FI92216B

FI92216B - Palonsuojapinnoitekoostumus

Info

Publication number: FI92216B
Application number: FI933526A
Authority: FI
Inventors: Aimo Hiltunen; Esko Poeylioe; Vladimir Sorine; Vladimir Gourier
Original assignee: Rautaruukki Oy; Tsniisk Im V A Kutsherenko
Priority date: 1993-08-10
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 1994-06-30
Also published as: FI933526A0; DE4495790T1; SE9600301D0; AU7461394A; FI92216C; SE9600301L; WO1995004792A1

Description

92216

PALONSUOJAPINNOITEKOOSTUMUS

Keksintö koskee pinnoitekoostumusta erilaisten rakennuselementtien, erityisesti teräsrakenteiden, 5 palonsuojäämistä varten.

Nykyisin rakennuselementtien palonsuojaukseen voidaan käyttää mm. palonsuojamaaleja ja palonsuojamas-so ja.

Palonsuojamaalien palonsuojaominaisuudet pe-10 rustuvat tavallisesti siihen, että ne kuumuessaan paisuvat. Palonsuojamaalit sisältävät yleensä orgaanisia yhdisteitä, jolloin orgaaniset komponentit reagoivat lämmön vaikutuksesta keskenään ja lopputuloksena syntyy hiiltynyt huokoinen vaahtokerros, joka toimii eristeenä 15 ja suojaa rakenteita yleensä n. 30 min saakka.

Vastaavanlaisiin palotilanteessa mahdollisesti paisuviin eristysmateriaaleihin kuuluu myös materiaalit, jotka sisältävät vesilasia, so. alkalimetallisili-kaattia, ja joita voidaan käyttää rakennuselementtien 20 päällysteenä tai liimana. Esimerkiksi patenttijulkaisussa DE 3506132 on esitetty päällysteenä tai liimana käytettävä massa, joka sisältää mm. vesilasia ja orgaanista sideainetta. Hakemusjulkaisussa FI 921492 on esitetty sideaine, joka sisältää alkalimetallisilikaat-. . 25 tia ja hapolla käsiteltyä täyteainetta, sekä tällaista sideainetta sisältävä paisuva koostumus.

Edelleen, patenttijulkaisussa FI 86738 on kuvattu päällysteenä tai liimana käytettävä seos, joka sisältää vesilasia ja masuunikuonaa siten, että vesila-30 sin osuus on 65 - 99 p-% ja masuunikuonan osuus on 0,5 - 30 p-%. Sovellutusesimerkeissä seos sisältää myös selluloosaa. Seoksen tavoitteellinen suojausaika on suuruusluokkaa n. 25 min.

Tunnettujen vesilasia sisältävien eristysma-35 teriaalien epäkohtana on, että vesilasi ei kestä hyvin kuumuutta, vaan se kuumuessaan alkaa sulaa rikkoen eristysmateriaalin pinnan ja siten lyhentää pinnoitteen 2 92216 palonsuoja-aikaa. Siten vesilasia sisältävät eristysmateriaalit ovat yleensä soveltuneet vain suo-javerhousmateriaaleiksi.

Erilaisista eristysmateriaaleista mainittakoon 5 vielä patenttijulkaisu US 4909845, jossa on esitetty tuki-/tiivistysmateriaali käytettäväksi kaivoksissa. Ko. materiaali sisältää 40 - 95 p-% vesilasia, 0.05 - 4 p-% perliittiä ja mineraalihappoa ja sillä on lisäksi lyhyt palonsuojavaikutus suojaverhousmateriaalien ta-10 paan. Edelleen, patenttijulkaisussa US 5045385 on esitetty kovetettu ja puristettu suojaverhoiluelementti, joka koostuu vermikuliitista tai perliitistä, lasikuiduista, vesilasisideaineesta ja kovettuvista feno-lihartseista. Näillä esiintyy edellä mainittuja epä-15 kohtia, ja ne edustavat lähinnä suojaverhousmateriaa-le ja.

Palonsuojamassojen palonsuojaominaisuus perustuu puolestaan etupäässä alhaiseen lämmönjohtavuuteen. Nykyisin käytetyt massat ovat pääasiassa paisutettua 20 vermikuliittia sisältäviä eristemassoja. Eristemassojen tavoitteellinen suoja-aika on suojaverhousmateriaalien suoja-aikoja pidempi.

Esimerkkinä teräksen palonsuojamassoista mainittakoon hakemusjulkaisussa EP 400162 kuvattu massa, : 25 jossa vermikuliittia on korvattu halvemmilla raaka- aineilla. Massa ei paisu palotilanteessa. Teräksen \ palonsuojaukseen suositellaan eristepaksuuksia suuruusluokkaa n. 1-2 tuumaa, mitä voidaan pitää epäkäytännöllisenä .

