FI99198C

FI99198C - Tulenkestävä eristyskoostumus ja sen käyttö

Info

Publication number: FI99198C
Application number: FI900927A
Authority: FI
Inventors: Ioannis Apostolopoulos
Original assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1987-08-26
Filing date: 1990-02-23
Publication date: 1997-10-27
Also published as: JP2698991B2; WO1989001864A1; FI900927A0; NO900870D0; GB8720142D0; NO175810C; ATE118732T1; EP0375738A1; NO900870L; DE3853163T2; FI99198B; EP0375738A4; DE3853163D1; EP0375738B1; NO175810B; JPH03500030A

Description

99198

Tulenkestävä eristyskoostumus ja sen käyttö

Keksinnön kohteena on tunnelin vuoraukseen käytettävä tulenkestävä tunnelineristyskoostumus, joka sisältää 5 kerroksen taipuisaa umpisoluista polyetyleenivaahtoa, sekä mainitun koostumuksen käyttö tulenkestävän tunnelineris-tyksen asentamiseksi tunnelin sisäpuolelle.

Eräs ankaran pakkasen kohteena olevilla alueilla sijaitsevissa tunneleissa usein esiintyvistä probleemoista 10 on pöhjavesiprobleema. Probleemat johtuvat siitä, että vettä vuotaa tunnelin sisään säröjen ja halkeamien muodostamasta luonnollisesta verkosta eikä vesi muodosta kuivaa jäätä. Lämpötilan pudotessa talvella 0 °C:n alapuolelle tämä jatkuva vesivirta jäätyy ja muodostaa asteittain suu-15 ria jääpylväitä, jotka peittävät seinät ja muodostavat massiivisia jääpuikkoja, jotka riippuvat katosta yleensä tunnelin sisäänkäyntien kohdalla tai lähellä niitä. Myöskin lämpötiloissa, jotka ovat hiukan jäätymispisteen ylä-puolella, aiheuttavat barometriset paino-erot kunkin si--*•.*20 säänkäynnin kohdalla venturivaikutuksen, jossa voimakkai- .‘:\ den kylmien tuulien vaikutuksesta on toisinaan seurauksena ,···. massiivisten jäämuodostusten muodostuminen tunnelien si- .... säänkäyntien kohdalla.

::: Jään muodostuminen pitkin tunnelin seinämiä ja ojia ' 25 tukkeaa usein vedenpoistamismahdollisuuden saaden veden valumaan tien pohjalle tai rautatiepenkalle, jossa se jää- • « : ·· tyy. Ajaminen käy vaaralliseksi ja tien pohjia tai rauta- • · · ·.· · tiekiskoja, kysymyksen ollessa rautatietunneleista, on : .·« vaikeata pitää kunnossa, erityisesti vilkasliikenteisissä • < t · .•••.30 tunneleissa. Vakavissa tapauksissa voivat massiiviset jää- • · pylväät ja jääpuikkomuodostumat tunnelin katossa aiheuttaa «· · : .* valtavia kuormituksia, jotka vetävät alas sähköjohdot ja :: kannatinulokkeet aiheuttaen vakavia vaaroja, erityisesti suojailman kausina.

35 Monia menetelmiä on käytetty näiden probleemien ratkaisemiseksi. Huoltohenkilöstöä voidaan käyttää jään 99198 2 hakkaamiseksi ja lohkomiseksi tai suolaliuosten suihkut-tamiseksi jäähän. Tällaiset menetelmät ovat kalliita siinä suhteessa, että ne vaativat runsasta työvoiman käyttöä ja aiheuttavat korroosiota tai vahinkoa ekologialle. Vaihto-5 ehtoisesti on myös käytetty keinoja tukea tunneliseinämis- sä olevat halkeamat ruiskuttamalla niihin kemikaaleja tai tilkitsemällä ne ruiskutetulla betonilla. Nämä menetelmät ovat monimutkaisia, kalliita ja tulokset ovat yleensä epävarmoja. Jos onnistutaan aikaansaaman vesitiivis suoja 10 johonkin tunnelin osaan tai vyöhykkeeseen, nousee veden paine usein asteittain vuotaen vain ulos jossakin muualla, monissa tapauksissa niiden halkeamien vieressä, jotka juuri on tukittu.

Eräs tämän probleeman yksinkertaisimmista lähesty-15 miskeinoista on käyttää hyväksi vuoren sisäpuolista lämpöä tarkoituksella estää pohjavettä jäätymästä. Pysyttämällä pohjaveden lämpötila tällöin jäätymispisteen yläpuolella, se poistuu normaalisti salaojajärjestelmään estäen siten pohjaveden jäätymisen aiheuttaman tunnelin sisäosan vau-:20 rioitumisen. Tämä voidaan tehokkaasti toteuttaa eristämäl- • ;· lä tunnelin sisäpuolen seinä- ja kattopinnat.

