál s minerály ze skupiny granátu, například almandin, pyrop apod. Žáruvzdorný geopolymerní materiál může dále s výhodou obsahovat technická vlákna jako výztuž a může být lehčený změnou jeho porozity. Výhodou navrhovaného žáruvzdorného konstrukčního prvku je vnější otěruvzdorná ochranná vrstva vytvořená plazmovým nástřikem, která zajišťuje ochranu žáruvzdorných geopolymemích vrstev a celého žáruvzdorného konstrukčního prvku před nepříznivými vlivy jako jsou mechanické poškození, chemické vlivy či vlhkost prostředí. Další nespornou výhodou vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku s otěruvzdornou ochrannou
-3 CZ 2018 - 252 A3 vrstvou na povrchu je vyztužení a zvýšení stability celé konstrukce dřevostavby proti vnějším nepříznivým účinkům.
Výhoda celé kompozice podle vynálezu oproti běžným stavebním prvkům pro konstrukci dřevostaveb je především ve vysoké žáruvzdornosti výrobku, minimalizace jedovatých výparů v případě vysokého tepelného zatížení, zvýšení životnosti tohoto konstrukčního stavebního prvku, zlepšení povrchových užitných vlastností konstrukčního stavebního prvku.
Způsob přípravy žáruvzdorných ochranných vrstev
Žáruvzdorné ochranné vrstvy (vrstvy 2, 4 a 5) sestávají z geopolymerního materiálu, který obsahuje 30 až 95 % komerčního geopolymerního pojivá (Baucis LNa, Baucis LBNa, Baucis LK, Baucis KNa - České lupkové závody a.s.) a 5 až 70 % plniva (s výhodou z více složek) a dalších aditiv.
Geopolymemí pojivo je složené z pevné složky a ze složky kapalné. Pevná složka obsahuje surovinu obsahující převážně metakaolinit. Kapalnou složku tvoří sodný a/nebo draselný aktivátor, který je ve formě vodného roztoku křemičitanu sodného nebo draselného se silikátovým modulem 1,6 až 3,6.
Jako plnivo je s výhodou použit odpadní materiál obsahující alespoň 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu s v kombinaci s dalšími plnivy, kterými mohou být křemičitý písek o střední velikosti zrna 0,1 až 2 mm a/nebo skleněná vlákna o délce 2 až 5 mm a/nebo čedičová vlákna o délce 2 až 25 mm a/nebo uhlíková vlákna o délce 2 až 5 mm a/nebo termální silika.
Za účelem vytvoření porézního geopolymeru, tedy spojovacího geopolymerního žáruvzdorného materiálu a/nebo porézní geopolymemí žáruvzdorné vrstvy je přidáváno jako aditivum čistý hliníkový prášek se střední velikosti zrna menší než 0,5 mm a/nebo hliníková pasta.
Připravený geopolymemí materiál potom obsahuje 25 až 50 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit, 25 až 45 % hmotn. vodného roztoku křemičitanu sodného a/nebo draselného, 5 až 50 % hmotn. plniva z odpadní suroviny obsahující více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, 2 až 50 % hmotn. suroviny obsahující sekaná čedičová a/nebo sekaná skleněná a/nebo sekaná uhlíková vlákna a/nebo 5 až 50 % hmotn. suroviny obsahující křemičitý písek a/nebo 1 až 6 % hmotn. termální siliky. Pro účel přípravy porézního geopolymerního žáruvzdorného materiálu nebo porézní geopolymemí žáruvzdorné vrstvy obsahuje 0,5 až 2,5 % hmotn. čistého hliníkového prášku nebo hliníkové pasty.
Geopolymemí materiály jsou připravovány mícháním, kdy se nejprve promíchají pevná a kapalná složka komerčního geopolymerního pojivá, následně se přidají složky plniva a míchání je prováděno do doby, kdy vznikne hmota gelovitého charakteru (cca 10 min). Pro přípravu porézních geopolymerů se nakonec ještě přimísí aditivum. Geopolymer je potom na připravený materiál v příslušné vrstvě nanášen pomocí lití, dusání, omítání či stříkání. Je-li vrstva geopolymeru stříkána mezi vymezující latě, lze ji po vypěnění zarovnat strunou.
Způsob přípravy žáruvzdorného konstrukčního prvku
Konstrukční prvky je výhodné připravovat jako panely, a to v horizontální poloze.
