WO2003023161A1 - Brandschutzelement, verfahren zu dessen herstellung und brandschutzgesichertes rahmenwerk für ein gebäudeteil, wie für eine gebäudefassade oder dgl. - Google Patents

Brandschutzelement, verfahren zu dessen herstellung und brandschutzgesichertes rahmenwerk für ein gebäudeteil, wie für eine gebäudefassade oder dgl. Download PDF

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WO2003023161A1
WO2003023161A1 PCT/EP2002/010037 EP0210037W WO03023161A1 WO 2003023161 A1 WO2003023161 A1 WO 2003023161A1 EP 0210037 W EP0210037 W EP 0210037W WO 03023161 A1 WO03023161 A1 WO 03023161A1
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WO
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fire protection
protection element
element according
filling compound
casing
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Application number
PCT/EP2002/010037
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English (en)
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Inventor
Harry Gütter
Ulrich Hoffmann
Original Assignee
Bemofensterbau Gmbh
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/88—Curtain walls
    • E04B2/96—Curtain walls comprising panels attached to the structure through mullions or transoms
    • E04B2/967—Details of the cross-section of the mullions or transoms
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire

Definitions

  • Fire protection element method for its manufacture and fire protection framework for a part of a building, such as for a building facade or the like.
  • the present invention relates to a fire protection element, in particular for the construction of a framework on a building for holding a clampable component, such as fire protection glazing or panel, with an outer cover strip for clamping the component and with a cladding at least partially enclosing an interior, the interior being a Contains filling, which consists of a heat-binding, hydrophilic adsorbent with a high water content.
  • the invention relates to a fire protection framework on a building for holding a clampable component, such as a fire protection glazing or panel.
  • the invention also relates to a production method for a fire protection element of the type mentioned.
  • a fire protection element of the generic type is known for example from DE 4443 762 A1, in which a framework made of metal profiles in fire protection design for windows, doors, facades or glass roofs is described.
  • This framework is designed in such a way that light-metal profiles bearing the fire-facing side can be used, the melting point of which is lower than the temperature to be expected in the event of a fire, which acts on the metal profiles. melting of these load-bearing light metal profiles is to be prevented over a predetermined safety period.
  • plates or are on the outer sides and / or on the inner sides of the metal profiles made of aluminum Shaped body made of a heat-binding, hydrophilic adsorbent with a high water content attached.
  • the material of the plates or shaped bodies is a mixture of gypsum and alum, which has an energy-consuming effect when exposed to heat.
  • the plates or moldings release crystal water, which cools the metal structure.
  • the energy-consuming material can also be poured into the inner chamber of a metal profile in liquid form and then sets in the inner chamber to form a solid molded body.
  • a fire protection element of the type mentioned at the outset is known from EP 0 086 976 B1.
  • This known fire protection element consists of a load-bearing metal profile core for a fire protection filler element that can be clamped in the fire protection element, in particular fire protection glazing or panel, and thermal insulation surrounding the metal profile core up to a clamping area of the filler element and a metal cladding enclosing the heat insulation.
  • the casing is preferably chosen to be very thin-walled.
  • the load-bearing core, the thermal insulation and the cladding form a composite body through a direct mutual mechanical connection, the core protruding in regions from the thermal insulation over the edge of the cladding, as this is also the case with the fire protection element known from DE 44 43 762 A1.
  • An outer cover strip can be connected to the supporting metal profile by means of fastening means for clamping the filling element between it and the supporting metal profile.
  • a frame for the filling elements can in turn be assembled from individual fire protection elements, as indicated in FIG. 1 of EP 0 086 976 B1.
  • the individual fire protection elements are in particular screwed together, the screws penetrating the casing, the thermal insulation and a load-bearing core.
  • Fire protection elements such as those described above, are in a multi-axis stress state when they are installed in a framework on a building.
  • the load to be absorbed by the clamped component, tensile forces are borne by fastening means for the mutual attachment of the core profile and cover strip are applied, the weight of the core profile, the filling compound, the cladding and the cover strip, as well as a possible, in particular laterally acting, wind load on the fire protection element. It has been shown that the stresses which occur in the filling compound under the influence of these factors can lead to cracks which, in the event of a fire, have the effect of reducing the thermal insulation effect of the filling compound and thus reducing the fire resistance.
  • DIN 4102 is mandatory in Germany, in which the criteria for classification in fire resistance classes are laid down. Due to the formation of cracks (after a certain service life) or already at the beginning, a fire resistance class F30 is characteristic for the known components described above.
  • the present invention has for its object to improve a fire protection element or a fire protection secured framework of the type mentioned in such a way that while ensuring a sufficiently high stability (fire resistance class, at least F30 according to DIN 4102) and an optimal temperature reduction with high mechanical stability of the fire protection element or the framework can also be made simple or inexpensive to manufacture.
  • a fire protection element of the type mentioned at the outset in which the filling is formed from a filling compound which contains magnesium oxychloride cement or magnesium oxysulfate cement or which consists entirely of magnesium oxychloride cement or magnesium oxysulfate cement.
  • a fire protection secured framework of the type mentioned at least one such fire protection element is then installed as a vertical post and / or as a horizontal bar.
  • Magnesium oxychloride cement is based on a patent that was granted to K. u. K. Privilege Archive was registered, and is called Sorelzement or Magnesiazement after its inventor.
  • magnesia screeds also called magnesite screeds
  • Beams, frames and pipes must therefore be clad with bitumen paper or other barrier material before laying the screed.
  • the fire protection element according to the invention can be designed as a composite body which, for example as a post, has a supporting function, a high bulk density of the cement has an advantageous effect. If necessary, however, a reduction in density for fire protection elements according to the invention, which is used in particular as a bolt, can also be advantageously achieved by arranging a core profile in the interior enclosed by the casing, which is designed as a hollow profile. Corrosiveness can be counteracted by, for example, providing a protective coating on the core profile and / or the cladding or, in a preferred embodiment, the core profile and / or the cladding being made from aluminum. A possibly less high water resistance of the filling compound than that of conventionally used material is insignificant due to the existing cladding.
  • the filling compound of the composite body does not initially come into contact with the fire in the event of a fire, since it is surrounded by the cladding, so that the fire resistance does not take effect immediately, as in the case of coating or impregnation with magnesium oxychloride cement, but only after one possible melting of the casing. Nevertheless, it has been shown that, surprisingly, increased fire resistance can be achieved with the fire protection element according to the invention. This can be explained by the fact that, among other things, the following reactions can take place in the production of a magnesium oxychloride cement:
  • the magnesium oxychloride cement has a composition with a molar ratio of MgCl 2 / Mg (OH) 2 / H 2 O of 1: (2.5 to 5): (8 to 12 ) having.
  • a cement that is produced according to equation B) above and has particularly good mechanical properties has, for example molar ratio of MgCI 2 / MgO / H 2 O of 1: 5: 13 with summary consideration of the chemically and water bound in the crystal - or a molar ratio of MgCI 2 / Mg (OH) 2 / H 2 O of 1: 5 : 8 with individual consideration of the chemically and the water bound in the crystal.
  • the filler of a magnesium oxychloride cement can also be made with the addition of magnesium sulfate, whereby it can consist of a matrix in which Mg (OH) 2 -, MgCl 2 -, MgSO 4 -, Mg x OCI -, Mg y OSO 4 - and Mg z CISO 4 molecules or ions are contained, which can have an advantageous effect on an increased crystal water binding and on the water resistance of the cement.
  • magnesium oxychloride-magnesium oxysulfate cement formed by admixing magnesium sulfate has a composition with a molar ratio of MgCl 2 / MgSO from 1: (0.02 to 1.9).
  • Such a magnesium oxysulfate cement used in a fire protection element according to the invention can advantageously have a composition with a molar ratio of MgSO / Mg (OH) 2 / H 2 O of 1: (2.5 to 3.5): (6 to 10).
  • the filler of a magnesium oxysulfate cement can also be made with the addition of magnesium chloride.
  • a matrix with a qualitative composition can be formed, as described above for a magnesium oxychloride cement when magnesium sulfate is added.
  • An advantageous composition is a molar MgSO / MgCl 2 ratio of 1: (0.02 to 1.9).
  • a filling compound with a low chloride content is less corrosive than a filling compound with a high chloride content.
  • a mixed cement which is formed from magnesium chloride and magnesium sulfate is referred to as a magnesium oxychloride-magnesium oxysulfate cement if the proportion of magnesium chloride in the preparation of the composition is higher than the proportion of magnesium sulfate, and of a magnesium oxysulfate-magnesium oxychloride cement if the situation is reversed.
  • the water resistance increases on the one hand, but on the other hand the mechanical stability of the cement also decreases.
  • the purity of the raw materials used or crystal water contained in the salts must be taken into account from the outset.
  • the filling composition contains water glass, in particular sodium water glass, and / or silica, in particular in gel form, the latter in a particularly advantageous manner initially by precipitation with metal salt and / or acid from the filling composition ( water glass contained in aqueous solution) can be produced.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a fire protection element according to the invention in cross section
  • FIG. 2 shows a part of an embodiment of a framework according to the invention with the fire protection element according to the invention shown in FIG. 1 in a perspective view
  • 3 shows a second embodiment of a fire protection element according to the invention in cross section
  • FIG. 5 shows a fourth embodiment of a fire protection element according to the invention in cross section
  • FIG. 6 shows a fifth embodiment of a fire protection element according to the invention in cross section
  • FIG. 7 shows a sixth embodiment of a fire protection element according to the invention in cross section.
  • the fire protection element 1 according to the invention is used, in particular, to build a framework 2 on a building for holding a clampable component 3, such as fire protection glazing or panel.
  • a clampable component such as fire protection glazing or panel.
  • 3 different laminated glass panes are shown as an example for such a component.
  • the fire protection element 1 according to the invention of the first (and also the third to sixth) embodiment has a core profile 4 which is designed as a hollow profile. Alternatively, it could also be designed as a full profile.
  • the fire protection element 1 of the second embodiment has no core profile 4.
  • the fire protection element 1 of the first embodiment according to the invention has a heat-insulating filling compound 5 surrounding the core profile 4, which is composed in the manner according to the invention.
  • the filling compound 5 is in turn enclosed by a casing 6.
