ITMI20002343A1

ITMI20002343A1 - FIREPROOF PANEL

Info

Publication number: ITMI20002343A1
Application number: IT2000MI002343A
Authority: IT
Inventors: Gianluca Ghizzardi
Original assignee: Gianluca Ghizzardi
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-04-27
Also published as: IT1319252B1

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo: Description of the industrial invention entitled:

Pannello ignifugo Fireproof panel

Campo dell’Invenzione. Field of the Invention.

Il presente trovato riguarda un pannello ignifugo autoportante che contrasta attivamente un carico termico, per la realizzazione di barriere tagliafuoco. The present invention relates to a self-supporting fireproof panel which actively contrasts a thermal load, for making fire barriers.

Tecnica anteriore Prior art

Gli attuali sistemi tagliafuoco sono costituiti da scatolati in lamiera metallica riempiti essenzialmente con lana di roccia o materiali porosi analoghi. Alla lamiera è demandato il compito strutturale di garantire la portanza del manufatto, mentre lo scopo del materiale posto all’interno dello scatolato è quello di isolare termicamente tra loro le superfici opposte del pannello. Tali sistemi possono essere definiti passivi, in quanto non prevedono reazioni attive per contrastare la fiamma o almeno di abbassamento attivo della propria temperatura. Current fire protection systems consist of metal sheet boxes essentially filled with rock wool or similar porous materials. Sheet metal has the structural task of ensuring the bearing capacity of the product, while the purpose of the material placed inside the box is to thermally insulate the opposite surfaces of the panel from each other. These systems can be defined as passive, as they do not provide for active reactions to counter the flame or at least to actively lower one's own temperature.

Un aspetto fortemente limitativo dei pannelli e porte tagliafuoco sopra descritti stà nel fatto che, quando il carico termico permane per tempi eccessivamente lunghi, la lamiera tende a deformarsi modificando la geometria del pannello (per esempio svergolandolo o alterandone localmente lo spessore); inoltre la lana di roccia o l'isolante termico interno si sposta verso il basso, aumentando ulteriormente la temperatura e la trasmissione del calore nelle parti superiori della barriera tagliafuoco: questo porta rapidamente alla perdita di tenuta della barriera rispetto all'infisso, e la distruzione delle eventuali guarnizioni, tipicamente di gomma, che assicurano tale tenuta. A highly limiting aspect of the fireproof panels and doors described above lies in the fact that, when the thermal load persists for excessively long times, the sheet metal tends to deform by modifying the geometry of the panel (for example by twisting it or locally altering its thickness); furthermore, the rock wool or the internal thermal insulation moves downwards, further increasing the temperature and the transmission of heat in the upper parts of the fire barrier: this quickly leads to the loss of tightness of the barrier with respect to the frame, and destruction any gaskets, typically rubber, which ensure this seal.

Sommario dell’invenzione Summary of the invention

Un primo problema alla base del presente trovato è il fornire un panello utilizzabile per la costruzione di barriere tagliafuoco -siano esse porte, finestre, boccaporti o muri divisori- che contrasti la propagazione di fiamme e/o la trasmissione del calore di incendi abbassando attivamente la propria temperatura. A first problem underlying the present invention is the provision of a panel that can be used for the construction of fire barriers - whether they are doors, windows, hatches or dividing walls - which contrasts the spread of flames and / or the transmission of heat from fires by actively lowering the own temperature.

Un secondo problema alla base del presente trovato è fornire un pannello ignifugo che presenti, in corrispondenza delle temperature tipiche di un incendio, deformazioni minori e una maggiore tenuta, rispetto all'infisso, delle barriere tagliafuoco secondo la tecnica attuale, oltre che a una maggiore resistenza meccanica sotto il carico termico. Tali problemi vengono risolti da un pannello ignifugo di materiale composito avente le caratteristiche indicate nella Rivendicazione 1 : secondo tale soluzione tecnica, in caso di incendio o comunque di un elevato carico termico, una prima matrice indurente si trasforma in materiale schiumoso espanso; il pannello cosi trasformato risulta resistente ad alte temperature, dipendenti dal tipo di matrice indurente scelto, mentre la struttura espansa limita ulteriormente la trasmissione di calore attraverso la barriera. Il tessuto tridimensionale irrigidito, a due o più tessuti semplici fittamente interconnessi, evita i fenomeni di svergolamento e di delaminazione del pannello -con conseguente perdita graduale della tenuta meccanica in generale del pannello, e in particolare della resistenza ai carichi assiali e flessionali al pannello stesso: il pannello risulta autoportante anche sotto notevoli carichi termici. Inoltre, la matrice indurente può espandersi contro l’infisso in modo da sigillarlo realizzando una guarnizione a tenuta ermetica di materiale altamente resistente al calore. A second problem underlying the present invention is to provide a fireproof panel which exhibits, in correspondence with the typical temperatures of a fire, minor deformations and a greater seal, with respect to the frame, of the fire barriers according to the current technique, as well as greater mechanical strength under thermal load. These problems are solved by a fireproof panel of composite material having the characteristics indicated in Claim 1: according to this technical solution, in the event of a fire or in any case of a high thermal load, a first hardening matrix is transformed into foamed foam; the panel thus transformed is resistant to high temperatures, depending on the type of hardening matrix chosen, while the expanded structure further limits the transmission of heat through the barrier. The stiffened three-dimensional fabric, made up of two or more thickly interconnected simple fabrics, avoids twisting and delamination phenomena of the panel - with consequent gradual loss of the mechanical seal in general of the panel, and in particular of the resistance to axial and bending loads to the panel itself. : the panel is self-supporting even under considerable thermal loads. In addition, the hardening matrix can expand against the frame in order to seal it by creating a hermetic seal made of highly heat-resistant material.

Le Rivendicazioni seguenti descrivono forme di realizzazione particolari e preferite del presente trovato. Secondo una forma preferita del presente trovato, come materiali indurenti vengono scelti i silicati di sodio e/o di potassio, materiali poco costosi con i quali si ottengono pannelli di un materiale composito che può essere facilmente lavorato con semplici utensili da taglio, ed adattato alle esigenze di ogni specifica messa in opera a partire da pannelli prodotti come semilavorati di misure standardizzate. L'intero processo produttivo risulta particolarmente semplice e non inquinante. I pannelli possono essere eventualmente riciclati dopo l’uso, sono in grado di resistere a temperature sopra ai 1000° pur con spessori e pesi ridotti. Il pannello non è soggetto a corrosione. Viene eliminata la necessità sia di un esoscheletro portante in carpenteria metallica che di guarnizioni speciali in gomma per la tenuta contro l'infisso. Al tessuto tridimensionale irrigidito e riempito con la matrice indurente possono essere aggiunti ulteriori strati (o stuoie) di materiali fibrosi impregnati di ulteriore matrice indurente in modo da rinforzare ulteriormente la resistenza meccanica e termica del pannello. Elenco delle figure The following claims describe particular and preferred embodiments of the present invention. According to a preferred form of the present invention, sodium and / or potassium silicates are chosen as hardening materials, inexpensive materials with which panels of a composite material are obtained which can be easily worked with simple cutting tools, and adapted to needs of each specific installation starting from panels produced as semi-finished products of standardized sizes. The entire production process is particularly simple and non-polluting. The panels can possibly be recycled after use, they are able to withstand temperatures above 1000 ° even with reduced thickness and weight. The panel is not subject to corrosion. The need for both a load-bearing exoskeleton in metal carpentry and special rubber gaskets for sealing against the frame is eliminated. To the three-dimensional fabric stiffened and filled with the hardening matrix, further layers (or mats) of fibrous materials impregnated with a further hardening matrix can be added in order to further reinforce the mechanical and thermal resistance of the panel. List of figures