Nosné desky na bázi dřeva pro konstrukční prvek se připravují broušením buď jedné nebo obou stran. Deska se vloží do formy s odpovídajícími rozměry, aby se předešlo přetokům materiálu. Na obroušené strany desek se nanášejí vrstvy porézního a plného geopolymeru. Po nanesení první vrstvy se tato nechá zatvrdnout po dobu nejméně 3 hodin. Vrstvuje třeba zakrýt fólií pro zamezení popraskání. Po zatvrdnutí první vrstvy se po odstranění fólie nanáší další vrstva, která se opět nechá zatvrdnout pokrytá fólií po dobu nejméně 3 hodin. Takto vytvořený sendvič se
-4CZ 2018 - 252 A3 pokryje fólií a nechá se vytvrdit do konečného stavu za laboratorní či zvýšené teploty. Vytvrzení za laboratorní teploty by mělo probíhat nejméně 10 dní. K vytvrzování celého sendviče za zvýšené teploty je možno použít zpracování podle technologického předpisu:
1. V přikrytých formách ponechat alespoň 3 dny, potom v přikrytých formách vložit do sušárny na 45 °C po dobu 5 hodin.
2. Odformovat a ponechat v sušárně při teplotě 82 °C po dobu 15 hodin.
Potom je deska připravena pro povrchovou úpravu plazmovým žárovým ochranným nástřikem, který se nanese na všechny desky nebo jen na polovinu desek, podle požadavku umístění otěruvzdomé ochranné vrstvy pouze na vnější či na obě strany vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku.
Po nanesení otěruvzdomé ochranné vrstvy plazmovým nástřikem je deska připravena k dokončení celého žáruvzdorného konstrukčního prvku. Deska je vložena do formy nanesenými vrstvami dolů, na čistou stranu této desky se nanese spojovací geopolymerní žáruvzdorná vrstva, na ní je vložena izolační vrstva, která je opět opatřena spojovacím geopolymemím žáruvzdorným materiálem a poté je vložena druhá nosná deska na bázi dřeva nanesenými vrstvami nahoru. V tomto případě je nutno desky fixovat proti vzájemnému posuvu, aby nedocházelo ke změně tvaru žáruvzdorného konstrukčního prvku. Po vytvrzení geopolymemího materiálu za laboratorní nebo zvýšené teploty stejným způsobem jak bylo popsáno výše, je hotový finální žáruvzdorný konstrukční prvek.
Otěruvzdomá ochranná vrstva - povrchová úprava žáruvzdorného konstrukčního prvku
Otěruvzdorná ochranná vrstva je za účelem zvýšení otěruvzdomosti a řízené hydrofility či hydrofobity tvořena různými variantami nástřiků s označením a obsahem CrO3+5SiO2+3TiO2, ZrSiCL, AI2O3 a popřípadě nástřikem z granátu almandinového složení FesALCSiCLh (křemičitan železnato-hlinitý). Tato vrstva má za úkol chránit žáruvzdorný konstrukční prvek od nepříznivých vlivů, např. od mechanického poškození, chemických vlivů či vlhkosti prostředí. Každý z uvedených plazmových nástřiků má konkrétní vlastnosti a tím se jeho funkčnost na povrchu žáruvzdorného konstrukčního prvku výrazně liší. Plazmový nástřik je tvořen několika vrstvami diskových útvarů a dále obsahuje dutiny, neroztavené částice a jiné nehomogenity, čímž mění vlastnosti základního materiálu. Při samotném procesu nanášení roztavený materiál ve formě kapek dopadá na substrát, kde dochází ke ztuhnutí. Všechny navrhované nástřiky jsou velice tvrdé s vysokou otěruvzdomosti.
Plazmový nástřik CrO3+5SiO2+3TiC>2 zlepšuje mechanicko- únavové vlastnosti podkladového materiálu, zajišťuje odolnost proti mechanickému poškození konstrukčního prvku a výrazně zvyšuje hydrofobitu povrchu. Laboratorní výzkum prokazuje, že nově vytvořený povrch plazmatickou úpravou má úhel smáčení v rozmezí 115 až 120°. Navrhnutý plazmový nástřik CrO3+5SiO2+3TiO2 na povrchu konstrukčního prvku má následující fýzikální vlastnosti: teplota tání ~ 2300 °C, specifická hustota 5,02 g/cm3, specifická tepelná kapacita 680 J/kg.K a tepelná vodivost 2,4 W/m.K.
