DE2447962A1

DE2447962A1 - METHOD FOR MANUFACTURING FIRE RESISTANT COMPONENTS

Info

Publication number: DE2447962A1
Application number: DE19742447962
Authority: DE
Inventors: Reinhard Schlatter
Original assignee: Alusuisse Holdings AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1973-10-30
Filing date: 1974-10-08
Publication date: 1975-05-07
Also published as: ES431508A1; ZA746614B; JPS5075212A; FR2249051A1; CH590985A5; NO743868L; IL45867A0; IT1025341B; AU7481074A; NL7414105A; ATA869374A; BE821673A; SE7413022L; FI317074A; BR7409007A; SE412902B; AT349377B

Description

"Verfahren zur Herstellung feuerwiderstandsfähiger Bauelemente" Priorität: 30. Oktober 1973 - Schweiz - Nummer 15 330/73"Process for the production of fire-resistant building elements" Priority: October 30, 1973 - Switzerland - number 15 330/73

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus einem hydraulischen Bindemittel nebst Zuschlägen gebildeten Bauelement hoher Feuerwiderstandsfähigkeit.The invention relates to a method for producing from a hydraulic binder together with aggregates formed component of high fire resistance.

Die Feuerwiderstandsfähigkeit von Bauelementen, seien sie aus Beton, Holz oder anderen üblichen Materialien hergestellt, ist ein Kriterium, das für die feuerpolizeiliche Zulassuiig der Bauelemente im Hochbau massgeblich ist. Die Feuerwiderstandsfähigkeit oder Feuerwiderstandsdauer ist mittels sogenannter Feuerwiderstandsklassen definiert, die für jede Klasse unter anderem eine bestimmte Zeitdauer spezifizieren während der das raumabschliessende Bauelement den Durchgang einer Flamme, z.B. einer Fremdfeuerquelle, verhindern muss. Bauelemente, die einem Flamm- oder Feuerdurchgang während 60 Minuten standhalten, werden als feuerhemmend, solche mit einer Feuerundurchlässigkeit bis 120 Minuten als feuerbeständig, und solche die länger als l80 Minuten einen Feuerdurchgang verhindern als hochfeuerbeständig bezeichnet.The fire resistance of construction elements, be they made of concrete, wood or other common materials, is a criterion that is required for fire protection approval the structural elements in building construction are decisive. The fire resistance or fire resistance duration is means So-called fire resistance classes are defined which, among other things, specify a certain period of time for each class during which the room-enclosing component must prevent the passage of a flame, e.g. a source of external fire. Components, those that withstand the passage of flames or fire for 60 minutes are considered fire retardant, those with a fire impermeability up to 120 minutes as fire-resistant, and those that prevent the passage of fire for longer than l80 minutes as called highly fire-resistant.

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Grundsätzlich gehören aus einem hydraulischen Bindemittel nebst anorganischen Zuschlägen, wie Sand, Kies oder geblähten Tonkügelchen, hergestellte Bauelemente - insbesondere wenn sie noch zur Uebernahme baustatischer Punktionen dimensioniert sind - zur Klasse der hochfeuerfesten Elemente. Sollen Elemente dieser Materialzusammensetzung nur als Schutz gegen einen Feuerdurchtritt von einem Raum in den anderen dienen, so sind sie zum Zwecke der Einordnung in die verschiedenen Feuerwiderstandsklassen in ihrer Stärke bereits unterschiedlich zu dimensionieren,■da, wie im folgenden noch ausgeführt wird, hydraulische Bindemittel beim Einwirken einer Fremdfeuerquelle ein besonderes Verhalten zeigen.Basically, a hydraulic binder includes inorganic aggregates such as sand, gravel or expanded Clay balls, manufactured components - especially if they are dimensioned to take over structural punctures are - to the class of highly refractory elements. Should elements of this material composition only be used as protection against a Fire passage from one room to the other are used, so they are for the purpose of classification in the various fire resistance classes to be dimensioned differently in terms of their strength, ■ because, as will be explained below, hydraulic binders show a special behavior when exposed to an external fire source.

Im Zuge neuerer Baumethoden ist man dazu übergegangen, aus Beton vorgefertigte Fassadenelemente und Innentrennwände zu versetzen. Solche Fassadenelemente haben eine sehr schlechte Wärmeisölation, so dass noch zusätzlich Vorkehrungen zur Wärmedämmung getroffen werden müssen. Ausserdem sind diese Fassadenelemente und Innentrennwände relativ schwer, was in der Baustatik entsprechend berücksichtigt werden muss. So ist man dazu übergegangen, durch Zumischen besonderer Zuschläge zum Beton Bauelemente zu schaffen, die nicht mit diesen Nachteilen ausgestattet sind. Ein Zuschlag, der sich heute weitgehend für Fassaden, Trennwände und Dachelemente durchgesetzt hat, sind vorgeschäumte Kunststoffkügelchen, die solchen Bauelementen zu geringen Kubikgewichten von beispielsweiseIn the course of more recent construction methods, there has been a move to prefabricated facade elements and interior partition walls made of concrete offset. Such facade elements have a very poor thermal insulation, so that additional precautions for Thermal insulation must be taken. Besides, these are Facade elements and interior partition walls are relatively heavy, which must be taken into account in the structural engineering. So is one went over to creating construction elements by adding special aggregates to the concrete, which do not have these disadvantages are equipped. A surcharge that is widely used today for facades, partition walls and roof elements has, are prefoamed plastic beads, the such components to low cubic weights of, for example