Ulteriori vantaggi conseguibili con il presente trovato risulteranno più evidenti, al tecnico del settore, dalla seguente descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione particolare a carattere non limitativo, con riferimento alle seguenti figure, di cui Further advantages achievable with the present invention will become more evident to those skilled in the art from the following detailed description of a particular non-limiting example of embodiment, with reference to the following figures, of which

La Figura 1 mostra schematicamente un pannello ignifugo secondo una forma di realizzazione particolare del presente trovato; Figure 1 schematically shows a fireproof panel according to a particular embodiment of the present invention;

le Figure 2 e 2a rappresentano schematicamente due esempi particolari di tessuto tridimensionale che possono essere vantaggiosamente impiegati per la produzione del pannello ignifugo di Figura 1; Figures 2 and 2a schematically represent two particular examples of three-dimensional fabric which can be advantageously used for the production of the fireproof panel of Figure 1;

la Figura 3 mostra schematicamente un secondo esempio particolare di realizzazione di un pannello secondo il presente trovato; Figure 3 schematically shows a second particular embodiment of a panel according to the present invention;

la Figura 4 mostra schematicamente un terzo esempio particolare di realizzazione di un pannello secondo il presente trovato. Figure 4 schematically shows a third particular embodiment of a panel according to the present invention.

Descrizione detagliata Detailed description

Nel seguito si intende con la dizione "pannello" un qualsiasi elemento strutturale in forma di lastra o guscio non necessariamente planare bensì dalla superficie anche curva, di sezione sottile o spessa, aperta o anche chiusa; con "tessuto tridimensionale" si intende un tessuto composto da un tessuto anteriore semplice 20 e un tessuto posteriore semplice 21 (ed eventualmente da più tessuti semplici distinguibili fra loro, nel caso di tessuti multipli anziché doppi) mantenuti affacciati e interconnessi l’uno all’altro o a) per mezzo di alcuni fili 22 dell’ordito e/o della trama dei tessuti semplici che passano dall’uno all’altro tessuto semplice, oppure alternativamente b) due o più tessuti semplici 20, 21, tessuti singolarmente e successivamente accoppiati e mantenuti affacciati e interconnessi con sistemi meccanici o chimico-meccanici quali per esempio secondaria tessitura, bullonatura con distanziali, cucitura, collegamento con rivetti, punti di collante, saldatura eccetera; si intende con la dizione “schiuma espansa ignifuga” una sostanza solida che incorpora micro- o macroalveoli di gas sviluppatosi al suo interno per effetto del calore di un incendio (o di un carico termico comparabile), e dotata di resistenza chimica e termica tale da poter essere usata per limitare il generarsi o la propagazione di fiamme; tali alveoli possono essere visibili tanto a occhio nudo quanto con un’indagine di microscopia. In the following, the term "panel" means any structural element in the form of a plate or shell that is not necessarily planar but with a surface, even curved, with a thin or thick section, open or even closed; with "three-dimensional fabric" we mean a fabric composed of a simple front fabric 20 and a simple rear fabric 21 (and possibly of several simple fabrics that can be distinguished from each other, in the case of multiple rather than double fabrics) kept facing each other and interconnected to each other. other or a) by means of some threads 22 of the warp and / or weft of simple fabrics that pass from one to the other simple fabric, or alternatively b) two or more simple fabrics 20, 21, woven individually and subsequently coupled and kept facing and interconnected with mechanical or chemical-mechanical systems such as for example secondary weaving, bolting with spacers, stitching, connection with rivets, glue points, welding, etc. the term "fire-retardant expanded foam" means a solid substance that incorporates micro- or macro-alveoli of gases developed inside it by the effect of the heat of a fire (or a comparable thermal load), and with such chemical and thermal resistance as to can be used to limit the generation or spread of flames; these alveoli can be visible both with the naked eye and with a microscopy investigation.

La Figura 1 mostra schematicamente un primo esempio di realizzazione di un pannello ignifugo secondo il presente trovato il quale comprende, secondo il presente trovato, una prima matrice indurente 1 capace di trasformarsi, per effetto del calore di un incendio (o di altra fonte di calore che si intende isolare) in una schiuma ignifuga espansa rigida. Sono note dall'attuale stato della tecnica molti composti che presentano la caratteristica anzidetta: nell'esempio di realizzazione preferito descrìtto nel seguito, la matrice indurente 1 è costituito da metasilicato di sodio Na2SiO4, (o “vetro solubile”) in forma amorfa, e viene ottenuta essicando (lasciando una quantità opportuna di acqua di idratazione e di umidità libera all'interno del metasilicato di sodio) una soluzione acquosa di metasilicato di sodio il quale, in presenza di temperature elevate, vetrifica in una schiuma espansa. La quantità d’acqua lasciata dall’essicazione viene determinata di volta in volta in base al grado di espansione desiderato della massa vetrosa che si genera, come verrà meglio dettagliato in seguito. Tuttavia, per realizzare la presente invenzione può essere anche usato, da solo o in combinazione con il metasilicato di sodio, il metasilicato di potassio K2 SiO4 o altri silicati di metalli alcalini o alcalino-terrosi in grado di trasformarsi in schiume espanse, oppure altre materiali indurenti 1 organiche per esempio a base di polisilossani, di grafiti espansibili (note dalla tecnica attuale), oppure ancora borace, sodio metaborato o altri metaborati alcalini, silicofluorifi alcaline, o un qualsiasi altro ossido o miscele di ossidi solubili in forma amorfa e capaci di formare una schiuma espansa ignifuga, secondo quanto messo a disposizione dallo stato della tecnica (i composti che presentano questa caratteristica appartengono alle specie chimiche più disparate: per esempio anche il Se02 miscelato con ZnO presenta di per sé questo comportamento) o secondo quanto il tecnico del settore è in grado di ricavare da un piano prove “trial and errar”, per esempio partendo dai comuni ossidi vetrificabili Figure 1 schematically shows a first example of embodiment of a fireproof panel according to the present invention which comprises, according to the present invention, a first hardening matrix 1 capable of transforming itself, due to the heat of a fire (or other heat source to be insulated) in a rigid expanded flame retardant foam. Many compounds are known from the current state of the art which have the aforementioned characteristic: in the preferred embodiment example described below, the hardener matrix 1 consists of sodium metasilicate Na2SiO4, (or "soluble glass") in amorphous form, and it is obtained by drying (leaving a suitable quantity of hydration water and free humidity inside the sodium metasilicate) an aqueous solution of sodium metasilicate which, in the presence of high temperatures, vitrifies into an expanded foam. The amount of water left by drying is determined from time to time based on the desired degree of expansion of the vitreous mass that is generated, as will be better detailed below. However, to carry out the present invention it can also be used, alone or in combination with sodium metasilicate, potassium metasilicate K2 SiO4 or other alkali or alkaline earth metal silicates capable of transforming into foams, or other materials organic hardeners 1 for example based on polysiloxanes, expandable graphites (known from the current art), or even borax, sodium metaborate or other alkaline metaborates, alkaline silicofluorifiers, or any other oxide or mixtures of soluble oxides in amorphous form and capable of form a fire-retardant expanded foam, according to what is made available by the state of the art (the compounds that have this characteristic belong to the most disparate chemical species: for example, even Se02 mixed with ZnO exhibits this behavior in itself) or according to what the technician of the sector is able to derive from a “trial and errar” test plan, for example starting from common oxides vitrifiable

Il metasilicato di sodio presenta come vantaggi, oltre alla solubilità in acqua, il basso costo, la capacità di trasformarsi in una schiuma vetrosa resistente a temperature oltre i 1000° e il fatto che un pannello ignifugo di metasilicato in forma amorfa (prima della vetrificazione) può essere facilmente lavorato e messo in opera con semplici utensili quali seghetti, trafori, flessibili: la schiuma vetrosa che esso origina ha inoltre bassa conducibilità termica. In addition to solubility in water, sodium metasilicate has as advantages the low cost, the ability to transform into a glassy foam resistant to temperatures over 1000 ° and the fact that a fireproof panel of metasilicate in amorphous form (before vitrification) it can be easily worked and installed with simple tools such as saws, perforations, flexible: the glassy foam that it originates also has low thermal conductivity.