Plazmový nástřik ZrSiCL zajišťuje jak odolnost proti mechanickému poškození konstrukčního prvku, tak i výrazně hydrofilní vlastnosti povrchu. Laboratorní výzkum prokazuje, že nově vytvořený povrch plazmatickou úpravou má úhel smáčení v rozmezí 15 až 20°. Navrhnutý plazmový nástřik ZrSiCL na povrchu konstrukčního prvku má následující fýzikální vlastnosti: teplota tání ~ 1676 °C, specifická hustota 4,62 g/cm3, specifická tepelná kapacita 548 J/kg.K a tepelná vodivost 1,2 W/mK.
Plazmový nástřik AI2O3 zajišťuje jak odolnost proti mechanickému poškození, tak i zlepšuje design konstrukčního prvku. Laboratorní výzkum prokazuje, že nově vytvořený povrch
-5 CZ 2018 - 252 A3 plazmatickou úpravou má úhel smáčení v rozmezí 65 až 70°. Navrhnutý plazmový nástřik AI2O3 na povrchu konstrukčního prvku má následující fýzikální vlastnosti: teplota tání ~ 2050 °C, specifická hustota 3,98 g/cm3, specifická tepelná kapacita 8258 J/kg.K a tepelná vodivost 3,8 W/m.K.
U plazmového nástřiku se vstupním materiálem z granátu almandinového typu (křemičitan železnato-hlinitý) Fe3A12(SiC>4)3 je velice významná velmi nízká pórovitost, která je rozhodující pro jeho povrchové vlastnosti (často se používá jako korozní ochrana). Pórovitost nástřiku dosahuje hodnot okolo 2 %. Příčinou nízké pórovitosti je amorfní stav nástřiku, v jehož důsledku jsou póry malé, kulovité a navzájem nepropojené. Navrhnutý plazmový nástřik Fc-.AFíSitLF na povrchu žáruvzdorného konstrukčního prvku má následující fyzikální vlastnosti: teplota tání ~ 1370 °C a specifická hustota 4,11 g/cm3.
Objasnění výkresů
Řešení podle vynálezu je schematicky a v příkladném uspořádání ukázáno na výkrese, kde značí obr. 1 ukázku konstrukce plošného vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku v řezu a to včetně příkladných rozměrů jednotlivých komponent konstrukčního prvku určeného především pro konstrukce ze dřeva, přičemž obr. la ukazuje sestavu konstrukčního prvku od středové izolační vrstvy směrem vpravo a obr. lb ukazuje sestavu konstrukčního prvku od středové izolační vrstvy vlevo, kde na izolační vrstvu navazují vpravo a vlevo uspořádané nosné desky na bázi dřeva, které jsou připojeny k izolační vrstvě pomocí spojovacího geopolymemího žáruvzdorného materiálu a ke dvojici nosných desek je nerozebíratelně připojena porézní geopolymemí žáruvzdorná vrstva a také plná geopolymemí žáruvzdorná vrstva, načež je vnější povrch žáruvzdorného konstrukčního prvku alespoň z jedné strany opatřen otěruvzdornou ochrannou vrstvou.
Příklady uskutečnění vynálezu
Obr. 1, obr. la a obr. lb ukazují příkladnou sestavu plošného vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku, zobrazeného v řezu. Střední část žáruvzdorného konstrukčního prvku tvoří izolační vrstva 1 z pěnového polystyrénu nebo z minerální vaty vlepená spojovacím geopolymemím žáruvzdorným materiálem 2 k dvojici nosných desek 3, pokrytých z obou stran jednou či více vrstvami geopolymemího žáruvzdorného materiálu obsahujícího minerál ze skupiny granátu. Na dvojici nosných desek 3 je nejprve nanesena porézní geopolymemí žáruvzdorná vrstva 4 a na ni plná geopolymemí žáruvzdorná vrstva 5. Žáruvzdorný konstrukční prvek je následně alespoň na jednom svém povrchu překryt otěruvzdornou ochrannou vrstvou 6 vytvořenou plazmovým nástřikem, nanesenou na vrstvu 5 geopolymemího žáruvzdorného materiálu nebo nanesenou na vrstvu 4 v případě, že žáruvzdorný konstrukční prvek neobsahuje plnou geopolymemí žáruvzdornou vrstvu 5.
