DE2816294A1

DE2816294A1 - Glasbausteine mit verbesserten feuerhemmenden eigenschaften

Info

Publication number: DE2816294A1
Application number: DE19782816294
Authority: DE
Inventors: Pierre M Letourneur
Original assignee: CIM
Current assignee: CIM
Priority date: 1977-04-19
Filing date: 1978-04-14
Publication date: 1978-10-26
Also published as: ES244217U; ES244217Y; FR2387914A1; SE7804393L; NL7804095A; NO781359L; IT7822241A0; NO144563C; BE866105A; FR2387914B1; NO144563B; IT1095966B; GB1580118A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Glasbaustein mit verbesserten feuerhemmenden Eigenschaften.

Man kennt Hohlglasbausteine, die aus zwei Halbsteinen zusammengesetzt sind, die ihrerseits hohl sind und durch Schmelzen, Schweißen oder Kleben miteinander verbunden sind. Ebenso kennt man analoge Bausteine, die eine zu den Bausteinflächen parallele Glaszwischenscheibe aufweisen, die den Innenhohlraum zweiteilt. Diese Zwischenscheibe dient im allgemeinen zum Färben des Bausteins oder zur Verbesserung der Wärme- und Schallisoliereigenschaften. Die FR-PS 848 O79 beschreibt einen solchen Baustein. Zur Vermeidung der Spannungen zwischen der Zwischenglasscheibe und dem Baustein selbst ist diese Scheibe nicht angeschmolzen oder geklebt, sondern sie ruht frei in dem Hohlraum in dem innerhalb der vier Seitenwände gebildeten V an der Verbindungsstelle der beiden Halbsteine oder in einer gegen das Innere des Bausteins an der Verbindungsstelle der beiden Bausteinelemente geöffneten Fuge. Die Bausteine, wie sie bislang hergestellt werden, sind aus im allgemeinen entspanntem Natronkalkglas. Sie werden einheitlich verwendet oder können in Füllwänden zusammengesetzt werden, wobei die Verbindungen verklebt oder betoniert sind, und in Mauern angebracht werden, um durchscheinende Wände oder Wandelemente zu bilden.

Solche Bausteine sind für zwei Stunden Flammenschutz, d.h., daß sie zwei Stunden an ihrem Platz bleiben und jeden Durchgang von Rauch oder Gas durch die Wand, die sie bilden, verhindern; sie sind für eine Viertelstunde feuerunterbrechend, d.h., daß sie während dieser Zeit eine Sperre nicht nur für Flammen und Gase, sondern auch für die Hitze bilden, so daß die Temperatur auf der dem Feuer abgewandten Seite nicht über 140 ⁰C steigt.

Bei einem Brand verhalten sich solche Bausteine wie folgt:

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Während der ersten Brandminuten bekommen die Oberflächen der Bausteine durch Wärmebeanspruchung Pässe, die dem Feuer am nächsten liegende ebenso wie die ihm abgewandte. Die durch den sie umgebenden Beton gehaltenen Bausteine bleiben an ihrem Platz und hindern weiter die Gase und den Rauch am Durchgang, da die Rißöffnung zu gering ist. Nach 10 oder 15 min schließen sich die Risse durch das Weichwerden des Glases. Der Baustein spielt seine Rolle als Schutz gegen Rauch und Gase weiter bis zum Ende des Schmelzvorgangs des Glases, das zusammensackt und dann fließt, und dies nach etwa 2 h Feuer. Da die Bausteine transparent bleiben, erhitzt die Strahlung des Feuers die dem Feuer gegenüberliegende Fläche und jeden dahinter angeordneten Gegenstand, so daß nach nur einer Viertelstunde die Grenζtemperatur von 140 ⁰C, die für ein als Feuersperre qualifiziertes Produkt gefordert wird, überschritten wird.

Die Erfindung zielt darauf ab, das Verhalten von Glasbausteinen gegenüber Feuer und insbesondere deren feuerhemmende Eigenschaften zu verbessern.

Der erfindungsgemäße Glasbaustein besteht aus zwei Halbsteinen und einer vitrokeramischen, im Augenblick des Verschmelzens der beiden Halbsteine in das Innere des Bausteins eingebrachten Zwischenwand. Diese Zwischenwand ist an die beiden Halbsteine weder geschmolzen noch geklebt, sondern sie ruht lediglich in der zwischen den Seitenwänden der beiden Halbsteine gebildeten V-förmigen Nut an der Verbindungsstelle der beiden Halbsteine oder in einer gegen das Innere des Baustein geöffnten und an 'der Verbindung der beiden Halbsteine vorgesehenen Fuge.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Halbsteine aus klassischem Glas, d.h. im allgemeinen gekühltem Natronkalkglas, während die Zwischenscheibe aus einem vitrokeramischen Material ist, das noch keine Wärmebehandlung erfahren hat, und die Zwischenscheibe ist entweder

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mit einer Stahlmatte bewehrt oder luft-, öl- oder chemisch gehärtet.