Secondo una forma preferenziale di realizzazione, la matrice indurente 1 viene usata per impregnare una struttura di rinforzo costituita da un tessuto tridimensionale 2, secondo la definizione data più sopra e ottenuto tessendo fili di materiali fibrosi; le Figure 2 e 2a re mostrano due esempi di realizzazione particolare: i due tessuti semplici 20 e 21 sono collegati tra loro dai fili 22 della trama di ciascuno del due tessuti semplici (rispettivamente 20 e 21) e che passano dall’uno all’altro tessuto semplice ogni n fili dell’ordito, e secondo il presente esempio di realizzazione preferito il tessuto tridimensionale viene prodotto per tessitura simultanea e accoppiata di entrambi i due tessuti semplici 20, 21, similmente a quanto avviene per esempio durante la tessitura del velluto. L’utilizzo di un tessuto tridimensionale prodotto per tessitura e accoppiamento simultaneo di due tessuti semplici 20, 21 ne assicura una interconnessione maggiore e più distribuita, e quindi una loro maggiore resistenza meccanica e minore tendenza ad aprirsi sotto il carico termico di un incendio. According to a preferential embodiment, the hardening matrix 1 is used to impregnate a reinforcement structure consisting of a three-dimensional fabric 2, according to the definition given above and obtained by weaving threads of fibrous materials; Figures 2 and 2a r and show two examples of particular embodiments: the two simple fabrics 20 and 21 are connected to each other by the threads 22 of the weft of each of the two simple fabrics (20 and 21 respectively) and which pass from one to the other simple fabric for every n warp threads, and according to the present preferred embodiment example, the three-dimensional fabric is produced by simultaneous and coupled weaving of both the two simple fabrics 20, 21, similarly to what happens for example during velvet weaving. The use of a three-dimensional fabric produced by weaving and simultaneous coupling of two simple fabrics 20, 21 ensures a greater and more distributed interconnection, and therefore their greater mechanical strength and less tendency to open under the thermal load of a fire.

Nella forma di realizzazione preferenziale esemplificata in Figura 1, uno strato di tessuto tridimensionale 2 di fibra di vetro viene impregnato con una quantità in volume (effettivo) di metasilicato di sodio tra il 40% e il 60% del volume totale effettivo della combinazione tessuto tridimensionale metasilicato di sodio (dove i volumi effettivi del silicato di sodio essiccato del pannello, e delle fibre prima dell’impregnazione vengono calcolate misurando per immersione in un recipiente graduato il volume effettivo delle fibre da impregnare e il volume delle fibre dopo l'impregnazione ed essicazione del silicato di sodio), e quindi essicato. Grazie ai fenomeni di capillarità (oltre che alla forza di gravità), la soluzione di metasilicato di sodio si addensa con una distribuzione statistica preferenzialmente in alcuni punti del tessuto tridimensionale (nei punti 23 in cui i fili 22 della trama di dipartono da un tessuto semplice 20 -rispettivamente 21- per passare all'altro tessuto semplice -21 rispettivamente 20- , e nei punti di maggiore vicinanza di due fili 22 nello spazio tra i due tessuti semplici 20 e 21. Rapprendendosi particolarmente in quei punti, il metasilicato di sodio (o più generalmente una matrice indurente 1 scelta con un profilo di viscosità opportuno -anche in relazione al materiale del tessuto tridimensionale- in modo da ottenere gli addensamenti appena descritti) provoca una dilatazione spontanea del tessuto tridimensionale e il distanziamento dei due tessuto semplici 20 e 21 fra loro. In the preferred embodiment exemplified in Figure 1, a three-dimensional fabric layer 2 of glass fiber is impregnated with an (effective) volume amount of sodium metasilicate between 40% and 60% of the total effective volume of the three-dimensional fabric combination sodium metasilicate (where the actual volumes of the dried sodium silicate of the panel, and of the fibers before impregnation are calculated by measuring by immersion in a graduated container the actual volume of the fibers to be impregnated and the volume of the fibers after impregnation and drying of sodium silicate), and then dried. Thanks to the phenomena of capillarity (in addition to the force of gravity), the sodium metasilicate solution thickens with a statistical distribution preferentially in some points of the three-dimensional fabric (in the points 23 where the threads 22 of the weft depart from a simple fabric 20 -respectively 21- to pass to the other simple fabric -21 respectively 20-, and in the points of closest proximity of two threads 22 in the space between the two simple fabrics 20 and 21. Particularly forming in those points, the sodium metasilicate ( or more generally a hardening matrix 1 selected with an appropriate viscosity profile - also in relation to the material of the three-dimensional fabric - in order to obtain the thickening described above) causes a spontaneous dilation of the three-dimensional fabric and the spacing of the two simple fabrics 20 and 21 Between them.

Secondo un criterio preferito, l’essiccazione del tessuto viene arrestata allorché si forma uno strato superiore rigido ed impermeabile al silicato di sodio interno non ancora essiccato (nel caso in cui il tessuto tridimensionale, secondo la definizione data più sopra, sia ottenuto unendo con mezzi meccanici di vario tipo due tessuti semplici 20, 21 precedentemente tessuti singolarmente, senza uscire daH’ambito del presente trovato può invece essere necessario ottenere il distanziamento “forzato” dei due tessuti semplici per via meccanica, per esempio cucendo insieme i due tessuti semplici 20, 21 e distanziandoli successivamente con dei lunghi pettini, per esempio metallici, inseriti tra i due tessuti semplici). According to a preferred criterion, the drying of the fabric is stopped when a rigid and impermeable upper layer to the internal sodium silicate not yet dried is formed (in the case in which the three-dimensional fabric, according to the definition given above, is obtained by joining by means mechanical of various types two simple fabrics 20, 21 previously woven individually, without departing from the scope of the present invention it may instead be necessary to obtain the "forced" spacing of the two simple fabrics by mechanical means, for example by sewing the two simple fabrics 20 together, 21 and subsequently spacing them with long combs, for example metallic, inserted between the two simple fabrics).