Příklad 1
Žáruvzdorný konstrukční prvek s hydrofóbní otěruvzdornou povrchovou úpravou.
Konstrukční prvek s hydrofóbní otěruvzdornou povrchovou úpravou sestává z izolační vrstvy tvořené polystyrénovou deskou o tloušťce 100 mm, která je vlepena mezi dvě nosné desky tvořené OSB deskami o tloušťce 12 mm geopolymemím materiálem A. Tento geopolymemí materiál A obsahuje 39 % hmota, draselného alkalického aktivátoru komerčně prodávaného produktu Baucis LK - kapalná složka (České Lupkové závody, a.s.), 44 % hmota, suroviny obsahující metakaolinit komerčně prodávaného produktu Baucis LK - suchá složka a 8,7 % hmota, křemičitého písku se střední zrnitostí 0,2 mm, 2,6 % hmota, termální siliky a 5 % hmota, odpadního materiálu obsahujícího více než 70 % hmota, minerálů ze skupiny granátu. Nakonec
-6CZ 2018 - 252 A3 je přidáno 0,7 % hmotn. hliníkového prášku, který zajistí urychlené tuhnutí a napěnění geopolymemího materiálu.
Tento sendvič jez vnitřní strany vzhledem ke konstrukci domu opatřen nástřikem geopolymemí žáruvzdorné vrstvy o tloušťce 3 mm, jejíž materiál B sestává z 27,5 % hmotn. draselného alkalického aktivátoru komerčně prodávaného produktu Baucis LK - kapalná složka (České Lupkové závody, a.s.), 30,5 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit komerčně prodávaného produktu Baucis LK - suchá složka, 20 % hmotn. vysušeného odpadního materiálu po řezání vodním paprskem obsahujícího více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, 20 % hmotn. křemičitého písku se střední zrnitostí 0,2 mm a 2 % hmotn. termální siliky.
Z vnější strany vzhledem ke konstrukci domu je tento sendvič opatřen porézní geopolymemí žáruvzdornou vrstvou o tloušťce 20 mm, jejíž materiál C obsahuje 38,3 % hmotn. draselného alkalického aktivátoru komerčně prodávaného produktu Baucis LK - kapalná složka (České Lupkové závody, a.s.), 42,5 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit komerčně prodávaného produktu Baucis LK - suchá složka, 12,8 % hmotn. vysušeného odpadního materiálu po řezání vodním paprskem obsahujícího více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, 2,6 % hmotn. termální siliky a 3 % hmotn. sekaných čedičových vláken. Nakonec je do směsi přidáno 0,8 % hmotn. hliníkového prášku, který zajistí urychlené tuhnutí a napěnění geopolymemí vrstvy C. Na tuto vrstvuje po 3 hodinách nanesen nástřik žáruvzdorného materiálu B o tloušťce 3 mm, jehož složení je uvedeno v přechozím odstavci.
Celý sendvič je zabalen do neprodyšné fólie a ponechán zrát minimálně 10 dnů za laboratorní teploty. Následně je na vnější žáruvzdornou vrstvu geopolymeru B nanesena otěruvzdomá ochranná vrstva CrO3+5SiO2+3TiO2 o tloušťce 0,3 mm pomocí plazmového nástřiku, která zajišťuje žáruvzdornému konstrukčnímu prvku vysokou otěruvzdomost a hydrofobitu.
Tento žáruvzdorný konstrukční prvek s hydrofóbní otěruvzdomou povrchovou úpravou je možno použít na dřevostavby se zlepšeným tepelným komfortem a vysokou požární odolností.
Příklad 2
Tenkostěnný žáruvzdorný konstrukční prvek s nízkoporézní otěruvzdomou povrchovou úpravou.
