DE2641982A1

DE2641982A1 - Feuerfestes verbindungssystem fuer strukturen aus beton

Info

Publication number: DE2641982A1
Application number: DE19762641982
Authority: DE
Inventors: Paul Lewis Earle
Original assignee: SNIDER GEORGE WILLIAM
Current assignee: SNIDER GEORGE WILLIAM
Priority date: 1975-09-17
Filing date: 1976-09-17
Publication date: 1977-03-31
Also published as: FR2324814A1; LU75807A1; NL7610390A; US4058947A; CA1042679A; BE846279A; FR2324814B1

Description

^ F»atentanwä!te

Licht . Dr. Schmidt Hansmanti ■ Herrmann Postfagh 7O12O5

80OO München 70

2841982

17. September 1976

Paul Lewis Earle 3500 E. Iloyd Dr. Denver, Colorado

und

George William Snider 88 Carriage Stone Dr. Chagrin !alls, Ohio

V.St.A.

"Feuerfestes Yerbindungssystem für Strukturen aus Beton"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbindungssysteme für Strukturen aus Beton und insbesondere auf feuerfeste Verbindungsanordnungen für Wände, Böden, Decken und ähnliche G-ebäude struktur en, die aus mehreren nebeneinander angeordneten Betontafeln hergestellt sind.

Viele Gebäude werden aus vorfabrizierten Betontafeln aufgebaut, zu denen Außenwände, Innenwände, Decken, Böden und/oder ähnliche Teile der Gebäudestruktur gehören. Derartige vorfabrizierte Tafeln, die auch vorgespannt sein können, werden

709813/0737

im allgemeinen fluchtend und aneinander anstoßend angeordnet und ergeben die meisten Wände, Decken usw. (Zur Vereinfachung der Darstellung wird die Erfindung anhand einer Wand erläutert, doch gelten die Erfindungsprinzipien in gleicher Weise für Böden, Decken und ähnliche Strukturen.) Üblicherweise wird bei dieser Bauweise eine kleine Lücke zwischen benachbarten Tafeln gelassen, um der normalen Ausdehnung und Zusammenziehung der Tafeln Rechnung zu tragen. Deshalb muß eine Dichtung zum Verschließen der Lücken (oder "Verbindungen") zwischen den benachbarten Tafeln vorgesehen werden.

Manche Verbindungssysteme für Innenräumlxchkexten können hauptsächlich für Dekorationszwecke vorgesehen sein, während andere an ähnlichen Stellen eine völlige Abtrennung benachbarter Räume ergeben sollen. An Außenwänden dienen Verbindungssysteme hauptsächlich zur wetterfesten Abdichtung. Ähnliche Abdichtungen an den Betontafeln des Unterabschnitts eines Dachbodens dienen ebenfalls zur wetterfesten Abdichtung und stellen daneben einen Teil der Grundfläche für spätere Auflagen von Teer oder anderen Bedachungsmaterialien dar.

Alle diese verschiedenen Verbindungssysteme, ob sie nun Dekorationszwecken dienen oder eine andere Funktion im Bau zu erfüllen haben, haben einen wesentlichen Nachteil, der seit langem für die Bauindustrie von großer Bedeutung ist. J⁵Js handelt sich dabei nämlich um die geringe Feuerfestigkeit der Verbindungen. Die aus Betontafeln bestehenden Abschnitte von Wänden widerstehen der Flammenausbreitung, Hitze und Feuer

709813/0737

eine oder mehrere Stunden, wohingegen die Verbindungen im allgemeinen innerhalb einiger Minuten zerstört sind. Deshalb kann ein in einem Teil eines Gebäudes ausgebrochener Brand sich rasch durch das ganze Gebäude ausbreiten, obwohl die Betontafeln feuerfest sind. Dies stellt natürlich eine ernstliche Gefahr für die Öffentlichkeit dar, insbesondere ira Falle sehr hoher Gebäude, in denen sich das Feuer nicht nur horizontal in einem einzigen Stockwerk ausbreiten kann sondern auch, in Vertikalrichtung zu höheren bzw. niedrigeren Stockwerken über die in den Böden und Decken angebrachten Verbindungen vordringen kann. Die Bauindustrie und die Feuerpolizei haben deshalb seit langem versucht, wirksame "feuerfeste" Verbindungen zu schaffen, die einerseits so feuerfest wie Betontafeln sind und andrerseits ihre Funktionsfähigkeit im Feuer bewahren.

Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird die folgende Terminologie verwendet.

"Verbindungsseite" bezeichnet die Tafelabschnitte, die mit den Hauptflächen der Tafeln koplanar sind; "Verbindungstiefe" bedeutet eine Abmessung, die äquivalent der Dicke der Tafeln ist; "Verbindungslänge" bedeutet eine Längenabmessung, die äquivalent der Länge der aneinander anliegenden Tafeln ist; "einstufige Verbindung" bedeutet eine Verbindung mit einer geradlinigen Bohrung (siehe Figuren 2 und 3); "zweistufige Verbindung" bedeutet eine Verbindung mit zwei geradlinigen Bohrungen und einem versetzten oder vergrößerten

709813/0737

Abschnitt zwischen diesen Bohrungen (siehe Figuren 4 und 5); "Feuerfestigkeit" bedeutet die Fähigkeit einer Verbindung, mindestens eine Stunde lang in dem Feuertest gemäß A3TH S-119 brauchbar zu bleiben.

Ausgedehnte Untersuchungen an feuerfesten Betonwänden wurden von Organisationen der Betonbauer, beispielsweise dem "Prestressed Concrete Institute" (Institut für Spannbeton), durchgeführt. Eine Beschreibung beispielhafter Arbeiten auf diesem Gebiet und Hinweise auf andere Untersuchungen sind in einem Artikel von A.H. Gustaferro unter dem Titel "PCI Report on Fire Resistance of Architectural Precast Concrete" ("Bericht des Instituts für Spannbeton über die Feuerfestigkeit von vorfabriziertem Beton für Architekturzwecke"), Journal of Prestressed Concrete Institute, J_9, 5, Seiten 18-37 (September-Oktober 1974·) enthalten. In diesem Artikel wird vorgeschlagen, Asbestseil in Verbindungssystemen (sowohl einstufige als auch zweistufige Systeme) zur Verbesserung der Feuerfestigkeit zu verwenden. In einigen der im Artikel dargestellten Verbindungssysteme werden Dichtungsmittel in Verbindung mit Asbestseilen an den Außen- und/oder Innenseiten der Verbindungen verwendet.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes, feuerfestes Verbindungssystem, das aus einem dichtenden Verbindungsmittel an der kalten Seite und einem verhältnismäßig dicken Stück einer zusammendrückbaren, elastischen Hasse aus synthetischen, anorganischen, feuerfesten

709813/0737

fasern auf der heißen Seite besteht. Es hat sich herausgestellt, daß die Korabination der Materialien eine Verbindungsstelle mit erhöhter Feuerfestigkeit ergibt und vor allem gleichzeitig die mechanischen Kenngrößen aufweist, die die ständige Ausdehnung und Zusammenziehung und andere Bewegungen der die Wand aufbauenden Betontafeln zulassen, ohne daß es hierbei zu Einbußen der Feuerfestigkeit der Verbindungsstelle kommt. In weiteren speziellen Ausführungsformen des Verbindungssystems wird außerdem eine rückwärtige Stütze für das Dichtungsmittel verwendet. Das Dichtungsmittel kann auch an beiden Seiten der Verbindung angebracht werden. Außerdem kann mehr als eine Fasermasse in die Verbindungsstelle eingelegt werden, doch muß die Gesamtfasermasse zur Erzielung des benötigten Gesamtwäcmewiderstands ausreichen. Bei dem Dichtungsmaterial kann es sich um ein Dichtungsmittel für dekorative Zwecke handeln, doch wird gewöhnlich ein wetterfestes Dichtungsmittel verwendet. Vorzuziehen sind als "Hochleistungs-Dichtungsmittel" bekannte Materialien, insbesondere Elastomere, wie Polysulfide, Akrylpolymere, Silikone, Polyurethane und Polyurethan-Polyepoxide.