Successivamente il tessuto tridimensionale irrigidito e distanziato viene riempito con ulteriore soluzione acquosa di metasilicato di sodio e nuovamente essiccato (come noto, all’aria in condizioni statiche oppure in corrente d’aria a temperatura ed umidità controllate) in modo da lasciare però, all’interno del pannello essiccato, una quantità di acqua (come acqua di idratazione e umidità libera) sufficiente a far trasformare il metasilicato di sodio in un vetro espanso anziché in un vetro compato (o, più generalmente in una schiuma espansa, nel caso di materiali indurenti che non vetrificano, come per esempio i polisilossani o la grafite espansa -già nota dallo stato dell’arte) quando il pannello è esposto alle alte temperature per esempio di un incendio (o analoghe alte temperature di esercizio); il tecnico del settore a seconda delle specifiche applicazioni saprà determinare la quantità di metasilicato di sodio con cui deve essere impregnato il tessuto tridimensionale 2, e la quantità di acqua residua nel pannello in base anche agli spessori del tessuto tridimensionale 2 usato, alla presenza di cariche inerti o altri additivi (meglio descriti in seguito) nella soluzione, alla presenza e al numero di altri strati (descriti in seguito) impregnati, all’entità dell’espansione della matrice indurente 1 che si vuole realizzare contro l'infisso che circonda il pannello tagliafuoco, nonché alle temperature di esercizio e al tempo per cui il pannello deve resistere al carico termico. Nell’esempio particolare qui descritto, il tessuto tridimensionale 2 asciutto, per esempio di fibra di vetro, viene impregnato secondo le tecniche tradizionali di immersione o bagnatura e successiva rullatura. La soluzione di metasilicato di sodio di riempimento può essere eventualmente additivata di cariche inerti quali (micro)sfere cave, o materiali per aumentare le quantità di matrice indurente reattiva 1 e di solvente (nell’esempio: acqua) trattenute nel pannello finito essicato: tali materiali possono essere cariche di materiali porosi, schiume espanse, segatura di legno, idrogeli quali per esempio poli-idrossietilmetacrilato (PHEMA), poli-acrilammide, PVA reticolato con formaldeide o glutaldeide, N-vinil-2-pirrolidone (NVP) reticolato con etilen dimetacrilato, divinilbenzene eccetera), i quali notoriamente possono assorbile acqua e/o soluzioni acquose fino a 500-600 volte il proprio peso a secco; l'aggiunta degli idrogeli ha la seguente duplice funzione: a) aumentano il contenuto di acqua trattenuta all’interno del pannello, aumentando il grado di espansione della schiuma espansa o vetro espanso sotto carico termico, a seconda dei casi; b) evitano che il pannello esposto all’aria, per esempio nel caso di matrice indurente 1 costituita da metasilicato di sodio, con l’andare del tempo si essicchi, rendendolo al contrario un solido altamente igroscopico che rimane internamente umido anche assorbendo l'umidità atmosferica. Generalmente si preferisce aumentare il contenuto d'acqua del pannello quanto più possibile, compatibilmente con le esigenze di resistenza meccanica, e il pannello presenta spesso una crosta esterna più secca e un interno con silicato di sodio molto umido. Subsequently, the stiffened and spaced three-dimensional fabric is filled with further aqueous solution of sodium metasilicate and dried again (as known, in the air under static conditions or in a current of air at controlled temperature and humidity) in order to leave the inside the dried panel, a quantity of water (such as hydration water and free moisture) sufficient to transform the sodium metasilicate into an expanded glass instead of a compact glass (or, more generally into an expanded foam, in the case of hardening materials which do not vitrify, such as for example polysiloxanes or expanded graphite - already known from the state of the art) when the panel is exposed to high temperatures for example of a fire (or similar high operating temperatures); depending on the specific applications, the technician in the sector will be able to determine the quantity of sodium metasilicate with which the three-dimensional fabric 2 must be impregnated, and the amount of residual water in the panel based also on the thicknesses of the three-dimensional fabric 2 used, in the presence of fillers aggregates or other additives (better described below) in the solution, due to the presence and number of other impregnated layers (described below), to the extent of expansion of the hardening matrix 1 to be achieved against the frame surrounding the panel as well as the operating temperatures and time for which the panel must withstand the thermal load. In the particular example described here, the dry three-dimensional fabric 2, for example of glass fiber, is impregnated according to the traditional techniques of dipping or wetting and subsequent rolling. The sodium metasilicate solution for filling can optionally be added with inert fillers such as (micro) hollow spheres, or materials to increase the quantities of reactive hardener 1 and solvent (in the example: water) retained in the dried finished panel: such materials can be filled with porous materials, expanded foams, wood sawdust, hydrogels such as poly-hydroxyethyl methacrylate (PHEMA), poly-acrylamide, PVA cross-linked with formaldehyde or glutaldehyde, N-vinyl-2-pyrrolidone (NVP) cross-linked with ethylene dimethacrylate, divinylbenzene etc.), which notoriously can absorb water and / or aqueous solutions up to 500-600 times their dry weight; the addition of hydrogels has the following dual function: a) they increase the content of water retained inside the panel, increasing the degree of expansion of the foam or expanded glass under thermal load, as appropriate; b) they prevent the panel exposed to air, for example in the case of hardening matrix 1 consisting of sodium metasilicate, from drying over time, making it on the contrary a highly hygroscopic solid which remains internally humid even by absorbing humidity atmospheric. Generally it is preferred to increase the water content of the panel as much as possible, compatibly with the mechanical resistance requirements, and the panel often has a drier outer crust and a very moist sodium silicate interior.

li dosaggio delle microsfere cave (o analoghe cariche pre-espanse —per esempio del tipo “Scotchlite" prodotto dalla 3M, oppure "Spheriglass” prodotte dalla Potters-Ballottini- che introducono delle cavità meccaniche nella massa della matrice indurente 1 solidificato) permette di introdurre meccanicamente nella massa del pannello delle (micro- o macro-) cavità in quantità perfettamente controllabile (per esempio per alleggerire il pannello e aumentarne le capacità di isolamento termico). The dosage of the hollow microspheres (or similar pre-expanded fillers - for example of the "Scotchlite" type produced by 3M, or "Spheriglass" produced by Potters-Ballottini - which introduce mechanical cavities in the mass of the solidified hardener 1 matrix) allows to introduce mechanically in the mass of the panel of the (micro- or macro-) cavities in perfectly controllable quantities (for example to lighten the panel and increase its thermal insulation capacity).

Il riempimento del tessuto tridimensionale 2 irrigidito e distanziato con la soluzione di metasilicato di sodio caricato può essere eseguito secondo una o più delle seguenti modalità, a seconda della percentuale di riempimento che si vuole ottenere e della viscosità della miscela di riempimento: The filling of the stiffened and spaced three-dimensional fabric 2 with the loaded sodium metasilicate solution can be carried out in one or more of the following ways, depending on the percentage of filling to be obtained and the viscosity of the filling mixture:

a) riempimento delle regioni periferiche (metodo preferibile per mescole fluide, a basso e medio contenuto di cariche, inferiore al 40% circa sul volume di miscela); a) filling of the peripheral regions (preferable method for fluid compounds, with low and medium filler content, less than about 40% on the volume of the mixture);

b) Iniezione, ortogonalmente alla superficie del pannello, attraverso una serie di fori su una delle due superfici del pannello stesso -metodo particolarmente indicato per mescole a fluidità medio-alta ma con contenuto di cariche compreso tra il 40% e il 55% del volume della mescola totale; b) Injection, orthogonally to the surface of the panel, through a series of holes on one of the two surfaces of the panel itself - particularly suitable for compounds with medium-high fluidity but with filler content between 40% and 55% of the volume of the total compound;

c) Introduzione, dalle regioni periferiche, del particolato di cariche a secco (per esempio segatura, microsfere cave, granuli di schiume espanse) all'interno del tessuto tridimensionale 2 già irrigidito ed iniezione della matrice ortogonalmente ala superficie del pannello attraverso una serie di fori su una delle due superfici del pannello stesso. c) Introduction, from the peripheral regions, of the particulate matter of dry charges (for example sawdust, hollow microspheres, expanded foam granules) inside the already stiffened three-dimensional fabric 2 and injection of the matrix orthogonally to the surface of the panel through a series of holes on one of the two surfaces of the panel itself.