30 Patenttijulkaisussa US 4118325 on esitetty ruiskutettava palonsuo japinnoite, joka sisältää huo-koistettua vesilasimatriisia ja paisuttamatonta raakaa vermikuliittia tai paisuttamatonta perliittiä. Huo-koistettu vesilasimatriisi on muodostettu alkalimetal-35 lisilikaatista, natriumsilikofluoridista, geeliyttä-västä aineesta, kuten matalamolekyylipainoisesta ami-·< dista tai haloalkoholista, sekä kuidusta, kuten lasi- li 3 92216 kuidusta. Nykyinen lainsäädäntö huomioiden koostumuksen haitallisia komponentteja ovat lasikuitu ja natriumsi-likofluoridi, joka palotilanteessa muodostaa myrkyllisiä fluoriyhdisteitä.

5 Patenttijulkaisussa FI 73716 on lisäksi esi tetty korroosio- ja palonsuojaukseen käytettävä polymeerisen sideaineen vesidispersiolateksi ja vermiku-liittitäyteaine.

Vermikuliittipohjäisten palonsuojamassojen 10 epäkohtana on, että pinnoitteesta täytyy tehdä suhteellisen paksu pidempiaikaisen palonsuojän saamiseksi. Lisäksi tällaisten pinnoitteiden mekaanisessa lujuudessa on vielä parantamista.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on 15 poistaa edellä mainitut epäkohdat.

Keksinnön tarkoituksena on erityisesti tuoda esiin palonsuojapinnoitekoostumus, jolla aikaisempiin koostumuksiin nähden uudenlaisen aineosien yhdistelmän ansiosta aikaansaadaan palonsuojapinnoite, joka tarttuu 20 erinomaisesti kohteen pintaan, on mekaanisesti luja ja jolla voidaan saavuttaa vähintään yhden tunnin palon-suoja.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan patenttivaatimuksiin.

. 25 Keksintö perustuu ideaan yhdistää modifioitu vesilasi, so. silikofosfaatti, masuunikuona ja vermi-kuliittirikaste sekä mahdollisesti flogopiitti ja/tai pigmentti keskenään siten, että saadaan uudenlainen palonsuo japinnoite, joka palotilanteessa paisuu pyroplas-30 tisten ominaisuukseensa ansiosta ja tuottaa lisäksi : yllättävän pitkäkestoisen palonsuojan.

Keksinnön mukaisessa palosuojapinnoitekoostu-muksessa sideaineena toimivan silikofosfaatin osuus on 43 - 76 p-%, edullisesti 46 - 65 p-%, ja ma- 35 suunikuonasta ja vermikuliitista sekä mahdollisesti flogopiitista ja/tai pigmentistä koostuvan jauhemaisen täyteaineen osuus on 24 - 57 p-%, edullisesti 35 - 50 4 92216 p-%, koostumuksen painosta.

Täyteaineseos sisältää edullisesti hienoksi jauhettua masuunikuonaa 5-15 p-%, edullisemmin 8 -14 p-%, vermikuliittirikastetta 5-30 p-%, edullisem-5 min 8-14 p-%, flogopiittia 0-15 p-%, edullisemmin 8 - 14 p-%, pigmenttiä 0-9 p-%, edullisemmin 5-8 p-%, koostumuksen painosta.

Keksinnön mukainen palonsuojapinnoite sisältää edullisesti myös kovetinta 2-10 p-%, edullisemmin 4 -10 8 p-%, kuten 4-6 p-%, sideaineen painosta.

Silikofosfaattisideaine on saatu antamalla vesilasin, jolla tarkoitetaan tässä yhteydessä alkali-metallisilikaattia, kuten natrium- tai kaliumsilikaat-tia, reagoida kaliumtripolyfosfaatin kanssa kohotetussa 15 lämpötilassa. Lähtöaineena käytettävän vesilasin tiheys on edullisesti vähintään suuruusluokkaa 1.4 g/cm3. Kaliumtripolyfosfaattia käytetään n. 7 - 10 p-% vesilasin painosta.

Keksinnön mukaisessa palonsuojapinnoitekoos-20 tumuksessa silikofosfaatin on havaittu tunkeutuvan erittäin hyvin jauhemaisen täyteaineen rakeiden väliin, mikä vaikuttaa edullisesti koostumuksesta muodostettavan pinnoitteen eheyteen ja jatkuvuuteen. Käytetty sideaine toimii lisäksi plastisoivana aineena lisäten 25 muodostettavan pinnoitteen lujuutta. Edelleen, koostu-muksen sisältämä silikofosfaatti kestää esim. modifoi-matonta vesilasia paremmin korkeita lämpötiloja.

Masuunikuonana käytetään edullisesti granuloitua masuunikuonaa, jonka raekoko on alle n. 0,5 mm. 30 Masuunikuona vaikuttaa erittäin edullisesti muodostettavan pinnoitteen paisuvuusominaisuuksiin ja pinnoit-teen lujuuteen.

