DE29621671U1 - Telescopic reinforcement for convexly curved surfaces of fire protection coatings - Google Patents
Telescopic reinforcement for convexly curved surfaces of fire protection coatingsInfo
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Description
Telskoparmierung für konvex gekrümmte Flächen
dämmschichtbildender BrandschutzbeschichtungenTelescopic reinforcement for convex curved surfaces
intumescent fire protection coatings
Brandschutzbeschichtungen bestehen in der Regel aus organischen Grundsubstanzen und brandreaktiven Füllstoffen. Schäumen derartige Beschichtung bei Brand auf und bilden einen Hartschaum, werden sie 'Dämmschichtbildner' genannt.Fire protection coatings usually consist of organic base substances and fire-reactive fillers. If such coatings foam up in the event of a fire and form a rigid foam, they are called 'insulating layer formers'.
Aufgrund der geltenden Bestimmungen &idigr;>2 lassen sich mit Dämmschichtbildnern z. Zt. Feuerwiderstandszeiten von 90 Minuten und mehr nur mit armierten Beschichtungen erzielen. Als Armierung sind sowohl metallische Gewebe als auch Gewebe aus nichtmetallischen anorganischen oder aus schwer entflammbaren organischen Substanzen gebräuchlich.Due to the current regulations &idigr; > 2, fire resistance times of 90 minutes and more can currently only be achieved with reinforced coatings using intumescent coatings. Both metallic fabrics and fabrics made from non-metallic inorganic or flame-retardant organic substances are commonly used as reinforcement.
Die Art der Armierung hat einen erheblichen Einfluß auf die Brandschutz wirkung, insbesondere im Falle konvex gekrümmter Flächen und Kanten, bei denen sich die Oberfläche im Verlaufe der Dämmschichtbildung vergrößert. Im Gegensatz zur Beschichtung ist die Dämmschicht unelastisch und kann die Oberflächenvergrößerung nicht kompensieren. Die Folge ist: Sie reißt parallel zur Mittlelinie. Ohne Armierung können sich die Risse bereits in einem sehr frühen Stadium des Brandes bis auf die Stahloberfläche fortsetzen und zu lokaler Überhitzung führen.The type of reinforcement has a significant influence on the fire protection effect, especially in the case of convex curved surfaces and edges, where the surface area increases as the insulation layer forms. In contrast to the coating, the insulation layer is inelastic and cannot compensate for the increase in surface area. The result is that it cracks parallel to the center line. Without reinforcement, the cracks can extend to the steel surface at a very early stage of the fire and lead to local overheating.
Klassische Armierung hat eine plane Oberfläche, gleichmäßige Maschen und gleiche Drahtdicke. Sie ist in der Lage, den Hartschaum zwischen Armierung und Stahloberfläche als geschlossene Schicht zu erhalten. Die Rißbildung im Bereich zwischen Armierung und Außenfläche bleibt jedoch dem Zufall überlassen, so daß sich dieClassic reinforcement has a flat surface, uniform mesh and the same wire thickness. It is able to maintain the rigid foam between the reinforcement and the steel surface as a closed layer. However, the formation of cracks in the area between the reinforcement and the outer surface is left to chance, so that the
1 DIN 4102, Teil 2 "Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Bauteile; Begriffe, Anforderungen und Prüfungen". 1 DIN 4102, Part 2 "Fire behaviour of building materials and components; Components; Terms, requirements and tests".
2 Deutsches Institut für Bautechnik "Richtlinie für die Prüfung reaktiver Brandschutzbeschichtungen auf Stahlbauteilen", Entwurf 1996. 2 German Institute for Building Technology "Guideline for the testing of reactive fire protection coatings on steel components", draft 1996.
gesamte Oberflächenvergrößerung in einem einzigen Riß oder in einigen wenigen Rissen großer Breite manifestieren kann (Zeichnung 3, Fig. 6). Der freigelegte Bereich der geschlossenen Schicht unterhalb der Armierung ist dann einem hohen Wärmestrom ausgesetzt. Infolgedessen muß der Abstand zwischen Stahloberfläche und Armierung und damit die Beschichtungsdicke verhältnismäßig groß sein, um eine gewünschte Feuerwiderstandsdauer zu erreichen.The entire surface enlargement can manifest itself in a single crack or in a few large-width cracks (Drawing 3, Fig. 6). The exposed area of the closed layer beneath the reinforcement is then exposed to a high heat flow. As a result, the distance between the steel surface and the reinforcement and thus the coating thickness must be relatively large in order to achieve the desired fire resistance duration.
Die Zunahme des Umfangs und damit die Summe der Rißbreiten hängt von der Beschichtungsdicke und vom Aufschäumfaktor ab. Für kreisrunde Oberflächen läßt sie sich wie folgt abschätzen (Zeichnung 3, Fig. 7):The increase in circumference and thus the total crack width depends on the coating thickness and the foaming factor. For circular surfaces it can be estimated as follows (Figure 3, Fig. 7):
200· s
Umfangzunahme im Verhältnis zum Rohrumfang = R% = (f -1).200· sec
Increase in circumference in relation to the pipe circumference = R % = (f -1).