! . Koska veden sisältämä lämpö vapautuu sen joutuessa ;;; kosketukseen kylmän kalliopinnan ja kylmän ulkoilman kans- ’···' sa, on siitä seurauksena, että kallion pinnan ja eristys- ‘25 materiaalin välisen ilman tilavuus on pidettävä mahdolli simman pienenä. Sen vuoksi on oleellista, että eristysma- • » • ’·· teriaali on joustavaa ja kykenee jossain määrin seuraamaan : : : tunnelin sisäpuolisen kallioseinämän ääriviivoja. Käyte- .tyllä erityisellä eristysmateriaalilla tulee lisäksi olla hyvin alhainen lämmönjohtamiskerroin ja samalla sen tulee • · ”* olla vettäläpäisemätöntä. Taloudellisista syistä tulee • · · • tällaisen tunnelineristysmateriaalin olla helposti asen- nettavissa paikoilleen ja sen tulee vaatia vähän kunnossapitoa .

35 Eräs parhaista eristysmateriaaleista, joka on to dettu menestyksellisimmäksi ratkaistaessa tämän tyyppisiä 3 99198 tunnelinjäätymisprobleemoja, on suulakepuristettu umpi-soluinen polyetyleenivaahto. Polyetyleenivaahdolla on alhainen lämmönjohtavuus ja se absorboi mitättömän määrän vettä, jotka ominaisuudet se säilyttää niinkin alhaisissa 5 lämpötiloissa kuin -40 °C. Se on säänkestävä ja kyllin luja kestämään tuulen, ohiajavien kuorma-autojen tai junien aiheuttamia ilmavirtauksia. Se on kestävä vähäisempiä mekaanisia vaurioita vastaan ja tämän materiaalin taipui-suus saa sen myötäilemään tunnelin sisäseinämien louhit-10 tuja kallipintoja. Se on helposti valmistettavissa ja sen kevyt paino ja muokattavuus tekee helpoksi sen asentamisen tunnelin rajapintoihin, katso Sally Woods'in artikkelia "Polyethylene Foam Insulation Solves Icing Problem in Rocky Mountain Railway Tunnels" aikakauslehdessä 15 Engineering Digest, sivut 13 - 16, elokuu 1985.

Polyetyleenivaahdon käyttämisen eräs haitta on kuitenkin sen syttyvyys. Polyetyleenivaahdot voidaan tehdä palamista hidastaviksi lisäämällä palamista hidastavia . '·. lisäaineita. Tällaiset palamista hidastavat lisäaineet :1\:20 sisältävät kuitenkin halogenoituja aineita, joista vapau- tuu palaessa bromi- ja kloorikaasuja. Nämä kaasut ovat raskaita ja myrkyllisiä ja ne voivat olla vaarallisempia kuin itse liekki kysymyksen ollessa vaahdosta, jota ei ole !!! käsitelty palamista hidastavalla aineella. Niinpä on ole- ‘ 25 massa tarve sellaisesta tunnelin eristysmateriaalista, jolla on kaikki polyetyleenivaahdon edut, mukaan luettuna » ♦ • 2 polyetyleenivaahdon eristysominaisuudet, mutta joka on • · · ·.· 1 myös tulenkestävää.

Rakennuslevyinä käytettäviä laminaattirakenteita, • · · · .1••.30 joissa polymeerivaahto on sidottu metallilevyyn, on ku- • · *·" vattu US-patenttijulkaisussa 4 698 278, josta tunnetaan • · · 2 ' .1 kolmikerroksinen laiminoitu levy, jossa polyuretaanivaahto on molemmilta sivuiltaan sidottu metallilevyyn liimaker-roksella, ja US-patenttijulkaisussa 4 310 587, jossa kuva-35 taan tulenkestävä taipuisa kerrosrakenne, jossa metallile- 99198 4 vyn toisella puolella on vaahtomuovikerros ja toisella puolella muita kerroksia.

