DE4436280A1 - Dauerelastisches Dichtungselement zur im Brandfall wirksamen Abdichtung von Öffnungen in Bauteilen, insbesondere von Fugen - Google Patents

Dauerelastisches Dichtungselement zur im Brandfall wirksamen Abdichtung von Öffnungen in Bauteilen, insbesondere von Fugen

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Description

Brandsichere Abdichtungen sind vor allem beim Zusammenstoß von brandab­ schnittbildenden Bauteilen, wie z. B. bei Wänden und Mauern, die auch vorgefer­ tigt sein können, erforderlich. Da diese Wände und Mauern, welche im Brandfall einen lang anhaltenden Brandwiderstand bieten müssen, häufig in mehrere Abschnitte unterteilt sind, müssen auch die Fugen zwischen den einzelnen Bauteilen eine ebenso ausrei­ chende brandschützende und feuerwiderstandsfähige Abdichtung erhalten. Wegen der durch Temperaturschwankungen bzw. im Brandfall auftretenden Be­ wegungen der Bauteile müssen diese Abdichtungen entsprechend elastisch aus­ geführt werden.
Aus DE-OS 32 35 571 ist eine brandschützende Fugenabdichtung bekannt, die durch Einlegen eines Mineralwollstreifens in die Fuge gebildet wird, worauf die Fuge beidseitig mit einer bei Beflammung aufschäumenden Masse verschlossen wird. Diese Fugenabdichtung weist den Nachteil auf, daß sie keine ausreichend Elas­ tizität besitzt, um die durch insbesondere im Brandfall auftretenden Temperatur­ schwankungen bedingten Bewegungen der Bauteile auszugleichen, so daß sie sehr leicht zerstört wird und abbröckelt bzw. durch den Schrumpf der Mineral­ wolle bei Temperatureinwirkung herausfällt, wodurch die brandschützende Wir­ kung vermindert oder sogar unwirksam wird. Es ist weiters bekannt (EP 03 32 928) Schaumstoffe, die in feuchtem Zustand elastisch sind und eine flüssige, Feuerwidrigkeit vermittelnde Imprägnierung ent­ halten, als Brandschutzelemente zu verwenden, die sich nach dem Einbau durch Trocknen verfestigen. So sind beispielsweise Dichtungselemente bekannt, die aus mit Natriumsilikat getränkten Schaumstoffen bestehen. Bei der Montage dieser Abdichtung wird der Schaumstoff in Wasser gelegt und naß eingebaut. Der Nachteil dabei ist erstens, daß durch das Einlegen in Wasser eine stark alkalische Lösung erhalten wird und daß der Schaumstoff nach dem Trocknen seine Ela­ stizität verliert.
Die Nachteile der bisher bekannten Dichtungselemente sind daher eine fehlende Elastizität um Schwankungen der Bauteile auszugleichen, sowie ein komplizierter Einbau in die Bauöffnung, bei dem eine Vor- bzw. Nachbehandlung notwendig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es demnach ein verbessertes dauerela­ stisches Dichtungselement zu finden, das eine ausreichende Elastizität aufweist, leicht und ohne Vor- bzw. Nachbehandlung zu montieren ist, bereits vor einem Brand eine gute Abdichtung der Bauöffnung gewährleistet und im Brandfall eine ausreichende Brandwiderstandsklasse erreicht.
Unerwarteterweise konnte diese Aufgabe durch eine Anordnung, die mindestens zwei verschiedene Schichten aufweist und in Rollen- oder Zylinderform vorliegt, gelöst werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein mehrschichtiges, dauerela­ stisches Dichtungselement zur im Brandfall wirksamen Abdichtung von Öffnun­ gen in Bauteilen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Dichtungselement in Rollen- oder Zylinderform vorliegt und von innen nach außen aus einer flexiblen Schicht A und einer auf einem Träger C befindlichen Brandschutzmassenschicht B besteht und das gegebenenfalls an der Außenseite von einer Deckschicht D umgeben ist, wobei im Falle der Rollenform die Schichten A und B mehrmals ab­ wechseln und im Falle der Zylinderform die Schichten A und B nur einmal auftre­ ten.