Tenkostěnný žáruvzdorný konstrukční prvek s nízkoporézní otěruvzdomou povrchovou úpravou sestává z izolační vrstvy tvořené polystyrénovou deskou o tloušťce 50 mm, která je vlepena mezi dvě nosné vrstvy z OSB desek o tloušťce 8 mm porézním geopolymemím materiálem C, jehož složení je uvedeno v příkladu 1. OSB desky jsou z vnější strany opatřeny nástřikem žáruvzdorného geopolymemího materiálu D o tloušťce 3 mm, který sestává z 26 % hmotn. draselného alkalického aktivátoru komerčně prodávaného produktu Baucis LNa - kapalná složka (České Lupkové závody, a.s.), 29 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit komerčně prodávaného produktu Baucis LNa - suchá složka, 16 % hmotn. vysušeného odpadního materiálu po řezání vodním paprskem obsahujícího více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu a 29 % hmotn. křemičitého písku se střední zrnitostí 0,1 mm. Celý sendvič se nechá zrát v přikrytých formách za laboratorní teploty alespoň 3 dny, který se potom v přikrytých formách vloží do sušárny na 45 °C po dobu 5 hodin. Po odformování se žáruvzdorný konstrukční prvek vytvrdí v sušárně při teplotě 82 °C po dobu 15 hodin. Následně je na žáruvzdorné geopolymemí vrstvě D na vnější straně konstrukčního prvku vzhledem k domu vytvořena otěruvzdomá ochranná vrstva pomocí plazmového nástřiku z křemičitanu železnato-hlinitého (FcsALtSiCLb) o tloušťce 0,5 mm, která zajišťuje žáruvzdornému konstrukčnímu prvku z jeho vnější strany vysokou odolnost proti mechanickému poškození a nízkou porozitu.
Tento tenkostěnný žáruvzdorný konstrukční prvek s nízko porézní otěruvzdomou povrchovou úpravou je vhodný na dřevostavby se zvýšenou požární odolností, u kterých je třeba z hlediska úspory místa velmi tenkých stěn.
-7 CZ 2018 - 252 A3
Příklad 3
Vyztužený žáruvzdorný konstrukční prvek se zvýšenou tepelnou akumulací a vynikajícím tepelným komfortem.
Vyztužený žáruvzdorný konstrukční prvek se zvýšenou tepelnou akumulací a vynikajícím tepelným komfortem sestává z izolační vrstvy tvořené minerální vatou o tloušťce 200 mm, která je vlepena mezi dvě nosné vrstvy z OSB desek o tloušťce 22 mm geopolymemím žáruvzdorným materiálem E. Tento geopolymemí žáruvzdorný materiál E obsahuje 27 % hmotn. draselného alkalického aktivátoru komerčně prodávaného produktu Baucis LK - kapalná složka (České Lupkové závody, a.s.), 31 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit komerčně prodávaného produktu Baucis LK - suchá složka, 34 % hmotn. křemičitého písku se střední zrnitostí 0,2 mm, 3 % hmotn. termální siliky a 5 % hmotn. odpadního materiálu obsahujícího více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu. Tento sendvič je z vnitřní strany vzhledem ke konstrukci domu opatřen porézním nástřikem geopolymemí žáruvzdorné vrstvy F o tloušťce 10 mm, která sestává z 30% hmotn. draselného alkalického aktivátora komerčně prodávaného produktu Baucis LK kapalná složka (České Lupkové závody, a.s.), 33,5 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit komerčně prodávaného produktu Baucis LK - suchá složka, 7 % hmotn. odpadního materiálu obsahujícího více než 70 % minerálů ze skupiny granátu, 26,8 % hmotn. křemičitého písku se střední zrnitostí 0,2 mm a 2 % hmotn. termální siliky. Nakonec je do této směsi přidáno 0,7 % hmotn. hliníkového prášku. Na tuto vrstvu je nanesena vyrovnávací vrstva ze žáruvzdorného geopolymeru typu B popsaného v příkladu 1 o tloušťce 2 mm.
Z vnější strany vzhledem ke konstrukci domu je sendvič opatřen porézním nástřikem geopolymemího žáruvzdorného materiálu C popsaného v příkladu 1 o tloušťce 40 mm. Na tuto vrstvu je nanesena vyrovnávací vrstva ze žáruvzdorného geopolymeru typu B popsaného v příkladu 1 o tloušťce 2 mm. Z obou stran je žáruvzdorný konstrukční prvek chráněn tvrdou otěravzdornou ochrannou pohledovou vrstvou AI2O3 o tloušťce 0,8 mm.