Vermikuliittirikaste on edullisesti paisutettua vermikuliittia, jonka raekoko on alle n. 1 mm. 35 Vermikuliittirikaste voidaan korvata osaksi halvemmalla raaka-aineella, kuten flogopiitilla. Vermikuliittia ja flogopiittia käytetään keksinnön mukaisessa koostumuk-

II

5 92216 sessa lämpöä eristävänä aineena.

Koostumus voi sisältää myös pigmenttiä halutun värin tuottamiseksi. Erityisen edullinen pigmentti on sinkkioksidi ja/tai titaanidioksidi, joilla on edulli-5 nen vaikutus palonsuoja-ominaisuuksiin.

Kovettimella voidaan nopeuttaa muodostettavan pinnoitteen kuivumisnopeutta. Kovettimena voidaan käyttää mitä tahansa alalla tunnettuja kovettimia, jotka palotilanteessa tuottavat myrkyttömiä palamistuotteita. 10 Tällaisista kovettimista mainittakoon esim. kondensoitu alumiinifosfaatti, A1(P03)3, sekä epäorgaaniset ja orgaaniset hapot, kuten hiilihappo, oksaalihappo, viini-happo jne. Oksaalihappo on erityisen käyttökelpoinen kovetin.

15 Palonsuojapinnoitekoostumus voi sisältää myös muita alalla tunnettuja lisäaineita.

Käytännössä keksinnön mukainen palonsuojapinnoitekoostumus on edullisesti ns. kaksikomponenttivalmisteen muodossa, jolloin kuiva täyteaineseos, johon on 20 mahdollisesti seostettu kovetin, ja nestemäinen siliko-fosfaattisideaine sekoitetaan keskenään juuri ennen levittämistä kohteen pinnalle.

Keksintö koskee myös menetelmää mainitun pa-lonsuojapinnoitekoostumuksen levittämiseksi kohteen 25 pinnalle ja menetelmällä muodostettua palonsuojapin-noitetta.

Edullisen aineosayhdistelmän ja käytettyjen raekokojen ansiosta palonsuojapinnoiteseosta on helppo käsitellä ja se voidaan levittää kohteen pinnalle esim. 30 ruiskuttamalla, jolloin pinnoittaminen tapahtuu kätevästi ja nopeasti.

Kovetinta käytettäessä nestemäinen silikofos-faattisideaine ja kovettimen sisältävä täyteaineseos yhdistetään ja saatu seosmassa levitetään välittömästi 35 kohteen pinnalle. Levitetyn pinnoitteen kovettuminen kiihtyy silikofosfaattisideaineen reagoidessa kovettimen kanssa, jolloin tapahtuu pinnoitteen kovettumisen 6 92216 määrittävää polysilikaattiketjuuntumista. Tällöin levitetyn kerroksen kovettuminen kestää vain muutaman tunnin, jonka jälkeen kerroksen päälle voidaan levittää aina uusikerros halutun pinnoitepaksuuden saamiseksi.

5 Pinnoitteen kuivuessa ja kovettuessa sideaine sitoo täyteaineseoksen rakeet ja silikofosfaattireak-tiotuotteen sisältämä kaliumtripolyfosfaatti toimii plastisoivana aineena laukaisten sisäisiä jännityksiä materiaalissa ja lisäten muodostuvan pinnoitteen me-10 kaanista lujuutta, adheesiota kohteen pintaan sekä lämpötilaerokestävyyttä.

Minerologisesti kovettunut ja kuivunut keksinnön mukainen palonsuojapinnoite koostuu amorfisesta ja kiteisestä faasista.

15 Palotilanteessa keksinnön mukainen palon- suojapinnoitekoostumus paisuu silikofosfaatin ja masuu-nikuonan välisestä reaktiosta johtuen. Pinnoite paisuu n. 2 - 2.5-kertaiseksi. Koska silikofosfaatin lämpökes-tävyys on hyvä, paisunut kerros kestää vesilasia sisäl-20 täviiin paisuviin materiaaleihin nähden kauemmin kuumuutta tuottaen pidemmän palonsuojan. Käytetty vermi-kuliittirikaste ja mahdollisesti käytetty flogopiitti lisäävät palonsuojaa toimiessaan lämpöeristeenä. Edelleen, kun palonsuojapinnoitekoostumus sisältää pigment-25 tinä sinkkioksidia, sinkkioksidi reagoi palotilanteessa lämpöä sitovasti muodostaen sinkkisilikaattia, so. willemiittiä.

