PT865549E - Painel de revestimento resistente ao fogo e metodo para fabricar tal painel de revestimento - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO “ PAINEL DE REVESTIMENTO RESISTENTE AO FOGO E MÉTODO PARA FABRICAR UM PAINEL DE REVESTIMENTO ” A presente invenção diz respeito a um painei de revestimento resistente ao fogo, de harmonia com o preambulo da reivindicação 1, sendo o mencionado painel constituído por lã mineral e um material de revestimento. A invenção diz igualmente respeito a um método de harmonia com o preâmbulo da reivindicação 8 para fabricar tal painel de revestimento. A construção de casas e de barcos têm necessidade de materiais de isolamento leves e de baixo custo, resistentes ao fogo e que também estejam aptos para receberem um sistema de revestimento.

Devido ao seu fácil manuseamento, são preferidos os materiais de revestimento em forma de folha, prancha ou painel. 2

Todavia, os materiais convencionais são impeditivos pela sua menor reciclabilidade e pela presença de emissões tóxicas durante o seu manuseamento e pelo comportamento ao fogo.

Para o uso na construção naval, as estruturas resistentes ao fogo são normalmente feitas de folha de aço , atrás das quais ou no seu interior ou dentro de uma cassete de revestimento assim fabricada é colada um folha de lã mineral ou outro material incombustível actuando como camada resistente ao fogo e de isolamento do calor.

Um problema com as estruturas de revestimento de folha de aço advém do seu elevado peso e das possibilidades limitadas de alterar o aspecto da parede.

Por exemplo, as juntas entre os painéis instalados permanecem visíveis numa forma incomodativa.

As estruturas do painel de aço são igualmente relativamente caras e dificultam o manuseamento, tornando-as adequadas somente para utilização em sítios não críticos aos custos dos materiais. É requerida ferramenta especial para o manuseamento e fabrico de materiais de revestimento corrente e em estruturas de painéis de folha de

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Daqui, os materiais de isolamento fabricados e desenvolvidos para a construção naval não serem utilizados nas construções convencionais, onde são reduzidas as exigências de resistência ao fogo e não são recomendáveis os custos extra nos investimentos de construção.

Todavia, podem ser conseguidos melhoramentos na segurança do fogo das construções, desde que estejam disponíveis materiais resistentes ao fogo e de custos vantajosos. A Patente Americana N.° 3 908 062 descreve um painel composto compreendendo um núcleo de prancha de fibra de material rígido e, pelo menos, uma camada de gesso aglutinada a um painel de superfície de fibra. A superfície do painel de fibra é revestida com uma camada de papel de forma a conseguir-se uma boa superfície para um revestimento de acabamento tal como pintura. A resistência ao fogo do gesso é limitada e a superfície da camada de acabamento é delgada e frágil. A finalidade da camada de papel é também para aumentar a não fragilidade da superfície do gesso. A Patente Belga N.° 886 016 descreve um método de produzir uma fundição 4 à prova de calor consistindo apenas em óxido de magnésio e cloreto de magnésio.

Esta mistura pode ser combinada com alguma espécie de material de reforço. A mistura obtida tem a desvantagem de ser leve e fina e por isso não pode resistir à abrasão ou impactos, o que limita o seu campo de utilização. O pedido de Patente Europeia N.° 0 485 867 descreve um meio de protecção ao fogo compreendendo um metal hidróxido e óxido de magnésio e a respectiva utilização. O meio pode ser utilizado para produzir painéis compostos em que o meio liga em conjunto as placas dos painéis ou enche os perfis ocos. Não estão demonstradas as vantagens deste meio para revestir superfícies de elementos ou materiais. É um objectivo desta invenção proporcionar a construção de um material de isolamento resistente ao fogo de fácil manuseamento e capaz de receber o sistema de acabamento pretendido depois da instalação. O objectivo da presente invenção foi conseguido em virtude de colocar em 5 primeiro a textura posterior reforçada na folha de lã mineral e depois aplicar mesta textura um material de ligação resistente ao fogo contendo cloreto de magnésio, sulfato de magnésio, silicato de sódio e óxido de magnésio numa quantidade suficiente para tornar a camada de material de ligação resistente ao fogo depois de aplicada. A quantidade requerida de cloreto de magnésio num material resistente ao fogo é, no mínimo de 37% em peso, de preferência, no mínimo de 47% em peso.