Bei einer zweiten Ausführungsform sind die beiden Halbsteine aus Glas vitrokeramischer, nicht-kristallisierterZusammensetzung und die Zwischenscheibe ebenfalls aus vitrokeramischem, nicht-kristallisiertem Material; Zudem ist die Zwischenscheibe entweder mit einem Stahldrahtgewebe bewehrt oder luft-, öl- oder chemischgehärtet.

Bei einer dritten Ausführungsform sind die beiden Halbsteine aus vitrokeramischem, nicht-kristallisiertem, luft-, öl- oder chemischgehärtetem Material und die Zwischenscheibe ebenfalls aus vitrokeramischem, nicht-kristallisiertem, entweder mit Stahldrahtgewebe bewehrtem oder luft-, öl- oder chemischgehärtetem Material.

Nun sei das Verhalten der Bausteine im Feuer untersucht. Zu Beginn des Brandes erfährt die dem Feuer am nächsten liegende Bausteinfläche zuerst den Temperatursprung und erleidet · rasch Risse. Die Glasstücke bleiben aber, eingespannt durch den Beton und aufgrund der Halterung durch den noch rissefreien Teil des Bausteins, an ihrem Platz. Ist wie bei den beschriebenen ersten beiden Ausführungsformen das den Baustein bildende Glas nicht vorgespannt oder gehärtet, erfolgt diese Rißbildung in den ersten 5 min von dem Zeitpunkt an, wo die Temperaturspanne zwischen den am kältesten bleibenden Rändern und dem Zentrum etwa 50 ⁰C beträgt. Ist, wie bei der dritten Ausführungsform, das Glas der beiden Halbsteine vorgespannt, erfolgt die Rißbildung spätestens für eine Temperaturspanne von etwa 200 ⁰C. Zudem führt im Falle eines vorgespannten Glases die Rißbildung zu einer Ausdehnung des Bausteins, die den Effekt der Umschnürung oder Einfassung noch erhöht und es selbst Bausteinen großer Abmessungen ermöglicht, nach der Rißbildung an Ort und Stelle zu bleiben. Diese Bausteinfläche, die dem Feuer ausgesetzt ist.

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bleibt so am Platz und schützt die anderen Wände des Bausteins, bis das die Erweichungstemperatur erreichende Glas schmilzt und läuft, sofern es sich nicht um ein Glas vitrokeramischer Zusammensetzung wie bei den Ausführungsformen 2 und 3 handelt. In diesem Falle kommt es unter dem Einfluß der hohen Brandtemperaturen zu Kristallisation. Je nach dem Fortschreiten der Kristallisation wird die Wand undurchsichtig und bietet so eine Strahlungsbarriere. So bleibt das kristallisierte Glas während des ganzen Brandes an Ort und Stelle.

Mit einer gewissen Verzögerung, da durch die Fläche vor dem Baustein geschützt, erfährt die Zwischenscheibe die brandbedingte Erhitzung. Da diese Zwischenscheibe im Inneren des Bausteins frei angeordnet ist und eine weniger krasse Temperatursteigerung erfährt als die Bausteinfläche, erträgt erstere die Temperaturerhöhung länger. Da sie nicht vorgespannt, sondern lediglich bewehrt ist, erfährt sie trotz allem Risse, aber die Stücke bleiben durch die Armierung an ihrem Platz. Die zwar rissige, aber armierte oder vorgespannte Zwischenscheibe bleibt am Platze, bis das* Glasy" das sie bildet, weich wird. Die Ränder dieser Zwischenscheibe schmelzen dann an die Seitenwände des Bausteins und gewährleisten so eine absolute Dichtheit, deren Bedeutung vor allem in dem Falle zutage tritt, in dem der Baustein selbst nicht aus vitrokeramisierbarem Material ist oder das Glas, das ihn bildet, zum Schmelzen und Wegfließen kommt. Das Glas dieser Zwischenscheibe entglast und kristallisiert mit der Temperaturerhöhung. Zugleich wird diese Scheibe trüb oder undurchsichtig und setzt so den Strahlungsdurchgang des Feuers beträchtlich herab. Ist das Glas einmal vitrokeramisch geworden, kann es dem gesamten Brand widerstehen.

Bei einer Abwandlung der zweiten und dritten Ausführungsform ist nur eine Hälfte des Bausteins von vitrokeramischer Zusammensetzung; sie liegt auf der Seite, wo das Feuer am ehesten entstehen wird.