Keksinnön mukainen palonsuojapinnoitekoostumus ei tuota palotilanteessa myrkyllisiä palamistuotteita. 30 Keksinnön mukaista palonsuojapinnoitekoostu- musta voidaan käyttää lämmössä paisuvana palonsuojamas-sana erilaisille rakennuselementeille, erityisesti teräsrakenteille, pitkäkestoisen palonsuojan aikaansaamiseksi. Keksinnön ansiosta suhteellisen ohut pin-35 noitekerrospaksuus, suuruusluokkaa 10 - 12 mm, tuottaa vähintään yhden tunnin palonsuojan.

. Keksinnön etuna on vielä, että aikaansaadaan . · · li 7 92216 tekniikan tasoon nähden erittäin käyttökelpoinen palonsuo japinnoitekoostumus hyödyntämällä edullista masuuni-kuonaa. Keksinnön mukaisen koostumuksen käyttökelpoisuutta lisää sen ympäristöystävällisyys.

5 Keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin seuraavien esimerkkien avulla. Esimerkit ainoastaan havainnollistavat keksintöä rajoittamatta sitä.

Esimerkki 1; Keksinnön mukaisen erään palonsuojapin-10 noitteen kemiallis-mineralogiset rakennetutkimukset

Koekappaleet pinnoitettiin ruiskuttamalla palonsuojapinnoitekoostumusta, joka sisälsi: silikofosaattisideainetta 56,25 p-% 15 masuunikuonaa 12,5 vermikuliittirikastetta 12,5 flogopiittia 12,5

ZnO (GOST 202 - 84) 6,25 (kuiva-aineen osuus 43,75 p-%).

20

Koostumuksessa käytetyllä jauhetulla masuunikuonalla (Rautaruukki Oy) oli seuraavat ominaisuudet:

Kemiallinen koostumus, %: 25 Na20 0,77

MgO 10,5 A1203 7,86

Fe 0,36 S 1,79 30 CaO 38,9

Ti 1,37

Si02 36,5 8 92216

Raeluokkajakautuma:

Raeluokka Osuus +0,5 mm 0,0 5 +0,297 - 0,5 12,8 +0,210 - 0,297 25,4 +0,149 - 0,210 16,2 +0,105 - 0,149 13,5 +0,074 - 0,105 9,6 10 +0,053 - 0,074 5,3 -0,053 17,3 Käytetyillä vermikuliittirikasteella ja flogopiitilla oli seuraavat ominaisuudet: 15

Vermikuliittirikaste KVK-1 Flogopiitti SFE-315 (Kovdor), raekoko alle 1 mm:

Kemiallinen koostumus, % Kemiallinen koostumus, % 20 Si02 38,62 Si02 40

Ti02 0,8 MgO 22 A1203 12,15 A1203 16

Fe203 6,29 Fe203 7

FeO 0,02 K20 + NazO 9 25 CaO 1,82 P205 0,1

MgO 27,76 irtopaino K20 0,44 korkeintaan 0,5 g/cm3 vapaata vettä 11,40 9 92216

Silikofosfaattisideaine valmistettiin antamalla natriumvesilasin, jonka tiheys oli vähintään 1,4 g/cm3, reagoida kaliumtripolyfosfaatin kanssa, jonka osuus oli 7-10 p-% vesilasin painosta, 80 °C lämpö-5 tilassa. Saadun silikofosfaatin kemiallinen koostumus oli seuraava, %:

Si02 26,2

Na20 9,5 P205 2,43 10 K20 2,50.

Pinnoite kuivattiin. Kovettuneen pinnoitteen kemialliseksi koostumukseksi saatiin:

Komponentti Pitoisuus, % 15 MgO 12,8 A1203 6,25

Si02 38,3

Fe 1,8

Na20 7,85 20 P205 2,77

Zn 6,03 K20 5,13

CaO 7,58 C 0,4 25 H20 9,5

Tiheys 1750 - 1800 kg/m3

Huokoisuus 11,7 %

Mineraalimääritykset suoritettiin röntgendif-fraktiolla. Kovettunut pinnoite koostui amorfisesta ja 30 kiteisestä faasista. Amorfinen faasi oli kuonaa ja keksinnössä käytettyä modifioitua vesilasia. Kiteisestä faasista tunnistettiin kiille, vermikuliitti, sinkiit-ti, portlandiitti ja kalsiitti. Portlandiitti ja kal-siitti ovat selviä hydraulisten reaktioiden tuotteita. 35 Hydraulisten reaktioiden tuloksena kalsiittia oli muodostunut noin 3 %.

. Myöhemmin esimerkissä 5 kuvattavan polttoko- • « 9221 6 10 keen läpikäyneestä pinnoitteesta identifioitiin mel-liitti, forsteriitti, willemiitti ja kiille.

Esimerkki 2: Lisättyjen kovettimien vaikutuksen tutki-5 minen

Kokeessa tutkittiin oksaalihapon ja alumiinifosfaatin (LP-AN 212, Hoesch) vaikutusta keksinnön mukaisen erään palonsuojapinnoitekoostumuksen kovettu-10 miseen.