Nell'esempio particolare di realizzazione descritto in Figura 1 , sullo strato costituito dal tessuto tridimensionale 2 impregnato di soluzione di metasilicato di sodio (chiamato nel seguito "regione portante 3”) è stata aggiunta una ulteriore “regione di contrasto 4”, costituita da: In the particular embodiment example described in Figure 1, on the layer consisting of the three-dimensional fabric 2 impregnated with sodium metasilicate solution (hereinafter referred to as "carrier region 3"), a further "contrast region 4" was added, consisting of:

- un primo spessore 5, costituito da una schiuma espansa 4 (gommapiuma) a celle aperte impregnata fino alla saturazione di soluzione acquosa di metasilicato di sodio; - a first thickness 5, consisting of an expanded foam 4 (foam rubber) with open cells impregnated until saturation with an aqueous solution of sodium metasilicate;

- un secondo spessore 6, costituito da uno strato di fibra di vetro imbevuta di soluzione acquosa di metasilicato di sodio; - a second thickness 6, consisting of a layer of glass fiber soaked in aqueous solution of sodium metasilicate;

- un terzo spessore 7 di espanso a celle aperte, di materiale analogo allo spessore 4, impregnato fino alla saturazione di soluzione acquosa di metasilicato di sodio. Lo scopo della regione di contrasto 4 è principalmente quello di contrastare immediatamente il carico termico che investe il pannello generando un primo ed immediato spessore di schiuma termoresistente. - a third thickness 7 of open cell foam, of material similar to the thickness 4, impregnated until saturation with an aqueous solution of sodium metasilicate. The purpose of the contrast region 4 is mainly that of immediately counteracting the thermal load that strikes the panel, generating a first and immediate thickness of heat-resistant foam.

Viene ora descritto il comportamento del pannello di Figura 1 in presenza di fiamme o temperature tipiche di un incendio: per effetto dell’alta temperatura il pannello inizia a rilasciare l’acqua libera e di idratazione incluse nella massa di silicato di sodio parzialmente essiccato; la reazione di evaporazione dell’acqua sottrae calore al pannello, il quale opera come una barriera attiva alla trasmissione del calore e della fiamma; successivamente il metasilicato di sodio inizia a vetrificare in una struttura espansa, ricca di alveoli che racchiudono il vapore acqueo che continua a svilupparsi; la reazione di vetrificazione costituisce una seconda reazione endotermica che sottrae ulteriore calore al pannello. The behavior of the panel in Figure 1 is now described in the presence of flames or temperatures typical of a fire: due to the high temperature, the panel begins to release the free water and hydration included in the partially dried sodium silicate mass; the water evaporation reaction removes heat from the panel, which acts as an active barrier to the transmission of heat and flame; subsequently the sodium metasilicate begins to vitrify in an expanded structure, rich in alveoli that contain the water vapor which continues to develop; the vitrification reaction constitutes a second endothermic reaction which removes further heat from the panel.

Nel caso più critico di una fiamma o di un carico termico concentrato, il metasilicato vetrificando si rigonfia nella sua regione di superficie più prossima alla zona investita dal riscaldamento fino eventualmente a produrre uno sfogliamento degli strati della regione di contrasto 4. Tipicamente nel caso di carico termico concentrato sulla periferia del pannello, quest’ultimo si sfoglia come un libro sgualcito. Se il pannello fosse composto esclusivamente da una sovrapposizione semplice di più strati laminari non interconnessi, a seguito dello sfogliamento il pannello non sarebbe più autoportante: in un pannello secondo il presente trovato invece la regione portante 3 grazie alla tessitura interlaminare del tessuto tridimensionale 2 e alla particolare resistenza a flessione della struttura a due tessuti semplici affacciati conserva la propria stabilità dimensionale e resistenza meccanica anche sotto forti carichi termici. La conservazione della geometria del pannello inoltre fa sì che la schiuma vetrificata si espanda contro l’infisso che eventualmente circonda il pannello stesso in modo da realizzare una barriera sigillata di schiuma termoresistente, contrariamente alle guarnizioni di elastomero dello stato dell’arte, soggette a deterioramento nelle condizioni operative. In the most critical case of a flame or a concentrated thermal load, the metasilicate vitrifies swells in its surface region closest to the area affected by the heating up to eventually producing a flaking of the layers of the contrast region 4. Typically in the load case heat concentrated on the periphery of the panel, the latter unfolds like a crumpled book. If the panel were composed exclusively of a simple overlapping of several non-interconnected laminar layers, as a result of the peeling the panel would no longer be self-supporting: in a panel according to the present invention, on the other hand, the load-bearing region 3 thanks to the interlaminar texture of the three-dimensional fabric 2 and the particular resistance to bending of the structure with two simple facing fabrics, it maintains its dimensional stability and mechanical resistance even under strong thermal loads. The preservation of the geometry of the panel also causes the vitrified foam to expand against the frame that possibly surrounds the panel itself in order to create a sealed barrier of heat-resistant foam, contrary to the elastomer gaskets of the state of the art, subject to deterioration. under operating conditions.

Secondo un processo di fabbricazione preferito, il tessuto tridimensionale dopo la prima impregnazione con silicato di sodio per farlo dilatare e irrigidire viene interposto tra due piastre affacciate che ne limitano la dilatazione: in questo modo i fili 22 della trama possono dilatarsi ulteriormente durante la vetrificazione del silicato di sodio (per esempio) in caso di incendio, permettendo ai due tessuti semplici 20 e 21 di dilatarsi ulteriormente in condizioni di esercizio, migliorando la stabilità dimensionale e la regolarità geometrica del pannello in tali condizioni. According to a preferred manufacturing process, the three-dimensional fabric after the first impregnation with sodium silicate to make it dilate and stiffen is interposed between two facing plates which limit its expansion: in this way the threads 22 of the weft can expand further during the vitrification of the sodium silicate (for example) in the event of a fire, allowing the two simple fabrics 20 and 21 to expand further under operating conditions, improving the dimensional stability and geometric regularity of the panel in such conditions.

La Figura 3 mostra un secondo esempio di realizzazione preferito di un pannello secondo il presente trovato, il quale presenta una regione portante 3’ analoga a quella del pannello di Figura 1, a cui viene sovrapposta in successione una regione di rinforzo 8 e una regione di contrasto 4’. La regione di rinforzo 8 è costituita da una serie di lamine 9 per esempio di stuoie di fibre di vetro impregnate di matrice indurente 1 e disposte, secondo procedimenti noti della Teoria della Laminazione (si veda per esempio Heracovich, "Mechanics of fibrous composites", Pergamon Press, 1997; le diverse stuoie di fibra di vetro possono essere sovrapposte disponendo le direzioni preferenziali delle rispettive fibre per esempio tra 0° e 45°) in modo da non indurre il fenomeno di accoppiamento tra deformazioni assiali e curvature. Lo scopo di tale regione 8 è quello di garantire rigidezza e resistenza meccanica al pannello. Il dimensionamento della regione di rinforzo 8 può essere fatto secondo la Teoria della Laminazione. Figure 3 shows a second preferred embodiment of a panel according to the present invention, which has a bearing region 3 'similar to that of the panel of Figure 1, on which a reinforcing region 8 and a region of reinforcement are superimposed in succession. contrast 4 '. The reinforcement region 8 is constituted by a series of sheets 9 for example of glass fiber mats impregnated with hardening matrix 1 and arranged, according to known procedures of the Lamination Theory (see for example Heracovich, "Mechanics of fibrous composites", Pergamon Press, 1997; the different fiberglass mats can be superimposed by arranging the preferential directions of the respective fibers for example between 0 ° and 45 °) so as not to induce the coupling phenomenon between axial deformations and curvatures. The purpose of this region 8 is to ensure rigidity and mechanical resistance to the panel. The dimensioning of the reinforcement region 8 can be done according to the Lamination Theory.