Das erfindungsgemäße Dichtungselement besteht somit aus mehreren Schichten. Geeignete Materialien für die flexible Schicht A sind dabei Materialien, die eine ausreichende Flexibilität bzw. Elastizität aufweisen. Beispiele dafür sind unter anderem Schaumstoffe oder Mineralwolle. Als Schaumstoffe, die für die Schicht A eingesetzt werden können, eignen sich sowohl offenzellige als auch geschlossenzellige Schaumstoffe. Besonders geeig­ net sind flexible Silikonschäume und Kunststoffschäume, wie z. B. Polyurethan­ schäume, Polyvinylchloridschäume, Polyolefinschäume, Polystyrolschäume, Schäume auf Basis von Copolymeren des Acrylnitril, Styrols und gegebenenfalls Butadiens, sowie Schäume aus duromeren Kunstharzen, wie z. B. Melaminfor­ maldehydharze oder Phenolformaldehydharze. Bevorzugt werden Polyurethan­ schäume oder Polyolefinschäume eingesetzt. Die Schaumstoffe können dabei als Weichschäume, Hartschäume oder Intergralschäume verwendet werden. Vor­ zugsweise sind die Schaumstoffe mit üblichen Flammschutzmitteln, beispiels­ weise auf Basis von Halogen-, Bor-, Phosphor- oder Stickstoffverbindungen, wie z. B. Melamin-, Guanidin- oder Cyanursäurederivaten, schwer brennbar oder nicht brennbar eingestellt. Unter Mineralwolle versteht man je nach Ausgangsstoff Glas, Stein- und Schlac­ ken- bzw. Hüttenwolle. Gebräuchlich sind außerdem die Bezeichnungen Mineral-, Glas-, Stein- und Schlackenfasern. Bevorzugt wird Steinwolle verwendet. Es können aber auch Gemische aus unter­ schiedlichen Mineralwollarten eingesetzt werden. Für die intumestierende Brandschutzmassenschicht B eignen sich alle im Brandfall aufschäumende Massen. Solche Massen sind in Form von Dispersionen, Lösun­ gen, Lacken, Mörteln und Kitten oder Pasten bekannt. Beispiele dafür sind Brandschutzmassen auf Basis von Blähgraphit oder von Alkalisilikaten, Massen auf Basis flammfest eingestellter, mit stickstoffhälti­ gen oder phosphorhältigen Blähmitteln modifizierter Polyvinylacetatdisper­ sionen, auf Basis mittels Latexdispersionen modifizierter, wäßriger Alkalisi­ likate oder auf Basis flammfest modifizierter, stickstoffhältige oder phos­ phorhältige Blähmittel enthaltender Polyurethane. Die Brandschutzmassen können auch Bindemittel wie z. B. Polyvinylacetat, Po­ lyvinylacrylat, Polyvinylchlorid-Mischpolymerisate oder Polychlorprene und Koh­ lenstoff- bzw. Krustenbildner, wie z. B. Zucker, Melasse, Polyimide, Polyacrylni­ tril, Phenolharze, Melaminharze oder Phosphonate enthalten. Es sind sowohl Brandschutzmassen auf wäßriger Basis als auch auf Lösungsmittelbasis einsetz­ bar. Derartige intumeszierende Brandschutzmassen bzw. Dämmschichtbildner sind beispielsweise in EP-B-01 53 564 beschrieben. Sie sind auch kommerziell erhältlich, beispielsweise eine Masse auf Basis von Blähgraphit als Intumex® bei Chemie Unz.