Figur 1 ist eine vertikale, perspektivische Darstellung eines kleinen Abschnitts einer als Wand dienenden Betontafel und zeigt die Anbringung des Dichtungsmittels und des Fasermaterials im erfindungsgemäßen feuerfesten Verbindungssystem.

Figuren 2-5 sind horizontale Querschnitte durch verschie-

709813/0737

dene durch verschiedene Ausfuhrungsformen des erfindungsgemäßen feuerfesten Verbindungssystems.

Die vorliegende Erfindung umfaßt ein verbessertes feuerfestes Verbindungssystem zur Verwendung mit Wänden aus Betontafeln und ähnlichen strukturen. Die Teile des erfindungsgemäßen Verbindungssystems ergeben zusammen sowohl den benötigten Wärmewiderstand (Feuerfestigkeit) als auch die mechanischen Eigenschaften, die zur Aufrechterhaltung der Wärmebeständigkeit notwendig sind.

Bisher wurden feuerfeste Materialien in Verbindungssysteme eingearbeitet, um Feuerfestigkeit zu erzielen (siehe beispielsweise die Abbildungen vorgeschlagener Verbindungen mit Asbestseilen in dem oben erwähnten Artikel von Gustaferro). Diese bekannten Verbindungen haben jedoch nicht die mechanischen Kenngrößen, die zur Erzielung von Feuerfestigkeit benötigt werden. Die normalen Bewegungen typischer Betontafeln, einschließlich der Bewegungen aufgrund von Ausdehnung durch Erhitzung, Zusammenziehung durch Abkühlung, Verbiegung aufgrund des Winddrucks und Bewegungen der Gesamtstruktur, üben auf normale wärmebeständige Materialien, so z.B. auch auf Asbest, Druckkräfte aus, von denen sich diese Materialien nicht mechanisch erholen können. Die feuerfesten Materialien werden deshalb bald so weit zusammengedrückt, daß sie die Verbindungsstellen nicht mehr ausfüllen, und Feuer und Hitze können leicht an der Hitzesperre vorbeigelangen. Das bedeutet, daß die Verbindung im Falle eines Feuers rasch

709813/0737

versagt.

Dieser schwerwiegende Nachteil bekannter Verbindungssysteme tritt bei der vorliegenden Erfindung nicht auf. Das vorgeschlagene Verbindungssystem ergibt nicht nur einen sehr wirksamen Wärmewiderstand, sodaß Verbindungssysteme mit einer gleichwertigen oder besseren Feuerfestigkeit wie die Betontafeln selbst erhalten werden, sondern hat außerdem die mechanischen Eigenschaften, die notwendig sind, um die ausgezeichnete Feuerfestigkeit bei langer Lebensdauer zu behalten.

Das erfindungsgemäße Verbindungssystem ist besonders bei Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verständlich. Figur 1 zeigt einen kleinen Abschnitt einer vertikalen Betonwand an der Verbindungsstelle zweier nebeneinander angebrachter Betontafeln 2 und 4. Zwischen diesen Tafeln ergibt sich eine Lücke oder Verbindungsstelle 6. Die "heiße", d.h. dem Feuer ausgesetzte, und die "kalte" Seite der Wand und der Verbindung sind angegeben. In vielen Fällen entsprechen diese Seiten der Innenseite und der Außenseite einer Außenwand eines Gebäudes. Ein Querschnitt durch' diese spezielle, einfache, einstufige Verbindung ist außerdem in Figuren 2 und 3 dargestellt.

Die Verbindung 6 wird durch die Kombination zweier Materialien, nämlich des Dichtungsmittels 8 und des feuerfesten Fasermaterials oder der Watte 10, abgedichtet und feuerfest gemacht. In der dargestellten Ausfuhrungsform wird

709813/0737

Dichtungsmittel 3 von einem Stützteil 12 verstärkt. Die
Bestandteile werden im einzelnen weiter unten noch beschrieben.