Käytetty koostumus sisälsi: silikofosfaattisideainetta 53,1 p-% masuunikuonaa 13,4 vermikuliittirikastetta 13,4 15 flogopiittia 13,4

ZnO 6,7 (kuiva-aineen osuus 46,9 p-%)

Lisättäessä saatuun seokseen oksaalihappoa 3 -6 p-% sideaineen painosta pinnoitteeksi ruiskutettu 20 seos kovettui muutamassa tunnissa siten, että se voitiin päällystää seuraavalla kerroksella. Esim. 4 p-% oksaalihappolisäys oli n. 3 - 4 tunnin kuluttua kovettanut pinnoitteen riittävästi siten, että sen päälle voitiin ruiskuttaa seuraava kerros.

, . 25 Alumiinifosfaatti tuotti vastaavat tulokset ' · käytettäessä sitä hieman suurempia määriä, suuruusluokkaa 4-8 p-%.

Esimerkki 3: Keksinnön mukaisten eräiden palosuojapin-30 noitteiden ja vesilasia sideaineena sisältävien pinnoitteiden ominaisuuksien tarkastelu

Seuraavin taulukoihin 1 ja 2 on koottu esimerkkejä keksinnön mukaisilla koostumuksilla muodostetuista pinnoitteista ja näille määritettyjä ominaisuuk-35 siä. Vertailuesimerkkeinä on käytetty vastaavanlaisia pinnoitteita, joissa sideaineena on käytetty vesilasia.

Il 92216

H (M

T) e 1 I o o *i O K s „ o 0 M - J? ^ S lii c c m

C <1> 3 P

P 0) 3 I

ft P >· > _________ I c •C I a) m ui 3Ν0) £ ui

S " S S · j, A

ϋ s 01 g 15 3 o ai -p hi O Ό rt ______

I ^ C

1 -H rt g (OP » -r-l

3 Qj il *H H

p * 2 G

O <D g :rt art p P 0) > «ti

4J Ρ Ρ >Ί SS

o o- O -P S. ft H

3 CO) •Γ-l c X rt 0) rt

ρ P p P P

o ft rt c -pc P rt Λ 3 0 3 ρ p « p C p .rt Ρ P > -P U ζ il > 03 03rt -P Λ >1

ft hiOP ftlpP

—-rs-------------- >

Eh \ W -e KO S ® M OI rt· H rt ^ S J*

Hop « w < g o --------------- m i υ 2 g rt in in

S H P 04 OI

5 g -p in i I

G > P n ro o § =a s ^ s ^ ___________ H -----

g I -P

* p | p U dl m p 04 04 H ρ ρ a> H 1-1 _ « > <l> rt· i i Z rt) jj o Cl

5 -ro C p H H

S p a) a ►J :rt -P o £ ^ e *_____________

UI

w i •n « nr rt a* rt a p ä

* $ n ΐ * Ϊ T

rt n p p ,1, :0 p p m p p a

p rt -r-1 I

s λ ε h :rt P P 3 rt hi > p a p I in in in in :<o o oi m m ui oi oi in ininoioi :ίβρ oi oi oi 10 10 oi OI OI VO 10 :id rt p ρριη ρ ρριη S ft _ _______ P C OI -p e i ρ o ρ ρ HO p Hfl ρ Ρ Ό C :rt Ρ Ρ Ό

g P g P P P -P E P p P

ppp p poipac ρ ·ρ -p ® , ac a pppjirtrtO) ppji-p o p o» h p sa-POrtCP 3*^oa hoac a jirtft-POi-pa ji ft p rt 2 a o ort pjiojiprtairt ρολρ

o ·Π ft ·η C ε ·Ρ 01 X 0 0) ·π C 6 O' Λ -H

Jpg PO PPOCrrtOPO POCa D :rt 0 :rt 3 α> Ρ Ρ P ft P :rt 3 0) r* ·Ρ 0> <·->.* ·-> hi >pftwwa»-3lhi > ft w > h 1===^=!=!=^==^==!=^=!==^==^=· i i i i n 1 2 s 9221 6

