DD243953A5 - GLASS ELEMENT WITH FIRE PROTECTION - Google Patents
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Abstract
Description
besteht, welchem Wasser vor der Hydrogelbildung ein Konservierungsmittel beigegeben worden ist.which water has been added to a preservative prior to hydrogel formation.
2. Glasbauelement nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Hydrogel durch zumindest ein organisches Bindemittel zu einer lichtdurchlässigen Festkörperbrandschutzfüllung weiterverfestigt ist.2. Glass component according to item 1, characterized in that the hydrogel is further solidified by at least one organic binder to a transparent solid body fire protection filling.
3. Glasbauelement nach einem der Punkte 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Reaktionsprodukte solche einer organischen Säure aus der Gruppe Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Weinsäure, Zitronensäure sind.3. Glass component according to one of the items 1 or 2, characterized in that the reaction products are those of an organic acid from the group of formic acid, acetic acid, oxalic acid, tartaric acid, citric acid.
4. Glasbauelement nach einem der Punkte 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Reaktionsprodukte solche einer anorganischen Säure aus der Gruppe Borsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure sind.4. Glass component according to one of the items 1 or 2, characterized in that the reaction products are those of an inorganic acid from the group boric acid, nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid.
5. Glasbauelement nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß ein Konservierungsmittel aus der Gruppe Kupfersulfat, Kupferacetat, Benzoesäure oder Mischungen davon, beigegeben worden ist.5. glass component according to one of the items 1 to 4, characterized in that a preservative from the group copper sulfate, copper acetate, benzoic acid or mixtures thereof, has been added.
6. Glasbauelement nach einem der Punkte 2 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Hydrogel durch ein organisches Bindemittel der Gruppe6. glass component according to one of the items 2 to 5, characterized in that the hydrogel by an organic binder of the group
Gu mm iarabicum,Gu, iarabicum,
Gummiarabicum-Derivate,Gum arabic derivatives,
Cellulosederivate,Cellulose derivatives,
Polyvinylalkohol,polyvinyl alcohol,
Guar-Derivate,Guar derivatives,
oder Mischungen davon weiterverfestigt ist.or mixtures thereof is further solidified.
7. Glasbauelement nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß weitere Metallsalze, wie Calciumchlorid, Aluminiumchlorid, als Verfestigungsmittel beigegeben sind.7. Glass component according to one of the items 1 to 6, characterized in that further metal salts, such as calcium chloride, aluminum chloride, are added as solidifying agent.
8. Glasbauelement nach einem der Punkte 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß das Hydrogel aus etwa 6,5Gew.-% SiO2,8. glass component according to one of the items 1 to 7, characterized in that the hydrogel of about 6.5 wt .-% SiO 2 ,
etwa2Gew.-% Na2O,about 2% by weight Na 2 O,
etwa 7Gew.-% Reaktionsprodukte einer mit Natriumwasserglas gelbildend reagierenden organischen und/oderabout 7Gew .-% reaction products of a sodium water glass gelbildend responsive organic and / or
anorganischen Säure, Rest: Wasserinorganic acid, balance: water
besteht, wobei dem Wasser vor der Hydrogelbildung als Konservierungsmittel Kupfersulfat in einer Menge von etwa 0,07 Gew.-%, bezogen auf das Wasser, beigegeben worden ist.wherein the water has been added as a preservative copper sulfate in an amount of about 0.07 wt .-%, based on the water before hydrogel formation.
9. Glasbäuelement nach einem der Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß dem Wasser vor der Hydrogelbildung zusätzlich ein Gelatinierungsmittel beigegeben worden ist.9. Glasbäuelement according to one of the items 1 to 8, characterized in that the water has been added before the Hydrogelbildung additionally a gelatinizing agent.