Die Brandschutzmassen können weiters mit Latex und Aluminiumhydroxid ver­ setzt werden, um ihre Elastizität zu erhöhen, wobei die Konzentration an Latex und Aluminiumhydroxid je nach gewünschter Elastizität variieren kann. Es sind dabei Mischungen möglich, die bis zu 1/3 Latex, 1/3 Aluminiumhydroxid und 1/3 Brandschutzmasse enthalten. Zur Beimischung eignen sich im Prinzip alle Latex-Typen. Beispiele dafür sind Ne­ oprene-Latex, Acralen-Latex, Baystal-Latex, Pyrotex-Latex, Perbunan-N-Latex, Butadien-Latex und andere.
Die Brandschutzmassenschicht wird bei dem erfindungsgemäßen Dichtungsele­ ment auf einen Träger C aufgebracht. Als Träger C kann dabei die Schicht A fungieren, es kann aber auch ein von A verschiedener Träger C verwendet wer­ den. Als von der Schicht A verschiedener Träger C eignen sich verschiedene Ge­ webe oder Vliese, wie etwa Baumwollgewebe, Glasfaservlies, Polyester- oder Polypropylenvlies oder Glasseidengewebe.
Das erfindungsgemäße Dichtungselement kann in Rollen- oder Zylinderform vor­ liegen.
Bei einem rollenförmigen Dichtungselement wechseln sich die Schichten A und B mehrmals ab. Dies wird dadurch erreicht, daß die Brandschutzmassenschicht B auf die Schicht A aufgebracht und die beschichtete Schicht A aufgerollt wird. Die Brandschutzmassenschicht B kann jedoch auch beidseitig auf die Schicht A auf­ gebracht werden. Als Schicht A wird dabei bevorzugt einer der oben genannten Schaumstoffe ein­ gesetzt. Die Schaumstoffdicke beträgt etwa 3 bis 20 mm, bevorzugt 5-15 mm. Die Schicht A ist entweder direkt mit einem der oben angeführten Brandschutz­ massen verbunden bzw. beschichtet, oder die Brandschutzmasse wird zuerst auf einen von der Schicht A verschiedenen Träger C und anschließend auf die Schicht A aufgebracht. Um eine ausreichende Brandwiderstandsklasse zu erhal­ ten, liegt die Schichtdicke von B, bevorzugt bei 0,5 bis 3 mm. Eine dickere Beschichtung mit Brandschutzmasse ist ebenfalls möglich, aber aus Kostengründen nicht sinnvoll. Die so beschichtete Schicht A wird dann aufge­ rollt, bis die der abzudichtenden Fuge entsprechende Dicke erreicht ist. Der Durchmesser einer so erhaltenen Rolle sollte etwa um 10 bis 50% größer als die Fugenbreite sein.
Um einen entsprechenden Zusammenhalt der Rolle zu gewährleisten, können die Schichten A und B, falls B auf einen von A verschiedenen Träger aufgebracht ist, über die ganze Fläche mit einem geeigneten Kleber verklebt sein. Es ist jedoch auch möglich nur die Außenkante der Rolle zu verkleben.
Handelt es sich um ein Dichtungselement in Zylinderform, so treten die Schichten A und B nur einmal auf, wobei die Schicht A von B umhüllt wird. Die Schicht A weist dabei einen runden Querschnitt auf. Bevorzugt hat der Querschnitt von A eine Kreisringform, so daß das Dichtungselement die Form eines Hohlzylinders besitzt. Bevorzugt wird für die Schicht A Mineralwolle oder grobporige Hartschäume, bei­ spielsweise aus Polyurethan, verwendet. Die Hartschäume sind dabei mit den be­ reits erwähnten üblichen Flammschutzmitteln schwer brennbar oder nicht brenn­ bar eingestellt. Besonders bevorzugt wird für die Schicht A Mineralwolle einge­ setzt. Die Mineralwolle wird dabei bevorzugt in Rohrschalenform, wie sie beispielsweise für Heizungsrohrabdichtungen verwendet wird, eingesetzt, so daß eine Hohlzylin­ derform erreicht wird. Die Dicke der Schicht A ist dabei abhängig von der Breite der abzudichtenden Fuge. Die Schicht A ist von der Brandschutzmasseschicht B umgeben. Auch in diesem Fall, kann die Brandschutzmasse direkt auf die Außen­ fläche der Schicht A, gegebenenfalls, im Falle des Hohlzylinders, auch auf die In­ nenfläche, aufgebracht werden. Sie kann jedoch auch zuerst auf einen von der Schicht A verschiedenen Träger C aufgebracht werden. Der beschichtete Träger wird dann mit der Kernschicht verklebt. Die Dicke der Schicht B beträgt wieder­ um bevorzugt 0,5 bis 3 mm. Auch hier sind größere Werte möglich, aus Kosten­ gründen jedoch nicht sinnvoll und weiters nicht notwendig um eine ausreichende Brandwiderstandsklasse zu erreichen. Das zylinderförmige Dichtungselement sollte insgesamt einen Durchmesser erreichen, der 10 bis 50% größer als die Breite der abzudichtenden Fuge ist.