  • This casing 6 is designed as a load-bearing metal profile and in the first embodiment is only indirectly connected to the core profile 4, i.e. there are advantageously no mechanical bridges, in particular of increased thermal conductivity and strength compared to the filling compound 5, as a result of which the crack resistance of the filling compound 5 and thus the fire resistance of the entire fire protection element 1 according to the invention is increased.
  • the core profile 4, the filling compound 5 and the casing 6 form a composite body, the casing 6 being connected to the core section 4 in particular exclusively via the filling compound 5.
  • the core profile 4 and the casing 6 can preferably consist of aluminum.
  • the clampable component 3 such as the fire protection glazing or panel, is held between the composite body and an outer cover strip 7.
  • Sealing strips 8 are attached to both the casing 6 and the cover strip 7 and are seated in grooves 9 provided therefor.
  • the cover strip 7 can also preferably consist of aluminum.
  • the core profile 4 and the cladding 6 and on the other hand the cover strip 7 are covered on their front side facing the component 3 to be clamped in the assembled state with a band 10 foaming under the action of heat.
  • this band 10 rests on an additionally provided metal band 11, in particular made of stainless steel.
  • the metal strip 11 is integrally connected to the sealing strips 8. In the event of a fire, the foaming strips 10 and the metal strip 11 ensure that the component 3 to be clamped is still held on the composite body even after the cover strip 7 has possibly melted.
  • the core profile 4 is - if available - completely embedded in the filling compound 5 in all embodiments.
  • An end face of the core profile 4 facing the cover strip 7 in the assembled state is flush with the filling compound 5 in the first (and sixth) embodiment.
  • the core profile has 4 screw channels 12 or holes for fastening screws 13 for holding the cover strip 7.
  • the flush termination of the core profile 4 with the filling compound 5 largely prevents the transfer of bending stresses from the core profile 4 into the filling compound 5, for example during assembly, and thus further minimizes the risk of cracks forming in the filling compound 5.
  • the screw channels in the core profile 4 can alternatively also serve for the mutual fastening of posts 1a and 1b, as shown in FIG. 2.
  • This figure also shows that in the assembled state of vertical posts 1a and horizontal transoms 1b to the framework 2 according to the invention, the cross section of a transom 1b bears against an outer side surface 6c of the casing 6 of a post 1a.
  • Posts 1a and transom 1b are connected at the end by means of angle members 14, which are each screwed to an upright 1a and to a transom 1b, the screws 13 each engaging in the screw channels 12 which are located in the core profile 4 on the cover strip 7 or the end face facing the component 3 to be clamped.
  • the drawing further illustrates that the core profile 4 and the cladding 6 are each positively connected to the filling compound 5, with a corresponding cohesive (adhesive) connection preferably being added to this.
  • the core profile 4 and / or the cladding 6 can have positive locking anchoring points for the filling compound 5, such as projections or recesses relative to the basic contour.
  • Such anchoring points are in Fig. 1, 2 and 7 with the Reference numerals 15 (projections) and 16 (recesses) for the core profile 4 and in Fig. 6 with the reference numeral 17 (projection).
  • the anchoring points on the core profile 4 and / or on the casing 6 can advantageously be designed such that they have connecting elements 18 (FIG. 1), 19 (FIG. 5) for fastening a cover part (not shown) which, if necessary, closes the cross section of the composite body , such as a closure plate, which is used only in the manufacturing process of the fire protection element 1 according to the invention and is removed again after the filling compound 5 has hardened.
  • the casing 6 - as shown in the first (and sixth) embodiment - has mutually converging inner walls 6a, 6b, so that the outer contour of the interior filled by the filling compound 5 has a trapezoidal shape in cross section within the casing 6.
  • a convergence of the inner walls 6a, 6b can advantageously be achieved with a constant, regular (rectangular) outer contour of the casing 6 in that the wall thickness s in the side walls of the casing 6 starting from the clamping side for the component 3 (for example the outside of the facade) in the direction of the opposite side of the building increases.
  • This also represents a measure to increase the stability of the fire protection element according to the invention and to fulfill the load-bearing function of the casing 6, in so far as a bending moment increasing in the indicated direction when there is a lateral wind load is taken into account by a moment of resistance also increasing in this direction.
  • the filler 5 of the fire protection element according to the invention consists of a heat-binding, hydrophilic adsorbent with a high water content, which according to the invention is wholly or partly a magnesium oxychloride or magnesium oxysulfate cement, which in each case can additionally also contain magnesium sulfate or magnesium chloride.
  • a minimum amount of magnesium chloride in the ratios MgCl 2 / Mg (OH) 2 / H 2 O of 1: (2.5 to 5): (8 to 12) and MgCl 2 / MgSO 4 of 1: (0.02 to 1.9) is not undershot because, on the contrary, there can be a significant drop in fire resistance compared to the maximum achievable value according to the invention.
  • part of the magnesium chloride used for manufacturing the filling compound 5 can be replaced by a metal chloride, such as calcium chloride, the cation of which forms sparingly soluble sulfates.
  • a sedimentation reaction according to the equation takes place during the production of the filling compound 5
  • the precipitated, poorly soluble metal sulfate in the illustrated case gypsum, can act in the hardened filler 5 on the one hand exclusively as a filler, but on the other hand advantageously also contribute to a further improvement in properties.
  • the filling compound 5 contains water glass, in particular soda water glass, this results in greater strength and water resistance and in an increased fire resistance of the compound.
  • the sodium water glass has a composition with an average molar Na 2 O / SiO 2 ratio of 1: (1.5 to 4.0) and if the sodium water glass is initially in liquid form in the filling compound 5 is introduced, it should have a density of about 1.32 to 1.55 g / cm 3 .
  • the amount of water glass introduced into the filling compound 5 should be selected so that the magnesium oxychloride cement, magnesium oxysulfate cement or magnesium oxychloride magnesium oxysulfate cement has a composition with an average molar ratio of MgCl 2 (or MgSO 4, in the case of a Magnesium oxysulfate cement) to soda water glass of about 1: (0.02 to 0.35). It has also already been stated that it is advantageous if the filling compound contains 5 silicic acid. This can be added, for example, as an amorphous powder. The presence of silica in the filling compound 5 brings about improvements in properties similar to those of the water glass, but it further increases its effect.
  • silica is a collective name for compounds that can contain silicon dioxide and different proportions of water.
  • orthosilicic acid different types of polysilicic acids and metasilicic acids and finally the so-called phyllodic silicic acid, whereby the silicas mentioned are characterized by an increasing degree of condensation and decreasing water content in the order given and in the final stage of the condensation which takes place with the formation of chain molecules, almost anhydrous silicon dioxide is formed.
  • Silicic acid can be produced from water glass by precipitation using metal salt and / or acid, whereby it is initially present as a (liquid) hydrosol with a low degree of condensation and at a corresponding temperature (starting at room temperature or slightly above) and at a corresponding pH value (larger or less than about 3.1-3.3) uses a coating of the colloidally disperse silica particles, which can lead to gel formation.
  • the silica is arranged in a reticulated and / or honeycomb-like structure with a high specific surface area and porosity in the water.
  • the casing 6 is made in particular from a metal profile which is dimensioned such that it fulfills a load-bearing function in the load cases occurring (in particular tension, pressure, bending and buckling), the casing 6 with the core profile 4 as in the first embodiment of the invention (Fig. 1) exclusively indirectly or as in the third to fifth embodiment (FIGS. 4 to 6) of the invention can be connected directly, in particular cohesively.
  • the core profile 4 is inserted in the correct position into the interior of the casing 6, at least the cross section of the casing 6 being covered by means of a cover part which can be connected to the core profile 4 and / or the casing 6, such as a closure plate.
  • the connecting elements 18, 19 already mentioned can be used here.
  • the filling compound 5 is introduced in the flowable state into the space between the cladding 6 and the core profile 6, and after the filling compound 5 has hardened, the cover part is removed again. If necessary, a temporary covering of the end face of the casing that later faces the component 3 to be clamped can also be provided during manufacture.
  • a filler 5 is used, which is made from a mixture of magnesium oxide (reactively fired magnesia) and concentrated, in particular saturated or supersaturated, aqueous magnesium chloride solution and which can also be prepared with the addition of magnesium sulfate.
  • a metal chloride such as calcium chloride
  • a filler 5 with concentrated, in particular saturated or supersaturated, aqueous magnesium sulfate solution is used in an analogous manner.
  • the filler 5 can also be produced with the addition of water glass, in particular sodium water glass in liquid solution, preferably two partial mixtures, one from the starting materials mentioned for the magnesium oxychloride or magnesium oxysulfate cement and another from the water glass, optionally mixed with magnesium sulfate or magnesium chloride, are stirred into a highly viscous suspension.
  • water glass in particular sodium water glass in liquid solution, preferably two partial mixtures, one from the starting materials mentioned for the magnesium oxychloride or magnesium oxysulfate cement and another from the water glass, optionally mixed with magnesium sulfate or magnesium chloride, are stirred into a highly viscous suspension.
  • the filler 5 can also contain silica, which is preferably produced in the manufacturing process of the filler 5 by precipitation using acid or salt from water glass. Mineral and / or organic acids can be used to set a suitable pH.
  • a filling compound has proven particularly useful 5, consists of a mixture of 35 ⁇ 25 percent by weight of MgCl 2 , 13 ⁇ 12 percent by weight of MgSO 4 , 35 ⁇ 25 percent by weight of MgO and 5.1 ⁇ 5.0 percent by weight of water glass, the proportion of the aqueous water glass solution optionally being used to react with the Water glass used acid may be included.
  • the casing 6 designed as a load-bearing metal profile is exclusively indirectly connected to the core profile 4, as already mentioned in the second embodiment of the invention (FIG. 3) there is no core profile 4 at all available.
  • the casing 6 in the second embodiment and the further designs has a cross section which is closed on all sides and increases the stability of the fire protection element 1, which is expressed in a solid wall 20 of the casing 6 facing the component to be clamped.
  • the casing 6 - as shown in the first (and sixth) exemplary embodiment of the invention - can be connected to the core profile 4 exclusively indirectly via the filling compound 5, but it can also, as is the case with the third to fifth exemplary embodiments (FIG. 4 , 4a - 6) show there are direct connections between the casing 6 and the core profile 4.