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iiOO kg/nr bei gleichzeitiger guter Wärmedämmung verhelfen. Allerdings hat diese Entwicklung zufolge der organischen Zuschläge zu erheblichen Verschlechterungen im Hinblick auf die Peuerwiderstandsfähigkeit geführt. Durch zumindest einseitige Kaschierung der Bauelemente mittels eines feuerbeständigen Ueberzuges, beispielsweise aus Zement. oder einem Zement- Asbestgemisch, wurde versucht, Abhilfe zu schaffen, um die für den Hochbau geforderte Feuerwiderstandsklassen erreichen zu können. Die Kaschierung zieht nicht nur erhebliche fertigungstechnische Schwierigkeiten nach sich, sondern sie bringt auch .keine entscheidende Verbesserung der Feuerwiderstandsdauer, da die Bindungskräfte dieser Sandwichkonstruktion durch das Verhalten des hydraulischen Bindemittels bei Einwirkung einer Fremdfeuerquelle sehr schnell aufgehoben werden.100 kg / no with good thermal insulation at the same time. However, this development has resulted in considerable deterioration in the organic supplements With regard to the fire resistance. By at least one-sided lamination of the components by means of a fire-resistant coating, for example made of cement. or a mixture of cement and asbestos, attempts have been made to remedy the situation create in order to be able to achieve the fire resistance classes required for building construction. The lamination does not pull only significant manufacturing difficulties, but it also brings .no decisive improvement in the Fire resistance time, because the binding forces of this sandwich construction are due to the behavior of the hydraulic binding agent can be lifted very quickly when exposed to a source of external fire.

Die unbefriedigende Feuerwiderstandsdauer dieser aus organischen Zuschlägen und hydraulischen Bindemitteln gebildeten, sogenannten Leichtbauelemente liegt nicht allein in der Entflammbarkeit des Zuschlages, sondern in der relativen Instabilität des die Zuschlagbestandteile umgebenden Gerüstes aus ausgehärtetem hydraulische Bindemittel, was auch für solche Konstruktionen gilt, die als Zuschläge Asbestfasern, geblähte Tonkügelchen und dergleichen enthalten. Bei praktischen Brandversuchen ist zu beobachten, dass dieses Gerüst unter fortschreitender Einwirkung einer Fremdfeuerquelle relativ rasch zerrieselt, so dass das Feuer nach ent-The unsatisfactory fire resistance of these formed from organic aggregates and hydraulic binders, so-called lightweight construction elements are not only due to the flammability of the aggregate, but also to the relative Instability of the framework of hardened hydraulic binder surrounding the aggregate components, what This also applies to constructions that contain asbestos fibers, puffed clay pebbles and the like as aggregates. In practical fire tests it can be observed that this scaffolding is exposed to the progressive influence of an external fire source sprinkled relatively quickly, so that the fire

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sprechend kurzer Zeit bereits einen Durchgang durch das Bauelement gefunden hat. Der Zerfall liegt in dem Umstand begründet, dass bereits bei relativ niedrigen Temperaturen von ca. 150 C das hydraulische Bindemittel den Wasseranteil unter Aufhebung der Bindekräfte der festen Bestandteile abzustossen beginnt, wodurch ein Zusammenbruch des Gesamtgefüges erfolgt. Dieser Zusammenbruch ist auch dafür verantwortlich, dass eine keramische Bindung der festen Bestandteile des Bindemittels bei 900 - 1200⁰C unter Aufrechterhaltung einer Struktur, nicht zum Zuge kommen kann.has already found a passage through the component in a speaking short time. The reason for the disintegration is that even at relatively low temperatures of approx. 150 C the hydraulic binder begins to repel the water content, removing the binding forces of the solid components, causing the overall structure to collapse. This collapse is also responsible for ensuring that a ceramic bonding of the solid constituents of the binder at 900 - 1200 ⁰ C while maintaining a structure which can not come into play.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein für feuerwiderstandsfähige Bauelemente zweckmässiges Herstellungsverfahren unter Verwendung eines besonderen gegenständlichen Verfahrensmittels zu finden, durch das und mit dem die Auswirkung der Bindungslücke weitgehend aufgehoben wird, und diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass dem hydraulischen Bindemittel ein anorganischer Zuschlagstoff beigegeben wird, der sich unter V/ärmeeinwirkung auf das Bauelement verflüssigt und mit den festen Bestandteilen des hydraulischen Bindemittels eine zusammenhängende Struktur bildet. Nach der vorstehenden Lösung liegt der Kern der Erfindung in der weiteren Zumischung einer Komponente während des bekannten Mischvorganges, wobei diese Komponente eine Substitution des ausgetriebenen Kristallwassers bewirkt.The object of the present invention is to provide a fire resistant Components expedient manufacturing process using a special objective To find process means by which and with which the effect of the binding gap is largely eliminated, and This object is achieved according to the invention in that the hydraulic binder is an inorganic additive is added, which liquefies under V / poor influence on the component and with the solid components of the hydraulic binder forms a coherent structure. According to the above solution, the core lies in the Invention in the further admixture of a component during the known mixing process, this component being a Substitution of the expelled crystal water causes.