_ O O

G' in in in i0

10 ΓΟΟ I I

in -3· m cm i i

O C C

3 dl 3 :(fl m n c 4-i > •H 4J 10 ~4 M >i

3 C :« 3 >ι ε <0 -C

01 3 > 4J >ί 3 4-1

•H 4-> >i 4J JO 4-1 C

0 h £ 3 :<0 3 - -4

<-Q,(Ö »H C *0 (0 -H

4J c 3 4-> 4-1 Ή 0) -H ji ie M m —i 4J ^ -*H »—l -r4 Q) (0

•H C Λ <-4 01 -P

OOH 14 10 C .* d> c ε « > cojxn o ε c dl 4J C vn 3 -H -H dl O -rt O "4 Λ

01 £ g ΓΙ tt H H 4J

i0 in >0 in «N 10

CM

in i I

n m cn

CM

CN

T-H CN

rH

*· I I

o O Ή

1—I

in m l m ro ^ ^ in in cn --- CN - - "l ” m" 00 ω «o- -o· ^

| ® « » « « S

4->____ ______ «a -o

·*-> I ~4 I 4J

m -r4 3 44 »f »4 +4 4J --4 4J 44 44 Λ ,_| ;l0 44 -A Ό -4 10 :ld 44 -H 10 £ -H 44 ~4 3 44 8 --4 44 44 _ .-1 -.-4 4J 0) 0} r-t -H 44 3 01

UiHj) ^4-r4J<.-4O0> *H **4 44 O

t«S 4J 3 ä> "4 O C 44 44 3d) "4 -H 44 iC to j< 44 ft -h o m j<4JO<3q S dim --4 oi o .* ·* .* d> rt -ηοιολλ . η τη e εΐΰΟι^ί^^'ΓηΟ ε rt O' •'"t Ή

ti 140 l4^0C0-HV40 14 J* O 0) rH

>-4 :io 3 d) -4 <-i ~4 (0 -4 :<0 3 d) -»4 r4 (0 -.4

< *-> m, >l4hCOttCO*3tt >l4felJW

EH ------- M

II

92216

* S

00 I

VO CN

I I

*—< c O D :« CU > U >1 m m £

0) -M ^ C O * -H

n to c ^

ID (0 H 4J Λ <0 JJ

0 «d Φ c e c c o <e

CU 4J 4J VO LO

in

CN

in 1 ro

CN

(N

tH

o

iH

ro in

C tN 00 CO 't «ΐ iC

3 ^ 3 +J_____ (0 '-'ti) -P 3

•P -P

i-H :(fl il -P *P

£ -P Pl 3 _ ^ -H -P .* O Ή J) r-| .p -p -p

Ui 4J 3 dl -P C 01 U5 n .* 4J ft -P Λ

*—1 QJ (0 -P 01 O *P »H

j -r-ι G £= *0 θ' H -P

C PO P .* O O 01 ►2 :« 3 0) -P Ή Λ 0) < 1-5¾ >Ρ&,«>

EH 111 I I I M

9221 6

I II I

*H Ή H *H G

(O » (O (O <0 O

a m cu -p a -p

CC -P G O - -CM

Ο * 4-> m ·>ε 4-> (0 » = M O

< 10 10 H (0 3 (0 (0 -H M Qj

> > e r-l >(Q C M > tfi rH

0 2 O Φ Ή 0-P 3 3 O Λ! (0 «μ m io jc c tomA:-H(o in

PJ ·Η 4-> 3 ·Η |H 4-> <-H

2 U C Φ Φ C-P (0 ID C O Φ 3 2 u pj o λ: e op ho o a e w < U :< m (0 :cö P 3 < Eh 1-3 0)10(0 Φ 4J > φ P Φ (0 0) « H +JJ3+J 4-> >i +j <D 4-> r .p 4-> 3 m2 m c -h * s: -h M -H C -h (0

s OO O -P 3 o+j O O -P 3 OC

2 EH C 3 -P :(0 C 3 C CCC34-):i0C(0 2 Z Pl C C P > C C -H C-HCCP>C^ < mO m 3 «0 >i ·η 3 m m m m 3 (0 >h m m PC cl, a, CU II) P £ CU 0) H Οι>ιΛΐηΡ£ CUfl M------- Q I <1 g g §1 ω E-· E-·

2 <C 5 Z

T tn > z h co en < < S m m OM en m “ O 2 J rt* * e vo ^ vd I ^ O CO M » o ε h u o E * m :0 o

o rt! J CP

mo U S o o m < :< o

Pn cn < E-1 P1 m ω -=------- ««il a- 0 m 2 «

S 2 :< Z DS

en S « “ > ίΐ ^ Z < ' m o o ro rt* o HS u M < vd vo vo m in vo o o umo 2 H Eh en eh

g * H t" EH

£ c |x E J

E m :< >h O

S -o a J *_______ 0 "H Jr

A (D U S

z ϋ gg w * £ g oo 2 222 2 HZ o D mmm m

E " Z CD

.5 z * •i m < 1 ^_______

Eh

M

g 2 z s 2 2

<N rs 2 ™ ru CN

H rt! en u en « en u <

U S A

O **__________

D

m m m m ro in :<C :t0 :(0 :(0 :(0 :(0 «0

2 E E E E E E

(N J i—| M M M M M

PJ <X) φ φ φ Φ O) O Eh 4.) 4J4J4J4J 4-1 PC en cd tn cd cd cd tn pc u a) a> a> aj a> φ o (-3 1-1 το το το to h—1

P1 2 P PPPP P

O :< :c0 :<fl :<0 :<0 «0 t(0

< 1-3 l-J »-3 1-3 ^3 *3 '"O

Eh 11 1 I - I I I I II

II

15 *22 i 6

Tulokset osoittavat keksinnön mukaisilla palonsuojapinnoitekoostumuksilla muodostettujen pinnoitteiden edullisuuden. Sitä vastoin nähdään, että pinnoitteiden, joissa sideaineena on käytetty vesila-5 siä, kovettumisaika on pitkä ja poltettaessa tällaisia pinnoitteita vesilasilla on taipumus sulaa pinnalta.