  • the core profile 4 is made in one piece with the wall 20 of the casing 6 facing the component 3 to be clamped, ie a casing 6 is used in the component production, which is at least cohesively connected to the core profile 4 arranged in its interior.
  • the individual versions differ in terms of an axial length (along an unmarked axis shown in FIGS.
  • the filling compound 5 which can be cast in the various designs according to the invention, brings about a positive connection between the profile parts and the filling compound 5 by the casting, so that a uniform load-bearing profile is present.
  • the filling compound 5 can also be formed from prefabricated, inserted profile bodies.
  • the filling compound 5 is preferably not foamed, since foamed bodies bind less water and can also cause less strength.
  • the peculiarity of the sixth embodiment of the fire protection element 1 according to the invention is that in this embodiment the casing 6 is reinforced such that one of the with on the building side Filling compound 5 filled space around the core profile 4 is formed by an intermediate wall 21 separate hollow chamber 22.
  • This hollow chamber 22 can optionally be filled with filling compound 5.
  • This reinforcement which can also be provided in an otherwise different embodiment, such as in particular the second embodiment of the invention, also makes it possible to meet statically higher requirements.
  • the invention is not limited to the various exemplary embodiments shown, but also encompasses all embodiments having the same effect.
  • two transoms 1b could also be attached to a post 1a at a certain height in the manner described, in which case T-shaped angle pieces 14 could be used.
  • the person skilled in the art can additionally provide further advantageous measures, such as the addition of fillers or pigments to the filling compound 5, zinc oxide, titanium oxide and aluminum oxide being particularly suitable for this.
  • Embedding reinforcing parts or materials, such as glass fibers or a woven fabric made of plastic, wire, glass fibers or the like, in the filling compound 5 can also be provided as a measure which reinforces the advantages of the invention.
  • the hollow microspheres are in particular functional lightweight fillers known per se, which can be produced in particular on a glass or ceramic basis, for example on a silicate basis with SiO 2 , Al 2 O 3 as constituents, optionally containing boron, with a density of 0 .7 to 0.8 g / cm 3 can have a bulk density of 380 to 420 g / l and whose grain size can advantageously extend over a range from 10 ⁇ m to 2000 ⁇ m, preferably from 80 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the invention is not limited to the combinations of features defined in the independent claims, but can also be defined by any other combination of specific features of all the individual features disclosed overall. This means that in principle practically every individual feature of the independent claims can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application. To that extent they are independent claims to be understood only as a first attempt at formulation for an invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brandschutzelement, das insbesondere zum Aufbau eines Rahmenwerkes an einem Gebäude zur Halterung eines einspannbaren Bauteils (3), wie einer Brandschutzverglasung oder -platte, dient. Es weist eine äussere Deckleiste (7) zum Einspannen des Bauteils (3) und eine einen Innenraum zumindest teilweise umschliessenden Umkleidung (6) auf. Der Innenraum enthält eine Füllung, die aus einem wärmebindenden, hydrophilen Adsorbens mit hohem Wasseranteil besteht. Um bei Gewährleistung einer ausreichend hohen Standfestigkeit und einem optimalem Temperaturabbau bei hoher mechanischer Stabilität des Rahmenwerkes auch eine einfache bzw. wenig aufwendige Fertigung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Füllung aus einer Füllmasse (5) gebildet ist, die Magnesiumoxychlorid-Zement oder Magnesiumoxysulfat-Zement enthält oder jeweils vollständig aus Magnesiumoxychlorid-Zement oder Magnesiumoxysulfat-Zement besteht. Eigene Ansprüche richten sich auch auf das Rahmenwerk sowie das Herstellungsverfahren des Brandschutzelementes.

Description

Brandschutzelement, Verfahren zu dessen Herstellung und brandschutzgesichertes Rahmenwerk für ein Gebäudeteil, wie für eine Gebäudefassade oder dgl.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brandschutzelement, insbesondere zum Aufbau eines Rahmenwerkes an einem Gebäude zur Halterung eines einspannbaren Bauteils, wie einer Brandschutzverglasung oder -platte, mit einer äußeren Deckleiste zum Einspannen des Bauteils und mit einer einen Innenraum zumindest teilweise umschließenden Umkleidung, wobei der Innenraum eine Füllung enthält, die aus einem wärmebindenden, hydrophilen Adsorbens mit hohem Wasseranteil besteht.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein brandschutzgesichertes Rahmenwerk an einem Gebäude zur Halterung eines einspannbaren Bauteils, wie einer Brandschutzverglasung oder -platte.
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Herstellungsverfahren für ein Brandschutzelement der genannten Art.
Ein Brandschutzelement der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der DE 4443 762 A1 bekannt, in der ein Rahmenwerk aus Metallprofilen in Brandschutzausführung für Fenster, Türen, Fassaden oder Glasdächer beschrieben wird. Dieses Rahmenwerk ist derart gestaltet, daß auf der dem Brand zugewandten Seite tragende Leichtmetall- profile eingesetzt werden können, deren Schmelzpunkt niedriger liegt als die im Brandfall zu erwartende, die Metallprofile beaufschlagende Temperatur,. wobei ein Abschmelzen dieser tragenden Leichtmetallprofile über eine vorgegebene Sicherheitszeitdauer verhindert werden soll. Zu diesem Zweck sind an den Außenseiten oder/und an den Innenseiten der aus Aluminium gefertigten Metallprofile Platten oder Formkörper aus einem wärmebindenden, hydrophilen Adsorbens mit hohem Wasseranteil befestigt. In bevorzugter Ausführung handelt es sich bei dem Material der Platten oder Formkörper um ein Gemisch aus Gips und Alaun, das bei Wärmeeinwirkung energieverzehrend wirkt. Beim Erreichen einer Ansprechtemperatur setzen die Platten oder Formkörper Kristallwasser frei, durch das die Metallkonstruktion gekühlt wird. Das energieverzehrende Material kann auch in flüssiger Form in die Innenkammer eines Metallprofils eingefüllt werden und bindet dann in der Innenkammer zu einem festen Formkörper ab.
Des weiteren ist ein Brandschutzelement der eingangs genannten Art aus der EP 0 086 976 B1 bekannt. Dieses bekannte Brandschutzelement besteht aus einem tragenden Metallprofilkern für ein im Brandschutzelement einspannbares Brandschutz- Füllelement, insbesondere eine Brandschutzverglasung oder -platte, und einer den Metallprofilkern bis zu einem Einspannbereich des Füllelementes umgebenden Wärmedämmung sowie einer die Wärmedämmung einschließenden Umkleidung aus Metall. Die Umkleidung ist vorzugsweise sehr dünnwandig gewählt. Um eine sichere Halterung des Füllelementes zu gewährleisten und eine Vorfertigung des Brandschutzelementes zu ermöglichen, bilden der tragende Kern, die Wärmedämmung und die Umkleidung durch eine unmittelbare gegenseitige mechanische Verbindung einen Verbundkörper, wobei der Kern bereichsweise aus der Wärmedämmung über den Rand der Umkleidung herausragt, wie dies auch bei dem aus der DE 44 43 762 A1 bekannten Brandschutzelement der Fall ist. Eine äußere Deckleiste ist zum Einspannen des Füllelementes zwischen dieser und dem tragenden Metallprofil über Befestigungsmittel mit dem tragenden Metallprofil verbindbar. Aus einzelnen Brandschutzelementen ist wiederum - wie in Fig. 1 der EP 0 086 976 B1 angedeutet ist - ein Rahmenwerk für die Füllelemente montierbar. Die einzelnen Brandschutzelemente werden dazu insbesondere miteinander verschraubt, wobei die Schrauben die Umkleidung, die Wärmedämmung und einen tragenden Kern durchgreifen.
Brandschutzelemente, wie die vorstehend beschriebenen, stehen, wenn sie in einem Rahmenwerk an einem Gebäude eingebaut sind, unter einem mehrachsigen Spannungszustand. Zu den dabei auftretenden Spannungen tragen die aufzunehmende Last des eingespannten Bauteils, Zugkräfte, die von Befestigungsmitteln für die gegenseitige Befestigung von Kernprofil und Deckleiste aufgebracht werden, das Eigengewicht des Kernprofils, der Füllmasse, der Umkleidung und der Deckleiste, sowie eine mögliche, insbesondere seitlich wirkende, Windlast auf das Brandschutzelement bei. Es hat sich gezeigt, daß die Spannungen, die unter dem Einfluß dieser Faktoren in der Füllmasse auftreten, zu Rissen führen können, die im Brandfall bewirken, daß die Wärmeisolationswirkung der Füllmasse gemindert und damit der Feuerwiderstand herabgesetzt wird.
Zur Bestimmung der thermischen Isolationseigenschaften von feuerhemmenden Bauteilen ist in Deutschland die DIN 4102 verbindlich, in der die Kriterien für eine Einordnung in Feuerwiderstandsklassen niedergelegt sind. Aufgrund der Rißbildung (nach einer gewissen Standzeit) oder schon anfänglich ist für die vorstehend beschriebenen bekannten Bauteile eine Feuerwiderstandsklasse F30 charakteristisch.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brandschutzelement bzw. ein brandschutzgesichertes Rahmenwerk der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß bei Gewährleistung einer ausreichend hohen Standfestigkeit (Feuerwiderstandsklasse, mindestens F30 nach DIN 4102) und einem optimalem Temperaturabbau bei hoher mechanischer Stabilität des Brandschutzelementes bzw. des Rahmenwerkes auch eine einfache bzw. wenig aufwendige Fertigung ermöglicht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Brandschutzelement der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Füllung aus einer Füllmasse gebildet ist, die Magnesiumoxychlorid-Zement oder Magnesiumoxysulfat-Zement enthält oder die vollständig aus Magnesiumoxychlorid-Zement Zement oder Magnesiumoxysulfat-Zement besteht. In einem erfindungsgemäßen brandschutzgesicherten Rahmenwerk der eingangs genannten Art ist dann mindestens ein solches Brandschutzelement als senkrechter Pfosten und/oder als waagrechter Riegel eingebaut.