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Zum Zeitpunkt des Wasseraustrittes oder auch später soll sie ihren Aggregatzustand von fest zu flüssig, vorzugsweise unter Durchlaufen aller Viskositätszwischenphasen, zu denen auch ein Sintervorgang gehören kann, verändern, um so die PunktionAt the time of water leakage or later, it should change its physical state from solid to liquid, preferably below Passing through all the intermediate viscosity phases, which can also include a sintering process, to change the puncture

des austretenden Wassers zu übernehmen. Das Zerrieseln des hydraulischen Bindemittels wird so weitgehend unterdrückt und der Zusammenhalt einer beispielsweise Leichtbauzuschlage umhüllenden Stützstruktur im Feuerbelastungsfall gewährleistet. Mit dem Zusammenhalt der Struktur erhöht sich die Feuerwiderstandsdauer, da die Fremdfeuerquelle erst nach erheblich längerer Zeit einen Durchgang durch das Bauelement findet. Diese erfindungsgemässe Massnahme ist nicht auf Bauelemente mit Leichtzuschlägen beschränkt, sondern sie ist mit Erfolg auch auf Bauelemente anwendbar, die aus einem hydraulischen Bindemittel mit oder ohne weitere Zuschläge bestehen. Bei diesen Bauelementen kann dann zum Erreichen eines bestimmten geforderten Feuerwiderstandes auf geringere Dicken, wenn sie als reine Feuerschutzverkleidung benutzt werden, zurückgegangen werden. Auch bei Dacheindeckungen, die aus einem hydraulischen Bindemittel mit einem Zuschlag aus Asbest- oder ähnlichen Fasern bestehen, können entweder geringere Stärken in Betracht oder eine erhebliche Steigerung der Widerstandsfähigkeit gegen Flugfeuer und strahlende Wärme erreicht werden.of the escaping water. The trickle of the hydraulic binder is largely suppressed and the cohesion of a lightweight aggregate, for example enveloping support structure guaranteed in the event of fire exposure. With the cohesion of the structure, the duration of fire resistance increases, since the external fire source only increases considerably finds a passage through the component for a long time. This inventive measure does not apply to components limited with light aggregates, but it can also be successfully applied to components that consist of a hydraulic Binders exist with or without additional additives. With these components can then achieve a certain required fire resistance to lower thicknesses, if they are used as pure fire protection cladding, be decreased. Even with roofing, which is made up of a hydraulic binder with a surcharge Asbestos or similar fibers consist of either lesser thicknesses or a substantial increase the resistance to flying sparks and radiant heat can be achieved.

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Zweckmässigerweise kann gemäss der Erfindung ein anorganischer Zuschlagstoff beigegeben werden, der bis zum Einsetzen einer keramischen Bindung der festen Bestandteile des hydraulischen Bindemittels flüssig bleibt, um so in Reaktion mit den festen Bestandteilen (z.B. Zement) des hydraulischen Bindemittels
zu treten. Diese Reaktion könnte ein Aufsaugen, Kleben oder
auch Sintervorgang sein. Dies gewährleistet einen Zusammen-Appropriately, an inorganic additive can be added according to the invention, which remains liquid until the onset of a ceramic bond of the solid constituents of the hydraulic binder, so as to react with the solid constituents (eg cement) of the hydraulic binder
to kick. This reaction could be sucking, sticking or sticking
also be sintering process. This ensures a cohesion

halt der Bindemittelstruktur,bis die keramische Bindung einsetzt. Bei Feuerschutzverkleidungen, Bedachungen, hochhitzebeanspruchten Rauchrohren etc., die keine Leichtbauzuschläge enthalten,wird die der Feuereinwirkung zugewandte Oberfläche dadurch weitgehend intakt gehalten.hold the binder structure until the ceramic bond begins. For fire protection cladding, roofing, flue pipes subject to high temperatures, etc. that do not require any lightweight construction surcharges the surface facing the fire will be included thus kept largely intact.

