DE2635736C2

DE2635736C2 - Feuerhemmende Platte

Info

Publication number: DE2635736C2
Application number: DE2635736A
Authority: DE
Inventors: Helge Birkeroed Hoeyer
Original assignee: Rockwool International AS
Current assignee: Rockwool AS
Priority date: 1975-08-12
Filing date: 1976-08-09
Publication date: 1986-10-30
Also published as: DK364375A; US4119755A; SE7604305L; FR2321021A1; FR2321021B1; GB1558073A; NO762614L; CA1094937A; DE2635736A1; SE403894B; ATA596776A; JPS5238732A; NO145386B; CH608061A5; NO145386C; FI762185A; NL7608990A; BE844871A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine feuerhemmende Platte zum Einfügen in Wänüe, Türen und sonstige Raumteilerelemenie in Gebäuden, Schiffen od. dgl. Bauwerken, welches Mineralwolle aufweist, wobei die Mineralwollfasern an ihren Berührungs- bzw. Kreuzungspunkten durch ein Bindemittel miteinander verbunden sind, und wobei das Fasermaterial eine Substanz darstellt, die durch Erhitzung von einem glasartigen amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand überführt ist.

Im allgemeinen bestehen Innentüren in Gebäuden aus einem hölzernen Rahmen, der auf jeder Seite von Sperrholzplatten oder furnierten Schichtholzplatten überdeckt ist. Wenn in einem Raum ein Feuer ausbricht, kann dieses schnell die Holzplatte entzünden, die auf der Seite des betreffenden Raumes angeordnet ist. Schon kurze Zeit darauf können sich auch diejenigen Teile der anderen Holzschicht entzünden, die sich innerhalb des Holzrahmens befinden, so daß dann der Zutritt des Feuers zu dem benachbarten Raum freigegeben ist.

Türplatten bzw. -futter dieser üblichen Ausführung werden deshalb meist benutzt, weil sie ein gutes Aussehen und ein geringes Gewicht haben, und zwar nicht nur in Wohnhäusern, sondern auch in anderen Gebäuden, wie öffentlichen Gebäuden, Hotels und Krankenhäusern. In Gebäuden der letzteren Art, bei welchen mehrere Räume an einen gemeinsamen Flur oder an ein Treppenhaus angrenzen, ist es erforderlich, Türfutter bzw. -platten zu wählen, die einem sich ausbreitenden Feuer einen größeren Widerstand entgegenstellen. Zu diesem Zweck wurden Türen vorgeschlagen, bei welchen der Rahmen in vorbeschriebener Weise mit beiderseitigen Holzplatten versehen ist und bei welchen weiterhin eine mittlere Matte im wesentlichen aus anorganischem Material zwischen den beiden Platten angeordnet und verwendet wird.

Es ist nun in der Praxis sehr schwierig, das Verhalten von Baumaterial und Bauteilen gegenüber einem Feuer vorauszusagen. Aus diesem Grunde werden im Labor bzw. in einer Versuchsabteilung Versuche mit einem offenen Feuer durchgeführt, um das Verhalten und die Feuerwiderstandsfähigkeit des betreffenden Materials beurteilen zu können. Bei derartigen Versuchen wird meist ein Ofen benutzt, in welchem mit Hilfe von ÖI- oder Gasbrennern ein Feuer erzeugt wird. Die Brennstoffzufuhr, meist durch Injektion, wird in der Weise geregelt, daß die Temperatur in dem Ofen vom Zeitpunkt der Entzündung an entsprechend einer vorbestimmten Temperatur-Zeit-Kurve ansteigt. Eine solche Temperatur-Zeit-Kurve kann z. B. genormt sein. Nach 5,15,30,45 und 60 Minuten Heizdauer soll demnach die Temperatur zugeordnet zu den vorgenannten Zeiten

