PL183570B1 - Ognioodporna płyta budowlana oraz sposób potokowego wytwarzania ognioodpornej płyty budowlanej - Google Patents

Abstract

1 . Ognioodporna plyta budowlana, stanowiaca zwlaszcza wypelnienie przestrzeni ogra- niczonej ksztaltownikami i blachami metalowymi, wykonana z materialu na bazie gipsu i alunu z dodatkiem inhibitora, znamienna tym, ze w sklad materialu plyty wchodzi mie- szanka wiazaca zawierajaca pólhydrat a siarczanu wapnia a-CaSO 4 x1/2 H 2O w ilosci od 75 do 40% wagowych, alun KAI(SO 4 ) 2 x 1 2H 2O w ilosci od 25 do 60% wagowych oraz opózniacz wiazania w ilosci od 0,2 do 0,5% wagowych, przy czym obydwie zewnetrzne powierzchnie plyty sa pokryte warstwa wlókna szklanego. 4. Sposób potokowego wytwarzania ognioodpornej plyty budowlanej za pomoca urza- dzenia formierskiego stosowanego do produkcji plyt gipsowych, znamienny tym, ze na spód formy wprowadza sie z rozwijanej wstegi warstwe wlókna szklanego, pokrywajac ja równoczesnie mieszanka w postaci pólplynnej zlozona z pólhydratu a siarczanu wapnia w ilosci od 75 do 40% wagowych, alunu KAI(SO 4 ) 2 x 1 2H 2O w ilosci od 25 do 60% wa- gowych, opózniacz wiazania w ilosci od 0,2 do 0,5% wagowych oraz z wody zarobowej w ilosci 28% wagowych masy pólhydratu a siarczanu wapnia oraz ewentualnie innych do- datków, stosowanych w produkcji plyt gipsowych, przy czym równoczesnie powierzchnie zewnetrzna plyty pokrywa sie z rozwijanej wstegi, zewnetrzna warstwa wlókna szklanego, a nastepnie, po zwiazaniu materialu, poddaje sie ja suszeniu w temperaturze ponizej 70°C. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest ognioodporna płyta budowlana, stanowiąca zwłaszcza wypełnienie przestrzeni ograniczonej kształtownikami i blachami metalowymi, wykonana z materiału na bazie gipsu i ałunu z dodatkiem inhibitora.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób potokowego wytwarzania ognioodpornej płyty budowlanej za pomocą urządzenia formierskiego stosowanego do produkcji płyt gipsowych.

Z japońskiego opisu patentowego nr 74021557 znany jest materiał do wykonywania ognioodpornych elementów budowlanych, zawierający 22% zaprawy jako środka wiążącego, 22% gipsu (CaSC>4 x 2H2O), 45% wody oraz 11% ałunu potasowego (KA1(SO4)2 x 12^0). Materiał ten wykazuje stosunkowo niską alkaliczność (pH 7,6) oraz, bardzo dobrą odporność ogniową.

Z izraelskiego opisu patentowego nr 51349 znany jest materiał stosowany na przegrody między ściankami zabezpieczającymi przed ogniem, wykazujący dobre właściwości ognioodporne. W skład tego materiału wchodzi ałun amonowy (NHUAkSCŁ^ x ΠΕΕΘ), gips (CaSC>4 x 2H2O) oraz jako środek wiążący cement portlandzki lub żywica epoksydowa.

183 570

Wspólną cechą wyżej wymienionych materiałów jest to, że w wysokich temperaturach w wyniku reakcji endotermicznych - wydzielają wodę, która działa gasząco na ogień. Natomiast ich niedogodnością jest konieczność stałego uzupełniania środka wiążącego oraz ręcznego polewania wodą.

Z niemieckiego opisu patentowego nr 1784657 znany jest potokowy sposób wykonywania kształtek z gipsu i z włókien spilśnionych, polegający na wprowadzaniu suchej masy materiału na ruchomą powierzchnię formy oraz nawilżanie go wodą w ilości większej od ilości potrzebnej do procesu wiązania.

W trakcie wyładunku i dozowania suchego materiału z silosów tworzy się na transporterze dwuwarstwowe pasmo, któremu jest nadawany ostateczny kształt płyty. Po dodaniu wody zarobowej pasmo w stanie wilgotnym zostaje zagęszczone w dolnej części formy. Woda zarobowa może przy tym zawierać substancje przyspieszające lub opóźniające proces wiązania gipsu oraz dodatki mające wpływ na jego właściwości, zwłaszcza środki zwilżające, żywice syntetyczne, ałuny, pigmenty, kleje i sole.

Z niemieckiego opisu patentowego nr 1646467 znany jest sposób wytwarzania rur i szybów wentylacyjnych z gipsu ulepszonego dodatkiem żywicy syntetycznej i włókna szklanego. W sposobie tym zastosowano również sproszkowany kondensat wstępny, z aldehydu mrówkowego i z ałunowo-gipsowego środka wiążącego.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 3885980 znany jest zbiornik ognioodporny, wykonany z mieszaniny gipsu i niepalnych wypełniaczy, na przykład włókna szklanego. W celu osiągnięcia odporności zbiornika na działanie wysokich temperatur do 1400°C zastosowano również ziarnisty siedmiowodny siarczan magnezu.