Das Dichtungsmittel 8 überdeckt vollkommen die Lücke
bzw. Verbindungsstelle 6 auf der kalten Seite und ist an
seinen gegenüberliegenden Enden an den Tafeln 2 und 4 befestigt. Die Haftung wird zweckmäßigerweise durch das Dichtungsmaterial selbst hervorgerufen, doch können auch Pälle auftreten, in denen ein getrenntes Haft- oder Bindemittel zwischen dem Dichtungsmittel 8 und der Endfläche der Tafeln eingesetzt wird. In ähnlicher Weise überdeckt das feuerfeste Fasermaterial 10 die gesamte Breite der Verbindungsstelle 6, Das
Pasermaterial wird an Verbindungsstelle 6 festgehalten durch die zwischen dem Material 10 und den Tafeloberflächen aufgrund der Elastizität des Fasermaterials auftretenden Reibungskräfte, Wie unten beschrieben, wird das Material beim Einsetzen in
die Verbindungsstelle etwas zusammengedrückt, und sein
Bestreben, sich elastisch auszudehnen, führt dazu, daß das
Material an den Endflächen der Tafeln anliegt und in dieser
Stellung gehalten wird. Zum Unterschied vom Dichtungsmittel
ist nicht vorgesehen, daß ein äußeres Klebemittel mit dem
feuerfesten 3?asermaterial verwendet wird. Ein derartiger
Kleber würde nämlich selbst Hitze übertragen und damit eine
Umleitung um die feuerfeste Fasermasse herum darstellen, was die Wirksamkeit der feuerfesten Verbindung nachteilig beeinflussen würde. Zwar kann im Prinzip ein anorganisches Bindemittel oder ein verhältnismäßig hitzebeständiges organisches

709813/0737

Bindemittel verwendet werden, doch ist dies nicht zweckmäßig. Außerdem könnte eine Umhüllung, oder ein Behälter aus organischem oder anorganischem Material für die Fasermasse verwendet werden, doch wird dies zweckmäßigerweise unterlassen, da es die Feuerfestigkeit der Verbindungsstelle reduziert (siehe das unten beschriebene Beispiel 4).

Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß Dichtungsmittel 8, Stützteil 12 und das feuerfeste Fasermaterial 10 in Form länglicher Streifen verwendet werden, die sich über die gesamte Länge der Verbindungsstelle zwischen den Tafeln erstrecken,, Die Verbindungsstellen haben im allgemeinen eine Breite von etwa 9 mm bis 5 cm und eine Tiefe von ca. 10 cm oder mehr. Die Tiefenabmessung der Verbindungsstelle muß dazu ausreichen, daß etwa 2,5-5,8 cm und vorzugsweise 3,5 cm oder mehr feuerfestes Fasermaterial eingelegt werden können, da der vom feuerfesten Fasermaterial geschaffene Wärmewiderstand mit der Dicke des Materials direkt in Beziehung steht.

Das im Rahmen der" vorliegenden Erfindung verwendete feuerfeste Fasermaterial besteht aus einer zusammendrückbaren, doch hochelastischen Masse aus anorganischen, synthetischen, feuerfesten Fasern. Derartige Fasern bestehen normalerweise aus Aluminiumsilikaten und werden aus einer Schmelze aus etwa gleichen Mengen von Siliziumdioxid und Aluminiumoxid hergestellt. Diese Materialien werden gewöhnlich in der Ofenindustrie verwendet, in der Aluminiumsilikate normalerweise als "1130 ⁰C Fasern" bezeichnet werden. Diese Festlegung

709813/0737

bedeutet, daß die Fasern eine gute Wärmeisolation und einen guten Warmewiderstand bei Temperaturen von etwa 1130 ⁰C an heißen Oberflächen ergeben. Außerdem \^erden oft geringe Hengen (d.h., bis maximal etwa 10-15/Ό anderer Oxide in die Fasern eingearbeitet (d.h., diese Oxide sind in der Schmelze vorhanden, aus der die Fasern hergestellt v/erden). Derartige geringe Mengen anderer Oxide können die Wärmebeständigkeit der Faser erhöhen oder erniedrigen. Geringe Mengen von Chromoxid (CrpO^) ergeben beispielsweise Fasern für Temperaturen von etwa 1330 ⁰G (siehe US-Patent Nr. 3 449 137). Andere Oxide können die Hitzebeständigkeit auf etwa 750-800 ⁰C verringern. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist dieser Nennwert der feuerfesten Fasern ohne große Bedeutung, da alle diese Fasern die allgemein üblichen Flainmentemperaturen von Bränden in Y/ohnhäusern mehrere Stunden lang ohne zu schmelzen oder zusammenzusintern aushalten. Typische feuerfeste Fasern sind in dem Artikel "Refractory Fibers" ("Feuerfeste Fasern") in Encyclopedia of Chemical Technology, Band 17, Seiten 285-295 (zweite Auflage, 1968) beschrieben.

Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung muß das verwendete Fasermaterial zum größten Teil oder gänzlich aus synthetischen, feuerfesten Aluminiumsilikat-Fasern bestehen (mit geringen Mengen der anderen, oben angeführten Oxide). Andere synthetische anorganische Fasern wie beispielsweise Glaswolle, Siliziumdioxyd-Fasern, die sogenannten Steinwollen und Schlackenwollen und dergleichen (die meistens ganz oder vorwie-

709813/0737

gend aus Silizium bestehen und nicht Aluminiumsilikate sind), können einen kleinen Prozentsatz der Masse ausmachen, dürfen aber nicht überwiegen. Der Grund hierfür ist, daß ihre Feuerfestigkeit nicht ausreicht, um die direkte Beaufschlagung mit Flammen über ausreichend lange Zeiträume auszuhalten, ohne daß hierbei ein Schmelzen oder Zusammensintern stattfindet. Außerdem haben viele dieser Materialien nicht die für die Ziele der vorliegenden Erfindung benötigte mechanische Elastizität. Doch können diese Materialien in geringen Mengen als Zuschläge zur feuerfesten Fasermasse verwendet werden. Wegen ihrer thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften sollten diese Materialien gleichmäßig in der feuerfesten Fasermasse verteilt werden und dürfen nicht an bestimmten Stellen derselben konzentriert auftreten.

Das feuerfeste Fasermaterial wird in Form einer zusammendrückbaren, federnden Watte oder dergleichen verwendet. Ein typisches handelsübliches Material, das für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ideal ist, ist das feuerfeste, unter dem Handelsnamen CERABLAMQ3T von der Firma Johns-Manville Corporation verkaufte Fasermaterial. Die Watte muß dick genug sein, um beim Einsetzen in die Verbindungsstelle zusammengepreßt zu werden; die Zusammenpressung muß so stark sein, daß die sich ergebenden elastischen Kräfte die Watte dauerhaft und fest in der Verbindungsstelle verkeilt halten. Die Watte kann als einzelne Lage eingelegt werden, wie in Figur 3 dargestellt; es wurde jedoch festgestellt, daß es zweckmäßig

709813/0737

ist, die Watte U-förmig zusammenzulegen und mit Hilfe eines spachtelartigen Werkzeugs die zusammengelegte Watteschicht in der in Figur 2 dargestellten Weise in die Verbindungsstelle einzulegen. Andere Verfahren, die zum Kalfatern von Verbindungsstellen verwendet werden, sind ebenfalls geeignet. Wichtig ist, daß die Watte nicht so stark zusammengepreßt wird, daß ihr Wärmewiderstand stark abnimmt. Dem Fachmann auf dem Gebiet der Wärmeisolation ist es klar, daß Watten ihre starke Isolationsfähigkeit nur deshalb haben, weil sie leicht und flauschig sind, sodaß die Fasermasse große Gebiete stagnierender Luft umschließt. Wenn die Watte zu stark zusammengedrückt wird, werden die Gebiete stagnierender Luft beseitigt und die Wärmeisolation der Watte wird stark verringert.

Die feuerfeste Faserwatte kann auch nicht durch natürliche anorganische Fasern, wie beispielsweise Asbest, ersetzt werden, obwohl dies in dem oben erwähnten Artikel von Gustaferro vorgeschlagen wird« Die Elastizität der Asbestfasern reicht nicht dazu aus, sie in einer Verbindungsstelle über längere Zeit und bei wiederholten Ausdehnungs- und Zusammendrückungsvorgängen festzuhalten. Es ist auch bekannt, daß Asbestfasermassen dazu neigen, nach einer Zusammendrückung sich "zusammenzusetzen", sodaß sie nicht den folgenden Bewegungen der Tafeln und Verbindungsstellen folgen.