•■■i 540⁰C, 734° C, 82 Γ C, 879° C und 924° C betragen. Das betreffende feuerhemmende Plattenmaterial wird dann in der Weise getestet, daß man eine Seite des Plattenmaterials dem Feuer in dem Ofen aussetzt, während die andere Seite des Plattenmaterials nach der Umgebung außerhalb des Ofens hin liegt Das Plattenmaterial wird in diese Stellung gebracht bevor die Brenner entzündet werden. Nach der Entzündung wird die Temperatur auf der nach außen liegenden Oberfläche des Plattenmaterials gemessen und in Abhängigkeit von der Zeit ab Entzündung registriert Der Versuch wird so lange durchgeführt, bis eine maximale Temperatur auf der Außenseite erreicht ist

Als feuerhemmendes Plattenmaterial wurden auch bereits Matten aus Mineralwolle benutzt, die ein Bindemittel aufweisen und in welchen das Fasermaterial bei anwachsender Temperatur von einem glasartigen amorphen Zustand zu einem kristallinen Zustand wechselt bevor das Material sich zu einem solchen Grad bzw. Ausmaß erweicht, daß die Matten deformiert werden. In kristallinem Zustand wird das Fasermaterial bei Temperaturen unterhalb 1000⁰C nicht weich. Die mechanische Festigkeit der kristallinen Fasern sinkt im wesentlichen dementsprechend, aber es kann erwartet werden, daß die Matten ein gleiches Maß an Schutz gegenüber den dem Feuer nicht ausgesetzten Holzplatten bieten, wie der hölzerne Rahmen, zumindest wenn das spezifische Gewicht der Mineralwollmatte in der Größenordnung von 200 bis 400 kg/m³ liegt. Mineralwolle mit Bindemittel wird in großem Umfange in der Bauindustrie für Hitze- und Schallisolierungsprodukte verwendet, und zwar wegen des günstigen Preises. Mineralwolle, die geeignet ist, hohen Temperaturen im eigentlichen Sinne des Wortes zu widerstehen, ist entsprechend kostspieliger.

Bei Versuchen zur Prüfung der Feuerwiderstandsverhältnisse von Mineralwolle zu dem vorerläuterten Zweck wurde festgestellt, daß bei einlagiger Mineralwolle die Temperatur der nach der Umgebung hin, also von dem Ofen abliegenden Platte verhältnismäßig schnell nach der Entzündung des Ofens ansteigt. Dem Anstieg der Temperatur folgt ein Temperaturabfall. Diese besonderen Verhältnisse machen die Beurteilung der tatsächlichen Feuerwiderstandsfähigkeit einer einlagigen Matte sehr schwierig.

Ferner wurde bereits ein Plattenmaterial aus Mineralfasern vorgeschlagen, welches auf der Außenseite mit einem anorganischen Überzug versehen ist um die Feuerwiderstandsfähigkeit zu verbessern. An sich wurden für diesen anorganischen Überzug Zusammensetzungen vom gleichen Typ, materialmäßig gesehen, vorgeschlagen, wie die dünne Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung. Solche anorganischen Bezüge haben jedoch die Eigenschaft, daß sie leicht hart und bröckelig werden

und somit während des Transportes und der Installation aus der Oberfläche ausbrechen können. Ein Ausbrökkeln des Bezugs, wenn auch nur in kleinen Bereichen, stellt die Feuerwiderstandsfähigkeit des Plattenmaterials in Frage.

Des weiteren ist aus der AT-PS 2 52 093 ein Verfahren zur Herstellung von isolierplatten, Isolierblöcken od. dgL bekannt, und zwar werden nach diesem Verfahren fertig geformte Filze aus Schlacken-, Glaswolle od. dgl. mit einer Mischung aus Tonerdeschmelzzement und Wasser oder Gemischen aus einem solchen Zement mit Tonen, Sanden, sonstigen Beimengungen und Wasser mit überwiegendem Anteil an Tonerdeschmelzzement getränkt, besprüht, bestrichen oder beschichtet und dadurch formbeständig gemacht Bei dem bekannten Verfahren wird zwar angestrebt, die Mischung mit Tonerdeschmelzzement beim Auftragen möglichst bis in den Kern des Filzes eindringen zu lassen, hauptsächlich soll aber die Isolierplatte an der Oberfläche große Steifheit aufweisen, so daß durch die Beschichtungen außenliegende Zonen entstehen, die große Zug- und Druckkräfte aufnehmen. Derartig vorbehcindehe Isolierplatten können auch in mehreren Schichten zu Blökken vereinigt werden. Wenn derartige Isolierplatten oder -blöcke einer direkten Feuerbeaufschlagung unterworfen werden, so besteht die Gefahr, daß Risse, Sprünge und Abspaltungen entstehen, so daß das Feuer gerade an derartigen beschädigten Stellen angreifen und weitere Zerstörungen nach innen zu bewirken kann.