Mais especificamente, o painel de revestimento de harmonia com a invenção é caracterizado pelo conteúdo que se encontra descrito na parte caracterizadora da reivindicação 1.

Além disso, o método de harmonia com a invenção é caracterizado pelo conteúdo que se encontra descrito na parte caracterizadora da reivindicação 8. A invenção proporciona benefícios significativos. O painel de revestimento de harmonia com a invenção forma superfícies planas e lisas contíguas sem uniões visíveis em que o painel oferece boas propriedades de isolamento contra o calor, o frio, o som e o fogo. A densidade específica do painel é baixa, tornando-o adequado para utilização em alojamentos críticos ao peso do isolamento tais como, barcos de andamento rápido, aviões e contentores utilizados, por exemplo, em transportes rodoviários de bens e materiais. A superfície do material pode ser facilmente padronizada de modo a proporcionar à folha aplicada um aspecto agradável à vista. A folha é de fácil instalação devido à sua dureza pelo que as estruturas suplementares de suporte são dispensáveis.

Para atingir um alto grau de resistência ao fogo, o painel pode ser construído com várias camadas de isolamento e para uma dureza melhorada, o painel pode ser construído de forma a apresentar uma estrutura em favo de mel. 0 painel apresenta rigidez suficiente para o levantamento em construções de espaços auto suportados.

Sob fogo, a folha não liberta gases tóxicos e os seus componentes básicos são recicláveis. 0 painel pode ser fabricado num tamanho estandardizado, ou em alternativa, pode ser fabricado em tamanhos modulares de dimensões predeterminadas, em que o painel não necessita de ser ajustado durante a 7 instalação. O painel pode ser revestido durante ao fase de fabrico com qualquer material convencional, em que o material de ligação resistente ao fogo actua como uma cola.

Depois do fabrico, o painel pode ser revestido do mesmo modo como qualquer material convencional de cobertura. A folha torna igualmente possível proporcionar uma junta estanque à água entre um parede levantada e o chão. A seguir a presente invenção será examinada mais pormenorizadamente com a ajuda dos desenhos juntos em que: A FIG 1 mostra um painel de isolamento, de harmonia com a invenção, que compreende uma única camada de isolamento; A FIG 2 mostra um painel de isolamento, de harmonia com a invenção, que compreende duas camadas de isolamento; A FIG 3 ilustra a realização de espaço de chão húmido, utilizando um painel de isolamento de harmonia com a invenção; e 8 A FIG 4 ilustra a junta entre o chão da FIG 3 e a parede.

No seu modo de realização mais simples, o painel de revestimento de harmonia com a invenção compreende uma única camada de isolamento (1).

Sobre a camada de isolamento é colocado um reforço de textura posterior (2) e uma camada de um material de fixação resistente ao fogo (3). A camada de isolamento (1) é dividida com vantagem em partes, e o material de ligação é aplicado nas juntas entre as peças, sendo o painel dotado de várias paredes intermédias transversais (4) que reforçam a estrutura do painel de isolamento.

Com referência à FIG 1, a estrutura aí mostrada é fabricada espalhando primeiramente num molde ou simplesmente numa superfície plana uma camada de material de ligação em que é colocado um material de reforço, aplicando em seguida uma outra camada de material de ligação e de reforço.

Desta forma, são laminadas várias camadas uma sobre a outra de modo a conseguir-se um endurecimento adequado.

Nas camadas exteriores (2), (3) que são constituídas alternadamente de camadas de material de reforço e ligação, é colocada a camada de isolamento (1), de preferência, de lã mineral. 9

As fibras de lã podem ser alinhadas ortogonalmente ou paralelamente à superfície plana do painel, podendo as propriedades do painel ser modificadas através da variação desta forma de alinhamento da lã.

Enquanto que a orientação ortogonal das fibras de lã torna o painel de uma mais alta resistência compressiva, isso requer por outro lado que o enchimento da camada de isolamento seja constituído por blocos de lã mais finos.