10. Glasbauelement nach einem der Punkte 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß dem Wasser zusätzlich ein Mittel zur Erhöhung der Hygroskopizität beigegeben worden ist. · 10. glass component according to one of the items 1 to 9, characterized in that the water has been added in addition a means for increasing the hygroscopicity. ·
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Glasbauelement mit zumindest einem Hohlraum sowie mit einer hauptsächlich aus Wasser bestehenden Brandschutzfüllung in dem Hohlraum, die ein verfestigtes Hydrogel enthält. Glasbauelement mein alle aus Glas bestehenden und einen offenen oder geschlossenen Hohlraum aufweisenden Bauteile, die bei Bauwerken eingesetzt werden und ausschließlich oder neben anderen Zwecken eine Brandschutzfunktion erfüllen. Die Glasbauelemente können außerdem als wandbildende Bauteile, Fenster oder dergleichen eingesetzt werden. Insbesondere handelt es sich um Isolierglaseinheiten, Glasbausteine, Profilglaselemente, auch in Form von U-Profilen, Isolierglaseinheiten im Sinne einer Isolierung gegen Brandeinwirkung. Der Brandschutz erfolgt, weil bei solchen Glasbauelementen unter der Einwirkung thermischer Strahlung Wasser verdampft, wobei die Verdampfungswärme und derfrei werdende Wasserdampf den Brandschutz bewirken. Bei der Einwirkung der thermischen Strahlung zerspringt zumindest eine der Glaswände, beispielsweise eine der Glasscheiben.The invention relates generally to a glass component with at least one cavity and with a mainly consisting of water fire protection filling in the cavity containing a solidified hydrogel. Glasbauelement my all made of glass and having an open or closed cavity having components that are used in buildings and meet exclusively or other purposes, a fire protection function. The glass components can also be used as wall-forming components, windows or the like. In particular, it is insulating glass units, glass blocks, profile glass elements, also in the form of U-profiles, insulating glass units in the sense of insulation against fire. The fire protection takes place because in such glass components evaporates under the action of thermal radiation of water, the heat of vaporization and the steam becoming free cause fire protection. Upon the action of the thermal radiation, at least one of the glass walls, for example one of the glass panes, shatters.
Bei den bekannten gattungsgemäßen Glasbauelementen (ÖE-PS 2713849) handelt es sich um eine Isolierglaseinheit aus wenigstens zwei parallelen, auf Abstand zueinander gehaltenen Glasscheiben, zwischen denen eine Wasser, ein wasserlösliches Salz, welches unter der Wirkung thermischer Strahlung einen isolierenden Schaum bildet, und ein stabilisierendes Polymer enthaltene Schicht angeordnet ist. Die Schicht besteht aus einem Hydrogel und weist 65 bis 95 Gew.-% freies Wasser sowie 1 bis 20Gew.-% des Salzes auf, wobei das stabilisierende Polymer als Gelbildner funktioniert. Als stabilisierendes Polymer werden insbesondere Acrylsäure-Deriväte, z. B. Acrylsäureamid, genannt. Bei der bekannten Ausführungsform stört, daß die Brandschutzfüllung lediglich aus einem Gel besteht. Zwar sollte das Gel so fest sein, daß bei Zerstörung einer Glasscheibe die Schicht nicht ausläuft, solche Gele sind jedoch schon unter dem Einfluß nichtbrandbedingter thermischer Strahlung nicht hinreichend alterungsbeständig. Durch Alterung tritt eine störende Beeinträchtigung der Lichtdurchlässigkeit ein. Die bekannten Glasbauelemente sind insoweit nicht hinreichend thermisch stabilIn the known generic glass components (ÖE-PS 2713849) is an insulating glass unit of at least two parallel, spaced apart glass panes, between which a water, a water-soluble salt which forms an insulating foam under the action of thermal radiation, and a stabilizing polymer-containing layer is arranged. The layer consists of a hydrogel and has 65 to 95 wt .-% of free water and 1 to 20 wt .-% of the salt, wherein the stabilizing polymer functions as a gelling agent. As a stabilizing polymer in particular acrylic acid derivatives, for. As acrylamide, called. In the known embodiment disturbs that the fire protection filling consists only of a gel. Although the gel should be so strong that when a glass sheet destroys the layer does not leak, such gels are not sufficiently resistant to aging even under the influence of non-firing thermal radiation. Aging causes a disruptive impairment of light transmission. The known glass components are so far not sufficiently thermally stable
Andererseits verlangt die Praxis einwandfreie Lichtdurchlässigkeit bis zum Wirksamwerden der Brandschutzfunktion. On the other hand, the practice requires perfect light transmission until the effectiveness of the fire protection function.
Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften von Glasbauelementen mit Brandschutzfüllung auf kostengünstige Weise zu erhöhen.The aim of the invention is to increase the utility value properties of glass components with fire protection filling in a cost effective manner.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Glasbauelement mit Brandschutzfüllung so weiterzuentwickeln, daß die thermische Stabilität wesentlich verbessert und eine einwandfreie Lichtdurchlässigkeit langfristig gewährleistet ist.The invention has for its object to further develop a generic glass component with fire protection filling so that the thermal stability significantly improved and proper light transmission is guaranteed long term.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Hydrogel bis20Gew.-%SiO2, bis 10Gew.-% Na2O, bis25Gew.-% Reaktionsprodukte einer mit Natriumwasserglas gelbildend organischen und/oder anorganischen Säure, Rest: Wasser, besteht, welchem Wasser vor der Hydrogelbildung ein Konservierungsmittel beigegeben worden ist. Dabei bilden 2 bis 4 Mol SiO2 mit 1 Mol Natriumoxid das Natriumwasserglas. Das entstehende Hydrogel weist bereits eine hohe Festigkeit auf und ist in erstaunlichem Maße alterungsbeständig.To achieve this object, the invention teaches that the hydrogel consists of up to 20% by weight of SiO 2 , up to 10% by weight of Na 2 O, to 25% by weight of reaction products of a sodium water-glass-forming organic and / or inorganic acid, balance: water Water has been added to a preservative before Hydrogelbildung. 2 to 4 moles of SiO 2 with 1 mole of sodium oxide form the sodium water glass. The resulting hydrogel already has high strength and is surprisingly resistant to aging.
In Kombination zu den beschriebenen Maßnahmen kann das Hydrogel durch zumindest ein organisches Bindemittel zu einer lichtdurchlässigen Festkörperbrandschutzfüllung weiterverfestigt sein. Grundsätzlich ist es bekannt, Wasserglas mit einem organischen Bindemittel, z.B. Cellulose-Derivaten, zu versetzen und dadurch zu verfestigen (EP-A 0084266). Die aus dem Wasserglas und dem Bindemittel aufgebrachte Mischung dient hier lediglich als Binder für die Herstellung eines besonderen Betons, wobei als Zuschlagstoff körnige Substanzen eingesetzt werden, die Wasser durch Absorption festhalten (z. B. geblähtes Vermiculit) oder Wasser als Kristallwasser enthalten. Die Zuschlagstoffe sind dabei so ausgewählt, daß sie bei Einwirkung thermischer Strahlung und Temperaturen von über 1000C das durch Absorption gebundene Wasser bzw. das Kristallwasser leicht abgeben. Eine lichtdurchlässige Brandschutzfüllung ist auf diese Weise nicht herstellbar. Die Masse aus Wasserglas ohne dem organischen Bindemittel allein ist darüber hinaus ohne weiteres nicht hinreichend thermostabil. Die Erfindung nutzt demgegenüber die Tatsache, daß das angegebene Hydrogel, mit oder ohne Beigabe eines organischen Bindemittels, nach Verfestigung bis zu einer Festkörperbrandschutzfüllung eine überraschend hohe thermische Stabilität aufweist, so daß eine Beeinträchtigung der Lichtdurchlässigkeit auch langzeitig nicht mehr eintritt. Dazu trägt auch das Konservierungsmittel bei. Von Vorteil ist fernerhin, daß die Festkörperbrandschutzfüllung zur Gestaltfestigkeit des Glasbauelementes insgesamt mechanisch beiträgt, so daß dieses erhebliche mechanische Beanspruchungen aufzunehmen, in der Lage ist, nichtsdestoweniger aber aus verhältnismäßig dünnwandigem Glas aufgebaut werden kann, welches bricht, wenn die Funktion als Brandschutzelement wahrgenommen werden muß und Wasserdampf frei wird.In combination with the measures described, the hydrogel can be further solidified by at least one organic binder to form a translucent solid body fire protection filling. In principle, it is known to treat waterglass with an organic binder, for example cellulose derivatives, and thereby solidify it (EP-A 0084266). The mixture applied from the waterglass and the binder serves here only as a binder for the production of a special concrete, whereby granular substances are used as aggregate, which hold water by absorption (eg, expanded vermiculite) or contain water as water of crystallization. The aggregates are selected so that they easily release the water bound by absorption or the water of crystallization when exposed to thermal radiation and temperatures of about 100 0 C. A translucent fire protection filling can not be produced in this way. The mass of water glass without the organic binder alone is beyond readily not sufficiently thermostable. By contrast, the invention utilizes the fact that the specified hydrogel, with or without the addition of an organic binder, has a surprisingly high thermal stability after solidification up to a solid-body fire protection filling, so that impairment of the light transmission does not occur for a long time. The preservative also contributes to this. A further advantage is that the solid fire protection filling contributes to the structural strength of the glass component as a whole, so that it can absorb considerable mechanical stresses, but nonetheless can be made of relatively thin-walled glass, which breaks when the function must be perceived as a fire protection element and steam is released.
Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsprodukte solche einer organischen Säure aus der Gruppe Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Weinsäure, Zitronensäure sind. Die Reaktionsprodukte können aber auch solche einer anorganischen Säure aus der Gruppe Borsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure sein. Das Konservierungsmittel gehört zweckmäßigerweise der Gruppe Kupfersulfat, Kupferacetat, Benzoesäure an oder ist eine Mischung aus diesen Stoffen. Die erforderliche Menge an Konservierungsmittel kann durch Versuche ermittelt werden. Sie liegt im allgemeinen im Bereich von 0,02 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Mischung insgesamt. Das Hydrogel kann durch die verschiedensten organischen Bindemittel, wie angegeben, weiterverfestigt werden. Bewährt hat sich eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Hydrogel durch ein organisches Bindemittel der Gruppe Gummiarabicum, Gummiarabicum-Derivate, Cellulose-Derivate, Polyvinylalkohol,. Guar-Derivate, oder Mischungen davon, zu der Festkörperbrandschutzfüllung verfestigt wird. Arbeitet man mit den vorstehend angegebenen Substanzen, so reichen im allgemeinen Mengen im Bereich zwischen 0,5 und 5Gew.-%, bezogen auf die Mischung insgesamt, aus. Eine optimale Ausführungsform erfindungsgemäßer Glasbauelemente ist dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel ausIn particular, within the scope of the invention, there are several options for further training and design. Thus, a preferred embodiment of the invention is characterized in that the reaction products are those of an organic acid from the group of formic acid, acetic acid, oxalic acid, tartaric acid, citric acid. But the reaction products may also be those of an inorganic acid from the group boric acid, nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid. The preservative expediently belongs to the group of copper sulfate, copper acetate, benzoic acid or is a mixture of these substances. The required amount of preservative can be determined by experiment. It is generally in the range of 0.02 to 0.1 wt .-%, based on the total mixture. The hydrogel can be further solidified by a variety of organic binders as indicated. Has proven an embodiment, which is characterized in that the hydrogel by an organic binder of the group gum arabic, gum arabic derivatives, cellulose derivatives, polyvinyl alcohol,. Guar derivatives, or mixtures thereof, to which solid body fire barrier filling is solidified. Working with the above-mentioned substances, so in general amounts in the range between 0.5 and 5Gew .-%, based on the total mixture, from. An optimal embodiment of glass components according to the invention is characterized in that the hydrogel
etwa 6,5Gew.-% SiO2,about 6.5% by weight SiO 2 ,
etwa 2 Gew.-% Na2O,about 2% by weight of Na 2 O,
etwa 7 Gew.-% Reaktionsprodukte einer mit Natriumwasserglas gelbildend reagierenden organischen und/oder anorganischen Säure,about 7% by weight of reaction products of an organic and / or inorganic acid which forms a gelling with sodium water glass,
Rest:' WasserRest: 'water
besteht, wobei dem Wasser vor der Hydrogelbildung als Konservierungsmittel Kupfersulfat in einer Menge von etwa 0,07 Gew.-%, bezogen auf das Wasser, beigegeben worden ist.wherein the water has been added as a preservative copper sulfate in an amount of about 0.07 wt .-%, based on the water before hydrogel formation.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, dem Wasser vor der Hydrogelbildung zusätzlich ein Gelatinierungsmittel beizugeben. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, das Wasser vor der Hydrogelbildung mit einem Mittel zur Erhöhung der Hygroskopizität zu versetzen.It is within the scope of the invention to additionally add a gelatinizing agent to the water before hydrogel formation. It is also within the scope of the invention to provide the water prior to hydrogel formation with a means for increasing the hygroscopicity.
Claims (1)
Rest: Wasser . -inorganic acid,
Rest: water. -
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