Mit Vorteil kann in einer Weiterbildung der Erfindung als
Zuschlagstoff eine keramische Fritte zugemischt werden.
Keramische Fritten erweichen, beziehungsweise verflüssigen
sich erst bei erheblich höheren Temperaturen als die
Wasserabspaltung aus' dem hydraulischen Bindemittel erfolgt.
Die Ausscheidung des Wassers beginnt bereits bei ca.
150 - 200 C, währenddem die Erweichung einer Fritte zum Beispiel bei 500 C einsetzen kann. Dieser scheinbar in Bezug
auf die Substitution des Wassers ungedeckte Temperaturbereich von ungefähr 3Q0 C sollte eigentlich der Erhöhung der Feuerwiderstandsdauer entgegenstehen. Dieser Bereich ist jedoch
ohne Bedeutung, wenn in einem Brandfall ein Bauelement
schlagartig mit dem Wärmeinhalt einer FremdfeuerquelleAdvantageously, in a development of the invention as
A ceramic frit can be added to the aggregate.
Ceramic frits soften or liquefy
only at significantly higher temperatures than
Water is split off from the hydraulic binder.
The excretion of the water starts at approx.
150 - 200 C, while the softening of a frit can start at 500 C, for example. This apparently in relation
to the substitution of the water uncovered temperature range of about 3Q0 C should actually prevent the increase of the fire resistance period. However, this area is
irrelevant if a component is in a fire
suddenly with the heat content of an external fire source

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belastet wird.is charged.

Je nach Höhe der zu erwartenden thermischen Belastung durch die Fremdfeuerquelle kann es in Weiterbildung der Erfindung zweckmässig sein, eine relativ bei niedrigerer oder höherer Temperatur erweichende und sich anschliessend verflüssigende Fritte zu verwenden. Eine mit gutem Erfolg im Zusammenhang mit der Erfindung verwendete, bereits bei ca. 510 C erweichende Pritte besteht aus 0,16 - 0,6 vorzugsweise 0,18-0,^2 Molen Al_0 , 1,4-12,0 vorzugsweise 2,0-9,5 Molen Si0_ und 0,lJ-3i5 vorzugsweise 0,6-3,0 Molen BpO zu einem Mol Na_p0. Soll eine wirksame Substitution des Wassers des hydraulischen Bindemittels beispielsweise bei ca. 610 C vorgenommen werden, dann ist es vorteilhaft eine Fritte zu verwenden, die aus einem Gemisch von 0,1-0,25 vorzugsweise 0,15-0,2 Molen Al₃O , 1,0-2,5 vorzugsweise 1,5-2,0 Molen SiO , 0,3-1,0 vorzugsweise 0,3-l>0 Molen B₃O zu einem Mol Alkalimetalloxid, bestehend aus 0,3-0,6 vorzugsweise 0,35-0,^5 Molen Na_?0, 0,OiJ-0,08-vorzugsweise 0,0*15-0,06 HO und 0,4-0,7 vorzugsweise 0,5-0,6 Molen CaO gebildet ist.Depending on the level of thermal stress to be expected from the external fire source, it may be expedient in a further development of the invention to use a frit which softens relatively at a lower or higher temperature and then liquefies. A pritte used with good success in connection with the invention, already softening at approx. 510 C, consists of 0.16-0.6, preferably 0.18-0.2 moles of Al_0, 1.4-12.0, preferably 2, 0-9.5 moles of SiO_ and 0.1-1.5 moles, preferably 0.6-3.0 moles of BpO to one mole of Na _p 0. If an effective substitution of the water of the hydraulic binder is to be made, for example at about 610 ° C., then it is advantageous to use a frit made from a mixture of 0.1-0.25, preferably 0.15-0.2 moles of Al ₃ O, 1.0-2.5, preferably 1.5-2.0 moles of SiO, 0.3-1.0 preferably 0.3-1> 0 moles of B ₃ O to one mole of alkali metal oxide, consisting of 0.3-0.6, preferably 0.35-0.5 moles of Na _? 0.08-preferably 0.0 * 15-0.06 HO and 0.4-0.7, preferably 0.5-0.6 moles of CaO is formed.

Gemäss einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Fritte in einem Gewichtsverhältniss zum hydraulischen Bindemittel (ohne Wasper) von 1 : 0,5-10According to another advantageous embodiment of the invention the frit can be used in a weight ratio to the hydraulic binder (without water) of 1: 0.5-10

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vorzugsweise 1 : 5 beigegeben werden. Dieses Mischungsverhältnis hängt weitgehend von den statischen Anforderungen an das Bauelement im Brand - und normalen Gebrauchsfall, von der Art und Zusammensetzung seiner Leichtzuschläge und der gewünschten Feuerwiderstandsdauer ab. Das Verhältnis 1 : 5 ist ein für die meisten Anforderungen an ein Bauelement befriedigendes Verhältnis, wenn das hydraulische Bindemittel ein Zement ist. Wenn anstelle hydraulischer Bindemittel zum Beispiel Gips, Magnesitbinder oder ähnliche anorganische Bindemittel gebraucht werden, kann, um vergleichbare Resultate zu erzielen, innerhalb der angegebenen Grenzen variiert werden.preferably 1: 5 should be added. This mixing ratio largely depends on the structural requirements for the building element in the event of fire and normal use, on the type and composition of its lightweight aggregates and the desired fire resistance period. The relationship 1: 5 is a satisfactory ratio for most component requirements when the hydraulic binder is a cement. If instead of hydraulic binders, for example, gypsum, magnesite binders or similar inorganic binders Binder used can be varied within the specified limits in order to achieve comparable results will.