Magnesiumoxychlorid-Zement geht auf ein Patent zurück, das im Jahre 1865 beim K. u. K. Privilegienarchiv angemeldet wurde, und wird nach seinem Erfinder als Sorelzement oder auch als Magnesiazement bezeichnet. Mischungen von Magnesiumoxid (gebrannte Magnesia) und konzentrierter Magnesiumchloridlösung erhärten steinartig unter Bildung basischer Chloride, deren Struktur sich von der des Magnesiumhydroxids ableitet, und wurden beispielsweise unter Zumischung neutraler Füllstoffe und Farben zur Herstellung künstlicher Steine und fugenloser Fußböden (vgl. DIN 272 - Magnesiaestriche) sowie auch von künstlichem Elfenbein (Billardkugeln) verwendet (siehe Holleman-Wiberg, Lehrbuch der anorganischen Chemie, 81.-90. Auflage, S. 685-686).
Aufgrund der langen Bekanntheit des Sorelzementes gibt es dazu eine umfangreiche, allerdings in einigen Fragen kontroverse Literatur. So ist es bekannt, daß Magnesiumoxy-chlorid-Zement wärme- und schallisolierende Eigenschaften besitzt. Der Zement besitzt eine hohe Rohdichte, was u.a. zu Bestrebungen geführt hat, im Sinne einer Leichtbauweise darin Poren zu erzeugen. Außerdem ist aber der Zement je nach seiner Zusammensetzung auch nur bedingt wasserbeständig, so daß er trotz seiner brandhemmenden Eigenschaften nur eingeschränkt, d.h. z.B. als feuerhemmendes Tränkungsmittel, nicht als massives Bauelement, Verwendung gefunden hat. Dabei spielte auch die hohe Korrosivität des Materials eine Rolle. So besteht beispielsweise für Magnesiaestriche (auch Magnesitestriche genannt) die Forderung, daß diese nicht mit Stahlteilen von Bauwerken in Berührung kommen dürfen. Träger, Zargen und Rohre müssen daher vor einer Estrichverlegung mit Bitumenpapier oder einem anderen Sperrmaterial umkleidet werden.
Da das erfindungsgemäße Brandschutzelement als ein Verbundkörper ausgebildet sein kann, der z.B. als Pfosten eine tragende Funktion erfüllt, wirkt sich eine hohe Rohdichte des Zementes vorteilhaft aus. Bedarfsweise kann jedoch auch mit Vorteil eine Dichteverringerung für insbesondere als Riegel eingesetzte erfindungsgemäße Brandschutzelemente dadurch erzielt werden, daß in dem von der Umkleidung umschlossenen Innenraum ein Kernprofil angeordnet ist, das als Hohlprofil ausgebildet ist. Der Korrosivität kann entgegengewirkt werden, indem z.B. ein Schutzanstrich auf dem Kernprofil und/oder der Umkleidung vorgesehen wird bzw. in bevorzugter Ausführung das Kernprofil und/oder die Umkleidung aus Aluminium gefertigt werden. Eine eventuell weniger hohe Wasserbeständigkeit der Füllmasse als die von herkömmlich eingesetzem Material fällt aufgrund der vorhandenen Umkleidung nur unbedeutend ins Gewicht. Erfindungsgemäß kommt die Füllmasse des Verbundkörpers im Brandfall zunächst nicht in Berührung mit dem Feuer, da sie von der Umkleidung umgeben ist, so daß die Feuerbeständigkeit zunächst nicht - wie bei einer Beschichtung oder Tränkung mit Magnesiumoxychlorid-Zement - unmittelbar wirksam wird, sondern erst nach einem eventuellen Abschmelzen der Umkleidung. Dennoch hat es sich gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Brandschutzelement überraschenderweise ein erhöhter Feuerwiderstand erzielbar ist. Dies läßt sich dadurch erklären, daß bei der Herstellung eines Magnesiunnoxychlorid-Zementes unter anderem folgende Reaktionen ablaufen können:
A) 3 MgO + MgCI2 + 11 H2O — > MgCI2 * 3 Mg(OH)2 * 8 H2O
B) 5 MgO + MgCI2 + 13 H2O — > MgCI2 * 5 Mg(OH)2 * 8 H2O
C) 5 MgO + MgCI2 + 17 H2O - > MgCI2 * 5 Mg(OH)2 * 12 H2O.
Daraus geht hervor, daß im ausgehärteten Zement in hohem Maße Kristallwasser in einer Matrix von Magnesiumchlorid und Magnesiumhydroxid gebunden ist, so daß aufgrund des Vorliegens von Hydroxiden und Oxidhydraten von einigen Autoren die Bezeichnung Magnesiumoxychlorid-Zement vollständig abgelehnt wird, während aber andere Autoren diese Bezeichnung verteidigen. Eine genaue Aufklärung der Struktur ist nur schwer möglich und ergibt sich auch in unterschiedlicher Weise aus der Zusammensetzung bzw. den Anteilen der zur Herstellung eingesetzten Rohstoffe. In jedem Fall wird jedoch offensichtlich wie - und noch stärker als - bei der eingangs erwähnten bekannten Füllmasse aus Gips und Alaun bei indirekter Wärmeeinwirkung (Wärmeleitung durch die Wand der Umkleidung) Wasser freigesetzt bzw. verdampft, was mit einer endothermen Reaktion bzw. mit der Aufnahme eines hohen Betrages an latenter Wärme verbunden ist und kühlend auf die Umkleidung wirkt. Die hohe Wärmeleitfähigkeit eines Aluminiumwerkstoffes wirkt sich hierbei synergistisch aus.
Hinsichtlich eines optimierten Eigenschaftsbildes hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Magnesiumoxychlorid-Zement eine Zusammensetzung mit einem molaren Verhältnis MgCI2 / Mg(OH)2 / H2O von 1 : (2,5 bis 5) : (8 bis 12) aufweist.
Ein Zement, der nach der vorstehend aufgeführten Gleichung B) hergestellt wird und über besonders gute mechanische Eigenschaften verfügt, weist beispielsweise ein molares Verhältnis MgCI2 / MgO / H2O von 1 : 5 : 13 bei summarischer Berücksichtigung des chemisch und des im Kristall gebundenen Wassers auf - oder ein molares Verhältnis' MgCI2 / Mg(OH)2 / H2O von 1 : 5 : 8 bei individueller Berücksichtigung des chemisch und des im Kristall gebundenen Wassers.
Die Füllmasse eines Magnesiumoxychlorid-Zementes kann auch unter Zumischung von Magnesiumsulfat hergestellt werden, wodurch sie aus einer Matrix bestehen kann, in der Mg(OH)2-, MgCI2-, MgSO4-, MgxOCI-, MgyOSO4- und MgzCISO4-Moleküle bzw. - Ionen enthalten sind, was sich vorteilhaft auf eine erhöhte Kristallwasserbindung und auf die Wasserbeständigkeit des Zementes auswirken kann. (Die Indizes x, y, z können dabei ganzzahlige oder nicht-ganzzahlige Werte annehmen.) Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der durch Zumischung von Magnesiumsulfat gebildete Magnesiumoxychlorid-Magnesiumoxysulfat-Zement eine Zusammensetzung mit einem molaren Verhältnis MgCI2 / MgSO von 1 : (0,02 bis 1 ,9) aufweist.
Im Falle der Bildung von Magnesiumoxysulfat-Zement geht man von folgenden chemischen Reaktionsgleichungen aus:
D) MgO + 2 MgSO4 + 4 H2O — > 2 MgSO4 * Mg(OH)2 * 3 H2O
E) MgO + MgSO4 + 6 H2O — > MgSO4 * Mg(OH)2 * 5 H2O
F) 3 MgO + MgSO4 + 11 H2O — > MgSO4 * 3 Mg(OH)2 * 8 H2O
G) 5 MgO + MgSO4 + 8 H2O - > MgSO4 * 5 Mg(OH)2 * 3 H2O,
wobei allerdings nur ein nach der Gleichung F) hergestellter Zement als chemisch stabil bei Raumtemperatur angesehen wird. Ein solcher in einem erfindungsgemäßen Brandschutzelement verwendeter Magnesiumoxysulfat-Zement kann mit Vorteil eine Zusammensetzung mit einem molaren Verhältnis MgSO / Mg(OH)2 / H2O von 1 : (2,5 bis 3,5) : (6 bis 10) aufweisen.
Die Füllmasse eines Magnesiumoxysulfat-Zementes kann auch unter Zumischung von Magnesiumchlorid hergestellt werden. Auch in diesem Fall kann eine Matrix mit einer qualitativen Zusammensetzung entstehen, wie sie vorstehend für einen Magnesiumoxychlorid-Zement bei Zumischung von Magnesiumsulfat beschrieben ist. Eine vorteilhafte Zusammensetzung liegt dabei bei einem molaren Verhältnis MgSO / MgCI2 von 1 : (0,02 bis 1 ,9) vor. Eine Füllmasse mit geringerem Chloridanteil wirkt weniger korrosiv als eine Füllmasse mit hohem Chloridanteil.
Nachfolgend wird bei einem Misch-Zement, der aus Magnesiumchlorid und Magnesiumsulfat gebildet ist von einem Magnesiumoxychlorid-Magnesiumoxysulfat-Zement gesprochen, wenn der Anteil von Magnesiumchlorid bei der Herstellung der Masse höher ist als der Anteil von Magnesiumsulfat, und von einem Magnesiumoxysulfat- Magnesiumoxychlorid-Zement, wenn die Verhältnisse umgekehrt liegen. Mit steigendem Sulfatanteil vergrößert sich einerseits die Wasserbeständigkeit, aber andererseits verringert sich auch die mechanische Stabilität des Zementes.
Beim Ansetzen der Füllmasserezeptur (Bestimmung der gravimetrische Einwaage- Verhältnisse) ist die Reinheit der eingesetzten Rohstoffe bzw. schon vorn vornherein in den Salzen enthaltenes Kristallwasser zu beachten.
Weitere Eigenschaftsverbesserungen des erfϊndungsgemäßen Brandschutzelementes sind auch dadurch zu erzielen, daß die Füllmasse Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, und/oder Kieselsäure, insbesondere in Gelform, enthält, wobei letztere in besonders vorteilhafter Weise durch Fällung mittels Metallsalz und/oder Säure aus in der Füllmasse anfänglich (in wäßriger Lösung) enthaltenem Wasserglas erzeugt werden kann.