Tento vyztužený žáruvzdorný konstrukční prvek podle příkladu 3 vyniká vysokou požární odolností a zvýšenou tepelnou akumulací, která zajišťuje vysoký tepelný komfort. Kompozice konstrukčního prvku zajišťuje vyztužení a zvýšení stability celé konstrukce dřevostavby proti vnějším účinkům. Povrchová otěruvzdomá ochranná vrstva AI2O3 zajišťuje nejen výbornou tvrdost a otěruvzdornost povrchu, ale také estetický vzhled konstrukčního prvku.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (8)
1. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěravzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva, vyznačující se tím, že se skládá z izolační vrstvy (1) vlepené spojovacím geopolymemím žáruvzdorným materiálem (2) mezi dvě nosné desky (3) pokryté na obou vnějších plochách porézní geopolymemí žáruvzdornou vrstvou (4) a/nebo geopolymemí žáruvzdornou vrstvou (5), která je překryta alespoň na vnější straně žáruvzdorného konstrukčního prvku vzhledem ke konstrukci stavby, příkladně domu, otěravzdornou ochrannou vrstvou (6) vytvořenou plazmovým nástřikem, kde izolační vrstva (1) o tloušťce 50 až 250 mm je tvořena pěnovým polystyrénem nebo minerální vatou, dvojice nosných desek (3) o tloušťce 8 až 25 mm je vytvořena na bázi dřeva, porézní geopolymemí žáruvzdorná vrstva (4) nebo geopolymemí žáruvzdorná vrstva (5) vykazuje tloušťku 2 až 50 mm a obsahuje materiál s obsahem minerálů ze skupiny granátu a otěruvzdomá ochranná vrstva (6) s řízenými povrchovými vlastnostmi vykazuje tloušťku 0,3 mm až 5,0 mm a sestává z CrO3+5SiO2+3TiO2 nebo AI2O3 nebo ZrSiCL nebo Fe3A12(SiO4)3.
-8CZ 2018 - 252 A3
2. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že spojovací geopolymerní žáruvzdorný materiál (2) a geopolymerní žáruvzdornou vrstvu (5) tvoří geopolymerní materiál s obsahem 25 až 50 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit, 25 až
45 % hmotn. vodného roztoku křemičitanu sodného a/nebo draselného a 5 až 50 % hmotn. plniva ze suroviny obsahující více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, příkladně almandin, pyrop.
3. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 2, vyznačující se tím, že plnivem pro spojovací geopolymerní žáruvzdorný materiál (2) a geopolymerní žáruvzdornou vrstvu (5) také jsou 2 až 50 % hmotn. suroviny obsahující sekaná čedičová vlákna a/nebo sekaná skleněná vlákna a/nebo sekaná uhlíková vlákna o délce 2 až 25 mm a/nebo 5 až 50 % hmotn. suroviny obsahující křemičitý písek o velikosti zrna 0,1 až 2 mm a/nebo 1 až 6 % hmotn. termální siliky.
4. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že porézní geopolymerní žáruvzdornou vrstvu (4) a spojovací geopolymerní žáruvzdorný materiál (2) tvoří geopolymerní pojivo s obsahem 25 až 50 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit, 25 až 45 % hmotn. vodného roztoku křemičitanu sodného a/nebo draselného, 5 až 50 % hmotn. plniva ze suroviny obsahující více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, příkladně almandin, pyrop a čistý hliníkový prášek nebo hliníkovou pastu v množství 0,5 až 2,5 % hmotn.
5. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 4, vyznačující se tím, že plnivem pro porézní geopolymerní žáruvzdornou vrstvu (4) a spojovací geopolymerní žáruvzdorný materiál (2) také jsou 2 až 50 % hmotn. suroviny obsahující sekaná čedičová vlákna a/nebo sekaná skleněná vlákna a/nebo sekaná uhlíková vlákna o délce 2 až 25 mm a/nebo 5 % hmotn. až 50 % hmotn. suroviny obsahující křemičitý písek o velikosti zrna 0,1 až 2 mm a/nebo 1 až 6 % hmotn. termální siliky.
6. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že otěruvzdomá ochranná vrstva (6) vytvořená plazmovým nástřikem se nachází vždy na vnější straně žáruvzdorného konstrukčního prvku vzhledem ke konstrukci stavby, příkladně domu.
7. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že otěruvzdorná ochranná vrstva (6) s řízenými povrchovými vlastnostmi vykazuje hydrofóbní charakter.
8. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že otěruvzdorná ochranná vrstva (6) s řízenými povrchovými vlastnostmi vykazuje hydrofilní charakter.