Lähin hakijan tuntema tekniikan tason mukainen ratkaisu eristevuoraus materiaaliksi käsittää alumiinista 5 valmistetun kaksoisvuorauksen, jossa on pakkaseristemate- riaalia sovitettuna alumiinilevyjen väliin, katso Krokeborg'in ja Pedersen'in artikkelia "Insulated Panels for Protection Against Water and Frost", julkaisussa Proceedings International Symposium, Oslo 1984, (TAPIR, 10 Trondheim). Alumiinivuoraus käsittää oleellisesti raskas- kaliiberisen kalvon, jonka paksuus on noin 0,5 - 0,7 mm ja joka sisältää mineraalivillaeristeen alumiinikalvojen välissä. Tällaisella eristysmateriaalilla on se epäkohta, että se repeytyy helposti tunnelin kalliopinnan karkealla 15 pinnalla, jolloin eristysmateriaali paljastuu kallion sei- nämäpinnalle. Mineraalivilla ei ole erityisen sopivaa käytettäväksi tunnelin eristysmateriaalina. Mineraalivilla absorboi nopeasti vettä, joka sen jälkeen jäätyy ja tuho-. aa tämän materiaalin eristysarvon. Alumiinikalvokerrokset :’·,:20 sulavat lisäksi suhteellisen alhaisissa, noin 660 °C:n lämpötiloissa. Kysymyksen ollessa kuumasta liekistä, on ,··, todennäköisyys varsin suuri, että alumiini sulaa ja ai- kaansaa eristeen kokoonlysähtämisen ja turmeltumisen tai

l I

!!! vahvavirtajohtojen oikosulun.

' 25 Nämä probleemat voidaan ratkaista käyttämällä tämän keksinnön mukaisia tulenkestäviä tunnelineristyskoostumuk- Γ" siä.

• · · V '· Tämä keksintö koskee siten tunnelin mainittu vaah- : tokerros on sidottu metallilevyn sideaineen avulla, joka • · 4 · .••',30 sulaa suunnilleen samassa tai korkeammassa lämpötilassa • « *·* kuin se lämpötila, jossa mainittu polyetyleenivaahto su- • · · : *.* laa, ja jonka metallilevyn paksuus on 0,01 - 0,2 mm. Kek- sinnön mukaisen koostumuksen edullisille suoritusmuodoille on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimusten 35 2-8 tunnusmerkkiosissa.

5 99198

Lisäksi keksinnön kohteena on keksinnön mukaisen koostumuksen käyttö tulenkestävän tunnelineristyksen asentamiseksi tunnelin sisäpuolelle, jolloin a) valmistetaan mainitut tulenkestävät tunnelin- 5 eristyskoostumukset levyjen muotoon, joiden mitat ovat: leveys 20 - 120 cm ja pituus 0,2-5 m; b) yhdistetään mainittujen levyjen pituussuuntaiset reunat yhteen maton muodostamiseksi; c) upotetaan ja ankkuroidaan pultteja tunnelin ka- 10 ton ja seinien kalliopintaan, ja d) kiinnitetään mainittu matto mainittuihin pult- teihin.

Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin myös piirustuksiin viitaten.

15 Kuvio 1 on poikkileikkauskuva esillä olevan keksin nön mukaisesta tulenkestävästä tunnelineristyskoostumuk-sesta.

Kuvio 2 on poikkileikkauskuva tunnelista, joka on !*·.. vuorattu esillä olevan keksinnön mukaisella tulenkestäväl- :\;20 lä tunnelineristyskoostumuksella.

• «

Vaikkakin tämän keksinnön mukaiset koostumukset on < 4 · ,···, erityisesti kehitetty tunnelineristysmateriaaleiksi, on I!! luonnollisestikin selvää, että näitä koostumuksia tai nii den hiukan muunnettuja versioita voidaan myös käyttää 25 siellä, missä tarvitaan tulenkestävää eristyskoostumusta.

Tällöin voivat tulla kyseeseen esimerkiksi kaikki seinä- • · : *·· eristeet rakennuksille, kuten taloille, makasiineille, ♦ · * V * tehtaille, kattojen lämpöeristeet, putkien eristeet ja : ,· reaktioastioiden eristeet lämpötiloja varten, jotka ovat "1/30 välillä -40 - 70 °C.

« <

Oivallisten eristysominaisuuksien ja veden absorp- • · · i *.· tion vastutuskyvyn johdosta keksinnön mukaisessa koostu muksessa käytetään umpisoluista polyetyleenivaahtoa eris-tysaineena.