Darauf und auf weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ist, einschließlich der damit verbundenen Vorteile, in den Unteransprüchen und der nachfolgenden speziellen Beschreibung Bezug genommen. Anhand mehrerer in der beiliegenden Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Brandschutzelementes im Querschnitt,
Fig. 2 ein Teilstück einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Rahmenwerkes mit dem in Fig. 1 dargestellten erfϊndungsgemäßen Brandschutzelement in perspektivischer Darstellung, Fig. 3 eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen Brandschutzelementes im Querschnitt,
Fig. 4, 4a zwei verschiedene Modifikationen einer dritten Ausführung eines erfindungsgemäßen Brandschutzelementes im Querschnitt,
Fig. 5 eine vierte Ausführung eines erfindungsgemäßen Brandschutzelementes im Querschnitt,
Fig. 6 eine fünfte Ausführung eines erfindungsgemäßen Brandschutzelementes im Querschnitt,
Fig. 7 eine sechste Ausführung eines erfϊndungsgemäßen Brandschutzelementes im Querschnitt.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. sich funktionell entsprechende Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so daß sie in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
Wie zunächst die zeichnerischen Darstellung in Fig. 1 und 2 zeigt, in der das erfindungsgemäße Brandschutzelement 1 allein und im Zusammenbau mit einem weiteren gleichgearteten Brandschutzelement 1 dargestellt ist (in Fig. 2 sind diese beiden Brandschutzelemente 1 zur Unterscheidung zusätzlich mit den Bezugszeichen 1a für einen Pfosten und 1b für eine Riegel bezeichnet), dient das erfindungsgemäße Brandschutzelement 1 insbesondere zum Aufbau eines Rahmenwerkes 2 an einem Gebäude zur Halterung eines einspannbaren Bauteils 3, wie einer Brandschutzver- glasung oder -platte. In den Figuren sind beispielhaft für ein solches Bauteil 3 verschiedene Verbundglasscheiben dargestellt.
Das erf ndungsgemäße Brandschutzelement 1 der ersten (sowie auch der dritten bis sechsten) Ausführung weist ein Kernprofil 4 auf, das als Hohlprofil ausgebildet ist. Es könnte aber alternativ auch als Vollprofil ausgebildet sein. Das Brandschutzelement 1 der zweiten Ausführung weist kein Kernprofil 4 auf. Des weiteren weist das erfϊndungsgemäße Brandschutzelement 1 der ersten Ausführung eine das Kernprofil 4 umgebende wärmedämmende Füllmasse 5 auf, die in erfindungsgemäßer Weise zusammengesetzt ist.
Die Füllmasse 5 wiederum wird von einer Umkleidung 6 umschlossen. Diese Umkleidung 6 ist als tragendes Metallprofil ausgebildet und in der ersten Ausführung mit dem Kernprofil 4 ausschließlich mittelbar verbunden, d.h. es gibt vorteilhafterweise keine mechanischen Brücken, insbesondere von gegenüber der Füllmasse 5 erhöhter Wärmeleitfähigkeit und Festigkeit, wodurch die Rißbeständigkeit der Füllmasse 5 und damit der Feuerwiderstand des gesamten erfindungsgemäßen Brandschutzelementes 1 erhöht wird. Das Kernprofil 4, die Füllmasse 5 und die Umkleidung 6 bilden dabei einen Verbundkörper, wobei die Umkleidung 6 mit dem Kernprofil 4 insbesondere ausschließlich über die Füllmasse 5 verbunden ist.
Das Kernprofil 4 und die Umkleidung 6 können bevorzugt aus Aluminium bestehen.
Die Halterung des einspannbaren Bauteils 3, wie der Brandschutzverglasung oder - platte, erfolgt zwischen dem Verbundkörper und einer äußeren Deckleiste 7. Sowohl an der Umkleidung 6 als auch an der Deckleiste 7 sind Dichtungsleisten 8 angebracht, die in dafür vorgesehenen Nuten 9 sitzen. Auch die Deckleiste 7 kann bevorzugt aus Aluminium bestehen.
In der ersten (sowie fünften und sechsten) Ausführung der Erfindung sind einerseits das Kernprofil 4 und die Umkleidung 6 und andererseits die Deckleiste 7 auf ihrer jeweils im Montagezustand dem einzuspannenden Bauteil 3 zugewandten Stirnseite mit einem unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Band 10 überdeckt. Auf der Seite der Deckleiste 7 liegt dieses Band 10 auf einem zusätzlich vorgesehenen, insbesondere aus Edelstahl bestehenden Metallband 11 auf. Das Metallband 11 ist stoffschlüssig mit den Dichtungsleisten 8 verbunden. Durch die aufschäumenden Bänder 10 und das Metallband 11 wird im Brandfall auch nach einem eventuellen Abschmelzen der Deckleiste 7 noch ein Halt des einzuspannenden Bauteils 3 am Verbundkörper gewährleistet. Das Kernprofil 4 ist - soweit vorhanden - in allen Ausführungsformen vollständig in die Füllmasse 5 eingebettet. Eine im Montagezustand der Deckleiste 7 zugewandte Stirnseite des Kernprofils 4 schließt dabei in der ersten (und sechsten) Ausführung bündig mit der Füllmasse 5 ab. An dieser Stirnseite weist das Kernprofil 4 Schraubkanäle 12 oder -löcher für Befestigungsschrauben 13 zur Halterung der Deckleiste 7 auf. Durch den bündigen Abschluß des Kernprofils 4 mit der Füllmasse 5 wird eine Übertragung von Biegespannungen vom Kernprofil 4 in die Füllmasse 5, z.B. bei der Montage, weitestgehend ausgeschlossen und damit die Gefahr einer Rißbildung in der Füllmasse 5 weiter minimiert.
Die Schraubkanäle im Kernprofil 4 können alternativ auch zur gegenseitigen Befestigung von Pfosten 1a und Riegel 1b dienen, wie dies Fig. 2 zeigt. Diese Figur zeigt auch, daß im Montagezustand von senkrechten Pfosten 1a und waagrechten Riegeln 1 b zu dem erfindungsgemäßen Rahmenwerk 2 jeweils der Querschnitt eines Riegels 1b an einer äußeren Seitenfläche 6c der Umkleidung 6 eines Pfostens 1a anliegt. Pfosten 1a und Riegel 1b sind dabei mittels Winkelgliedern 14 stirnseitig verbunden, die jeweils mit einem Pfosten 1a und mit einem Riegel 1b verschraubt sind, wobei die Schrauben 13 jeweils in die Schraubkanäle 12 eingreifen, die sich im Kernprofil 4 auf der der Deckleiste 7 bzw. dem einzuspannenden Bauteil 3 zugewandten Stirnseite befinden. Jegliche seitliche Durchdringung der Umkleidung 6 des Verbundkörpers, insbesondere des Pfostens 1a, mit Schrauben wird durch diese Befestigung vermieden, was einerseits zu einer hohen Stabilität und andererseits zu einem hohen Feuerwiderstand des eriϊndungsgemäßen Rahmenwerkes 2 erheblich beiträgt, weil keine Bauteile erhöhter Wärmeleitfähigkeit die Umkleidung 6 durchdringen.
Die Zeichnung veranschaulicht des weiteren, daß das Kernprofil 4 und die Umkleidung 6 jeweils formschlüssig mit der Füllmasse 5 verbunden sind, wobei dazu bevorzugt eine entsprechende stoffschlüssige (adhäsive) Verbindung hinzutreten kann.
Zur Vergrößerung der Festigkeit der formschlüssigen Verbindung können das Kernprofil 4 und/oder die Umkleidung 6 den Formschluß fördernde Verankerungsstellen für die Füllmasse 5, wie Vorsprünge oder Rücksprünge gegenüber der Grundkontur, aufweisen. Derartige Verankerungsstellen sind in Fig. 1 , 2 und 7 mit den Bezugszeichen 15 (Vorsprünge) und 16 (Rücksprünge) für das Kernprofil 4 und in Fig. 6 mit dem Bezugszeichen 17 (Vorsprung) bezeichnet.
Die Verankerungsstellen am Kernprofil 4 und/oder an der Umkleidung 6 können dabei mit Vorteil derart ausgebildet sein, daß sie Verbindungselemente 18 (Fig. 1), 19 (Fig. 5) zur Befestigung eines bedarfsweise den Querschnitt des Verbundkörpers verschließenden (nicht dargestellten) Deckteiles, wie einer Verschlußplatte, bilden, die nur beim Herstellungsprozeß des erfindungsgemäßen Brandschutzelementes 1 verwendet und nach einem Aushärten der Füllmasse 5 wieder entfernt wird.
Des weiteren kann es zu dem Zweck, die Festigkeit der formschlüssigen Verbindung zwischen der Umkleidung und der Füllmasse 5 zu vergrößern, vorgesehen sein, daß die Umkleidung 6 - wie in der ersten (und sechsten) Ausführung gezeigt - gegeneinander konvergierende Innenwände 6a, 6b aufweist, so daß der äußere Umriß des von der Füllmasse 5 ausgefüllten Innenraumes innerhalb der Umkleidung 6 im Querschnitt eine Trapezform aufweist.
Eine Konvergenz der Innenwände 6a, 6b kann mit Vorteil bei gleichbleibend regelmäßiger (rechteckiger) Außenkontur der Umkleidung 6 dadurch erreicht werden, daß die Wandstärke s in den Seitenwänden der Umkleidung 6 von der Einspannseite für das Bauteil 3 (z.B. Fassadenaußenseite) ausgehend in Richtung auf die entgegengesetzt liegende Gebäudeseite hin zunimmt. Auch dies stellt eine Maßnahme zur Erhöhung der Stabilität des erfindungsgemäßen Brandschutzelements und zur Erfüllung der tragenden Funktion der Umkleidung 6 dar, insofern dadurch einem in der angegebenen Richtung bei Vorliegen einer seitlichen Windlast zunehmenden Biegemoment durch ein in dieser Richtung ebenfalls zunehmendes Widerstandsmoment Rechnung getragen wird.