Ferner kann gemäss der Erfindung anstelle einer Fritte, die jedoch auf jeden Fall bevorzugt ist, auch Glasmehl und/oder ein geeignetes Schlackenmehl als Zuschlagstoff verwendet werden.Furthermore, according to the invention, instead of a frit, the however, in any case, it is preferred to also use glass powder and / or a suitable slag powder as an aggregate will.

Mit gutem Erfolg sind den genannten Fritten auch Schlackenmehle zugesetzt worden, die wenig unterhalb der Temperatur schmelzen, bei der die keramische Bindung der Feststoffteilchen einsetzt und zwar um die sonst bei hohen Temperaturen absinkende Viskosität der geschmolzenen Fritte zu beeinflussen. Der Fritten-Komponente (Fritte und/oder Glasmehl, bzw. Schlackenmehl) sollte für gute Ergebnisse hinsichtlich der Feuerwiderstandsdauer eine Mischung von einem TeilWith good success, the aforementioned fries are also slag meals have been added, which melt slightly below the temperature at which the ceramic bond of the solid particles begins to influence the viscosity of the molten frit, which otherwise drops at high temperatures. The frit component (frit and / or glass powder, or slag powder) should be used for good results the fire resistance period is a mixture of one part

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Fritte zu 0,5-2 Teilen Schlacke und/oder Glasmehl zugrundeliegen. 0.5-2 parts of slag and / or glass powder are based on frit.

Für die Formgebung, die Festigkeit (Druck,Knick,Durchbiegung) und für die Feuerwiderstandsdauer im Bereich "feuerbeständig", die für die Verwendung der Bauelemente im Hochbau unerlässlich ist, sowie für die meisten üblichen Zuschläge,ist es besonders vorteilhaft, wenn die Herstellung des Bindemittels mit 1-7 Teilen vorzugsweise 5 Teilen Zement, 3-6 Teilen · vorzugsweise 2 Teilen Wasser und 1-7 Teilen vorzugsweise 1 Teil Fritte und/oder anderen Zuschlagstoffen mit niedrigem Erweichungspunkt erfolgt.For shaping, strength (pressure, kink, deflection) and for the fire resistance period in the "fire-resistant" range, which is essential for the use of the components in building construction is, as well as for most common supplements, it is particularly advantageous if the manufacture of the Binder with 1-7 parts, preferably 5 parts cement, 3-6 parts · preferably 2 parts water and 1-7 parts preferably 1 part frit and / or other additives with a low softening point.

Zur Herstellung von spezifisch leichteren Bauelementen mit guten thermischen Isolationseigenschaften haben sich auch im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung vorgeschäumte Kunststoffpartikel gut bewährt, die in das hydraulische Bindemittel nebst Zuschlagstoff eingebracht werden. Zweckmassig ist es, die Kunststoffpartikel vor Zumischung mit einem Haftvermittler zu überziehen, wobei der Ueberzug sehr dünn sein kann. Vornehmlich kommt als Material für den Haftvermittler ein Epoxyharz in Betracht. Ohne Haftvermittler kann zwar ein Bauelement hergestellt werden. Es besteht hingegen die Gefahr, dass keine die vorzugsweise in Kugelform vorliegenden Kunststoffpartikel gleichmässig umhüllende Zellstruktur aus hydraulischem BindemittelIn order to produce specifically lighter components with good thermal insulation properties, the In connection with the present invention, pre-expanded plastic particles are well proven, which are in the hydraulic Binder and aggregate are introduced. It is useful to mix the plastic particles with to be coated with an adhesion promoter, whereby the coating can be very thin. Mainly comes as a material for the Adhesion promoter an epoxy resin into consideration. A component can be produced without an adhesion promoter. It on the other hand, there is a risk that none of the plastic particles, which are preferably in spherical form, will be uniform enveloping cell structure made of hydraulic binder

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ausgebildet wird. Es können sich örtlich Leerplätze mit Anhäufung an anderen Stellen der Struk'tur bilden, was nicht nur die mechanische Festigkeit des Bauelementes, sondern auch sein Verhalten im Brandbelastungsfall abträglich beeinflusst.is trained. There may be local vacancies with accumulation in other parts of the structure, which is not only the mechanical strength of the component, but also adversely affects its behavior in the event of fire exposure.

Anstelle des vorstehend genannten organischen Zuschlages können auch anorganische Zuschläge Verwendung finden, und zwar wird unbrennbares Fasermaterial (Asbestfasern) vorzugsweise für dünne Platten verwendet, wobei unter"dünn"in der Regel eine Stärke von 2-10 mm verstanden wird.Instead of the above-mentioned organic aggregate, inorganic aggregates can also be used, and it is true that incombustible fiber material (asbestos fibers) is preferably used for thin panels, with "thin" in usually a thickness of 2-10 mm is understood.