35 Umpisoluisia polyetyleenivaahtoja on saatavissa sopivasti suulakepuristettujen levyjen muodossa, joiden 99198 6 leveys on 20 - 120 cm ja pituus 0,2-5 metriä. Näitä levyjä on saatavissa paksuuksissa 30, 50, 70, 80 ja 100 mm. Käytettyjen yksittäisten levyjen paksuus riippuu ilmastosta ja talviolosuhteiden ankaruudesta, joille tun-5 neli joutuu alttiiksi. Yleensä käytetään levyjä, joiden leveys on noin 1 metri, pituus noin 2 metriä ja paksuus noin 50 mm. Koska tämän tyyppinen polyetyleenivaahtomate-riaali sisältää rakenteessaan miljoonia pienenpieniä um-pisoluja, sillä on suuri eristyskyky. Se sallii vain mi-10 tättömän vähäisen vedyn ja höyryn läpitunkeutumisen, mikä tekee sen oivalliseksi esteeksi pohjavedelle. Polyetylee-nivaahto on riittävän taipuisaa ja joustavaa antamaan myöten ja olemaan repeytymättä rosoisia kallionseinämän pintoja vastaan. Polyetyleenivaahdot säilyttävät sitä 15 paitsi oivalliset ominaisuutensa laajalla lämpötila- alueella välillä -40 - 70 °C. Tämän vuoksi niitä voidaan asentaa laajalla ympäristön lämpötila-alueella ja lukuisia tunneleita on menestyksellisesti eristetty polyetyleeni-vaahdolla estämään pohjavettä jäätymästä tunnelin seinä- ·\;20 pinnoille.

Samoin kuin kysymyksen ollessa kaikista termoplas-tisista vaahtomateriaaleista palaa kuitenkin polyety- h! leenivaahto sen oltua lyhyen ajan alttiina avoliekille.

!’! Suurten polyetyleenivaahtomäärien palaessa muodostuu sitä 25 paitsi sakeita savupilviä. Palamista hidastavien kemikaa lien lisäämistä voidaan käyttää polyetyleenivaahtojen saa- « i * i i ·1 miseksi paremmin tulta kestäväksi. Kuten mainittiin, si- • « t i,1 1 sältävät nämä palamista hidastavat lisäaineet yleensä kui- ? tenkin halogeenin johdannaisia, joista palaessa vapautuu • «

IM

/'•.30 myrkyllisiä kaasuja, kuten bromia ja klooria. Nämä myrkyl- 1' liset kaasut voivat olla vielä vaarallisempia kuin itse • 1 « : 1.· tuli suhteellisen rajoitetuilla alueilla, kuten esimerkik si pitkän tunnelin keskiosassa.

Avoliekkien estämiseksi pääsemästä suoraan koske-35 tukseen polyetyleenivaahdon kanssa on kehitetty yhdistel- mämateriaali tai polyetyleenilaminaatti, jossa polyety- 7 99198 lenivaahdon se pinta, joka on tunnelin sisäosaa kohti, on päällystetty metallipinnalla. Metallilevyn käyttö päällysteenä palaville materiaaleille ei ole uutta. Metalli-levyn sitominen vaahtomuovimateriaaliin tulenkestävän 5 eristyskoostumuksen muodostamiseksi katsotaan kuitenkin uudeksi. Joissakin sovellutuksissa saattaa olla toivottavaa peittää polyetyleenivaahdon molemmat pinnat metalli-levyllä, jolloin muodostuu yhdistelmä, jossa on polyety-leenivaahtoa kahden metallia olevan pintakerroksen välis-10 sä.

Tämän keksinnön opetusten mukaan sidotaan metalli-pinta tai -pinnat erityisen termoplastisen sideaineen eli liima-aineen avulla, joka sulaa suunnilleen samassa tai korkeammassa lämpötilassa kuin se lämpötila, jossa poly-15 etyleenivaahto sulaa. Niinpä laboratoriokokeet ovat osoit taneet, että avoliekin tullessa suoraan kosketukseen yh-distelmärakenteen metallilevyn pinnan kanssa, ei polyety-leenivaahto delaminoidu huonon tartunnan johdosta. Poly-". t etyleenivaahto pyrkii sitä paitsi kutistumaan tai sula- ,·. :20 maan poispäin kuumuuden lähteestä muodostaen ontelolta tai taskuja metallilevyn taakse minimoiden siten vedon i i * muodostumisen ja sitä seuraavan palamisen.

j t i ·, ;;; Vaikkakin tiettyihin asennuksiin voidaan käyttää ei-rautametallia olevia levyjä, on teräslevyn käyttö edul-V '25 lista tulenkestävien tunnelineristysmateriaalien asentami seen. Teräslevyn paksuus voi olla välillä noin 0,01 -; '«· 0,3 mm, ja edullisesti se on välillä noin 0,02 - 0,2 mm i ; ; ollakseen joustava.

;Teräslevyn pituuden ja leveyden määrää käytetty-• · · *::.*30 jen polyetyleenilevyjen pituus ja leveys. Jos käytetään *;· yhdistelmää, jossa on vain yksi ulompi teräskerros, niin it t ί V teräskerroksessa tulee olla noin 50 mm lisää teräslevyä, 1 joka lisämäärä ulottuu polyetyleenilevyn jokaisen reunan yli. Tämä ylimenevä osa voidaan taivuttaa niin, että se 35 peittää polyetyleenilevyn reunat sillä tavalla, että 99198 8 polyetyleenipintaa ei ole lainkaan paljaana tunnelin sisäpintaa vastaan.