Esimerkki 4: Keksinnön mukaisen erään palonsuojapin- noitteen mekaanisia ominaisuuksia 10 Metallialustat pinnoitettiin esimerkissä 2 esitetyllä palonsuojapinnoitekoostumuksella.

Tarttuvuus kohteeseen: Menetelmä käsitti pinnoitteen tasaisen irtirepäisyn alustasta, siihen tarvittavan voiman mittauksen ja rikkoutumistyypin mää-15 rittelyn. Koe suoritettiin viidellä näytteellä. Re-päisymurtumislujuuden keskiarvoksi saatiin 46,3 kp/cm2.

Saatujen tulosten perusteella pinnoitteen tarttuvuus on erinomainen.

Pinnoitteen lämpötilaerojen kestävyyden koes-20 tus: Pinnoitettua koekappaletta pidettiin 16 h -20 °C lämpötilassa, sen jälkeen 8 h +60 °C lämpötilassa ja tämä toistettiin 30 kertaa. Pinnoitteen todettiin pysyvän lujana ilman näkyviä vioittumisia, sen tartunta metalliin pysyi muuttumattomana.

25 Kovettuneen palonsuojapinnoitteen iskulujuus oli lisäksi erinomainen verrattuna perinteisiin ver-mikuliittipohjaisiin massoihin.

Esimerkki 5: Polttokokeet 30 Suoritettiin kaksi polttokoetta.

SEV-standardin 1000-78 kohdan 5.1 vaatimusten "Rakennussuunnittelun palonsuojanormit, rakennusmateriaalien tulenkestävyyskoestusmenetelmä" mukainen koe suoritettiin esimerkissä 2 esitetyllä palonsuojapinnoi-35 tekoostumuksella. Kokeissa käytettiin n. 9,9 mm ja 10, 1 mm pinnoitepaksuuksia. Kokeessa ei havaittu palonsuojapinnoitteen lohkeamia, syttymistä, palamista eikä « · 92216 16 savun muodostusta. Ennen palokokeen päättämistä (n. 70 min) palonsuojapinnoitteen käyttäytymisessä ei tapahtunut oleellisia muutoksia.

Toinen polttokoe oli VTT:n Palotekniikan la-5 boratoriossa suoritettu palonkestävyyskoe kuutiouunis-sa. Koe suoritettiin käyttäen ruiskuttamalla suojattuja, kuormittamattomia teräslevyjä. Kokeessa sovellettiin standardia SFS 4193 (ISO 834, Nordtest-mene-telmä NT FIRE 005). Suojaus suoritettiin kolmella 10 ruiskutuskerralla siten, että kuiva-aineen ja nestemäisen sideaineen massasuhde oli 1. ruiskutuskerralla 45:55 ja 2. ja 3. ruiskutuskerralla 48:52. Pinnoite-paksuudet ja saadut tulokset kunkin näytteen tapauk sessa on esitetty taulukossa 3.

15 TAULUKKO 3

Aika TERÄSIAMPOTILOJKE KESKIARVOT (*C) (JA MAX. ARVO (·<!]) f mini

Levy 1 Lny 2 Levy 3 Levy 4

Teräslevy 5 tm Teräslevy 5 se Teräslevy 10 m Teräslevy 10 m

Eriste 8,9 hi Eriste 12,3 se Eriste 8,4 in Eriste 11,7 n 0 20 20 20 20 10 101 (101) 73 (76) 92 (97) 63 (64) 20 146(153 ) 97 (100) 135 (135) 101 (101) ' 30 291 (293) 111 (119) 217 (239) 122 (130) 40 395 (398) 228 (241) 298 (322) 208 (217) 50 481 (485) 330 (344) 375 (398) 291 (303) 80 918 ( 926 ) 660 ( 668 ) 765 ( 799) 694 ( 749) » 17 9221 6

Polttokokeiden aikana pinnoite alkoi paisua, kun kokeen alusta oli kulunut n. 4 min.

Haihtuvien haitallisten aineiden erittymistä tutkittaessa ei havaittu haitallisten kaasujen muodos-5 tumista.