Quando se monta o painel a partir de vários blocos, as juntas entre os vários blocos são preenchidas com material de ligação.

Assim, estas juntas cheias de material de ligação são feitas para aumentar a resistência contra a compressão das paredes intermédias (4) cujo contributo para a resistência compressiva do painel é maior quando se utiliza o tamanho mais pequeno dos blocos de lã.

Se a camada de isolamento do painel é feita de apenas uma única folha de lã, a resistência compressiva do painel é igual à própria resistência compressiva da folha.

Depois de a primeira camada de lã (1) ser colocada sobre a primeira camada exterior (2), (3), a segunda camada exterior é feita por camadas laminares de material de reforço sobre a camada de isolamento utilizando o material de 10 ligação como matéria adesiva.

Assim, dureza do painel e a sua resistência contra pontos de peso pode variar pela alteração da espessura e composição da camada exterior, e a colocação da camada exterior pode ser implementada utilizando técnicas de laminação convencional de estruturas compostas, podendo as camadas exteriores do painel apresentar diferentes composições.

Depois de ambas as camadas exteriores do painel serem laminadas, o painel é seco numa pressão de calor de cerca de 60 a 80 0 C durante cerca de 15 minutos, de que resulta um painel resistente. A resistência ao fogo do painel de revestimento de harmonia com a patente de invenção é baseada num material especial de ligação, enquanto que a sua dureza e durabilidade são devidas à estrutura composta formada pelo material de ligação e pelo material de reforço.

Depois de aplicado o material de ligação resistente ao fogo fica um pouco frágil requerendo um suporte pelo material de reforço para prevenir que o material de ligação quebre durante o transporte ou instalação.

Enquanto que a composição do material de ligação pode variar, as suas propriedades de resistência ao fogo são principalmente baseadas nas propriedades do cloreto de magnésio. 11

Outros componentes dos compostos de ligação são sulfato de magnésio, silicato de sódio, óxido de magnésio, óxido de titânio, hidróxido de alumínio e água. O óxido de titânio e óxido de alumínio são misturas que servem para aumentar a resistência ao fogo do composto e para dar uma maior resistência depois da aplicação.

Uma outra função do óxido de titânio é acelerar a secagem da composição depois da aplicação. A fórmula seguinte foi a que apresentou propriedades mais vantajosas: Água 135 g Silicato de sódio 120 g Sulfato de magnésio 1000 g Cloreto de magnésio 2500 g Óxido de magnésio 5000 g Hidróxido de alumínio 800 g Óxido de titânio 800 g A soma total da massa de harmonia com a fórmula acima é de 10355 g, em que a proporção do óxido de magnésio é de 48.3%.

12 A resistência ao fogo da mistura é baseada na quantidade elevada de óxido de magnésio. O sulfato e o cloreto de magnésio tornam o composto duro e aumentam a sua resistência ao fogo, enquanto que o silicato de sódio actua como um agente de ligação. O óxido de titânio e o hidróxido de alumínio podem ser omitidos na fórmula, uma vez que eles actuam apenas como misturas que aumentam a qualidade.

Se estes componentes forem omitidos, a quantidade de óxido de magnésio na fórmula atinge 57,1 %.

Obviamente que as proporções dos componentes na fórmula acima podem variar.

Quando expressas em percentagem de peso, as proporções dos componentes na fórmula acima são as seguintes: Água 1,3%

Silicato de sódio 1,2%

Sulfato de magnésio 9,7%

Cloreto de Magnésio 24,1 % Óxido de magnésio 48,3% 13

Hidróxido de alumínio óxido de titânio 7,7% 7,7%

Em princípio, a quantidade de cada componente pode variar até cerca de 20% do valor nominal da fórmula.

Em conformidade, a quantidade de cloreto de magnésio na fórmula pode situar-se entre 2000 - 3000 g. O componente mais importante da fórmula é o cloreto de magnésio, cuja quantidade deve ser suficientemente elevada para se obter uma boa resistência ao fogo.