Lamine di tessuti aramidici posti nella parte più interna della regione di rinforzo (in modo da essere il più possibile protette dalla fiamma) possono essere utili ad incrementare la tenuta all’impatto e al taglio del pannello. Un opportuno dimensionamento del numero di lamine di fibra aramidica, nonché la presenza di pannelli a nido d’ape in fibre aramidiche (per esempio Kevlar o Nomex, della DuPont) opportunamente dimensionate, potrebbe rendere antisfondamento ed antiproiettile il pannello. Tra la regione di rinforzo e la regione portante può essere interposto uno strato di mat di fibre inorganiche (vetro, boro eccetera) e/o organiche (per esempio carbonio, fibre aramidiche). Aramid fabric sheets placed in the innermost part of the reinforcement region (in order to be as protected as possible from the flame) can be useful in increasing the impact and cut resistance of the panel. An appropriate sizing of the number of aramid fiber sheets, as well as the presence of honeycomb panels in aramid fibers (for example Kevlar or Nomex, by DuPont) appropriately sized, could make the panel shatterproof and bulletproof. A mat layer of inorganic (glass, boron, etc.) and / or organic (for example carbon, aramid fibers) can be interposed between the reinforcement region and the load-bearing region.

Preferibilmente le lamine 9 devono venire impregnate con una quantità di matrice indurente reattiva 1 (ovvero esclusi gli inerti) pari ad almeno il 40% in volume della combinazione fibre/matrice indurente 1 (considerando il rapporto dei volumi reali delle fibre prima e dopo l'impregnazione, come specificato più sopra); alternativamente le lamine 9 possono venire impregnate con altra matrice indurente non reattiva, quale una resina polimerica. Preferably the sheets 9 must be impregnated with a quantity of reactive hardening matrix 1 (i.e. excluding the aggregates) equal to at least 40% by volume of the fiber / hardening matrix combination 1 (considering the ratio of the real volumes of the fibers before and after the impregnation, as specified above); alternatively the sheets 9 can be impregnated with another non-reactive hardening matrix, such as a polymeric resin.

La regione di contrasto 4' secondo l’esempio illustrato in Figura 3, partendo dall’esterno risulta così costituita: The contrast region 4 'according to the example shown in Figure 3, starting from the outside is made up as follows:

a) una lamina 10 di fibre di carbonio, vetro, fibre ceramiche avente il compito principale, grazie alla sua struttura reticolare, di non essere attraversata dalla fiamma viva. Tale lamina serve inoltre a proteggere la regione di contrasto 4’ da urti, impatti e fiamme leggere; a) a sheet 10 of carbon fibers, glass, ceramic fibers having the main task, thanks to its reticular structure, of not being crossed by the open flame. This foil also serves to protect the contrast region 4 'from shocks, impacts and light flames;

b) una spugna sacrificale a celle aperte 11 (non necessariamente ignifuga) impregnata di matrice indurente 1 (metasilicato di sodio), ed avente il compito di immagazzinarlo e renderlo immediatamente disponibile quando il sistema è affrontato da un considerevole carico termico; b) an open cell sacrificial sponge 11 (not necessarily fireproof) impregnated with hardening matrix 1 (sodium metasilicate), and having the task of storing it and making it immediately available when the system is faced with a considerable thermal load;

c) uno spessore di idrogelo 12 imbibito di matrice indurente 1 ed avente il compito di immagazzinare l’agente vetrificante e renderlo immediatamente disponibile quando il sistema è affrontato da un considerevole carico termico; detto idrogelo 12 è costituito da strutture reticolate quali per esempio poli-idrossietil-metacrilato (PHEMA), poli-acrilammide (acrilammide, diacrilammide avente come iniziatore perfosfato di ammonio e tetrametiendiammina, PVA (PoliVinilAlcohol) reticolato con formaldeide e altri idrogeli analoghi e noti. c) a thickness of hydrogel 12 imbued with hardening matrix 1 and having the task of storing the glazing agent and making it immediately available when the system is faced with a considerable thermal load; said hydrogel 12 consists of cross-linked structures such as for example poly-hydroxyethyl-methacrylate (PHEMA), poly-acrylamide (acrylamide, diacrylamide having as initiator ammonium superphosphate and tetramethylenediamine, PVA (PoliVinyl Alcohol) cross-linked with formaldehyde and other similar and known hydrogels.

La regione di contrasto 4’ può essere composta da più accoppiamenti di fibre e spessori sacrificali 11 ricchi di materiale reattivo 1. The contrast region 4 'can be composed of several couplings of fibers and sacrificial thicknesses 11 rich in reactive material 1.

Nell'esempio qui descritto, le lamine 10, l'espanso sacrificale 11 e l’idrogelo 12 sono state impregnate di soluzione di matrice indurente 1 separatamente Cuna dall'altra e successivamente accoppiate. Preferibilmente ma non necessariamente le lamine 10 vengono impregnate con una percentuale volumica di matrice indurente reattiva 1 (rispetto al volume della combinazione fìbre/matrice indurente 1) preferibilmente attorno al 60% e possibilmente superiore al 40%. L’espanso sacrificale 11 è stato imbibito immergendolo in una vasca di metasilicato di sodio 1 e svuotandolo dell'aria inglobata a mezzo di un rullo di laminazione. In the example described here, the foils 10, the sacrificial foam 11 and the hydrogel 12 were impregnated with a hardener matrix solution 1 separately from each other and subsequently coupled. Preferably but not necessarily the sheets 10 are impregnated with a volume percentage of reactive hardening matrix 1 (with respect to the volume of the fiber / hardening matrix combination 1) preferably around 60% and possibly higher than 40%. The sacrificial foam 11 was soaked by immersing it in a tank of sodium metasilicate 1 and emptying it of the entrained air by means of a rolling roller.

Gli strati 12 di idrogeli vengono fatti parzialmente reticolare, miscelati agli altri componenti come cariche inerti e soluzione di matrice indurente 1 , per esempio in una cassaforma, e successivamente applicati sul pannello composito quando mantengono già una forma propria. L’idrogelo 12 può anche essere imbibito con sola acqua. The layers 12 of hydrogels are made partially cross-linked, mixed with the other components such as inert fillers and hardening matrix solution 1, for example in a formwork, and subsequently applied on the composite panel when they already maintain their own shape. The hydrogel 12 can also be soaked with water alone.

Senza uscire dall’ambito del presente trovato, i tessuti fibrosi possono essere impregnati, per incrementarne le caratteristiche meccaniche, con resine termoindurenti (opportunamente modificate per non fare propagare la fiamma) quali epossidiche ( per esempio di-glicidii-eter del bisfenolo A) reticolate con anidridi o poliammine ( per esempio TEDA di Fluka, il 3DCM di BASF eccetera), poliesteri isoftaliche o ortoftaliche, polimeri termoplastici quali il poliuretano eccetera. Without departing from the scope of the present invention, the fibrous fabrics can be impregnated, to increase their mechanical characteristics, with thermosetting resins (suitably modified so as not to spread the flame) such as cross-linked epoxies (for example di-glycides-ether of bisphenol A) with anhydrides or polyamines (for example TEDA by Fluka, 3DCM by BASF etc.), isophthalic or orthophthalic polyesters, thermoplastic polymers such as polyurethane etc.