Die Füllmasse 5 des erfindungsgemäßen Brandschutzelementes besteht aus einem wärmebindenden, hydrophilen Adsorbens mit hohem Wasseranteil, wobei es sich dabei erfindungsgemäß ganz oder teilweise um einen Magnesiumoxychlorid- oder Magnesiumoxysulfat-Zement handelt, der jeweils zusätzlich auch Magnesiumsulfat bzw. Magnesiumchlorid enthalten kann. Zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften ist es dabei bedeutsam, daß eine Mindestmenge von Magnesiumchlorid in den Verhältnissen MgCI2 / Mg(OH)2 / H2O von 1 : (2,5 bis 5) : (8 bis 12) und MgCI2 / MgSO4 von 1 : (0,02 bis 1 ,9) nicht unterschritten wird, da es gegenteiligenfalls zu einem erheblichen Abfall der Feuerfestigkeit gegenüber dem erfindungsgemäß maximal erzielbaren Wert kommen kann.
Im Falle der Herstellung von Magnesiumoxychlorid-Magnesiumoxysulfat-Zement kann allerdings ein Teil des zur Fertigung die Füllmasse 5 eingesetzten Magnesiumchlorids durch ein Metallchlorid, wie Kalziumchlorid, ersetzt werden, dessen Kation schwerlösliche Sulfate bildet. Dabei läuft bei der Herstellung der Füllmasse 5 eine Sedimentierungsreaktion gemäß der Gleichung
CaCI2 + MgSO4 — > MgCI2 + CaSO41
ab, bei der das Magnesiumchlorid im Herstellungsprozeß selbst aus dem anderen Metallchlorid gebildet wird. Das ausgefällte schwerlösliche Metallsulfat, im dargestellten Fall Gips, kann in der ausgehärteten Füllmasse 5 einerseits ausschließlich im Sinne eines Füllers wirken, aber andererseits vorteilhafterweise auch zu einer weiteren Eigenschaftsverbesserung beitragen.
Wenn die Füllmasse 5 Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, enthält, resultiert dies in einer größeren Festigkeit und Wasserbeständigkeit sowie in einem erhöhten Feuerwiderstand der Masse. Insbesondere hat es sich dabei als günstig erwiesen, wenn das Natronwasserglas eine Zusammensetzung mit einem mittleren molaren Verhältnis Na2O / SiO2 von 1 : (1 ,5 bis 4,0) aufweist und wenn das Natronwasserglas in anfänglich flüssiger Form in die Füllmasse 5 eingebracht wird, wobei es eine Dichte von etwa 1,32 bis 1,55 g/cm3 aufweisen sollte. Die in die Füllmasse 5 eingebrachte Menge des Wasserglases sollte so gewählt werden, daß der Magnesiumoxychlorid- Zement, Magnesiumoxysulfat-Zement oder Magnesiumoxychlorid-Magnesiumoxysul- fat-Zement eine Zusammensetzung mit einem mittleren molaren Verhältnis von MgCI2 (bzw. MgSO4, im Falle eines Magnesiumoxysulfat-Zementes) zu Natronwasserglas von etwa 1 : (0,02 bis 0,35) aufweist. Es wurde auch schon ausgeführt, daß es von Vorteil ist, wenn die Füllmasse 5 Kieselsäure enthält. Diese kann z.B. als amorphes Pulver beigemischt werden. Die Präsenz von Kieselsäure in der Füllmasse 5 bewirkt ähnliche Eigenschaftsverbesserungen wie die des Wasserglases, wobei sie dessen Wirkung jedoch noch verstärkt.
Bekanntermaßen ist Kieselsäure eine Sammelbezeichnung für Verbindungen, die Siliciumdioxid und unterschiedliche Anteile an Wasser enthalten können. So unterscheidet man Orthokieselsäure, verschiedene Arten von Polykieselsäuren und Metakieselsäuren und schließlich die sogenannte Phyllodikieselsäure, wobei sich die genannten Kieselsäuren durch einen in der angegebenen Reihenfolge zunehmenden Kondensationsgrad und abnehmenden Wassergehalt auszeichnen und im Endstadium der unter Bildung von Kettenmolekülen ablaufenden Kondensation nahezu wasserfreies Siliciumdioxid entsteht.
Kieselsäure kann durch Fällung mittels Metallsalz und/oder Säure aus Wasserglas erzeugt werden, wobei sie bei niedrigem Kondensationsgrad zunächst als (flüssiges) Hydrosol vorliegt und bei einer entsprechenden Temperatur (beginnend schon bei Raumtemperatur oder wenig darüber) sowie bei einem entsprechenden pH-Wert (größer oder kleiner als etwa 3,1 - 3,3) eine Umhüllung der kolloiddispersen Kieselsäureteilchen einsetzt, die bis zu einer Gelbildung führen kann. In einem solchen (erstarrten) Gel ist die Kieselsäure in einer netz- und/oder wabenartigen Struktur hoher spezifischer Oberfläche und Porosität im Wasser angeordnet. Der Umstand der Soi- Gel-Reaktion kann erfindungsgemäß ausgenutzt werden, indem die Kieselsäure durch Fällung mittels Metallsalz und/oder Säure aus in der Füllmasse 5 anfänglich enthaltenem Wasserglas erzeugt wird. Vorteilhafterweise ergibt sich daraus einerseits eine Erhöhung von Festigkeit und Feuerwiderstand, und andererseits wird auch der Schrumpfungsbetrag der aushärtenden Füllmasse 5 vermindert.
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Brandschutzelementes 1, wird insbesondere die Umkleidung 6 aus einem Metallprofil gefertigt, welches derart dimensioniert ist, daß es bei den auftretenden Lastfällen (insbesondere Zug, Druck, Biegung und Knickfall) eine tragende Funktion erfüllt, wobei die Umkleidung 6 mit dem Kernprofil 4 wie in der ersten Ausführung der Erfindung (Fig. 1) ausschließlich mittelbar oder wie in der dritten bis fünften Ausführung (Fig. 4 bis 6) der Erfindung unmittelbar, insbesondere stoffschlüssig verbunden sein kann.
Im ersten Fall wird das Kernprofil 4 lagegerecht in den Innenraum der Umkleidung 6 eingeführt, wobei zumindest der Querschnitt der Verkleidung 6 mittels eines mit dem Kernprofil 4 und/oder der Umkleidung 6 verbindbaren Deckteiles, wie einer Verschlußplatte, abgedeckt wird. Dabei können die bereits erwähnten Verbindungselemente 18, 19 zum Einsatz kommen. Danach wird die Füllmasse 5 im fließfähigen Zustand in den Raum zwischen der Verkleidung 6 und dem Kernprofil 6 eingebracht, und nach einem Aushärten der Füllmasse 5 das Deckteil wieder entfernt. Bedarfsweise kann bei der Herstellung auch eine zeitweilige Abdeckung der später dem einzuspannenden Bauteil 3 zugewandten Stirnseite der Umkleidung vorgesehen werden.
Zur Herstellung eines Magnesiumoxychlorid-Zementes wird eine Füllmasse 5 verwendet, die aus einer Mischung von Magnesiumoxid (reaktionsfähig gebrannte Magnesia) und konzentrierter, insbesondere gesättigter oder übersättigter, wäßriger Magnesiumchloridlösung hergestellt wird und die auch unter Zusatz von Magnesiumsulfat hergestellt werden kann. Im letzteren Fall kann auch der Zusatz eines Metallchlorides, wie Kalziumchlorid, erfolgen dessen Kation schwerlösliche Sulfate, wie Kalziumsulfat, bildet. Zur Herstellung eines Magnesiumoxysulfat-Zementes verwendet man in analoger Weise eine Füllmasse 5 mit konzentrierter, insbesondere gesättigter oder übersättigter, wäßriger Magnesiumsulfatlösung.
Die Füllmasse 5 kann des weiteren unter Zusatz von Wasserglas, insbesondere von Natriumwasserglas in flüssiger Lösung, hergestellt werden, wobei bevorzugt zwei Teilmischungen, eine aus den genannten Ausgangsstoffen für den Magnesiumoxychlorid- oder Magnesiumoxysulfat-Zement und eine weitere aus dem Wasserglas, gegebenenfalls vermischt mit Magnesiumsulfat bzw. Magnesiumchlorid, zu einer hochviskosen Suspension verrührt werden.
Die Füllmasse 5 kann auch Kieselsäure enthalten, die bevorzugt im Herstellungsprozeß der Füllmasse 5 durch Fällung mittels Säure oder Salz aus Wasserglas erzeugt wird. Dabei können zur Einstellung eines geeigneten pH-Wertes mineralische und/oder organische Säuren eingesetzt werden. Bewährt hat sich insbesondere eine Füllmasse 5, aus einer Mischung von 35 ± 25 Masseprozent MgCI2, 13 ± 12 Masseprozent MgSO4, 35 ± 25 Masseprozent MgO und 5,1 ± 5,0 Masseprozent Wasserglas besteht, wobei in dem Anteil der wäßrigen Wasserglaslösung gegebenenfalls die zur Reaktion mit dem Wasserglas eingesetzte Säure enthalten sein kann.
Während in der ersten (und sechsten) Ausführung des erfindungsgemäßen Brandschutzelementes 1 die als tragendes Metallprofil ausgebildete Umkleidung 6 mit dem Kernprofil 4 ausschließlich mittelbar verbunden ist, ist in der zweiten Ausführung der Erfindung (Fig. 3) - wie bereits erwähnt - gar kein Kernprofil 4 vorhanden. Im Gegensatz zur ersten Ausführung besitzt bei der zweiten Ausführung sowie den weiteren Ausführungen die Umkleidung 6 aber einen die Stabilität des Brandschutzelementes 1 erhöhenden, allseitig geschlossenen Querschnitt, was sich in einer dem einzuspannenden Bauteil zugekehrten massiven Wand 20 der Umkleidung 6 ausdrückt. Das tragende Metallprofil der Umkleidung 6, das mit dem Einsatz der sehr druckfesten erfindungsgemäß vorgesehenen Füllmasse 5 kombiniert ist, sichert dabei vorteilhafterweise ein hohe Stabilität des eriϊndungsgemäßen Brandschutzelementes 1.