Das erfindungsgemäße Dichtungselement kann gegebenenfalls noch mit einer Deckschicht D versehen bzw. umgeben werden, um die Handhabbarkeit zu ver­ bessern. Zur Abdeckung eignen sich dabei sowohl brennbare als auch unbrenn­ bare Materialien, wie etwa Polyurethan- oder Polyethylenschaum, verschiedene Gewebe oder Silikon. Bevorzugt sind unbrennbare Abdeckungen.
Die Herstellung bzw. Beschichtung der Schicht A bzw. des Trägers C mit Brand­ schutzmasse erfolgt mittels üblicher Methoden wie etwa Sprühen, Bestreichen, Walzen, Rakeln, Walken, Tränken oder Gießen.
Das erfindungsgemäße Dichtungselement liegt somit in Rollen- oder Zylinderform vor und kann zur Abdichtung von Bauöffnungen, bevorzugt von Fugen in Decken- und Wandbereich verwendet werden. Besonders bevorzugt werden Fugen mit etwa 1 bis 10 cm Breite abgedichtet. Der Einbau in die Fuge erfolgt dabei durch einfaches Hineinstellen des Dichtungselementes. Das erfindungsgemäße Dich­ tungselement wird dazu bevorzugt in Stücken mit einer Länge von etwa 0,5 bis 1,5 m verwendet, beziehungsweise wird die Länge des Dichtungselementes den jeweiligen Anforderungen angepaßt. Eine Vor- bzw. Nachbehandlung ist nicht notwendig. Durch die Form und den Durchmesser des Dichtungselementes, sowie durch die Art der flexiblen Schicht A wird eine ausreichende Elastizität des Dichtungsele­ mentes und Abdichtung der Baufuge sowohl im Brandfalle als auch davor, ge­ währleistet. Das erfindungsgemäße Dichtungselement erreicht weiters die Brandwiderstandsklasse F90 nach ÖNORM B3800, so daß es über 90 Minuten feuerbeständig ist.
In Fig. 1 ist der Querschnitt einer möglichen Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Dichtungselementes in Rollenform dargestellt.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt einer möglichen Ausführungsform des Dichtungs­ elementes in Zylinderform.
Aus Fig. 3 ist der Querschnitt einer Ausführungsform des Dichtungselementes in Hohlzylinderform ersichtlich.
In den folgenden Beispielen wurden u. a. folgende Einsatzstoffe und Abkürzungen verwendet.
Polyurethan-Weichschaum KF4040 (Fa. Greiner) PU
Dämmschichtbildner INTUMEX C (Fa. Chemie Linz) Int.C
Beispiel 1
Auf einen PU-Schaum von 10 mm Dicke wurde einseitig eine Brandschutzmas­ senschicht B, bestehend aus einem mit Int.C beschichteten Glasgewebe, aufge­ bracht. Der so beschichtete Schaum wurde zu einer Dicke von etwa 70 bis 80 mm auf­ gerollt, an der Außenkante verklebt, in etwa 90 bis 100 cm große Stücke ge­ schnitten und in eine Fuge mit 6 cm Breite und 180 cm Höhe eingebaut. Der Brandversuch nach ÖNORM B3800 ergab die Brandwiderstandsklasse F90.