Viene ora descritto un secondo esempio di realizzazione di un pannello ignifugo secondo il presente trovato, rappresentato schematicamente in Figura 4: tale pannello è costituito da un tessuto tridimensionale dilatato e irrigidito come descritto più sopra impregnandolo di matrice indurente 1 (per esempio metasilicato di sodio) oppure di una generica resina termoindurente polimerica dei tipi menzionati appena sopra. Al tessuto tridimensionale così irrigidito viene sovrapposta una regione di contrasto 4 analoga a quella rappresentata in Figura 1 (come in precedenza costituita da una sequenza di strati di schiume e idrogeli annegati nella matrice indurente 1); in questo esempio il tessuto tridimensionale -irrigidito con una quantità di soluzione di metasilicato di sodio (o di diversa matrice indurente) compreso tra il 40% e il 60% in volume sulla combinazione tessuto/matrice indurente, o comunque corrispondente alla quantità minima di soluzione di metasilicato di sodio necessaria a realizzare la dilatazione e l'irrigidimento del tessuto tridimensionale- non viene successivamente riempito di ulteriore soluzione di matrice indurente variamente caricata, lasciando così nella regione portante un notevole volume di vuoto; in questo caso la matrice indurente (1) è presente sotto forma di strato compatto, solo all’esterno del tessuto tridimensionale irrigidito. A second example of embodiment of a fireproof panel according to the present invention is now described, schematically represented in Figure 4: this panel consists of a three-dimensional expanded and stiffened fabric as described above, impregnating it with a hardener matrix 1 (for example sodium metasilicate) or of a generic thermosetting polymer resin of the types mentioned above. A contrast region 4 similar to that shown in Figure 1 is superimposed on the thus stiffened three-dimensional fabric (as previously constituted by a sequence of layers of foams and hydrogels embedded in the hardening matrix 1); in this example the three-dimensional fabric - stiffened with a quantity of sodium metasilicate solution (or a different hardening matrix) between 40% and 60% by volume on the fabric / hardening matrix combination, or in any case corresponding to the minimum quantity of solution of sodium metasilicate necessary to achieve the expansion and stiffening of the three-dimensional fabric - it is not subsequently filled with further solution of variously loaded hardening matrix, thus leaving a considerable volume of void in the bearing region; in this case the hardening matrix (1) is present in the form of a compact layer, only on the outside of the stiffened three-dimensional fabric.

La regione di contrasto è progettata (come spessore, tipo e quantità di cariche e idrogeli) in modo tale da sopportare l'intero carico termico, proteggendo dal calore lo scheletro costituito dal tessuto tridimensionale irrigidito nudo con la trasformazione in schiuma espansa prima e come isolante termico passivo dopo, come visto precedentemente. Alternativamente ancora, il tessuto tridimensionale 2 irrigidito e dilatato con la suddetta quantità minima di matrice indurente 1 può essere riempito con una schiuma poliuretanica, che non brucia e costituisce un isolante termico buono ed economico. The contrast region is designed (in terms of thickness, type and quantity of fillers and hydrogels) in such a way as to withstand the entire thermal load, protecting the skeleton made up of the naked stiffened three-dimensional fabric from heat with the transformation into expanded foam before and as insulation passive thermal after, as seen previously. Alternatively again, the three-dimensional fabric 2 stiffened and dilated with the aforementioned minimum quantity of hardening matrix 1 can be filled with a polyurethane foam, which does not burn and constitutes a good and economical thermal insulator.

Con lo stesso criterio, le regioni di contrasto 4' del pannello di Figura 1 (ed eventualmente di rinforzo 8) possono essere dimensionate in modo tale da evitare che il metasilicato di sodio della regione portante 3, 3’ vetrifichi e si espanda, anche sotto carico termico: la riserva di metasilicato amorfo della regione portante rimane una difesa estrema nel caso di incendi o carichi termici eccezionali, o comunque un ulteriore margine di sicurezza. With the same criterion, the contrast regions 4 'of the panel of Figure 1 (and possibly of reinforcement 8) can be sized in such a way as to prevent the sodium metasilicate of the bearing region 3, 3' from vitrifying and expanding, even under thermal load: the amorphous metasilicate reserve of the load-bearing region remains an extreme defense in the event of fires or exceptional thermal loads, or in any case an additional safety margin.

Senza uscire dal'ambito del trovato, la percentuale di riempimento del tessuto tridimensionale 2 precedentemente irrigidito e dilatato può variare senza soluzione di continuità tra il caso di Figura 4 (strato portante irrigidito e vuoto nello spazio tra i due tessuti semplici 20, 21 ; per “vuoto" si intende che il tessuto tridimensionale è stato impregnato con una quantità di metasilicato minima per consentirne la dilatazione e l'irrigidimento, senza ulteriori impregnazioni o riempimenti) e il caso di Figura 1 e 2 (strato portante completamente pieno e compatto). Without departing from the scope of the invention, the filling percentage of the previously stiffened and dilated three-dimensional fabric 2 can vary without interruption between the case of Figure 4 (stiffened and empty load-bearing layer in the space between the two simple fabrics 20, 21; for "Empty" means that the three-dimensional fabric has been impregnated with a minimum quantity of metasilicate to allow it to expand and stiffen, without further impregnation or filling) and the case of Figures 1 and 2 (completely full and compact load-bearing layer).

Parimenti, un pannello secondo il presente trovato può essere realizzato utilizzando un tessuto tridimensionale di altri materiali, quali per esempio fibre di carbonio, fibre ceramiche o di polimeri inorganici a seconda delle specifiche necessità; oppure la sequenza delle regioni portante 3, 3’, di rinforzo 8 e di contrasto 4, 4’ può essere simmetrica o asimmetrica (se il carico termico di progetto può essere applicato da un solo lato del pannello). La trasformazione della matrice indurente 1 in una schiuma espansa può essere prodotta, anziché dalla vaporizzazione dell'acqua contenuta nel pannello, dallo svilupparsi di gas diversi. Likewise, a panel according to the present invention can be made using a three-dimensional fabric of other materials, such as for example carbon fibers, ceramic fibers or inorganic polymers according to specific needs; or the sequence of the supporting regions 3, 3 ', reinforcement 8 and contrasting regions 4, 4' can be symmetrical or asymmetrical (if the design thermal load can be applied only on one side of the panel). The transformation of the hardening matrix 1 into an expanded foam can be produced, rather than by the vaporization of the water contained in the panel, by the development of different gases.

MISURE SPERIMENTALI EXPERIMENTAL MEASURES

Gli inventori del presente trovato hanno condotto le seguenti misure sperimentali: è stato prodotto un pannello del tipo di Figura 4, di spessore complessivo di 200 mm circa, e dove la regione di contrasto 4 era costituita da due spessori 5,7 di 4mm di espanso a celle aperte imbibito a saturazione con una soluzione acquosa di silicato di sodio, all'interno dei quali era impaccato uno spessore 6 di 0,3mm di fibra di vetro imbevuta di silicato di sodio acquoso; la regione portante 3 era invece costituita da un pannello di tessuto tridimensionale 2 di fibre di vetro PARABEAM “vuoto", ovvero imbevuto con una minima quantità di silicato di sodio in soluzione acquosa necessario a provocarne la dilatazione e irrigidimento ma senza riempire successivamente il tessuto dilatato; la distanza tra i tessuti semplici 20 e 21, durante la prima dilatazione e irrigidimento, era stata limitata con delle piastre contrapposte a 10 mm, The inventors of the present invention carried out the following experimental measurements: a panel of the type of Figure 4 was produced, with a total thickness of about 200 mm, and where the contrast region 4 was made up of two 5.7 by 4 mm thicknesses of foam with open cells saturated with an aqueous solution of sodium silicate, inside which was packed a thickness 6 of 0.3mm of glass fiber soaked in aqueous sodium silicate; the load-bearing region 3 was instead made up of a three-dimensional fabric panel 2 of "empty" PARABEAM glass fibers, that is, soaked with a minimum quantity of sodium silicate in aqueous solution necessary to cause it to dilate and stiffen but without subsequently filling the dilated fabric ; the distance between the simple tissues 20 and 21, during the first dilation and stiffening, had been limited with opposing plates to 10 mm,

Questo pannello è stato posto all'imboccatura di un forno per alte temperature (o muffola) avente dimensioni di bocca 150 X 250 mm. Ad intervalli di 5 minuti sono state misurate, tramite termocoppie, le temperature all’interno della muffola e in corrispondenza dell’incrocio delle diagonali sulla superficie esterna del pannello in esame, ottenendo i seguenti risultati: This panel was placed at the mouth of a high temperature furnace (or muffle) having an opening size of 150 X 250 mm. At intervals of 5 minutes, the temperatures inside the muffle and at the intersection of the diagonals on the external surface of the panel under examination were measured using thermocouples, obtaining the following results:

