DE19914371C1 - Brandschutz-Mauerstein - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brandschutz-Mauerstein, der unter Verwendung einer geschäumten Intumeszensmasse insbesondere auf Basis von Polyurethanen hergestellt ist und eine Struktur nach Art eines Lochmauersteins mit mindestens einer zumindest teilweise durchgängigen zwei einander gegenüberliegende Seiten verbindenden Durchbrechung aufweist, wobei die Außenwände und ggf. innen verbleibende Stege aus der geschäumten Intumeszensmasse bestehen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brandschutz-Mauerstein, der unter Verwendung einer geschäumten Intumeszensmasse insbesondere auf Basis von Polyurethan hergestellt ist.

Brandschutzelemente auf Polyurethanbasis kommen seit vielen Jahren im vorbeugenden Brandschutz zum Einsatz. Es handelt sich hierbei um Formteile aus einer speziellen Polyurethanschaummaterial, das unter Karbonisierung aufschäumt, wenn es Temperaturen von mehr als 200 bis 300°C ausgesetzt wird. Der unter Karbonisierung ablaufende Schäumungsvorgang erfolgt unter einem erheblichen Schäumungsdruck, der ausreicht, Hohlräume auszufüllen und ggf. flexible Elemente, die dem Druck ausgesetzt werden, fest einzuschließen und ggf. zu komprimieren. Kunststoffleitungen, beispielsweise für Gas oder Wasser, können durch diesen Druck ohne weiteres abgequetscht werden.

Es ist ferner bekannt, solche Brandschutzmassen im aktiven Brandschutz zu beispielsweise Lüftungsgittern zu verarbeiten, um Luftschächte im Brandfall zu verschließen.

Für diese Brandschutzelemente zum Einsatz kommende intumeszierende Polyurethanmassen sind beispielsweise von der Firma Bayer AG, Leverkusen, Deutschland unter der Marke "Fomox" erhältlich. Die zugrundeliegenden Polyurethanmassen sind in der EP 0 061 024 A der gleichen Firma beschrieben. Weitere geeignete Polyurethanmassen ergeben sich aus DE 30 25 309 A, DE 30 41 731 A, DE 33 02 416 A und DE 34 11 327 A.

Die Brandschutzelemente werden, wie zuvor dargestellt, als Formteile durch Verschäumen von insbesondere Polyurethanmassen hergestellt. Solche Polyurethanmassen werden aus Polyisocyanaten und zumeist phosphorhaltigen Polyhydroxyverbindungen unmittelbar vor dem Verschäumen erhalten und werden mit üblichen Hilfsmitteln, die die Brandeigenschaften, das Schäumungsverhalten, die Form- und Ausformbarkeit sowie sonstige für die Lagerung, Handhabung und Verarbeitung wichtige Parameter beeinflussen, versehen. Andere geeignete Materialien für Brandschutzelemente sind verschäumbare und intumeszierende Silikon- und Epoxidmassen. Die Formteile werden unmittelbar durch Verschäumung in einer Form hergestellt.

Häufige Formen für derartige Brandschutzelemente sind beispielsweise Fugenbänder, Stopfen, Platten, Gitter, Manschetten, aber auch blockförmige Elemente, die zu Mauerwerk gestapelt oder verbunden werden können. Des weiteren sind Rohr- bzw. Leitungsummantelungen sowie Beschichtungen für feuergefährdete Bauelemente bekannt. Die Elemente können aus Weich- wie aus Hartschaum hergestellt sein.

Diese Formteile haben sich im vorbeugenden Brandschutz im großen und ganzen bewährt, jedoch sind der Formgebung durch das Herstellungsverfahren Grenzen gesetzt. Die bei der Verschäumung der Polyisocyanate mit den Polyhydroxyverbindungen freiwerdende Reaktionswärme ist so hoch, daß sie zur Beeinträchtigung des Materials und zur vorzeitigen Aktivierung des Brand­ schutzelements führt, wenn sie nicht an die Umgebung abgeführt wird. Hierdurch sind dem Volumen und insbesondere der Schichtdicke der Mate­ rialien Grenzen gesetzt. Im Allgemeinen kann gesagt werden, daß eine Schichtdicke von mehr als 60 mm nicht erzielbar ist, wenn nicht Beeinträch­ tigungen der Brandschutzfunktion hingenommen werden sollen. Aus diesem Grunde ist die Herstellung von Bausteinen aus dem Intumeszensmaterial auf kleinformatige Steine beschränkt, die eine maximale Schichtdicke von etwa 120 mm aufweisen.

Die bekannten Brandschutzelemente sind in der Regel dazu bestimmt, bei der Verlegung von Leitungen entstehende Durchbrüche zu verschließen. Dies erfolgt beispielsweise durch die Verwendung von entsprechenden Stopfen, Bausteinen oder Manschetten. Ein Spezialfall ist die Verwendung von Gittern, die erst im Brandfall schließen. In jedem Fall ist die fachgerechte Einarbeitung in die bestehende Wandkonstruktion entscheidend für die Funktionsfähigkeit des Brandschutzelements.