UoUo
Darin bedeuten:
15This means:
15
s = Schichtdicke mm
f = Aufschäumfaktor _s = layer thickness mm
f = foaming factor _
Uo = Rohrumfang (außen) mmUo = pipe circumference (outside) mm
R = Umfangzunahme = ERißbreiten mmR = circumference increase = ERip width mm
Kanten offener Profile sind zwei eng beieinanderliegenden 90°-Kreissegmenten mit sehr kleinem Radius vergleichbar und extrem gefährdet. Bei Kanten von Vierkant-Hohlprofilen nimmt der Abstand zwischen den 90°-Kreissegmenten zu und die Gefährdung ab. Große Rohre, zylindrische Behälter etc. nähern sich der Situation ebener Flächen und sind entsprechend weniger kritisch.Edges of open profiles are comparable to two closely spaced 90° circular segments with a very small radius and are extremely vulnerable. With edges of square hollow profiles, the distance between the 90° circular segments increases and the risk decreases. Large pipes, cylindrical containers, etc. approach the situation of flat surfaces and are therefore less critical.
Es ist also vorteilhaft, die gesamte Umfangzunahme mit einer großen Zahl von Rissen kleiner Spaltbreite aufzufangen. Zeichnung 3, Fig. 8 zeigt schematisch eine derartige Rißverteilung.It is therefore advantageous to compensate for the entire increase in circumference with a large number of cracks with a small gap width. Drawing 3, Fig. 8 shows a schematic of such a crack distribution.
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Ziel der Armierung gemäß Erfindung ist es, ·· ·* ·· ·· ·» ·
The aim of the reinforcement according to the invention is
- die Beschichtung in vorbestimmten Bereichen zu Spalten und eine festgelegte Anzahl- the coating in predetermined areas to form gaps and a fixed number
Risse vorherbestimmter Breite hervorzurufen,
5To cause cracks of predetermined width,
5
- die Hartschaumdicke unterhalb der Armierung im Verlauf der Schaumbildung zu- the thickness of the rigid foam below the reinforcement during the foam formation
vergrößern,enlarge,
um dadurch die erforderliche Beschichtungsdicke und die Beschichtungskosten zu senken.in order to reduce the required coating thickness and the coating costs.
In Zeichnung 1 sind drei Ausbildungsformen von Armierungsgewebe gemäß Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Ausbildungsform, bei der das Armierungsgewebe parallel zur Mittellinie des Profils in festgelegten Abständen mit einer Sicke versehen ist. Fig. 2 zeigt eine Ausbildungsform, bei der das Armierungsgewebe parallel zur Mittellinie des Profils gleichmäßig gewellt ist. Fig. 3 zeigt eine Ausbildungsform, bei der das Armierungsgewebe aus überlappenden Streifen besteht, die im Bereich der Überlappung parallel zur Mittellinie des Profils mit Hilfe von Schlaufen (4) beweglich verbunden und in der Grundposition zusätzlich mit Hilfe von Befestigungsmitteln aus niedrig schmelzendem Material (5) (Schlaufen, Verklebung, etc.) aneinander befestigt sind.Three forms of reinforcing fabric according to the invention are shown in drawing 1. Fig. 1 shows a form in which the reinforcing fabric is provided with a bead parallel to the center line of the profile at specified intervals. Fig. 2 shows a form in which the reinforcing fabric is evenly corrugated parallel to the center line of the profile. Fig. 3 shows a form in which the reinforcing fabric consists of overlapping strips which are movably connected in the area of the overlap parallel to the center line of the profile using loops (4) and are additionally attached to one another in the basic position using fastening means made of low-melting material (5) (loops, adhesive, etc.).
Zeichnung 2 zeigt eine Beschichtung mit gesickter Armierung gemäß Fig. 1 im Normalzustand (Fig. 4) und nach völliger Reaktion infolge eines Brandes (Fig. 5).Drawing 2 shows a coating with corrugated reinforcement according to Fig. 1 in the normal state (Fig. 4) and after complete reaction following a fire (Fig. 5).
In den Zeichnungen bedeuten:In the drawings:
(I)- Rohrmantel (5)- Befestigung aus niedrigschmelzendem(I)- Pipe jacket (5)- Fastening made of low-melting
(2)- Brandschutzmaterial Material(2)- Fire protection material
(3)- Armierungsgewebe vor der (6)- Gesicktes Armierungsgewebe nach(3)- Reinforcing mesh before (6)- Beaded reinforcing mesh after
Brandschutzreaktion der BrandschutzreaktionFire protection reaction of the fire protection reaction
(4)- Befestigung aus hochschmelzendem (7)- Spannungsrisse(4)- Fastening made of high-melting (7)- Stress cracks
Materialmaterial
• t · a · · · i • t · a · · · i
Bei Wärmezufuhr spielen sich in der Brandschutzbeschichtung nacheinander folgende Vorgänge ab:When heat is applied, the following processes take place in the fire protection coating one after the other:
1- Die organischen Verbindungen des Polymers lösen sich, und aus der festen Beschichtung entsteht ein Flüssigkeitsfilm.1- The organic compounds of the polymer dissolve and the solid coating turns into a liquid film.