Diese Platten können als Bedachung oder Feuerschutzverkleidungen z.B. für eiserne Gebäudekonstruktionselemente Verwendung finden. Ferner kommen gemäss der Erfindung als Zuschläge auch geblähte Tonkügelchen, Sand oder Kies in Betracht.These panels can be used as roofing or fire protection cladding, e.g. for iron building construction elements Find use. Furthermore, according to the invention, expanded clay balls, sand or gravel are also used as aggregates Consideration.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung feuerwiderstandsfähiger Baulemente ist es, dass zur Formgebung der Elemente die aus der Betonierungstechnik bekannten herkömmlichen Verfahren und Mittel zur Durchführung dieser Verfahren benutzt werden können. So können die Bauelemente beispielsweise ihre Formgebung mittels einer Schalung erhalten, wobei zur Verdichtung beispielsweise vibriert werden kann. Zur Verstärkung der Bauelemente kann beispielsweise vor dem Einfüllen des hydrau-A particular advantage of the method according to the invention for producing fire-resistant structural elements is that the conventional methods and means for shaping the elements known from concreting technology Performing these procedures can be used. For example, the components can change their shape obtained by means of formwork, it being possible for example to vibrate for compaction. To reinforce the Components can, for example, be removed before the hydraulic

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lischen Bindemittels nebst Zuschlägen und Zuschlagstoff in die Schalung eine Armierung, vorzugsweise aus Eisen in Form von Stäben, Netzen und dergleichen eingebracht werden. Die so verstärkten Bauelemente können nachträglich ein- oder beidseitig mit einem Verputz oder mit anderen, beispielsweise metallischen, Deckschichten versehen werden.Lischen binder along with aggregates and aggregate in the formwork a reinforcement, preferably made of iron in Form of rods, nets and the like are introduced. The components reinforced in this way can subsequently be or on both sides with a plaster or with other, for example metallic, cover layers.

Während des FormgebungsVorganges mittels einer Schalung oder Form kann das Bauelement auch gleichzeitig ein-, beziehungsweise beidseitig, mit einer Deckschicht aus einem metallischen oder nichtmetallischen Werkstoff versehen werden. Als metallische Werkstoffe kommen Eisen, Aluminium oder, wenn besonders dekorative Effekte gewünscht sind, auch Kupfer in Form von Blechen, in Betracht. Als nichtmetallische Deckschichten wurden mit gutem Erfolg Holzspanplatten, Kunststoffplatten und auch keramische Platten verwendet.During the shaping process by means of formwork or The component can also form one or both sides at the same time, with a cover layer made of a metallic one or non-metallic material. The metallic materials come iron, aluminum or, if Particularly decorative effects are desired, including copper in the form of sheet metal. As non-metallic top layers Chipboard, plastic and ceramic panels have been used with good success.

Durch diese Beschichtungen lassen sich ähnliche Festigkeitsverbesserungen erzielen, wie sie mit Armierungen erreichbar sind. Insbesondere wenn metallische Deckbleche auf die erfindungsgemäss ausgebildeten Bauelemente aufgebracht werden, lassen sich merkliche Verbesserungen der Festigkeitseigenschaften unter nur geringer Zunahme der Gesamtstärke erreichen. Zweckmässigerweise wird dabei ein Deckblech direkt in die Form oder Schalung gelegt, auf das Deckblech ein Klebstoff aufgebracht, der auf Polyurethanbasis selbsttätig unter Feuchtigkeitseinwirkung aushärtet. DasThese coatings can be used to achieve improvements in strength similar to those that can be achieved with reinforcements are. In particular when metallic cover sheets are applied to the components designed according to the invention noticeable improvements in strength properties can be achieved with only a small increase in overall strength reach. A cover sheet is expediently placed directly in the mold or formwork, on the cover sheet an adhesive is applied which, based on polyurethane, automatically hardens when exposed to moisture. That

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andere Deckblech wird dann unter Verwendung des gleichen Klebstoffes auf den Inhalt der gefüllten Schalung oder Form gelegt, und anschliessend wird eine Verdichtung im Verhältnis von'l : 1~3> vorzugsweise 1 : 1,5 vorgenommen, um eine dichte Struktur mit guter Verbindung der Deckbleche mit dem Kernmaterial - bestehend aus hydraulischem Bindemittel, Zuschlagstoff und Zuschlägen verschiedenster Art - zu erhalten.other cover sheet is then filled onto the contents of the formwork or using the same adhesive Form, and then a compression in the ratio of 1: 1 ~ 3> preferably 1: 1.5 to ensure a tight structure with a good connection between the cover plates with the core material - consisting of hydraulic binding agent, aggregate and aggregates of various kinds Kind - to receive.