Aqui, o termo resistência ao fogo refere-se ao nível de resistência ao fogo fornecido por um teste feito num painel de isolamento fabricado para responder aos requisitos do teste, podendo o nível de resistência ao fogo do painel variar de acordo com as necessidades da aplicação pretendida.

Todavia, a quantidade de cloreto de magnésio nunca deve descer abaixo do valor mínimo exigido de 37 - 38% e uma boa resistência ao fogo não poderá obter-se se a quantidade não for superior a 47%. O material de ligação retardador do fogo aqui descrito é particularmente vantajoso para o fabrico de um painel de revestimento utilizando as técnicas de compressão a frio. A presente invenção proporciona também uma outra espécie de agente de ligação retardador do fogo.

De harmonia com este modo de realização alternativo, a composição é produzida contendo, além do cloreto de magnésio e silicato de sódio, um produto de reacção de silicato de sódio e um ácido. A composição é particularmente bem adequada para técnicas de compressão a quente mas pode também ser utilizada quando se implementam técnicas de compressão a frio. A composição retardadora do fogo, de harmonia com o modo de realização alternativo é conseguida pela produção em separado do produto da reacção do silicato de sódio e ácido e uma solução aquosa de cloreto de magnésio e pela combinação do produto de reacção com a solução aquosa em ordem a obter uma composição moldável e dúctil O produto de reacção de silicato de sódio e ácido é obtido misturando em primeiro lugar silicato de sódio com água e em seguida promovendo a reacção com um ácido inorgânico ou orgânico. A quantidade de água é habitualmente, de forma não rigorosa, igual à .:* »» .:* »»

15 quantidade de silicato de sódio, isto é, para 100 partes de peso de silicato de sódio serão utilizadas 50 a 150 partes de peso de água.

Entre os ácidos inorgânicos utilizados na reacção, podem ser citados, o ácido bórico, ácido fosfórico, ácido hidroclorídrico e ácido sulfúrico.

Os ácidos orgânicos compreendem o ácido fórmico, ácido acético, ácido oxálico, ácido tartárico e ácido cítrico. A razão molar SiO J Na 20 é, com vantagem de cerca de 1 para 3,5, de preferência, de cerca de 2 para 3,3.

As quantidades relativas de silicato de sódio e de ácido dependem da razão dióxido de sílica/óxido de sódio do silicato de sódio como também do ácido utilizado.

Genericamente falando, cerca de 1 a 100 partes de peso de (100%) de ácido são utilizadas para 100 partes de peso de silicato de sódio. O produto de reacção obtido que contém pelo menos alguns compostos precipitados de sílica é complementado a gosto pela adição de sulfato de magnésio que como o cloreto de magnésio endurece a composição completada. 16

Quando adicionado ao produto de reacção, o sulfato de magnésio aumenta a viscosidade do composto. O sulfato de magnésio é adicionado com vantagem na quantidade de 10 a 5000 partes de peso, de preferência, 500 a 1000 partes em peso para 100 partes em peso de silicato de sódio. O óxido de titânio pode ser adicionado à composição em ordem a aumentar as suas propriedades de resistência.

Além disso, podem geralmente ser misturados óxidos de metais nas composições retardadoras de fogo, tais como hidróxido de alumínio. O material seco na composição retardadora de fogo preparada de harmonia com a invenção contém tipicamente: - 0,1 a 10% de peso de silicato de sódio e ácido e um produto de reacção - 1 a 25% de peso de sulfato de magnésio - 10 a 60 % de peso de cloreto de magnésio, e - 10 a 60 % de peso de óxido de magnésio

Além disso, a composição pode conter cerca de 0,1 a 10 % de peso de hidróxido de alumínio e/ou, correspondentemente, dióxido de titânio. 17

Agora, em referência à FIG 2, é mostrada a estrutura do painel constituída por duas camadas de material de isolamento e três camadas de material de reforço (2) acamadas com o composto de ligação.

Uma tal estrutura de camadas múltiplas resulta num painel de mais alta resistência e durabilidade do que a que se consegue com uma estrutura de camada simples, e na prática, a estrutura de camada múltipla é preferida nas aplicações que requerem uma espessura substancial de material de isolamento.