Natürliche und synthetische organische Fasern sind für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ungeeignet, da sie nicht

709813/0737

den Wärmewiderstand aufweisen, der notwendig ist, um direkter Flammenbeaufschlagung über längere Zeiten ohne Beschädigung zu widerstehen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Dichtungsmittel 8 mit dem feuerfesten Fasermaterial zusammenwirkend verwendet. Bei Dichtungsmittel 8 handelt es sich normalerweise um ein elastomeres Hochleistungs-Material, das eine hohe Haftkraft hat und den Ausdehnungen, Zusammenziehungen und anderen Bewegungen der nebeneinander liegenden Tafeln 2 und 4 ohne Haftverluste an beiden Tafelflächen folgen kann. Hauptaufgabe des Dichtungsmittels ist es, eine wetterfeste Abdichtung an der Verbindungsstelle zu ergeben; das Dichtungsmittel kann allerdings auch zur Dekoration angebracht werden. Gewöhnlich wird ein Dichtungsmittel einer neutralen Farbe verwendet, sodaß es sich optisch an die Tafeln anpaßt. Bei nicht sehr aufmerksamer Betrachtung der Wandfläche entsteht der Eindruck, daß die Betonwand einstückig und in sich völlig zusammenhängend ist.

Hochleistungs-Dichtungsmaterialien, die sich bei der vorliegenden Erfindung verwenden lassen, bestehen aus PoIysulfid-Elastomeren, akrylischen Elastomeren, Silikon-Elastomeren, Polyurethan- und Polyurethan-Polyepoxid-Elastomeren. Die Eigenschaften vieler dieser handelsüblichen Materialien sind bekannt und brauchen an dieser Stelle nicht im einzelnen beschrieben werden. Geeignete Dichtungsmittel sind in vielen der üblichen Architektur-Kataloge beschrieben. Die

709813/073 7

neuesten Bände der jährlichen Ausgaben von "Sweets' Architectural Catalog" (besonders Abschnitt 7.11) enthalten gewöhnlich zahlreiche Annoncen und Beschreibungen, die von Herstellern geeigneter Dichtungsmittel stammen.

Bestimmte Typen von Dichtungsmitteln auf der Basis von Polyurethan-Polyepoxid sind besonders für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet. Das Hauptmaterial dieser Dichtungsmittel ist im TJtJ-Patent ITr. 3 445 436 beschrieben worden. Diese Materialien sind vorzuziehen, da festgestellt wurde, daß sie eine ausgezeichnete Haftung aufweisen, sodaß sie starke Ausdehnung und Zusammenziehung der benachbarten Tafeln ohne Verlust des Haftkontakts mit den Tafeln aushalten können. Diese Materialien sind im Handel unter dem Handelsnamen DYMERIC von der Firma Tremco, Inc. erhältlich.

Eine zufriedenstellende Verbindung läßt sich nur aus den Fasern und dem Dichtungsmittel herstellen, und dies ist die einfachste Form der vorliegenden Erfindung (siehe Figur 3)« Da jedoch die Watte wie eine Gaze an den Faseroberflächen Feuchtigkeit absorbiert, empfiehlt es sich, Stützmaterial zu verwenden, um damit schädliche Auswirkungen des auf der Faser festgehaltenen V/assers auf das Dichtungsmittel zu verhindern. Die in Figur 2 dargestellte Anordnung ist die vorzugsweise allgemeine Ausfuhrungsform der Erfindung.

Das utiitzmaterial 12 wird normalerweise an der Verbindungsstelle eingesetzt, wenn das Dichtungsmittel eingelegt wird, und schafft eine Anlagefläche bei der Einspritzung dea

709813/0737

elastomeren Dichtungsmittels. Als Stützmaterial wird normalerweise Polyäthylen- oder leopren-Schaumstoff mit geschlossenen Zellen oder ein ähnliches Material verwendet, das leicht in die Verbindungsstelle eingeschoben werden kann und eine ausreichende Elastizität hat, um bei der Anbringung des Dichtungsmittels in seiner Lage zu bleiben. Der Artikel von Gustaferro zeigt einen typischen Stützstreifen für das Dichtungsmittel in einer Verbindungsstelle.