1 výkres
Seznam vztahových značek
1 - izolační vrstva
2 - spojovací geopolymerní žáruvzdorný materiál
3 - nosná deska (na bázi dřeva)
4 - porézní geopolymerní žáruvzdorná vrstva
5 - geopolymerní žáruvzdorná vrstva
6 - otěruvzdomá ochranná vrstva
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-252A CZ2018252A3 (cs) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-252A CZ2018252A3 (cs) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ307907B6 CZ307907B6 (cs) | 2019-08-07 |
| CZ2018252A3 true CZ2018252A3 (cs) | 2019-08-07 |
Family
ID=67477209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018-252A CZ2018252A3 (cs) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2018252A3 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2022342A3 (cs) * | 2022-08-17 | 2023-12-20 | Česká zemědělská univerzita v Praze | Obvodový plášť dřevostavby s vysokou balistickou odolností |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050031843A1 (en) * | 2000-09-20 | 2005-02-10 | Robinson John W. | Multi-layer fire barrier systems |
| PL2642041T3 (pl) * | 2012-03-23 | 2016-03-31 | Cemex Res Group Ag | Ściana z betonu strukturalnego z termoizolacją i sposób wytwarzania |
| MX356934B (es) * | 2012-03-30 | 2018-06-20 | Dow Global Technologies Llc | Estructura de compuesto ignifugo. |
| US10011530B2 (en) * | 2014-07-30 | 2018-07-03 | Alsitek Limited | Geopolymer coating and mortar |
| CZ305741B6 (cs) * | 2015-01-22 | 2016-02-24 | Technická univerzita v Liberci | Žáruvzdorný geopolymerní kompozit s nízkou měrnou hmotností pro konstrukční prvky protipožárních zábran |
| CN107337384A (zh) * | 2016-05-02 | 2017-11-10 | 湖南专鑫建材科技有限责任公司 | 可连续挤出成型的免烧外墙自保温空心砌块及其制备方法 |
| CZ307613B6 (cs) * | 2018-01-11 | 2019-01-09 | Jap - Jacina, S.R.O. | Lamela pro lamelová protipožární vrata, zejména pro rychloběžná lamelová protipožární vrata, a lamelová protipožární vrata, zejména rychloběžná lamelová protipožární vrata, obsahující tyto lamely |
-
2018
- 2018-05-30 CZ CZ2018-252A patent/CZ2018252A3/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ307907B6 (cs) | 2019-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4562988B2 (ja) | 構造用被覆パネル | |
| USRE39804E1 (en) | Inorganic resin compositions, their preparation and use thereof | |
| CZ20031174A3 (cs) | Kompozitní stavební materiál | |
| KR950002916B1 (ko) | 내화 피복재 | |
| CH708688B1 (de) | Stabiler Formkörper als Brandschutz und/oder Wärmedämmung und Leichtbauplatte mit einem solchen, Herstellverfahren und Verwendung davon sowie Bauwerk enthaltend einen stabilen Formkörper oder eine Leichtbauplatte. | |
| EP1877353B1 (en) | Article of lightweight inorganic agglomerate in form of slab, process of manufacturing the same and resulting panel | |
| KR102123226B1 (ko) | 무기질판 및 그 제조 방법 | |
| CZ2018252A3 (cs) | Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva | |
| JP2000143328A (ja) | 断熱被覆組成物 | |
| KR20010012022A (ko) | 황토 함유 건축 내장재 | |
| JP2010048008A (ja) | 断熱壁構造 | |
| JP4119086B2 (ja) | 木質セメント板の製造方法 | |
| CZ32287U1 (cs) | Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva | |
| EP0597982A4 (en) | COMPOSITE STRUCTURE WITH FOAM CORE AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME. | |
| DK2647607T3 (en) | Molded part and method for making such a molded part | |
| RU2211898C1 (ru) | Строительная панель | |
| KR20220044735A (ko) | 단열재 및 그 제조방법 | |
| RU2271423C1 (ru) | Декоративная облицовочная плита | |
| KR20250125593A (ko) | 철골 구조물의 내화 피복용 내화보드 조성물 및 이를 이용한 내화보드 | |
| US20060225606A1 (en) | Fire-insulating wall covering and a preparation method for same | |
| JP4441824B2 (ja) | セメント密着体及びその施工方法 | |
| JPS6317038A (ja) | 建築用複合断熱板材 | |
| CN106396735B (zh) | 耐火隔温减噪复合墙板的制作方法 | |
| JP3061350U (ja) | 建材用積層床材 | |
| CN112647641A (zh) | 装配式混凝土预制墙保温防火一体化板及其施工方法 |