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So bieten solche Bausteine je nach der gewählten Ausführungsform eine, zwei oder drei dauerhaft feuerfeste Wände:

1 Wand, wenn nur die Zwischenwand vitrokeramisch ist;

2 Wände, wenn der Halbstein und die Zwischenwand vitrokeramisch sind, und

3 Wände, wenn der ganze Baustein und die Zwischenwand keramisierbar sind.

Die folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulichen die Erfindung.

Beispiel 1

Hier seien zwei Halbsteine aus Natronkalkglas betrachtet. Eine Zwischenscheibe wird in das Innere des Bausteins vor dem Verschmelzen der beiden Kalksteine gebracht.

Diese Zwischenscheibe ist eine Glasscheibe aus vitrokeramischem,.nicht-keramisiertem Material von 6 mm Dicke, bewehrt mit einem Stahldrahtgewebe mit Maschen von halber Daumendicke.

Dieses die Zwischenscheibe bildende Glas hat folgende Zusammensetzung:

SiO₂, CaO, Al₂O₃, MgO, Na₂O, K₂O, F, Fe₂O₃, B₂O₃, ZnO, Li₂O, S₂, ZrO₂-, TiO₂, RbO₂.

Beispiel 2

Es seien zwei Halbsteine aus keramisierbarem Glas betrachtet, die noch nicht die Wärmebehandlung der Keramisation erfahren haben. Vor ihrem Verschmelzen zur Bildung eines Bausteins führt man in das Innere eine Zwischenwand ebenfalls aus

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vitrokeramisierbarem Material ein, das aber zuvor gehärtet worden ist.

Der Baustein und die Scheibe haben die gleiche Zusammensetzung, wie bereits zuvor im Beispiel 1 angegeben.

Beispiel 3

Man verwendet zwei Halbsteine aus keramisierbarem Glas., das noch nicht die Wärmebehandlung der Keramisation erfahren hat.

Dieses Glas hat die im Beispiel 1 angegebene Zusammensetzung.

Vor dem Verschmelzen der beiden Halbsteine bringt man in das Innere eine Zwischenscheibe von 6 mm Dicke, bewehrt mit einem Stahldrahtgewebe mit Maschen von halber Daumendicke in einem anderen vitrokeramischen Material, das noch nicht keramisiert worden ist und folgende Zusammensetzung hat:

SiO₂/58, CaO/18, Al₂O₃/6, MgO/4,5, Na₂0/5, K₂0/3,75, F/8, Fe₂O₃A),095.

Die Risse sind bei 419 ⁰C vollständig.

Der Beginn der Keramisation für diese Zwischenscheibe tritt bei einer an der dem Feuer gegenüberliegenden Scheibenfläche gemessenen Temperatur von 640 ⁰C ein.

Die Risse beginnen sich' bei dieser Temperatur von 640 ⁰C zu schließen. Die Trübung beginnt dann, bei 698 ⁰C sind die Risse völlig geschlossen, bei 750 ⁰C ist die Keramisation vollständig.

Statt verschmolzen zu werden, können die Halbsteine mit einem Epoxy- oder Siliconkleber kalt geklebt werden»

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Die Figuren 1 bis 4 veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Glasbausteins, der jeweils mit 1 bezeichnet ist; er setzt sich aus den Halbsteinen 1a und 1b zusammen, in deren gemeinsamem Hohlraum die Zwischenscheibe 2 frei ruht.

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Fernsprecher: 51013 "" ' " 30 3012

⁵¹⁰¹⁴ DIpl.-lng. W. Herrmann-Trentepohl »3013

Telegrammanschrift: TelegrammanschrHt:

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Glasbausteine mit verbesserten feuerhemmenden Eigenschaften

Patentansprüche

f1.)Glasbaustein aus zwei anexnandergesetzten Halbsteinen und einer im Inneren frei eingesetzten, flächenparallelen, den Baustein in zwei Kammern trennenden Zwischenwand, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand aus einem glaskeramischen Material oder aus einem im Brandfall in Glaskeramik sich umwandelnden Glas besteht.
2. Glasbaustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand mit einem Metallgitter bewehrt ist.

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3. Glasbaustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand aus vorgespanntem Glas ist.
4. Glasbaustein nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden den Baustein bildenden Halbsteine aus einem Glas vitrokeramischer Zusammensetzung ist.
5. Glasbaustein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden den Baustein bildenden Halbsteine aus vorgespanntem Glas ist.
6. Glasbaustein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete keramisierbare Glas von der Art folgender Zusammensetzung ist:

SiO₂, CaO, Al₂O₃, MgO, Na₂O, K₂O, F, Fe₂O₃, B₂O₃, ZnO, Li₂O, S₂, ZrO₂, TiO₂, RbO₂.
7. Glasbaustein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete keramisierbare Glas folgende Zusammensetzung aufweist:

SiO₂/58, CaO/18, Al₂O₃/6, MgO/4,5, Na₂0/5, K.,0/3,75, F/8, Fe₂O₃/O,O95.

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