Figuren 4 und 5 zeigen andere Formen des erfindungsgemäßen Verbindungssystems. In beiden Fällen handelt es sich um eine zweistufige Verbindung, da in der Mitte eine Luftkammer vorgesehen ist. Derartige Verbindungsstellen werden häufig verwendet, um die Wetterfestigkeit von Gebäuden zu erhöhen. Die Kanten der beiden benachbarten Tafeln 14 und 16 der Figur 4 sind so angeordnet, daß zwischen ihnen ein Luftspalt 18 entsteht. An der äußeren Seite des Luftspalts 10 wird Dichtungsmittel 20 von einem Streifen 22 abgestützt. An der gegenüberliegenden bzw. inneren Seite der Verbindungsstelle ist ein anderer Dichtungsstreifen 24 angebracht, der aus dem gleichen Material wie die Dichtung 20 sein kann und'die Öffnung verschließt, durch die die feuerfeste Fasermasse 26 eingesetzt wurde. Figur 5 zeigt ein ähnliches System, in dem die mit einem Apostroph versehenen Bezugs zahlen denen der Figur 4 entsprechen.

Die folgenden Beispiele verdeutlichen die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Systems.

709813/0737

Für Prüfungen verwendete Wände wurden aus drei nebeneinander aufgestellten Betontafeln der Abmessungen 30x90x12,5 cm aufgebaut; zwischen jeweils einem Paar von Tafeln waren 2,5 cm und 12,5 cm tiefe Verbindungsstellen vorgesehen. Verbindungsstellen für Prüfungen wurden dann in der in den Beispielen beschriebenen Weise angebracht und jede Anordnung wurde der Feuerprüfung gemäß dem ASTM E-119 Verfahren unterzogen. Bei diesem Verfahren war vorgesehen, daß die Betontafeln 2-2,5 Stunden bis zum Versagen halten sollten. Das Versagen wurde durch die Zeit ausgedrückt, die vergeht, bis die Temperatur an der kalten Seite der Verbindungsstelle 139 0 über der Umgebungstemperatur erreicht; sobald brennbare Materialien, beispielsweise organische Dichtungsmittel, mitverwendet werden, kann es frühzeitig zum Versagen kommen, falls das Material zu brennen beginnt.

Beispiel 1. Die ersten Verbindungsstellen für Prüfzwecke dienen zur Verdeutlichung bekannter Verbindungssysteme. Die Außenseiten der Verbindungen wurden mit dem oben erwähnten DIMERIC Polyurethan-Polyepoxid-Dichtungsmittel abgedichtet und mit dem üblichen Stützmaterial aus Schaum-Polyäthylen mit geschlossenen Zellen abgestützt, das im Handel unter der Bezeichnung ETHAFOAM erhältlich ist. Da es sich hierbei um ein Elastomer handelt, konnte die genaue Tiefe des DYMERIG-Dichtungsmittels nicht gemessen werden; sie betrug aber etwa 1,3 cm. Das ETHAFOAM-Stutzmaterial wurde in Form eines zylindrischen Seils mit einem Durchmesser von etwas

709813/0737

mehr als 2,5 cm verwendet, sodaß es in die Verbindungsstelle eingelegt v/erden konnte. Im ASTM E-119 Test hielt diese Verbindung nur 19 Minuten und versagte dann infolge Temperaturanstieg.

Beispiel 2. Ein Verbindungssystem der im Beispiel 1 beschriebenen Art wurde mit den gleichen Materialien aufgebaut, doch wurde Watte aus einem synthetischen, faserartigen Aluminiumsilikat (im Handel von der Firma Johns-Manville Corporation unter der Bezeichnung CERAFIBER erhältlich) in die Verbindungsstelle auf der Flammenseite bis zu einer Tiefe von 3,8 cm eingeschoben. Ein Luftspalt von etwa 2,5-5 cm verblieb deshalb zwischen der Faserwatte und dem otiitzmaterial. Bei den Feuerprüfungen hielt diese Verbindung 106 Minuten, ehe sie infolge Temperaturanstieg versagte.