Examples

Zur Herstellung eines erfindungsgemässen, für den Hochbau geeigneten Leichtbauelementes wurden 100 1 Polystyrolschaurn, vorzugsweise mit einem Schüttgewicht von 8-i8 gr/1 und einer •Partikelgrösse von 1-5 mm, mit 100 gr eines Haftvermittlers in Form eines flüssigen Epoxyharzes ummantelt. Dann wurden 17 kg Zement mit 7 kg Wasser vermischt und dieser Mischung 3*5 kg eines anorganischen Zuschlagstoffes, bestehend aus 0,42 Molen Al 0 , 9,6 Molen SiO und 2,93 Molen B₂ ^0-^ ^{zu e}^^{nem Mo1} Na₂O,zugegeben. Das hydraulische Bindemittel nebst Zuschlagstoff wurde dann mit den ummantelten Polystyrolschaumpartikeln innig gemischt und in eine Form gebracht, deren Boden mit einem Aluminiumblech von 1,5 mm Stärke ausgelegt war, das einseitig mit einem unter Feuchtigkeitseinwirkung aushärtenden Kleber auf Polyurethanbasis beschichtet war. Nach dem Füllen der FormTo produce a lightweight construction element according to the invention suitable for building construction, 100 l of polystyrene foam, preferably with a bulk density of 8-18 gr / l and a particle size of 1-5 mm, were coated with 100 g of an adhesion promoter in the form of a liquid epoxy resin. Then 17 kg of cement were mixed with 7 kg of water and this mixture 3 * 5 kg of an inorganic additive, consisting of 0.42 moles of Al 0, 9.6 moles of SiO and 2.93 moles of B ₂ ^0- ^ ^{to a} ^ ^{nem Mo1} Na ₂ O, added. The hydraulic binder and aggregate were then intimately mixed with the coated polystyrene foam particles and placed in a mold, the bottom of which was lined with an aluminum sheet 1.5 mm thick, which was coated on one side with a polyurethane-based adhesive that cures under the action of moisture. After filling the mold

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wurde auf den in der Form glattgestrichenen Inhalt ein weiteres mit dem gleichen Kleber versehenes Aluminiumblech gleicher Stärke aufgelegt und unter Anwendung von Druck zur Erzielung eines Verdichtungsverhältnisses von 1 : 1,5 von unverdichtetem zu verdichtetem Kernmaterial komprimiert, wobei zum schnellen Abbinden des hydraulischen Bindemittels die Form beheizt wurde. Das Bauelement wurde zu einer Platte mit einer Stärke von 70 mm geformt. Das mittlere Flächengewicht der Platte betrug ca. 330 kg/m', der Isolationswert (k- Wert) ca. 0,8 Kcal/m²h°C. Die Tragfähigkeit be- Another aluminum sheet of the same thickness, provided with the same adhesive, was placed on the contents smoothed out in the form and compressed using pressure to achieve a compression ratio of 1: 1.5 from the uncompacted to the compacted core material, with the form for the rapid setting of the hydraulic binder was heated. The building element was formed into a plate with a thickness of 70 mm. The average weight per unit area of the plate was approx. 330 kg / m ² , the insulation value (k value) approx. 0.8 Kcal / m 2 h ° C. The load-bearing capacity

lief sich bei 2 m Stützlänge auf 330 kg/m und die zulässige Belastung bei einer Durchbiegung von f = L/300 (L = Stützlänge) betrug bei einer Stützlänge von ¹I m Ί5 kg/mran to 330 kg / m with a support length of 2 m and the permissible load with a deflection of f = L / 300 (L = support length) with a support length of ¹ lm Ί5 kg / m

Das Bauelement wurde einer Prüfung auf Feuerwiderstandsfähigkeit unterzogen. Auf der Seite, die der direkten Ein-r v/irkung der Fremdfeuerquelle ausgesetzt war, wölbte sich nach 10 Minuten Brenndauer das Aluminiumblech. Nach 16 Minuten begann es zu schmelzen und nach 18 Minuten entzündeten sich aus dem freigelegten Kernmaterial entweichende Gase und brannten mit massiger Flammentwicklung. Mit zunehmender Brenndauer schmolz das Aluminiumblech auf immer grösserer Fläche. Nach 2M Minuten war das Kernmaterial auf den grössten Teil der der Fremdfeuerquelle zugewandten Seite entblösst. Die Reste des Aluminiumbleches hingen an dem Rand der Probe. Zu diesem Zeitpunkt liessThe construction element was subjected to a test for fire resistance. On the side that was directly exposed to the external fire source, the aluminum sheet bulged after a burning time of 10 minutes. After 16 minutes it began to melt and after 18 minutes gases escaping from the exposed core material ignited and burned with massive flames. As the burning time increased, the aluminum sheet melted over an ever larger area. After 2M minutes, most of the core material was exposed on the side facing the external fire source. The remnants of the aluminum sheet hung on the edge of the sample. At this point left