Sideaine- eli liimakerros voi käsittää monia materiaaleja, kunhan vain se tarttuu tyydyttävästi teräs-5 levyyn ja polyetyleenivaahtoon. Sen tulee myös sulaa suunnilleen samassa tai korkeammassa lämpötilassa kuin po-lyetyleenivaahto, jotta polyetyleenivaahto sulaisi ja vetäytyisi erilleen kuumasta metallilevystä sen jouduttua alttiiksi suoralle lämmön lähteelle, sen sijaan että se 10 delaminoituisi metallilevystä. Suurehkon tunnelitulipalon sattuessa tämä saa polyetyleenivaahdon muodostamaan nestettä teräskerroksen metallin suojatessa sitä avotulelta.

Tämä sula aine voi valua painovoiman vaikutuksesta teräs-kerroksen taakse pohjaveden poistojärjestelmään vahinkoja 15 aiheuttamatta.

Sopivia sideaineita ovat liimahartsit, kuten ety-leenivinyylialkoholi- ja etyleeniakryylihappokopolymeeri, jälkimmäisen ollessa oivallinen liimahartsi. Liimahartsi voidaan suoraan levittää teräslevylle suulakepuristamalla .·. :20 sulaa hartsia metallillevylle suulakkeen läpi noin 210 °C:n lämpötiloissa. Sula liimahartsi voidaan levittää ... laskeutuvana verhona suoraan teräslevylle sen kulkiessa jatkuvasti suulakkeen aukon alapuolella. Nopeus, jolla teräslevy kulkee, määrää liimapäällysteen paksuuden. Ympä- ' 25 ristön lämpötiloissa liimakerros on kiinteätä ja tahmaama- tonta, joten liimalla päällystetty teräslevy voidaan esi- • · • 1·· merkiksi rullata kelalle ja varastoida vastaista käyttöä ·· t : varten.

: ' Liimakerroksen päällystämä teräslevy voidaan sen • 1 · *11.130 jälkeen laminoida polyetyleenivaahtoa olevan levyn kanssa 11 kuumailmalaminointimenetelmän avulla. Kuumaa ilmaa, jonka • · · • 1.· lämpötila on noin 150 °C, puhalletaan suoraan liimalla päällystettyä metallilevyä vastaan liimakerroksen pehmentämiseksi. Pehmennetyn liiman päällystämä teräslevy puris-35 tetaan lujasti polyetyleenivaahtoa vastaan ja jäähdyte- 9 99198 tään. Jäähdytyksen jälkeen teräslevy pysyy lujasti ja joustavasti kiinnittyneenä polyetyleenivaahtoon. Sellaisten polyetyleenivaahtoyhdistelmärakenteiden valmistamiseksi, joissa on kaksi metallia olevaa pintakerrosta, toiste-5 taan sen toisella sivulla laminointi liimapäällysteisellä teräslevyllä. Liimakerroksen levitys teräslevylle, pehmennetyn hartsin sitominen kuuman ilman avulla polyetyleenivaahtoon ja laminoitujen levyjen sen jälkeen tapahtuva leikkaaminen niiden toivottuun pituuteen voidaan kaikki 10 yhdistää jatkuvaksi menetelmäksi, jossa valmiin yhdistel- mämateriaalin tuotantoteho on välillä noin 0,5 - 2,0 metriä minuutissa. Liimalla päällystetyt teräslevyt voidaan vaihtoehtoisesti valmistaa etukäteen, varastoida ja jälkeenpäin sitoa tarpeen mukaan polyetyleenivaahtoon.

15 Teräslevyjen polyetyleenivaahtolevyyn sitomisen jälkeen päällystetään teräslevyn ulkopinta yleensä teräksen suojaamiseksi korroosiolta. Teräslevyn toinen pinta voidaan vaihtoehtoisesti päällystää etukäteen suojaavalla .*'·.. päällysteellä ennen liimakerroksen levitystä vastakkaisel- a .·. :20 le pinnalle. Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää kuinka 4 4 monia tahansa tämän alan ammattimiesten tuntemia suoja-päällysteitä tai maalipinnoitteita .