Tabella 1 Table 1

Durante una prima fase (da 0 a 15 minuti) la regione di contrasto 4 ha reagito liberando buona parte dell’acqua contenuta nei primissimi spessori e generando una spessa schiuma rigida a base di silice. Durante una seconda fase (da 15 a 25 minuti) il vapore formatosi a seguito del riscaldamento degli spessori più interni si è liberato verso l’esterno del pannello (in questa fase si ha avuto un sensibile aumento della temperatura fino a 96°C), La terza ed ultima fase ha invece visto il pannello tenere abbondantemente il carico termico. L’isolamento termico fornito dal pannello strutturale vuoto è risultato particolarmente efficace, particolarmente se considerato alla luce dei costi e alla semplicità realizzativa (mentre un pannello con una regione portante riempita di silicato di sodio caricato ha una maggiore resistenza meccanica, e una resistenza ai carichi termici più prolungata). Dopo la prova il pannello presentava uno strato di schiuma rigida e spessa almeno 15-20 mm nella regione immediatamente esposta al carico termico, mentre la superficie spugnosa 5 è risultata carbonizzata. Lo strato di fibre 6 è risultato infragilito, mentre il secondo strato 7 è risultato trasformato in una schiuma vetrosa espansa più compatta. Il tessuto tridimensionale 2 è risultato leggermente brunito nella sua parte più prossima al carico termico, e solo una frazione del metasilicato dì sodio 1 di cui era imbevuto aveva reagito, nella regione più periferica del pannello. During a first phase (from 0 to 15 minutes) the contrast region 4 reacted by releasing most of the water contained in the very first thicknesses and generating a thick rigid silica-based foam. During a second phase (from 15 to 25 minutes) the steam formed following the heating of the inner thicknesses was released towards the outside of the panel (in this phase there was a significant increase in temperature up to 96 ° C), The third and last phase, on the other hand, saw the panel abundantly hold the thermal load. The thermal insulation provided by the hollow structural panel was found to be particularly effective, particularly when considered in light of costs and simplicity of construction (while a panel with a load-bearing region filled with loaded sodium silicate has greater mechanical strength, and resistance to loads. more prolonged thermals). After the test, the panel showed a layer of rigid foam at least 15-20 mm thick in the region immediately exposed to the thermal load, while the spongy surface 5 was charred. The layer of fibers 6 resulted embrittled, while the second layer 7 turned out to be transformed into a more compact expanded glassy foam. The three-dimensional fabric 2 was slightly browned in its part closest to the thermal load, and only a fraction of the sodium metasilicate 1 with which it was soaked had reacted, in the most peripheral region of the panel.

Claims

CLAIMS 1) Composite fireproof panel characterized by the fact that it comprises in combination with each other a) a reinforcement structure consisting of a stiffened three-dimensional fabric (2) and comprising two simple fabrics (20, 21) facing each other and spaced apart, and b) a hardening matrix (1), capable of transforming, due to the effect of heat, into a rigid expanded flame-retardant foam.

2) Fireproof panel according to Claim 1, characterized in that the two simple fabrics (20, 21) are interconnected by their weft and / or warp threads which pass from one to the other simple fabric (20, 21).

3) Fireproof panel according to Claim 1, characterized in that the three-dimensional fabric is obtained by coupling two or more simple fabrics (20, 21) with mechanical connection means.

4) Panel according to Claim 3, characterized in that the mechanical connection means consist of at least one of the following methods: secondary weaving, stitching, bolting, riveting, gluing, welding.

5) Fireproof panel according to Claim 1, characterized in that the three-dimensional fabric (2) is impregnated with the hardening matrix (1) and dried in such a way as to cause a spontaneous expansion of the simple fabrics (20, 21) and a stiffening of the whole three-dimensional fabric (2).

6) Fireproof panel according to Claim 1, characterized in that the three-dimensional fabric (2) is dilated with mechanical expansion means and stiffened by impregnating it with the hardening matrix (1).

7) Fireproof panel according to Claim 6, characterized by the fact that said mechanical expansion means are constituted by combs able to be introduced between the two simple fabrics 20, 21.

8) Fireproof panel according to Claim 1, characterized by the fact that the three-dimensional fabric (2) is embedded within the hardening matrix (1).

9) Fireproof panel according to Claim 1, characterized by the fact that the hardener matrix (1) is present in a compact layer only on the outside of the three-dimensional fabric.

10) Fireproof panel according to Claim 9, characterized in that the stiffened and expanded three-dimensional fabric (2) is subsequently filled with a polyurethane foam.

11) Panel according to Claim 1, characterized in that the hardening matrix (1) is based on one or more of the following substances: alkaline and / or alkaline-earth metal silicates in amorphous form, polysiloxanes, expandable graphite, oxides or mixtures of soluble oxides in amorphous form, borax, sodium metaborate, SeO 2 mixed with ZnO 12) Panel according to Claim 1, characterized in that the hardening matrix (1) is expanded by the vaporization of free water and / or contained hydration water inside. 13) Panel according to Claim 11, characterized in that the hardening matrix (1) is based on sodium metasilicate. 14) Panel according to Claim 1, characterized in that the three-dimensional fabric (2) has been obtained by weaving at least one of the following materials: glass fibers, organic polymer fibers, ceramic fibers, carbon fibers. 15) Panel according to at least one of the preceding Claims, characterized by the fact that the hardening matrix (1) also comprises at least one of the following components: inert fillers of hollow microspheres, inert fillers in fibers or granules, inert fillers of porous materials, inert fillers of expanded foams, one or more hydrogels. 16) Panel according to at least one of the preceding claims, characterized in that the panel also comprises a reinforcement region (8) superimposed on the three-dimensional fabric (2) and consisting of one or more anisotropic fibrous reinforcement strips (9) impregnated with a hardening matrix (1) and / or of organic and / or inorganic thermoplastic and / or thermosetting polymer matrix. 17) Panel according to Claim 1, characterized in that it further comprises an external contrast region (4, 4 ') comprising at least one of the following elements: a) a fibrous lamina (10) b) a spongy layer (11) c) a thickness of hydrogel (12) which are impregnated with the first hardening matrix (1) d) an external flame-retardant lamina (10) with reticular fibers. 18) Panel according to Claim 1, characterized in that it further comprises a reinforcement of aramidic fibers. 19) Process for the production of the panel of Claim 1, characterized by the fact of filling the three-dimensional fabric (2), previously stiffened and dilated, with hardening matrix (1). 20) Process for the production of the panel of Claim 19, characterized by the fact that the three-dimensional fabric (2) has been stiffened and dilated by performing the following steps: a) impregnating the three-dimensional fabric (2) with a solution of the hardening material (1); b) drying and drying the three-dimensional tissue (2) causing a spontaneous distancing of the simple tissues (20, 21} and a stiffening of the three-dimensional tissue (2). 21) Process according to Claim 19, characterized in that the impregnation of the three-dimensional fabric (2) is carried out with an amount of hardening matrix (1) in liquid solution, such that the effective volume of the dried hardening matrix (1) in the three-dimensional fabric combination (2) hardening matrix (1) is at least 40% of the total effective volume of said three-dimensional fabric (2) drying matrix combination (1). 22) Process according to Claim 19, characterized in that the filling of the spaced and stiffened three-dimensional fabric (2) takes place according to at least one of the following methods: - filling from the peripheral regions - injection of hardener matrix (1) in aqueous solution through one or more holes made in one of the two simple fabrics - introduction of fillers according to Claim 10 inside the dilated and stiffened three-dimensional fabric (2), and subsequent injection of hardening matrix (1) in aqueous solution orthogonally to the panel through one or more holes made in one of the two simple fabrics.