Wie bereits erwähnt, kann die Umkleidung 6 - wie im ersten (und sechsten) Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt - mit dem Kernprofil 4 ausschließlich mittelbar über die Füllmasse 5 verbunden sein, es können aber auch, wie dies das dritte bis fünfte Ausführungsbeispiel (Fig. 4, 4a - 6) zeigen, unmittelbare Verbindungen zwischen der Umkleidung 6 und dem Kernprofil 4 bestehen. So ist in den vorgenannten Ausführungen jeweils das Kernprofil 4 einstückig mit der dem einzuspannenden Bauteil 3 zugekehrten Wand 20 der Umkleidung 6 ausgeführt, d.h. bei der Bauteilfertigung wird eine Umkleidung 6 verwendet, die mit dem in ihrem Innenraum angeordneten Kernprofil 4 zumindest stoffschlüssig verbunden ist. Die einzelnen Ausführungen unterscheiden sich dabei hinsichtlich einer axialen Länge (entlang einer in Fig. 4 und 5 dargestellten, unbezeichneten Achse) und dadurch, daß in der dritten Ausführung das Kernprofil 4 nicht nur auf der Bauteilseite, sondern auch auf der Gebäudeseite mit der Umkleidung 6 verbunden ist. Mit diesen Ausführungen wird vorteilhafterweise auch unter Verzicht auf die thermische und mechanische Entkopplung von Kernprofil 4 und Umkleidung 6, der eine eigene erfinderische Bedeutung beigemessen wird, mindestens eine Feuerwiderstandsklasse von F 30 nach DIN 4102 erreicht, während diese für die erste und sechste Ausführung der Erfindung noch höher liegt. Bei der Ausführungsform der Fig. 4 (bzw. der Fig. 4a, die durch die Gestaltung des Kernprofils 4 im gebäudeseitigen Übergangsbereich zur Umkleidung 6 durch das Vorhandensein eines Verbindungselementes 18 bzw. 19 für ein Deckteil modifiziert ist) ist eine wärmeleitende, materialschlüssige Verbindung zwischen dem Kernprofil 4 und der Umkleidung 6 vorhanden, und zwar zusätzlich von der Gebäudeseite der Umkleidung 6 her. Diese Verbindung führt zu einer Zusatzkühlung in die Frontfläche, wobei die Kühlwirkung der inneren Füllmasse 5 verstärkt ausgenutzt wird. Die Füllmasse 5, die bei den verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungen eingegossen sein kann, bewirkt durch das Eingießen eine formschlüssige Verbindung zwischen den Profilteilen und der Füllmasse 5, so daß ein einheitlich tragendes Profil vorhanden ist. Die Füllmasse 5 kann aber auch aus vorgefertigten, eingeschobenen Profilkörpern gebildet sein. Die Füllmasse 5 ist vorzugsweise nicht geschäumt, da geschäumte Körper weniger Wasser binden und zudem eine geringere Festigkeit bewirken können.
Die Besonderheit der sechsten Ausführung des erfindungsgemäßen Brandschutzelementes 1 (Fig. 7), das im wesentlichen den gleichen Aufbau wie bei der ersten Ausführung aufweist, besteht darin, daß bei dieser Ausführung die Umkleidung 6 derart verstärkt ist, daß auf der Gebäudeseite eine von dem mit Füllmasse 5 ausgefüllten Raum um das Kernprofil 4 durch eine Zwischenwand 21 getrennte Hohlkammer 22 gebildet ist. Auch diese Hohlkammer 22 kann wahlweise mit Füllmasse 5 gefüllt werden. Durch diese Verstärkung, die auch bei ansonsten anderer Ausführung, wie insbesondere der zweiten Ausführung der Erfindung, vorgesehen werden kann, ist es auch möglich, statisch höheren Anforderungen gerecht zu werden.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die verschiedenen dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern umfaßt auch alle gleichwirkenden Ausführungen. So geht beispielsweise aus der unterschiedlichen Gestaltung des Kernprofils 4 in den einzelnen Ausführungen schon hervor, daß hinsichtlich dieses Kernprofils 4 eine weitgehende Gestaltungsfreiheit besteht. Was die gegenseitige Befestigung von Pfosten 1a und Riegeln 1b betrifft, so könnten an einem Pfosten 1ä in einer bestimmten Höhe auch zwei Riegel 1b auf die beschriebene Art befestigt werden, wobei dann T-förmige Winkelstücke 14 zur Anwendung kommen könnten. Außerdem kann der Fachmann ergänzend weitere vorteilhafte Maßnahmen vorsehen, wie beispielsweise die Beimengung von Füllstoffen oder Pigmenten zur Füllmasse 5, wobei dafür insbesondere Zinkoxid, Titanoxid und Aluminiumoxid eine besondere Eignung aufweisen. Auch eine Einbettung armierend wirkender Teile oder Stoffe, wie Glasfasern oder eines Gewebes aus Kunststoff, Draht, Glasfasern oder dergleichen, in die Füllmasse 5 kann als die Vorteile der Erfindung noch verstärkende Maßnahme vorgesehen sein.
Schließlich hat sich zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Füllmasse 5 auch eine Rezeptur der folgenden Zusammensetzung als besonders vorteilhaft erwiesen:
13 ± 12 Masseprozent MgCI2, 31 ± 30 Masseprozent MgSO4, 31 ± 30 Masseprozent MgO und 5,1 ± 5,0 Masseprozent Wasserglas, wobei ein Anteil von 1 bis 30 Volumenprozent Mikrohohlkugeln als Füllstoff vorgesehen ist. Die angegebenen Masseprozente beziehen sich dabei auf die Trockenmischung vor der Wasserzugabe. Die angegebenen Volumenprozente ergeben sich nachdem den übrigen Konstituenten der Mischung die Mikrohohlkugen zugefügt wurden.
Bei den Mikrohohlkugeln handelt es sich insbesondere um an sich bekannte funktioneile Leichtgewichtsfüllstoffe, die insbesondere auf Glas- oder keramischer Basis hergestellt sein können, beispielsweise auf silikatischer Basis mit SiO2, AI2O3 als Bestandteilen, gegebenenfalls borhaltig, die bei einer Dichte von 0,7 bis 0,8 g/cm3 eine Schüttdichte von 380 bis 420 g/l aufweisen können und deren Korngröße sich vorteilhafterweise über einen Bereich von 10 μm bis 2000 μm, vorzugsweise von 80 μm bis 1000 μm, erstrecken kann. Besonders vorteilhaft ist dabei der Einsatz von Mikrohohlkugeln mit einer Temperaturbeständigkeit von bis zu 1600 °C und einer Druckfestigkeit von über 23 MPa, beispielsweise von 28 MPa.
Im Hinblick auf die Zusammensetzung der Füllmasse 5 werden beispielhaft die vier folgende Rezepturen angegeben, mit denen in einem erfindungsgemäßen Brandschutzelement ausnahmslos zumindest die Feuerwiderstandsklasse F 30 nach DIN 4102 erreicht wurde:
Figure imgf000020_0001
In einer weiteren (fünften) Rezeptur der Füllmasse 5 wurde basierend auf dem Beispiel 1 der Anteil des Magnesiumsulfats durch Magnesiumchlorid und in einer sechsten Rezeptur basierend auf dem Beispiel 3 der Anteil des Magnesiumchlorids durch Magnesiumsulfat ersetzt. Auch hiermit wurde in einem erfindungsgemäßen Brandschutzelement ausnahmslos zumindest die Feuerwiderstandsklasse F 30 nach DIN 4102 erreicht.
Die Erfindung ist nicht auf die in den unabhängigen Ansprüchen definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der unabhängigen Ansprüche weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die unabhängigen Ansprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
Bezugszeichen
1 Brandschutzelement
1a Pfosten
1b Riegel
2 Rahmenwerk aus 1a und 1b
3 in 2 einspannbares Bauteil
4 Kernprofil von 1
5 Füllmasse von 1
6 Umkleidung von 1
6a, 6b Innenwände von 6
6c Außenfläche von 6
7 Deckleiste von 1
8 Dichtungsleiste an 6 und 7
9 Nut für 8
10 aufschäumbares Band
11 Metallband an 7
12 Schraubloch in 4
13 Befestigungsschraube
14 Winkelglied zur Verbindung von 1a und 1b
15 Vorsprung an 4, Verankerungsstelle für 5
16 Rücksprung an 4, Verankerungsstelle für 5
17 Vorsprung an 6, Verankerungsstelle für 5
18 Verbindungselement an 4 für Deckteil
19 Verbindungselement an 6 für Deckteil
20 Wand von 6
21 Zwischenwand
22 Hohlkammer
s Wanddicke von 6

Claims

Ansprüche
1. Brandschutzelement, insbesondere zum Aufbau eines Rahmenwerkes (2) an einem Gebäude zur Halterung eines einspannbaren Bauteils (3), wie einer Brandschutzverglasung oder -platte, mit einer äußeren Deckleiste (7) zum Einspannen des Bauteils (3) und mit einer einen Innenraum zumindest teilweise umschließenden Umkleidung (6), wobei der Innenraum eine Füllung enthält, die aus einem wärmebindenden, hydrophilen Adsorbens mit hohem Wasseranteil besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus einer Füllmasse (5) gebildet ist, die Magnesiumoxychlorid-Zement oder Magnesiumoxysulfat- Zement enthält oder die vollständig aus Magnesiumoxychlorid-Zement oder aus Magnesiumoxysulfat-Zement besteht.
2. Brandschutzelement nach Anspruch 1 , d ad u rch g e ke n nze i ch n et , daß der Magnesiumoxychlorid- Zement eine Zusammensetzung mit einem molaren Verhältnis MgCI2 / Mg(OH)2 / H2O von 1 : (2,5 bis 5) : (8 bis 12) oder der Magnesiumoxysulfat- Zement eine Zusammensetzung mit einem molaren Verhältnis MgSO4 / Mg(OH)2 / H2O von 1 : (2,5 bis 3,5) : (6 bis 10) aufweist.
3. Brandschutzelement nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Füllmasse (5) Magnesiumchlorid und Magnesiumsulfat enthält, wodurch ein vorwiegend Magnesiumchlorid enthaltender Magnesiumoxychlorid-Magnesiumoxysulfat- Zement oder ein vorwiegend Magnesiumsulfat enthaltender Magnesium- oxysulfat-Magnesiumoxychlorid-Zement gebildet wird.
4. Brandschutzelement nach Anspruch 3, dad urch geken nzeichnet, daß der Magnesiumoxychlorid-Ma- gnesiumoxysulfat-Zement eine Zusammensetzung mit einem molaren Verhältnis MgCI2 / MgSO von 1 : (0,02 bis 1,9) oder der Magnesium- oxysulfat-Magnesiumchlorid-Zement eine Zusammensetzung mit einem molaren Verhältnis MgSO / MgCI2 von 1 : (0,02 bis 1,9) aufweist.
5. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d ad u rch gekennzeichnet, daß die Füllmasse (5) Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, enthält.
6. Brandschutzelement nach Anspruch 5, d a d u rch g eken nzei ch n et , daß das Natronwasserglas eine Zusammensetzung mit einem mittleren molaren Verhältnis Na2O / SiO2 von 1 : (1 ,5 bis 4,0) aufweist.
7. Brandschutzelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Natronwasserglas anfänglich in flüssiger Form in der Füllmasse (5) vorliegt, wobei es eine Dichte von 1 ,32 bis 1,55 g/cm3 aufweist.
8. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, d a d u rch g e ke n n ze i c h n et , daß der Magnesiumoxychlorid- Zement bzw. Magnesiumoxysulfat-Zement oder Magnesiumoxychlorid-Mag- nesiumoxysulfat-Zement bzw. Magnesiumoxysulfat-Magnesiumoxychlorid- Zement eine Zusammensetzung mit einem mittleren molaren Verhältnis des Salzes (MgCI2 und/oder MgSO) zu Natronwasserglas von 1 : (0,02 bis 0,35) aufweist.
9. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse (5) anfänglich ein Metallchlorid, wie Kalziumchlorid, enthält, dessen Kation in der Füllmasse (5) schwerlösliche Sulfate, wie Kalziumsulfat, bildet.
10. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse (5) Kieselsäure, insbesondere in Gelform, enthält.
11. Brandschutzelement nach Anspruch 10, d ad u rch gekennzeichnet, daß die Kieselsäure durch Fällung mittels Metallsalz und/oder Säure aus in der Füllmasse (5) anfänglich enthaltenem Wasserglas erzeugt ist.
12. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß der Füllmasse (5) Füllstoffe oder Pigmente, wie Zinkoxid, Titanoxid und Aluminiumoxid beigemengt sind.
13. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in die Füllmasse (5) Füllstoffe, z.B. armierend wirkende Teile oder Stoffe, wie Glasfasern oder ein Gewebe aus Kunststoff, Draht, Glasfasern oder dergleichen, oder gewichtsreduzierende Teile, wie Mikrohohlkugeln, insbesondere thermisch beständige hochfeste keramische Mikrohohlkugeln, eingebettet sind.
14. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d ad u rch g eken nze ich n et, daß in dem von der Verkleidung umschlossenen Innenraum ein Kernprofil (4) angeordnet ist.
15. Brandschutzelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernprofil (4) als Hohlprofil ausgebildet ist.
16. Brandschutzelement nach Anspruch 14 oder 15, dad urch gekennzeichnet, daß das Kernprofil (4) auf einer der Deckleiste (7) zugewandten Stirnseite Schraublöcher (12) für Befestigungsschrauben (13) zur Halterung der Deckleiste (7) aufweist.
17. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernprofil (4) vollständig in die Füllmasse (5) eingebettet ist.
18. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 14 bis 17, d a d u rch g e ken nz e i ch n et , daß das Kernprofil (4) mit der Umkleidung (6) ausschließlich mittelbar über die Füllmasse (5) verbunden ist.
19. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadu rch gekennzeich net, daß eine im Montagezustand der Deckleiste (7) zugewandte Stirnseite des Kernprofils (4) bündig mit der Füllmasse (7) abschließt.
20. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 14 bis 16, d ad u rch geken nze i ch n et , daß das Kernprofil (4) zumindest einseitig mit der Umkleidung (6) stoffschlüssig verbunden ist.
21. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 17, d a d u rc h g e ke n n z e i ch n et , daß die Umkleidung (6) einen vollständig geschlossenen Querschnitt aufweist.
22. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dad u rch gekennzeichnet, daß das Kernprofil (4) und/oder die Umkleidung (6) jeweils formschlüssig und bevorzugt zusätzlich stoffschlüssig mit der Füllmasse (5) verbunden ist/(sind).
23. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse (5) mit dem Kernprofil (4) und/oder der Umkleidung (6) einen Verbundkörper bildet.
24. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkleidung (6) als tragendes Metallprofil ausgebildet ist.
25. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dad u rch gekennzeichnet, daß das Kernprofil (4) und/oder die Umkleidung (6) aus Aluminium bestehen.
26. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dad urch gekennzeichnet, daß einerseits das Kernprofil (4) und die Umkleidung (6) und/oder andererseits die Deckleiste (7) auf ihrer jeweils im Montagezustand dem einzuspannenden Bauteil (3) zugewandten Stirnseite mit einem unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Band (10) überdeckt sind.
27. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernprofil (4) und/oder die Umkleidung (6) den Formschluß erhöhende Verankerungsstellen (15, 16, 17) für die Füllmasse (5) aufweis(t)/(en).
28. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernprofil (4) und/oder die
Umkleidung (6) Verbindungselemente (18, 19) zur Befestigung eines bedarfsweise den Querschnitt des Verbundkörpers verschließenden Deckteiles aufweis(t)/(en).
29. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Umkleidung (6) gegeneinander konvergierende Innenwände (6a, 6b) aufweist.
30. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wandstärke (s) in Seitenwänden der Umkleidung (6) von einer Einspannseite für das Bauteil (3) ausgehend in Richtung auf eine Gebäudeseite hin zunimmt.
31. Brandschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 30, d a d u rc h g e ke n n z e i c h n et , daß die Umkleidung (6) eine Verstärkung aufweist, die, insbesondere auf einer Gebäudeseite, eine von dem mit der Füllmasse ausgefüllten Raum durch eine Zwischenwand (21) getrennte Hohlkammer (22) bildet.
32. Brandschutzelement nach Anspruch 31 , d a d u rc h g e ke n nze i c h n et , daß die Hohlkammer (22) mit Füllmasse (5) gefüllt ist.
33. Brandschutzgesichertes Rahmenwerk für ein Gebäude zur Halterung eines einspannbaren Bauteils (3), wie einer Brandschutzverglasung oder -platte, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens ein Brandschutzelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 32 als senkrechter Pfosten (1a) und/oder als waagrechter Riegel (1b) eingebaut ist.
34. Rahmenwerk nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß im Montagezustand von senkrechten Pfosten (1a) und waagrechten Riegeln (1b) jeweils der Querschnitt eines Riegels an einer äußeren Fläche (6c) der Umkleidung (6) eines Pfostens (1a) anliegt.
35. Rahmenwerk nach Anspruch 33 oder 34, d ad u rch gekennzeich net , daß senkrechte Pfosten (1a) und waagrechte Riegel (1b) im Montagezustand mittels Winkelgliedern (14) verbunden sind, die jeweils mit einem Pfosten (1a) und einem Riegel (1b) verschraubt sind, wobei die Schrauben (13) jeweils in Schraublöcher (12) eingreifen, die sich im Kernprofil (4) auf einer Stirnseite befinden.
36. Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzelementes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 32, wobei die Füllmasse (5) in fließfähigem Zustand in den von der Umkleidung (6) umschlossenen Innenraum eingebracht wird, d ad urch gekennzeich net, daß eine Füllmasse (5) verwendet wird, die aus einer Mischung von Magnesiumoxid (gebrannte Magnesia) und konzentrierter, insbesondere gesättigter oder übersättigter, wäßriger Magnesiumchloridlösung und/oder Magnesiumsulfatlösung hergestellt wird.
37. Verfahren nach Anspruch 36, d ad urch geken nzeich net, daß eine Füllmasse (5) verwendet wird, die unter Zusatz eines Metallchlorides, wie Kalziumchlorid, hergestellt wird, dessen Kation schwerlösliche Sulfate, wie Kalziumsulfat, bildet.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 oder 37, dad urch gekennzeichnet, daß eine Füllmasse (5) verwendet wird, die unter Zusatz von Wasserglas, insbesondere von Natriumwasserglas in flüssiger Lösung, hergestellt wird.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 38, dadu rch geken nzeichnet, daß eine Füllmasse (5) verwendet wird, die Kieselsäure enthält.
40. Verfahren nach Anspruch 39, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kieselsäure im Herstellungsprozeß der Füllmasse (5) durch Fällung mittels Säure oder Salz aus Wasserglas erzeugt wird.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 40, d a d u rch g e ken nzei ch n et, daß die Füllmasse (5) aus einer Mischung von 35 ± 25 Masseprozent MgCI2, 13 ± 12 Masseprozent MgSO4, 35 ± 25 Masseprozent MgO und 5,1 ± 5,0 Masseprozent einer wäßrigen Lösung von Natronwasserglas unter Zusatz von Wasser hergestellt wird, wobei diese Mischung eine mineralische und/oder organische Säure enthalten kann.
42. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 38, d ad u rch gekennzeich n et, daß die Füllmasse (5) aus einer Mischung von 13 ± 12 Masseprozent MgCI l 31 ± 30 Masseprozent MgSO4, 31 ± 30 Masseprozent MgO und 5,1 ± 5,0 Masseprozent Wasserglas unter Zusatz von Wasser hergestellt wird und einen Anteil von 1 bis 30 Volumenprozent Mikrohohlkugeln als Füllstoff enthält.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 42, dadu rch gekennzeichnet, daß eine Umkleidung (6) verwendet wird, die aus einem Metallprofil gefertigt wird, welches derart dimensioniert ist, daß es bei den auftretenden Lastfällen eine tragende Funktion erfüllt.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 43, dad urch gekennzeichnet, daß eine Umkleidung (6) verwendet wird, die mit einem in ihrem Innenraum angeordneten Kernprofil (4) stoffschlüssig verbunden ist.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 43, d a d u rc h g e ke n n z e i c h n et , daß vor dem Einbringen der Füllmasse (5) ein Kernprofil (4) lagegerecht in den Innenraum der Umkleidung (6) eingeführt wird.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 45, d a d u rc h g e k e n n ze i c h n et , daß vor dem Einbringen der Füllmasse (5) zumindest der Querschnitt der Verkleidung (6) mittels eines mit dem Kernprofil (4) und/oder der Umkleidung (6) verbindbaren Deckteiles, wie einer Verschlußplatte, abgedeckt wird, und nach einem Aushärten der eingebrachten Füllmasse (5) das Deckteil entfernt wird.
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