Aus der DE-PS 9 57 465 ist ein Verfahren zum Feuersichermachen von Isolierungen aus Glas- oder Mineralfasern bekannt, wonach bestimmte wasserlösliche Silikate auf die Außenfläche der Isolierung aufgebracht werden. Auch bei diesen Isolierungen stellt sich das Problem, daß bei direkter Feuerbeaufschlagung Risse, Sprünge und Abspaltungen entstehen können.

Aus der DE-PS 9 08 467 ist schließlich eine mehrschichtige Isoliermatte bekannt, bei welcher zwischen den Schichten Aluminiumfolien eingelegt sind.

Der Erf-ndung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine feuerhemmende Platte zu schaffen, welche einerseits sehr wirksam die Ausbreitung von Feuer von einem Raum auf einen benachbarten Raum verhindern und andererseits bei vergleichsweise gleichem spezifischen Gewicht, und zwar in bezug auf bekanntes Plattenmaterjal, eine wesentlich geringere Temperaturerhöhung auf der von dem Feuer abliegenden Seite ergibt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens zwei, insbesondere vier oder fünf. Schichten von Nfineralwolle mit dünnen, festen Klebemittelschichten aus anorganischem Material verbunden sind.

Bei der erfindungsgemäßen feuerhemmenden Platte ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß die dünne Schicht bzw. die dünnen Schichten aus anorganischem Material gegen Beschädigungen jeglicher Art dadurch geschützt sind, daß sie im Innern des Plattenmaterials untergebracht sind, so daß bei Feuereinwirkung keine Rißbildung bzw. kein Ausbrechen von Oberflächenteilen stattfinden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die erfindungsgemäße Platte zu günstigen Herstellungskosten angefertigt werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung sei nachfolgend noch anhand einiger Beispiele veranschaulicht. Es wurden vier Proben von Plattenmaterial dem o'ren beschriebenen Feuertest unterworfen. Die Beispiele sind folgende:

I) Mineralwollmatte in einer einzigen Lage aus Mineralwolle, welche ein Bindemittel enthält Die Dicke beträgt 28 mm, das spezifische Gewicht 300 kg/m³, Anteil des Bindemittels: 3 Gewichtsprozent.

II) Plattenmaterial gemäß der Erfindung mit fünf Lagen aus Mineralwolle der gleichen Art und mit gleichem spezifischen Gewicht wie im Beispiel I) und mit dünnen Lagen bzw. Schichten aus anorganischem Bindemittel zwischen den Lagen der Mineralwolle. Die gesamte Dicke beträgt 28 mm.

III) Plattenmaterial gemäß der Erfindung, welches vier Lagen von Mineralwolle der gleichen Art und des gleichen spezifischen Gewichtes wie im Beispiel I) aufweist und ferner Lagen aus anorganischem Bindemittel zwischen den Lagen der Mineralwolle. Die Gesamtdicke beträgt 34 mm.

IV) Plattenmaterial gemäß der Erfindung, welches fünf Lagen aus Mineralwolle der gleichen Art und mit dem gleichen spezifischen Gewicht sowie mit dem gleichen Gehalt an Bindemküln wie in dem Beispiel I) aufweist und welches Lagön aus anorganischem Bindemittel mit Aluminiumfolien zwischen den Lagen der Mineralwolle besitzt

DL dünne Schicht aus anorganischem Bindemittel bestand aus 150 g Kaolin, 112 g Wasserglaslösung und 100 g Wasser. Bindemittel für den vorerläuterten Zweck können auch kleine Mengen organischer Stoffe oder Netzmittel enthalten. Das direkte Bindemittel in der Mineralwolle war Phenol-Melamin-Formaldehyd-Harz.