Beispiel 3. Eine der im Beispiel 2 beschriebenen Verbindung ähnelnde Verbindung wurde mit dem DYHERIC-Dichtungsmittel und dem EIHAJ¹OAM-Stutzmaterial aufgebaut. Die feuerfeste Watte hatte die Form eines 7,5 cm langen Segments aus dem oben erwähnten CERABLAIfKET-Mat er ial, das aus der gleichen Art von synthetischen Aluminiumsilikat-Pasern zusammengesetzt ist, die im CEBAi¹ IBER-Mat er ial verwendet werden. Das 7,5 cm dicke CERABLAEKET-Material wurde in die Verbindungsstelle eingedrückt, bis es in direktem Kontakt mit dem ΕΤΗΑϊΌΑΜ-Stutzeeil war. In dem ABTM E-119 Feuertest hielt diese Verbindung 133 Minuten, ehe sie infolge Temperaturanstieg versagte.

709813/0737

to

Aus den oben, angeführten Werten folgt, daß das erfindungsgemäße Verbindungssystein eine feuerfeste Dichtung an Verbindungsstellen schafft, die gleichwertig oder besser als die festgesetzte Feuerfestigkeit der abgedichteten Betonwand ist."Mit Hilfe dieses Systems lassen sich Wände aufbauen, deren Feuerfestigkeit den Grenzwerten der Baumaterialien selbst entspricht. Die Mangel früherer Gebäude, in denen die Verbindungsstellen die "schwachen Punkte" in den Feuerfestigkeitswerten darstellten, werden durch das neue, erfindungsgemäße System völlig behoben.

Beispiel 4. In einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Systems wurde eine Verbindungsstelle aufgebaut, in der das DYMERIC-Dichtungsmittel als äußere Dichtung verwendet wurde. Die äußere Dichtung wurde abgestützt von einem dünnwandigen, hohlen Heoprenrohr, dessen Außendurchmesser etwas größer als 2,5 cm war. Das Rohrinnere wurde mit einer bestimmten Menge der oben erwähnten synthetischen Aluminiumsilikat-Fasern (CERAFIBER) gefüllt. Die gesamte Verbindungsstelle wurde dann gemäß dem E-119 Feuertest-Vorschriften geprüft, wobei der Wert 84 Minuten erhalten wurde.

709813/0737

Claims

PAQ? EHTANS P R Ü Ü HE

.)Verbessertes feuerfestes Verbindungssystem für Gebäudeteile aus Betontafeln, gekennzeichnet durch ein elastomeres Dichtungsmittel (8), das die Verbindungsstelle (6) an der kalten Seite der Tafeln (2, 4) völlig abdichtet, und durch eine zusammendrückbare, federnde Masse aus synthetischen, anorganischen, feuerfesten Pasern (10), die mindestens den außenseitigen Abschnitt der Verbindungsstelle (6) an der heißen Seite der Tafeln (2, 4) auffüllen.
2. Peuerfestes Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die synthetischen, anorganischen, feuerfesten Fasern (10) hauptsächlich aus Aluminiumsilikat bestehen.
3. Peuerfestes Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Dichtungsmittel (8) aus der aus Polysulfiden, akrylischen Polymeren, Silikonen, Polyurethanen und Polyurethan-Polyepoxiden bestehenden Gruppe gewählt wird.
4. Peuerfestes Verbindungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Dichtungsmittel (8) aus einem Polyurethan-Polyepoxid besteht.
5. Peuerfestes Verbindungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Dichtungsmittel (8) aus einem Polyurethan-Polyepoxid besteht.
6. Peuerfestes Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus geschlossenen Zellen aufgebautes

709813/0737

otützteil (12) das elastomere Dichtungsmittel (δ) berührend und zwischen demselben und dem feuerfesten Faseriaaterial (10) gelegen angebracht wird.
7. Feuerfestes Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Fasermaterial (10) den Abschnitt der Verbindungsstelle (6) füllt, der nicht vom elastomeren Dichtungsmittel (8) gefüllt ist.
8. Feuerfestes Verbindungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Fasermaterial (10) den Abschnitt der Verbindungsstelle (6) füllt, der nicht vom elastomeren Dichtungsmittel (8) und deia Stützteil (12) gefüllt ist.

709813/0737