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die Flammenbildung auf Grund entweichender Gase bereits merklich nach, wobei nach 26 Minuten nur noch schwache Flammen zu beobachten waren. Nach 30 Minuten Brenndauer traten nur noch aus den Ecken der Proben sporadisch kurze Flammen aus. Nach U5 Minuten löste sich eine dünne Oberflächenschicht (l-2mm) stellenweise vom freigelegten Kernmaterial ab. Im weiteren Verlauf der Prüfung zeigten sich nur noch sporadisch kleine Flammen in den Probenecken. Am Kernrnaterial war von Auge keine Veränderung mehr zu beobachten. Auf der sogenannten Kaltseite, d.h. der der direkten Flammeinwirkung gegenüberliegenden Seite des 'Bauelementes,entwichen nach 9 Minuten am Probenrand einige Qualmstösse, die nachher, aufhörten. Nach 90 Minuten Brenndauer wurden auf der kaltseitigen Oberfläche Temperaturen zwischen 80 und 88 C gemessen. Der Mittelwert betrug 8h C und lag damit um 62 C über der Anfangstemperatur und ca. 80 C unter dem Mittelwert,der für die Erwärmung einer Kaltseite noch als zulässig betrachtet wird. Diese günstigen Messergebnisse des erfindungsgemässen Bauelementes gestatten es, dieses als feuerbeständig zu klassifizieren.Während eines 30 Sekunden dauernden Löschversuches wusch der Löschwasserstrahl das Kernmaterial lediglich bis in eine grösste Tiefe von 3cm ab. Stellenweise wurde dabei überhaupt kein Kernmaterial weggespült. Die Oberflächenschicht war bis in eine Tiefe von ca. 1 1/2 cm graubraun verfärbt, dahinter schwarz. Das Kernmaterial war in einer Stärke von rund 2cm völlig unversehrt geblieben.the formation of flames due to escaping gases noticeably slowed down, with only weak flames being observed after 26 minutes. After 30 minutes of burning time, only short flames sporadically emerged from the corners of the samples. After 5 minutes, a thin surface layer (1-2mm) peeled off in places from the exposed core material. In the further course of the test, only sporadic small flames were found in the sample corners. No change could be observed with the eye on the core material. On the so-called cold side, ie the side of the component opposite the direct exposure to flame, some puffs of smoke escaped after 9 minutes at the edge of the sample, which afterwards ceased. After a burning time of 90 minutes, temperatures between 80 and 88 C were measured on the cold-side surface. The mean value was 8h C and was thus 62 C above the initial temperature and approx. 80 C below the mean value that is still considered permissible for heating a cold side. These favorable measurement results of the component according to the invention allow it to be classified as fire-resistant. During an extinguishing attempt lasting 30 seconds, the extinguishing water jet only washed the core material to a maximum depth of 3 cm. In some places, no core material was washed away at all. The surface layer was discolored gray-brown to a depth of approx. 1 1/2 cm, behind it black. The core material remained completely intact with a thickness of around 2 cm.

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Claims

1. Process for the production of from a hydraulic binder in addition to slamming formed building element of high fire resistance, characterized in that an inorganic aggregate is added to the hydraulic binder which liquefies under the action of heat on the component and with the solid components of the hydraulic " Binder forms a cohesive structure.

2. The method according to claim 1, characterized in that an inorganic Additive is added until the onset of a ceramic bond of the solid components of the hydraulic Binders remains fluid.

3. The method according to claim 2, characterized in that a ceramic frit is added as an aggregate.

4. The method according to claim 3, characterized in that the frit consists of a mixture of 0.16 to 0.6, preferably 0.18 to 0.42 mol Al ₂ O ₃ , 1.4 to 12.0, preferably 2, 0 to 9.5 mol SiO and 0.4 to 3.5, preferably 0.6 to 3.0 mol B_0 'to one mol.

5. The method according to claim 3, characterized in that the frit consists of a mixture of 0.1 to 0.25, preferably 0.15 to 0.2 mol Al ₂ O ₃ , 1.0 to 2.5, preferably 1, 5 to 2.0 mol SiO and 0.3 to 1.5, preferably 0.35 to 1.0 mol BO to a mol of a mixture, consists of alkali and alkaline earth oxides, the

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Mixture of alkali and alkaline earth oxides from 0.3 to 0.6, preferably 0.35 to 0.45 mol Na ₂ ⁰ '0.04 to 0.08, preferably 0.045 to 0.06 mol K "0 and 0, 4 to 0.7, preferably 0.5 to 0.6 mol of CaO is formed.

6. The method according to claim 3 to 5, characterized in that the frit in a weight ratio to the hydraulic binder from 1: 0.5 to 10, preferably 1: 5, is added.

7. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the hydraulic binder, as an inorganic additive, glass powder and / or slag powder is added.

8. The method according to claim 1 to 7> characterized in that 1 to 7 parts, preferably 5 parts, cement, 1 to 5 parts, preferably 2 parts of water and 1 to 7 parts, preferably 1 part, of aggregate are mixed together.

9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that as a lightweight aggregate pre-expanded plastic particles in the hydraulic Binder with aggregate can be introduced.

10. ' The method according to claim 9, characterized in that the plastic particles prior to mixing with the hydraulic Binder are coated with an adhesion promoter.

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11. The method according to claim 10, characterized in that the Adhesion promoter is an epoxy resin.

12. The method according to · claims 1 to 8, characterized in that incombustible fiber material, e.g. asbestos fibers, is used as an additive will.

13. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the supplement consists of puffed clay pebbles.

14. The method according to claim 1 to 13, characterized in that the shaping takes place by means of formwork. .

15. The method according to claim 14, characterized in that compression takes place by means of pressure or vibration.

16. The method according to claim 14 or 15, characterized in that that the component is provided with iron reinforcement.

17. The method according to claim 14, characterized in that during Depending on the shape of the component, metallic or non-metallic cover layers can be applied to the component.

18. The method according to claim 1 to 17, characterized in that heat is supplied to accelerate the hardening of the hydraulic binder.

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