Celem wynalazku jest opracowanie struktury materiałowej ognioodpornej płyty budowlanej przydatnej w konstrukcjach mieszanych, na przykład stalowo-betonowych stanowiącej zwłaszcza wypełnienie przestrzeni ograniczonej kształtownikami i blachami.

Badania, które doprowadziły do wynalazku wykazały, że bardzo dobrą ognioodpomość materiału można uzyskać przy użyciu mieszanki wiążącej zawierającej półhydrat α siarczanu wapnia oraz ałun z dodatkiem inhibitora.

Ognioodporna płyta budowlana według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest wykonana z materiału, w skład którego wchodzi mieszanka wiążąca zawierająca półhydrat α siarczanu wapnia α-CaSOą x /2 H2O w ilości od 75 do 40% wagowych; ałun KAI(SOą)2 x 12 H2O w ilości od 25 do 60% wagowych oraz opóźniacz wiązania w ilości od 0,2 do 0,5% wagowych, przy czym obydwie zewnętrzne powierzchnie płyty są pokryte warstwą włókna szklanego.

W korzystnym rozwiązaniu ogniotrwałej płyty budowlanej według wynalazku, stosunek wagowy składników mieszanki wiążącej półhydratu α siarczanu wapnia do ałunu wynosi około 1:1.

Płyta według wynalazku jest korzystnie zaopatrzona na obustronnych powierzchniach zewnętrznych w warstwy włókna szklanego z powłoką z mieszanki wiążącej, zawierającej półwodzian β siarczanu potasowego, ewentualnie anhydrat oraz organiczny środek wiążący w ilości do 6% wagowych.

Celem wynalazku jest również sposób potokowego wytwarzania płyty za pomocą urządzenia formierskiego, stosowanego do produkcji płyt gipsowych.

Sposób wytwarzania płyt według wynalazku polega na tym, że do formy wprowadza się na spód, rozwijaną z wstęgi warstwę włókna szklanego, pokrywaną mieszanką, wiążącą zawierającą półwodzian β siarczanu potasowego, ewentualnie anhydrat oraz poniżej 6% wagowych organicznego środka wiążącego, na przykład dyspersję polioctanu winylu, przy czym na powierzchnię tej warstwy wprowadza się ciastowatą mieszankę wiążącą złożoną z półhydratu α siarczanu wapnia w ilości od 75 do 40% wagowych, ałunu KAI(So,4)2 x 12H2O w ilości od 25 do 60% wagowych, opóźniacz wiązania, na przykład Retardan/Keratin, w ilości od 0,2 do 0,5% wagowych oraz z wody zarobowej w ilości 28% wagowych masy półhydratu α siarczanu wapnia oraz ewentualnie innych dodatków stosowanych w produkcji płyt gipsowych, przy czym powierzchnię zewnętrzną płyty pokrywa się równocześnie drugą warstwą włókna szklanego z mieszanką wiążącą, a następnie, po związaniu mieszanki, poddaje się płytę suszeniu w temperaturze poniżej 70°C.

183 570

Przykład

500 kg półhydratu α siarczanu wapnia miesza się na sucho z 500 kg ałunu, Al(SO4)2 x 12H2O, a następnie dodaje się 3 kg opóźniacza wiązania Retardan/Keratin oraz 140 l wody i poddaje ponownemu mieszaniu.

Mieszankę tę pozostawia się na okres 45 s, celem wstępnego stężenia, i zasila się nią urządzenie formierskie do wytwarzania płyt gipsowo-kartonowych, jednakże zamiast wstęg kartonowych do urządzenia doprowadza się dwie wstęgi ze sprasowanych warstw włókna szklanego ze środkiem wiążącym włókna, zawierającym półwodzian β siarczanu potasowego oraz 6% wagowych dyspersji polioctanu winylowego, stanowiącej organiczny środek wiążący.

Grubość płyty ustawia się na 12,5 mm. Po uformowaniu płyty poddaje się suszeniu w temperaturze 60°C.

W podobny sposób wytwarza się płyty o grubości 9,5 mm.

Badania ognioodpomości płyty wytworzonej w opisanym przykładzie, przeprowadzone według normy DIN 4102 (cz. 4), wykazały ognioodpomość o 80% wyższą w porównaniu do płyty gipsowo-kartonowej o tej samej grubości. Natomiast wytrzymałość na rozciąganie wytworzonej płyty jest o 20%, a wytrzymałość na zginanie o 35% wyższa w porównaniu do płyty gipsowo-kartonowej tej samej grubości.

W celu uniknięcia zabrudzenia urządzenia środkiem wiążącym i włóknami szklanymi zewnętrzne wstęgi z włókna szklanego pokryte zostały papierem, który ściąga się po wyschnięciu płyt.

Badania wykazały, że płyta według wynalazku na bazie mieszanki wiążącej, w której stosunek wagowy półhydratu a siarczanu wapnia do ałunu wynosi korzystnie 1:1, wykazuje wysokie właściwości odporności ogniowej, a ponadto charakteryzuje się dobrymi właściwościami mechanicznymi, wysoką wytrzymałością na rozciąganie i zginanie oraz sprężystością. Znaczna nośność oraz wysoki ciężar właściwy materiału umożliwiają wykonywanie z niej odpowiednio cienkich płyt izolacyjnych.