Se for utilizada uma folha simples de material espesso de isolamento, a resistência do painel será essencialmente reduzida, e, neste caso, o painel terá de ser suportado pela estrutura inferior a ser coberta, por exemplo, com a ajuda de meios de fixação por penetração que, aqui, podem ser necessários.

Por contraste, a estrutura de camada múltipla fabricada de acordo com a invenção é suficientemente resistente para uso mesmo como parede auto suportada.

Numa tal estrutura, é vantajoso que as paredes intermédias (4) que melhoram a resistência compressiva sejam desalinhadas para evitar a sua coincidência. 18

A invenção proporciona fácil isolamento em aplicações especiais.

No diagrama mostra-se um tal exemplo em que o chão e a parede de isolamento de um espaço húmido são implementadas utilizando um painel de revestimento de harmonia com a invenção. O chão é feito de um painel revestido tendo uma camada de isolamento (1) curvada e inclinada para proporcionar o declive requerido pela construção do chão e, no ponto mais baixo do declive, é localizado um dreno (5). O chão inclinado pode ser fabricado pela via da laminação da mesma forma que o painel plano da parede, em que o dreno (5) e a respectiva conduta de escoamento são ligadas ao painel por meio de um composto de ligação.

Com referência à FIG 4, é mostrado um conjunto estrutural para um canto à prova de água entre o chão e a parede.

Nesta estrutura, o ângulo do painel do chão é dotado de um perfil em ferro (6) com um lado fixo debaixo do painel e o outro lado estendido no plano do ângulo do painel do chão ligeiramente acima do nível superior do chão.

Deste modo, perfil (6) protege o isolamento no ângulo do painel do chão e aperta a junta. A superfície superior do painel do chão é revestida com uma cobertura 19 contínua de revestimento constituída por material de ligação com ladrilhos cerâmicos (9) acamados em cima.

Um tal revestimento de cobertura (8) encontra-se comercialmente disponível como uma placa de tamanho estandardizado, ou, em alternativa, cortado no tamanho de acordo com o local que vai ser soalhado. O revestimento de cobertura (8) pode ser colado ao painel do soalho logo durante o fabrico do painel do chão. O painel que forma a parede do espaço húmido é fixo sobre um perfil de ferro (6) por meio de uma secção protectora angular (7) que passa sobre o ângulo do painel da parede e se estende sobre o seu ângulo mais baixo por cima do perfil de ferro (6). O perfil de ferro (6) e a secção protectora de ferro (7) formam uma estrutura de suporte firme que fixa o chão e a parede no seu lugar.

No interior do espaço húmido, o painel da parede é revestido pelo menos à volta do ângulo mais baixo da parede com uma fiada de revestimento prefabricado (8) colocado de forma que o ângulo mais baixo do revestimento (8) assente nas revestimento (9) da cobertura do chão.

Nesta forma, é facilmente colocada uma junta de canto parede/chão à prova 1 ú·La^n—

20 de água. O painel de acordo com a invenção apresenta uma pluralidade de aplicações.

Por exemplo, melhora o fabrico de painéis de portas prefabricadas para construção naval e alojamentos, paredes e soalhos em geral, suas coberturas e desenho de vários aberturas.

Além disso, o painel é adequado para construir janelas com vigamentos cónicos, aberturas e condutas , bem com a construção de espaços húmidos tais como casas de banho. A invenção toma igualmente possível construir painéis de isolamento estrutural não combustíveis para interiores de aviões e comboios bem como para o isolamento dos espaços interiores dos barcos contra o calor, o som, o frio e o fogo.

Além do que foi acima descrito, a presente invenção pode ter modos alternativos de realização. O material de reforço do enchimento deve ser escolhido entre o grupo dos tecidos de vestuário ou feltros cortados em pequenas fibras.

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Dentro do objectivo da invenção é igualmente aplicável em algumas situações misturar o composto de ligação com elementos de reforço tais como fibras cortadas aos pedaços, em que o elemento de reforço e o composto de ligação podem ser aplicados na forma de mistura durante o fabrico do painel.