!! Käytetään edullisesti maalipäällystettä, joka on sekä korroosion estävää että tulenkestävää. Tällainen 25 päällyste voidaan suihkuttaa, levittää harjaamalla tai telan avulla metallipinnalle tai valmiin yhdistelmära- • · : *·· kenteen metallipinnalle. Tulenkestävän päällysteen tulee • · · V ’ olla sellainen, että syttymisen jälkeen tuli ei siinä le- < : ,·. viä. Sen tulee edullisesti olla sen tyyppinen, että se « · 1 2 3 4 5 6 sammuu itsestään muutamassa minuutissa sen jälkeen kun 2 • · suora liekin kosketus on poistettu. Maalikoostumuksen tu- 3 • · · 4 : V lee olla joustava, niin että siinä ei ilmene käsittelyn ja 5 asennuksen aikana mitään maalipäällysteen säröjä ja suo-muilua. Erityisen toivottavia ovat päällysteet, jotka ovat 6 kemiallisesti vastustuskykyisiä autojen pakokaasuja, eri- 99198 10 tyisesti rikkidioksidia, rikkitrioksidia, typen oksideja, hiilimonoksidia, hiilidioksidia ja niitä vastaavia happoja vastaan.

Tyypillisiä käyttökelpoisia maalipäällysteitä ovat 5 päällystysainekoostumukset, jotka käsittävät fenoliin poh jautuvia hartseja, fenoli-formaldehydihartseja, akryyli-hartseja tai epoksihartseja, Epoksihartsiin pohjautuvat maalipäällysteet muodostavat oivallisen päällysteen. Hyvän tartunnan lisäksi niillä on oivallisia korroosiota torju-10 via ominaisuuksia ja ne voidaan valmistaa sellaisiksi, että niille saadaan eriasteista tulenkestävyyttä. Tällaiset kalvopäällysteet voidaan lisäksi valmistaa riittävän elastisiksi estämään säröilyä ja päällysteen hilseilemistä käsittelyn ja asennuksen aikana.

15 Tämän keksinnön mukaiset tulenkestävät tunnelin- vuoraukseen tarkoitetut yhdistelmälevyt voidaan asentaa käyttämällä alan ammattimiesten hyvin tuntemia yksinkertaisia menetelmiä. Niinpä, kuten kuviosta 2 nähdään, poly-etyleenilevyt on yhdistetty pitkittäisiltä reunoiltaan .'.:20 maton muodostamiseksi. Maton leveys on yhtä suuri kuin yhdistelmälevyjen pituus. Yksityisten mattojen pituuden tulee koostua riittävästä lukumäärästä levyjä peittämään pääosan tai koko poikkileikkauksen tunnelin seinämästä ja katosta. Yhdistelmälevyt yhdistetään edullisesti reunois-25 taan termoplastisen, kuuma sulavan liiman, kuten esimer kiksi uretaanielastomeerin avulla. Tällainen liima levite- • · : *·· tään helposti ja se säilyttää riittävän joustavuuden jopa « I c erittäin kuumassa tai kylmässä säässä säröilemättä tai : ,· repeytymättä asennuksen aikana.

* · « ·*' 30 Tällä tavalla muodostetut matot kiinnitetään kai- • · • · *1* lion seinäpintaan pulttien avulla, jotka on etukäteen upo- • · · • V tettu kallion seinäpintaan. Reiät on porattu kohtisuoraan ja kierteistetyt pultit on upotettu niihin ja kiinnitetty pysyvästi paikoilleen epoksihartsin avulla. Tämä on omiaan 35 ankkuroimaan pultit paikoilleen ja estämään pohjavettä 11 99198 valumasta kunkin poratun reiän ympäri. Pultit on siten sovitettu, että maton jokainen yhdistelmälevy on riippumattomasti kiinnitetty kallion seinäpintaan, jolloin saadaan estetyksi yksityisten yhdistelmälevyjen romahtaminen 5 liimauksen pettäessä.

Tällaiset yhdistelmämatot voidaan valmistaa tunnelin sisäänkäynnin ulkopuolella ja siirtää asennuspaikalle ajoneuvoilla, joissa on nostolava asentamista varten. Matot keskitetään huolellisesti ja kiinnitetään kallion 10 tunneliseinäpintaan mutterien ja aluslevyjen avulla, jotka kiinnitetään etukäteen sovitettuihin pultteihin. Välilevyjen suuruudet ovat noin 200 cm2 ja niissä on ylöspäin käännetyt reunat, niin että ne eivät naarmuta yhdistelmä-materiaalin käsiteltyä tulenkestävää päällystettä tai 15 leikkaudu sen sisään. Tämä menetelmä mattojen valmistami seksi ja paikoilleen asentamiseksi toistetaan niin monta kertaa kuin mattoja on tarpeen asentaa tunnelin sisäpinnan peittämiseksi. Jokaisen maton reunojen tulee ulottua viereisen maton reunojen yli noin 30 - 50 cm, niin että poly- ,·, ;20 etyleenivaahtoa ei ehdottomasti ole missään paljaana tun- nelin sisäpintaa vastaan. On myöskin tärkeätä, että maton aikana ei ilma kierrä niin, että syntyisi vetoa. Väliti-lat, erityisesti maton reunat tunnelin sisääntulokohdan luona tulee täyttää tulenkestävällä täyteaineella, kuten 25 mineraalivillalla.