In der Zeichnung zeigt ein Diagramm die Kurven entsprechend dem Temperaturverlauf, der in bezug auf die Zeit, angefangen von der Zündung, gemessen worden ist, und zwar an den von der Feuerstelle abliegenden Flächen. Dabei beziehen sich die Kurven 1,2,3 und 4 entsprechend auf das Piattenmaterial gemäß den obigen Beispielen I), II), III) und IV) in dieser gleichen Reihenfolge. Die Kurve 1 zeigt einen Anstieg der 1 emperatür auf 400⁰C nach etwa 25 Minuten, was eine Beurteilung und Voraussage in bezug auf die Feuerwiderstandsverhältnisse des Plattenmaterials I) unsicher macht Das Plattenmaterial gemäß der Erfindung nach den Beispielen II), III) und IV) zeigt dagegen einen Anstieg der Temperatur von eiwa 40° C auf etwa 6O⁰C innerhalb des gleichen Zeitraumes, was als sehr niedrig und zufriedenstellend angesehen werden kann.

Es ist bemerkenswert, daß die Kurve 1 nach dem vorerläuterten Anstieg der Temperatur sodann anschließend nach etwa 45 min einen Teoiperaturabfall auf etwa 200° C zeigt. Die einzige mögliche Erklärung kann darin gesehen werden, daß in dem Material scibst ein exothermer Prozeß stattgefunden hat Die Kristallisation des Fasermaterials findet unter Freigabe von Wärmeenergie statt, und es ist daher anzunehmen, daß dies auch im vorliegenden Falle auf den exothermen Prozeß zurückzuführen ist. Die Kristallisation jedoch findet bei einer Temperatur über 800° C statt. Daraus ist wieder zu schließen, daß die Kristallisation zu Anfang auf einem Teil der Dicke des Plattenmaterials ungefähr zur gleichen Zeit stattgefunden hat, und daß die freigesetzte Hitze durch die gesamte Dicke des Materials nach Art einer Hitzefront hindurchgelaufen ist, mit graduellem Anstieg der Ausbreitung in Richtung der Dicke des Materials mit Abschließendem Abstieg der Temperatur.

Die Wirkung der zwischengeschalteten dünnen Lage in dem erfindungsgemäßen Plattenmaterial beruht so-

mit auf der Tatsache, daß ein Teil der Wärmeenergie, die von der Kristallisation freigegeben worden ist, andererseits durch Wasserentzug aus der dünnen Bindemittellage aufgebraucht wird und daß diese dünnen Lagen zwischen den erläuterten Mineralwollschichten gewis- s sermaßen als Hitzesiebe wirken, welche die Wärme reflektieren. Mineralwolle mit einem spezifischen Gewicht von 300 kg/m³ besitzt eine Porosität von 90 Prozent, so daß der Feststoffgehalt des gesamten Volumens der Mineralwolle nur etwa 10 Prozent ausmacht. Die to Wärme kann daher über eine gewisse Strecke in das Material hineinstrahlen. Dies erklärt, warum das Plattenmaterial gemäß dem obigen Beispiel IV) das beste Ergebnis zeigt, obwohl dies das dünnste Plattenmaterial unter den vier getesteten Proben war. 15

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Claims

Patentansprüche:

1. Feuerhemmende Platte zum Einfügen in Wände, Türen und sonstige Raumteiierelemente in Gebäuden oder Schiffen, welche Mineralwolle mit einem spezifischen Gewicht von 200 bis 400 kg/m³ aufweist, wobei die Mineralwollefasern an ihren Berührungs- bzw. Kreuzungspunkten durch ein organisches Bindemittel mit einem Anteil von 3 Gewichtsprozent miteinander verbunden sind, und wobei das Fasermaterial eine Substanz darstellt, die durch Erhitzen von einem glasartigen amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand überführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei, insbesondere vier oder fünf, Schichten von Mineralwolle mit dünnen, festen Klebemittelschichten aus anorganischem Material verbunden sind.

2. Feuerhemmende Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelschichten aus 150 g Kaolin, 112 g Wasserglaslösung und 100 g Wasser bestehen.

3. Feuerhemmende Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Klebemittelschichten zwischen den Mineralwolleschichten Lagen aus Aluminiumfolie vorgesehen sind.