2- Spezielle Beschichtungszusätze zerfallen und bilden Gase, die Blasen in der Flüssigkeit hervorrufen und den Flüssigkeitsfilm in einen Weichschaum verwandeln.2- Special coating additives decompose and form gases that cause bubbles in the liquid and transform the liquid film into a soft foam.
3- Leicht entflammbare organische Bestandteile des Weichschaumes verbrennen und hinterlassen einen Hartschaum aus Zellen anorganischen Materials und schwer entflammbaren Kohlenstoffs.3- Highly flammable organic components of the flexible foam burn and leave behind a rigid foam made of cells of inorganic material and flame-retardant carbon.
Diese Vorgänge erfassen nicht sofort die gesamte Schichtdicke, sondern setzen sich von der Außenseite Schritt für Schritt zur Stahloberfläche fort. Sobald sich an der Außenfläche die erste Hartschaumlage gebildet hat, muß neuer Flüssigschaum bei seiner Expansion den darüberliegenden Hartschaum auf einen größeren Durchmesser transportieren. Dabei entstehen Schubspannungen, die zu einem Widerstand gegenüber der Schaumbildung führen. Überschreiten die Schubspannungen die Materialfestigkeit, reißt der Hartschaum in Längsrichtung der konvexen Oberfläche. Bei fortlaufender Reaktion setzen sich die Risse schließlich bis auf das Armierungsgewebe fort ("7", Fig.These processes do not immediately affect the entire layer thickness, but continue step by step from the outside to the steel surface. As soon as the first layer of rigid foam has formed on the outer surface, new liquid foam must transport the rigid foam above it to a larger diameter as it expands. This creates shear stresses that lead to resistance to foam formation. If the shear stresses exceed the material strength, the rigid foam tears in the longitudinal direction of the convex surface. As the reaction continues, the cracks eventually extend to the reinforcing mesh ("7", Fig.
Ist die Hartschaumbildung bis in den Bereich unterhalb der Armierung fortgeschritten, hat der Hartschaum das Bestreben, die Armierung nach außen zu drücken. Zunächst ist der Gewebedraht noch kalt und im intakten Bereich der Beschichtung verankert (Fig. 4).If the formation of rigid foam has progressed to the area below the reinforcement, the rigid foam will try to push the reinforcement outwards. Initially, the fabric wire is still cold and anchored in the intact area of the coating (Fig. 4).
Mit zunehmender Erwärmung erweicht jedoch der untere Beschichtungsbereich, die Verankerung lockert sich und gleichzeitig nimmt die Festigkeit des Gewebedrahtes ab.However, with increasing heating, the lower coating area softens, the anchoring loosens and at the same time the strength of the fabric wire decreases.
Das Armierungsgewebe beginnt, sich im Bereich der Sicken (bzw. Wellen, bzw. Überlappungen, etc.) zu strecken und wandert mit dem expandierenden Hartschaum auf einen größeren Durchmesser.The reinforcing mesh begins to stretch in the area of the corrugations (or waves, or overlaps, etc.) and moves with the expanding rigid foam to a larger diameter.
Aufgrund der Streckung der Sicken (bzw. Wellen, bzw. Überlappungen etc.) reißt die
außenliegende Hartschaumschicht an diesen Stellen ("7", Fig. 5). Gleichzeitig nimmt
die Dicke der vom Armierungsgewebe geschützten Schicht zu und die Tiefe der Risse
ab.
5Due to the stretching of the beads (or waves, or overlaps, etc.), the outer hard foam layer tears at these points ("7", Fig. 5). At the same time, the thickness of the layer protected by the reinforcing mesh increases and the depth of the cracks decreases.
5
Damit wird erreicht, daß sich die Risse an einer beliebigen Anzahl vorgegebener Stellen bilden und daß die Schichtdicke des von Armierungsgewebe geschützten Bereiches im Verlaufe der Brandschutzreaktion zunimmt. Beides erhöht den effektiven Wärmewiderstand der Beschichtung und verringert die Gefahr lokaler Überhitzung infolge von Rissen.This ensures that the cracks form at any number of specified locations and that the layer thickness of the area protected by the reinforcing mesh increases during the course of the fire protection reaction. Both increase the effective thermal resistance of the coating and reduce the risk of local overheating as a result of cracks.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29621671U DE29621671U1 (en) | 1996-12-14 | 1996-12-14 | Telescopic reinforcement for convexly curved surfaces of fire protection coatings |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE29621671U DE29621671U1 (en) | 1996-12-14 | 1996-12-14 | Telescopic reinforcement for convexly curved surfaces of fire protection coatings |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE29621671U1 true DE29621671U1 (en) | 1997-04-03 |
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ID=8033254
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT506227B1 (en) * | 2008-04-29 | 2009-07-15 | Ke Kelit Kunststoffwerk Gmbh | PLASTIC PIPING |
-
1996
- 1996-12-14 DE DE29621671U patent/DE29621671U1/en not_active Expired - Lifetime
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