Em princípio, a camada superficial exterior, ou a camada posterior do painel podem ser construídas utilizando quaisquer elementos de reforço e técnicas de fabrico que são convencionalmente utilizadas na manufactura de estruturas compostas.

Todavia, a fibra de vidro constitui a escolha mais vantajosa como material de reforço devido ao seu baixo preço e propriedades vantajosas.

Depois do fabrico, os ângulos do painel podem ser dotados de tiras protectoras metálicas fixadas neles LISBOA. 15 de JUNHO de 2000

Claims (7)

1 REIVINDICAÇÕES 1. - PAINEL DE REVESTIMENTO RESISTENTE AO FOGO, compreendendo pelo menos • uma camada de isolamento (1) de lã mineral, e • uma camada exterior (2),(3) em ambos os lados da mencionada camada de isolamento, caracterizado por a mencionada camada exterior ser constituída • por um material de ligação (3) contendo cloreto de magnésio, sulfato de magnésio, silicato de sódio e óxido de magnésio numa quantidade suficiente para tornar o mencionado material de ligação não combustível e • pelo menos um componente de reforço (2)

2. PAINEL DE REVESTIMENTO RESISTENTE AO FOGO, de harmonia com a reivindicação 1, caracterizado por o mencionado material de ligação (3) conter • 10 a 60 % de peso de cloreto de magnésio,

1 a 25 % de peso de sulfato de magnésio # 10 a 60 % de peso de óxido de magnésio 0,1 a 10 % de peso de silicato de sódio e ácido e produto de reacção respectivo.

3 - PAINEL DE REVESTIMENTO RESISTENTE AO FOGO, de harmonia com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por o mencionado elemento de reforço ser uma textura (2) e pelo menos duas camadas da mencionada textura e laminada em conjunto com a ajuda de um mencionado material de ligação para formar a mencionada superfície da camada exterior.

4- PAINEL DE REVESTIMENTO RESISTENTE AO FOGO, de harmonia com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por as fibras da mencionada lã mineral da camada de isolamento (1) serem alinhadas ortogonalmente ao plano do painel. 5- PAINEL DE REVESTIMENTO RESISTENTE AO FOGO, de harmonia

3 com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a mencionada camada de isolamento (1) ser constituída por blocos e as juntas de costura interblocos serem coladas com a ajuda do mencionado material de ligação que forma as paredes intermédias (4) que se estendem entre as mencionadas camadas exteriores (2),(3).

6 - PAINEL DE REVESTIMENTO RESISTENTE AO FOGO, de harmonia com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o número das mencionadas camadas de isolamento (1) ser, pelo menos, duas.

7- PAINEL DE REVESTIMENTO RESISTENTE AO FOGO, de harmonia com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por apresentar uma tira protectora ligada pelo menos a um dos cantos do mencionado painel. 8- MÉTODO PARA FABRICAR UM PAINEL DE REVESTIMENTO que segue pelo menos as seguintes fases: • É estendida uma primeira camada exterior (2),(3)

4 • Sobre a primeira camada exterior (2),(3) é colocada uma camada de isolamento (1) de lã mineral, e • Sobre a mencionada camada de isolamento (1) é estendida uma segunda camada exterior, caracterizado por • ser preparado um material de ligação composto contendo cloreto de magnésio, sulfato de magnésio, silicato de sódio e óxido de magnésio numa quantidade suficiente para tomar o composto não combustível, e • cada camada exterior (2),(3) ser feita de um composto do mencionado material de ligação e de material de reforço. 9 - MÉTODO PARA FABRICAR UM PAINEL DE REVESTIMENTO, de harmonia com a reivindicação 8, caracterizado por a mencionada camada de isolamento (1) ser feita de blocos e as juntas interblocos serem cheias com o mencionado material composto de ligação.

10 - PAINEL DE REVESTIMENTO RESISTENTE AO FOGO, de harmonia com a reivindicação 1, caracterizado por usar um agente de ligação, 5 uma composição retardadora do fogo contendo cloreto de magnésio, sulfato de magnésio, silicato de sódio e óxido de magnésio numa quantidade suficiente para tornar a composição não combustível. LISBOA, 15 de JUNHO de 2000