Kokeet osoittavat, että keksinnön mukaisen palosuojapinnoitteen teräsrakenteiden suojauskyky on vähintään n. 1 h.

10 Esimerkki 6: Keksinnön mukaisen erään palonsuojapin-noitemassan valmistus ja saadun massan levitys teräsrakenteen pinnalle 13,4 kg hienoksi jauhettua masuunikuonaa, 13,4 kg vermikuliittirikastetta, 13,4 kg flogopiittia, 6,7 15 kg sinkkioksidia ja 2,1 kg oksaalihappoa (kovetin) sekoitetaan huolellisesti kuulamyllyssä 30 min ajan.

46,9 kg saatua kuivaa seosta saatetaan jaksottaistoimi-seen sekoittajaan ja joukkoon lisätään 53,1 kg silika-fosfaattisideainetta, joka on valmistettu esimerkissä 1 20 esitetyn mukaisesti ja jonka tiheys on 1,48 g/cm3. Seos saatetaan välittömästi sinänsä tunnettuun ruiskupump-puun ja ruiskutetaan teräsrakenteen pinnalle alan käytännön mukaisesti. Teräsrakenteissa voi haluttaessa olla pohjamaan. Ruiskutus suoritetaan siten, että 25 kerrospaksuudeksi saadaan n. 4 - 5 mm. Pinnoitteen viskositeetti on 3 - 4 tunnin kuluttua niin korkea, että ruiskutus voidaan toistaa ensimmäisen pinnoitekerroksen päälle. Ruiskutus suoritetaan kaikkiaan 3 kertaa. Tarvittaessa ruiskutus voidaan suorittaa esim. kahdessa 30 vaiheessa. Tämän jälkeen pinnoitteen annetaan kuivua. Saadun pinnoitteen paksuudeksi saadaan 10 - 12 mm. Kova pinnoite antaa vähintään n. 1 h palonsuojän.

Keksinnön mukaisen palonsuojapinnoitemassan eräänä etuna on sen nopea kovettuminen, joten tarvit-35 tavat ruiskutuskerrat voidaan suorittaa esim. yhden työvuoron aikana.

Claims

922Ί6
1. Palonsuojapinnoitekoostumus, joka koostuu pääasiassa nestemäisestä sideaineesta ja jauhemaisten täyteaineiden seoksesta, tunnettu siitä, että sideaine on silikofosfaattia ja täyteaineseos sisältää masuunikuonaa, vermikuliittirikastetta sekä mahdollisesti flogopiittia ja/tai pigmenttiä, jolloin sideaineen osuus on 43 - 76 p-% ja täyteaineseoksen osuus on 24 - 57 p-% koostumuksen painosta.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että koostumus paisuu lämme-tessään.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että täyteaine sisältää : hienoksi jauhettua masuunikuonaa n. 5 - 15 p-% vermikuliittirikastetta n. 5-30 p-% flogopiitti n. 0 - 15 p-% pigmenttiä n. 0 - 9 p-% koostumuksen painosta.
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että koostumus sisältää kovetinta 2-10 p-%, edullisesti 4-8 p-% sideaineen painosta.
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että masuunikuonan raekoko on alle 0,500 mm.
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että vermikuliit-tirikasteen raekoko on alle n. 1 mm. ·:. 7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että pigmentti on sinkkioksidia, titaanidioksidia ja/tai muuta sopivaa pigmenttiä.
8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että kovetin on I! *22)6 kondensoitua alumiinifosfaattia tai epäorgaanista tai orgaanista happoa, edullisesti oksaalihappoa.
9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että silikofos-faattisideaine on saatu antamalla vesilasin reagoida kaliumtrifosfaatin kanssa.
10. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen palonsuojapinnoitekoostumuksen levittämiseksi kohteen pinnalle, tunnettu siitä, että nestemäinen silikofosfaattisideaine sekoitetaan masuunikuonasta, vermikuliittirikasteesta sekä mahdollisesti flogopii-tista ja/tai pigmentistä koostuvaan täyteaineseokseen ja saatu palosuojapinnoitemassa levitetään kohteen pinnalle.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että silikofosfaattisideaine sekoitetaan täyteaineseokseen, johon on seostettu kove-tinta, ja saatu palosuojapinnoitemassa levitetään välittömästi kohteen pinnalle.
12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että palonsuojapin-noitemassa levitetään esim. ruiskuttamalla.
13. Jonkin patenttivaatimuksista 10-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että palosuoja-pinnoitemassaa ruiskutetaan kolme kerrosta 10 - 12 mm paksuisen pinnoitteen muodostamiseksi.
14. Jonkin patenttivaatimuksista 10-13 mukaisella menetelmällä muodostettu palonsuojapinnoite, tunnettu siitä, että pinnoite tuottaa n. 10 -12 mm kerrospaksuutena vähintään 1 h palonsuojän. 92216