Beispiel 2
Ein PU-Schaum mit 5 mm Dicke wurde beidseitig mit einem Dämmschichtbildner auf Basis von mit Polyphosphaten modifizierter Polyvinylacetatdispersion be­ schichtet, zu einer Rolle mit etwa 70 bis 80 mm aufgerollt, an der Außenkante verklebt, in etwa 90 bis 100 cm große Stücke geschnitten und in eine Fuge mit 6 cm Breite und 180 cm Höhe eingebaut. Der Brandversuch nach ÖNORM B3800 ergab die Brandwiderstandsklasse F90.
Beispiel 3
Ein 10 mm PU-Schaum wurde beidseitig mit Glasgewebe beschichtet, mit einem Dämmschichtbildner auf Basis von mit Polyphosphaten modifizierter Polyvinylace­ tatdispersion versehen und analog Beispiel 1 weiterverarbeitet. Das Dichtungselementerreichte die Brandklasse F90.
Beispiel 4
Mineralwolle in Rohrschalenform mit 20 mm Schichtdicke wurde mit Int.C be­ sprüht bzw. beschichtet, so daß ein Hohlzylinder mit einem Außendurchmesser von etwa 60 mm und einem Innendurchmesser von etwa 20 mm erhalten wurde. Anschließend wurde der Hohlzylinder mit einer etwa 3 mm dicken Deckschicht aus Polyethylenschaum versehen. Der Brandversuch nach ÖNORM B3800 ergab die Brandklasse F90.
Beispiel 5 und 6
Analog Beispiel 4 wurden Dichtungselemente in Hohlzylinderform mit Mineral­ wolle von 20 mm Schichtdicke bzw. 30 mm Schichtdicke hergestellt, die einen Außendurchmesser von 70 bzw. 85 mm und einen Innendurchmesser von 30 bzw. 25 mm aufwiesen. Die Deckschicht betrug jeweils 3 mm. Der Brandversuch ergab in beiden Fällen die Brandwiderstandsklasse F90.
Vergleichsversuch
Ein PU-Schaum mit einem Querschnitt von 7×7 cm wurde mit Int.C getränkt und einem Brandversuch nach ÖNORM B3800 unterzogen, der keinen ausrei­ chenden Brandwiderstand ergab; die Brandwiderstandsklasse F90 wurde nicht er­ reicht.

Claims (10)

1. Mehrschichtiges, dauerelastisches Dichtungselement zur im Brandfall wirksa­ men Abdichtung von Öffnungen in Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement in Rollen- oder Zylinderform vorliegt und von innen nach außen aus einer flexiblen Schicht A und einer auf einem Träger C be­ findlichen Brandschutzmassenschicht B besteht und das gegebenenfalls an der Außenseite von einer Deckschicht D umgeben ist, wobei im Falle der Rollenform die Schichten A und B mehrmals abwechseln und im Falle der Zylinderform die Schichten A und B nur einmal auftreten.
2. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger C ein Gewebe oder Vlies dient.
3. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Schicht A als Träger C dient.
4. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als flexible Schicht A ein Schaumstoff oder Mineralwolle eingesetzt wird.
5. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dich­ tungselement in Zylinderform vorliegt und die flexible Schicht A aus Mineral­ wolle besteht.
6. Dichtungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Schicht A in Form eines Hohlzylinders vorliegt.
7. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dich­ tungselement in Rollenform vorliegt und die flexible Schicht A aus Schaum­ stoff ist.
8. Dichtungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffdicke 3 bis 20 mm beträgt.
9. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Brandschutzmasseschicht 0,5 bis 3 mm beträgt.
10. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Dichtungselementes um 10 bis 50% größer ist als die Breite der abzudichtenden Fuge.
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