Seuraava esimerkki valaisee esillä olevan keksin- • · •non mukaisen polyetyleenivaahto-yhdistelmämateriaalin . tulenkesto-ominaisuuksia verrattuna tekniikantason mu- • .* kaiseen polyetyleenivaahtoon.

*”,*30 Esimerkki « «

Umpisoluista polyetyleenivaahtoa olevia levyjä, • · · : * : sellaisia umpisoluista polyetyleenivaahtoa olevia levyjä, jotka on käsitelty tulenkestäviksi, sellaisia yh- distelmälevyjä, joissa polyetyleenivaahto on sidottuna 35 teräslevyyn, jossa on korroosiota estävä ja osittain tul- 99198 12 ta kestävä päällyste sen ulkopinnalla, ja sellaisia yh-distelmälevyjä, joissa polyetyleenivaahto on sidottuna teräslevyyn, jossa on korroosiota estävä ja tulta kestävä päällyste sen ulkopinnalla, asetetaan erikseen pys-5 tyasentoon. Bunsen-poltin kallistetaan 45 °:n kulma-asen toon ja sovitetaan niin, että liekki on suorassa kosketuksessa kohdan kanssa, joka on noin 5 cm:n päässä kunkin koelevyn alapäästä. Kuumimmassa liekin koskettamassa kohdassa todetaan välillä 900 - 920 °C olevia lämpötiloja 10 technoterm 9500-tyyppisellä lämpömittarilla.

Kaikki näytteet sisältävät umpisoluista polyety-leeniä olevaa suulakepuristettua vaahtoa ja näytteiden ulottuvuudet ovat: leveys 25 cm, pituus 30 cm ja paksuus 5 cm. Polyetyleenivaahtoa sisältävä yhdistelmärakenne on 15 päällystetty kahdella erilaisella korroosiota estävällä epoksipäällysteellä: (1) korroosiota estävä päällyste, jolla on palamista hidastavia ominaisuuksia; ja (2) korroosiota estävä päällyste, jolla on parannettuja, palamis- ta hidastavia ominaisuuksia. Näiden korroosiota estävien .'.:20 päällysteiden koostumukset ovat seuraavanlaisia:

Koostumus (1) ,··· (a) bromia runsaasti (20-21 %) sisältävää, pienimo- !!! lekyylipainoista epoksihartsia asetoniliuoksena (80 % kiinteitä aineita), jonka hartsin epoksidi-25 ekvivalenttipaino on 480-560 laskettuna hartsin kiinteistä aineista: 100 osaa • * : *·· (b) suurimolekyylipainoista polyamidi-kovetusai- • · · :,ί · netta, jonka painokeskimääräinen molekyylipaino on : · 285 000: 52 osaa • · φ 1 2 3 4 5 6

Koostumus (2) 2 • t 3 • l (a) pienimolekyylipainoista kiinteätä bromattua 4 • · · 5 • *.· epoksihartsia, jonka epoksidiekvivalenttipaino on 440-470, pehmenemispiste 78-85 °C ja bromipitoisuus 47-51 paino-%; 80 osaa 6 (b) pienimolekyylipainoista epoksihartsia ksy- leeniliuoksena (75 % kiinteitä aineita), jonka 13 99198 hartsin epoksidiekvivalenttipaino on 435-550 laskettuna hartsin kiinteistä aineista, ja pehmenemispiste on 71-84 °C: 20 osaa (c) suurimolekyylipainoista polyamidi-kovetusainet-5 ta, jonka painokeskimääräinen molekyylipaino on 285 000: 52 osaa

Valmiiden koostumusten viskositeetteja voidaan säätää lisäämällä liuotinta toivotuntyyppisen levitystavan, so. suihkutuksen, harjaamisen tai telalla levittämisen te-10 kemiseksi mahdolliseksi.

Taulukko I esittää valmistettujen koenäytteiden luonnetta ja saatuja tuloksia.