Dodatek inhibitora w mieszance wiążącej w ilości od 0,2 do 0,5% wagowych opóźnia proces wiązania półhydratu α siarczanu wapnia i umożliwia stosowanie tej mieszanki w typowych urządzeniach do produkcji płyt gipsowych. Jako inhibitor korzystnie zastosowano sól sodową kwasu octowego dwuetylenowego.

Ognioodporna płyta budowlana według wynalazku ma obustronne zewnętrzne warstwy włókna szklanego, wskutek czego uniemożliwia przenikanie materiału zawierającego ałun na zewnątrz płyty, bowiem zwiększanie zawartości ałunu może spowodować odpowiednie zmniejszenie odporności ogniowej płyty.

W celu uniknięcia zabrudzenia urządzeń do produkcji płyty, w wyniku przenikania na zewnątrz mieszanki wiążącej, można zewnętrzną powierzchnię wstęgi warstwy włókna szklanego pokryć wstęgą papierową. Papier usuwa się przy tym przed wbudowaniem płyty.

Alternatywnie można również w tym celu pokrywać zewnętrzne powierzchnie wstęgi włókna szklanego cienką powłoką z mieszanki półwodzianu β siarczanu potasowego, ewentualnie anhydrytu, zawierającej do 6% wagowych organicznego środka wiążącego, na przykład dyspersji polioctanu winylu.

W sposobie wytwarzania według wynalazku istotne jest, ażeby temperatura suszenia wytworzonej płyty nie była wyższa od 70°C, bowiem przy wyższych temperaturach ałun wytrąca pewną część zawartej w nim wody krystalicznej, co ma wpływ na obniżenie ogniotrwałości płyty.

Dzięki wynalazkowi powierzchnia zewnętrzna płyty ma dobrą przyczepność kleju, tynku i farby. Ponadto płyta może być łączona na gwoździe i śruby oraz przecinana piłą lub wiercona, co przyczynia się do łatwego montażu oraz łączenia z innymi elementami.

Ogniotrwała płyta budowlana ma zastosowanie w mieszanych konstrukcjach stalowobetonowych, zwłaszcza jako wypełnienie przestrzeni pomiędzy kształtownikami i blachami, a ponadto w budowie kanałów kablowych.

Próby wykazały, że wytworzona płyta spełnia pod względem odporności ogniowej wymagania zawarte w normie DIN 4102.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe

1. Ognioodporna płyta budowlana, stanowiąca zwłaszcza wypełnienie przestrzeni ograniczonej kształtownikami i blachami metalowymi, wykonana z materiału na bazie gipsu i ałunu z dodatkiem inhibitora, znamienna tym, że w skład materiału płyty wchodzi mieszanka wiążąca zawierająca półhydrat a siarczanu wapnia a-CaSO.) x /2 H2O w ilości od 75 do 40% wagowych, ałun KAI(SO4)2 x 12H₂0 w ilości od 25 do 60% wagowych oraz opóźniacz wiązania w ilości od 0,2 do 0,5% wagowych, przy czym obydwie zewnętrzne powierzchnie płyty są pokryte warstwą włókna szklanego.

2. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, że korzystny stosunek wagowy składników mieszanki wiążącej półhydratu a siarczanu wapnia do ałunu wynosi około 1:1.

3. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, że na zewnętrznej powierzchni warstwy włókna szklanego znajduje się powłoka złożona z mieszanki półwodzianu P siarczanu potasowego, ewentualnie anhydratu oraz organicznego środka wiążącego w ilości do 6% wagowych.

4. Sposób potokowego wytwarzania ognioodpornej płyty budowlanej za pomocą urządzenia formierskiego stosowanego do produkcji płyt gipsowych, znamienny tym, że na spód formy wprowadza się z rozwijanej wstęgi warstwę włókna szklanego, pokrywając ją równocześnie mieszanką w postaci półpłynnej złożoną z półhydratu a siarczanu wapnia w ilości od 75 do 40% wagowych, ałunu KAI(SO4)2 x 12 H2O w ilości od 25 do 60% wagowych, opóźniacz wiązania w ilości od 0,2 do 0,5% wagowych oraz z wody zarobowej w ilości 28% wagowych masy półhydratu a siarczanu wapnia oraz ewentualnie innych dodatków, stosowanych w produkcji płyt gipsowych, przy czym równocześnie powierzchnię zewnętrzną płyty pokrywa się z rozwijanej wstęgi, zewnętrzną warstwą włókna szklanego, a następnie, po związaniu materiału, poddaje się ją suszeniu w temperaturze poniżej 70°C.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że na zewnętrzne powierzchnie wstęgi włókna szklanego, umieszczone po obu stronach uformowanej płyty, nanosi się powłokę z mieszanki półwodzianu β siarczanu potasowego, ewentualnie anhydratu, zawierającą do 6% wagowych organicznego środka wiążącego.