• · • · • i • • li'

• I

« · l • I · « • · · « • ( Γ • · • · • « · •« · • · · • · • · 99198 14

Taulukko I

Γ I

] Päällyste | ei , ei | (1) | (2) I

| lainkaan lainkaan | | i ! Aika päällysteen I - I - | 15 sek | 15 sek j 15 j syttymiseen | I | , i'll 1 Palaminen - maksimi- | “ | " | 1 m^n | 1 min I liekit ! i ''li

Tuli sammuu itsestään| - ι - ( 3 min 2 min 20 |----------------------- -----------------------------------1------------- I I I 1 I 1

Polyetyleenivaahto , 1 * ! 1 j ι 1 I Vaahdon sulaminen ! kyllä kyllä j ei 1 ei j ' ja suomuilu ί| | .

i ί i ^ I

25 ι Palaminen - maksimi- > 2 min 1 min , ei tulta ei tulta I

I tili

ι liekit ! 15 sek I I

I I ' 1 1

Tuli sammuu itses- j I | I 1 tään , ei >2 min I ei tulta ι ei tulta ι 1 I j 1 I 1 i'l : ι | ι | ι '♦ 30 Sula palava lammikko kyllä 1 ei ei ei

? ι I I I I I

··· ^ - - - __ —— “— — *“~ — — — — —— ~““ — — — — — — — — — — — — · — : .

« « · * keskiarvo kahdesta näytteestä • · · « · 15 99198

Huomautuksia: Näyte 1 - Jäljellä olevan sulan vaahdon lammikon voimakas palaminen - tuli oli sammutettava.

Näyte 2 - Suuri reikä siinä kohdassa näytet-5 tä, jossa vaahto suli ja paloi - tuli sammui itsestään avoliekin poistamisen jälkeen .

Näyte 3 - Metallipinta kärventyi, mutta säilyi koskemattomana. Polyetyleenivaahto ^ irtautui ja suli pois kuumimman liekin koh dasta. Vaahto ei palanut lainkaan.

Näyte 4 - Sama kuin näyte 3.

• · « ,

t · I

• · • · • ·· • · r • · • « · • 9 • , • 1 « · • · % ;

Ml • « «

: V

Claims

99198
1. Tunnelin vuoraukseen käytettävä tulenkestävä tunnelineristyskoostumus, joka sisältää kerroksen tai- 5 puisaa umpisoluista polyetyleenivaahtoa, tunnettu siitä, että mainittu vaahtokerros on sidottu metallilevyyn sideaineen avulla, joka sulaa suunnilleen samassa tai korkeammassa lämpötilassa kuin se lämpötila, jossa mainittu polyetyleenivaahto sulaa, ja jonka metallilevyn paksuus on 10 0,01-0,2 mm.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tulenkestävä tunnelineristyskoostumus, tunnettu siitä, että metallilevy on teräslevyä.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tulenkestävä tun- 15 nelineristyskoostumus, tunnettu siitä, että tai puisa umpisoluinen polyetyleenivaahtokerros on molemmilta puoliltaan sidottu mainittuun teräslevyyn.
4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tulenkestävä tunnelineristyskoostumus, tunnettu siitä, että poly- .·. ;20 etyleenivaahtokerros on sidottu mainittuun teräslevyyn • · « '· · etyleeniakryylihappokopolymeerillä.
5. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen tulenkestä- ;;; vä tunnelineristyskoostumus, tunnettu siitä, että se lisäksi sisältää korroosionestävän päällysteen mainitun '25 teräslevyn ulkopinnalla.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tulenkestävä tun- • nelineristyskoostumus, tunnettu siitä, että kor-roosionestävä päällyste on etyleeniakryylihappokopolymee- . *. riä. • t - • · · *!*.*30 7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tulenkestävä tun- * : *“ nelineristyskoostumus, tunnettu siitä, että se li- ·· · • *i säksi sisältää mainitun teräslevyn ulkopinnalla päällys teen, joka on sekä tulenkestävä että korroosionestävä.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen tulenkestävä 35 koostumus, tunnettu siitä, että sideaine on ety- 99198 leeniakryylihappokopolymeeriä ja päällyste, joka on sekä tulenkestävä että korroosionestävä, on epoksihartsipääl-lystettä.
9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukaisen 5 koostumuksen käyttö tulenkestävän tunnelineristyksen asen tamiseksi tunnelin sisäpuolelle, tunnettu siitä, että a) valmistetaan mainitut tulenkestävät tunnelin-eristyskoostumukset levyjen muotoon, joiden mitat ovat: 10 leveys 20 - 120 cm ja pituus 0,2-5 m; b) yhdistetään mainittujen levyjen pituussuuntaiset reunat yhteen maton muodostamiseksi; c) upotetaan ja ankkuroidaan pultteja tunnelin katon ja seinien kalliopintaan, ja 15 d) kiinnitetään mainittu matto mainittuihin pult- teihin.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että mainittujen levyjen reunat yhdistetään kuumasulaliiman avulla. j. :20 * · » · • « « • f i « ♦ i • · · * • « «. • · · • · * · • « c t : • · · *« · • · * * * • · 99198