Soweit derartige Brandschutzelemente in Neubauten verwendet werden, ist in der Regel der funktionsgerechte Einbau sichergestellt. Ein Problem tritt immer dann auf, wenn in bestehende Konstruktionen nachträglich Elemente für den vorbeugenden Brandschutz eingebaut werden müssen, sei es, um Auflagen des vorbeugenden Brandschutzes gerecht zu werden, sei es um bei den nachträglichen Veränderungen und Installationen vorbeugenden Brandschutz zu betreiben. Insbesondere der Handwerker, der mit der Verlegung von Leitungen beschäftigt ist, verfügt häufig weder über das Material noch über das Wissen, wie derartige Brandschutzelemente fachgerecht einzubauen sind. Hinzu kommt häufig eine fehlende Verfügbarkeit der Formteile. Die Folge ist gerade bei nachträglichen Installationen ein unvollständiger Brandschutz, der zu offenen Mauerdurchbrüchen, nicht versiegelten Kabeldurchlässen und anderen die Rauchgas- und Brandausbreitung fördernden Strukturen führt. In vielen Fälle ist es auch so, daß Installationshandwerker auf die notwendige Nachbesserung des Brandschutzes und die notwendige Einschaltung einer Spezialfirma hinweisen, die nachträgliche Installation vorbeugender Brand­ schutzelemente aber dann aus verschiedensten Gründen unterbleibt.

Für die Verschließung größerer Mauerdurchbrüche stehen derzeit kleinforma­ tige Brandschutzelemente zur Verfügung, die in Mauerwerk bzw. Wänden verarbeitet werden können. Sie sind insbesondere zum Abdichtungen von kleinformatigen Maueröffnungen geeignet. Das Verschließen größerer Durchbrüche ist mühsam und führt beim Einsatz kleinformatiges Brandschutzelement zu einem Netzwerk aus Brandschutzelementen und Fugen, die die spätere Nutzung dieser verschlossenen Durchbrüche bei Neuinstallationen von Leitungen schwierig und aufwendig macht.

Es wäre insgesamt wünschenswert, über einen Mauerstein zu verfügen, der die für den vorbeugenden Brandschutz erforderlichen Eigenschaften aufweist, und dabei gleichzeitig aber das Format eines im Bauhandwerk üblichen Normmauersteins aufweist. Ein solcher Brandschutz-Mauerstein könnte entweder bei Errichtung eines Bauwerks oder nachträglich an für Durchlässe geeigneten Stellen fest eingebaut und montiert werden und dann bei der Verlegung von Leitungen auf geeignete Weise durchstoßen werden, ohne daß die Notwendigkeit zur nachträglichen Einfügung eines Brandschutzelementes besteht.

Gegenstand der Erfindung ist ein Brandschutz-Mauerstein der eingangs bezeichneten Art, der über eine Struktur nach Art eines Lochmauersteins mit zwei einander gegenüberliegende Seiten verbindenden Durchbrechungen ver­ fügt, wobei die Außenwände und ggf. im Innern verbleibende Stege aus der geschäumten Intumeszensmasse bestehen.

Bei dem erfindungsgemäßen Brandschutz-Mauerstein handelt es sich um einen großformatigen Mauerstein, wie er bislang insbesondere aus bekannten Polyurethan-Brandschutzmassen nicht hergestellt werden konnte. Der erfindungsgemäße Mauerstein hat das Format eines normalen Ziegel-, Kalk- Sand- oder sonstigen Normmauersteins, so daß er sich problemlos in ein aufzuführendes Mauerwerk einbauen und einmörteln läßt.

Die im erfindungsgemäßen Brandschutz-Mauerstein vorgesehenen durch­ gehenden Hohlräume oder Durchbrechungen dienen nicht, wie in den bekannten Lochziegel, Hohlblocksteinen oder Leichtbausteinen, der Gewichtsersparnis und Wärmedämmung, sondern sind Voraussetzungen für die Herstellbarkeit dieser Steine. Wie bereits erwähnt, wird bei der Herstellung derartige Brandschutz-Mauersteine aus Polyisocyanaten und Polyhydroxyverbindungen, aber auch anderen reaktiven Ausgangsmaterialien, in einer exothermen Reaktion Reaktionswärme frei, die, wenn sie nicht abgeführt wird, zum inneren "Verschmoren" der Formteile führt. Durch die vorgesehenen Durchbrechungen wird sichergestellt, daß die in den erfin­ dungsgemäßen Steinen vorhandenen Wand- und Stegstärken innerhalb eines Bereiches bleiben, der eine problemlose Abführung der Reaktionswärme nach Außen führt. Die Durchbrechungen stellen also eine Maßnahme zur Kühlung in der Herstellungsphase dar. Soweit es bei den erfindungsgemäßen Brandschutz- Mauersteinen auf eine thermische Isolierung ankommt, ist diese schon durch die Schaumstruktur der verwandten Massen in ausreichendem Maße gegeben.

Der erfindungsgemäße Mauerstein verfügt über Normmaße, wie sie bei­ spielsweise für Mauerziegel, Lochziegel, Kalk-Sand-Steine oder sonstige größerformatige Hohlblocksteine vorgegeben sind. Diesbezüglich wird auf die entsprechenden Normen verwiesen, insbesondere DIN 105. Dies stellt sicher, daß die erfindungsgemäßen Mauersteine sich ohne weiteres in einen Mauerverbund einfügen lassen. Die Durchbrechungen können Schlitz-, Kanten, Waben- oder auch Kastenform haben und verlaufen, wenn mehrere vorhanden sind, parallel.

Die erfindungsgemäßen Mauersteine können auf bekannte Art und Weise für die Verlegung von Leitungen durchbohrt werden. Hierzu ist kein Spezial­ werkzeug erforderlich. Sofern die Schaumstruktur der Mauersteine weich genug ist, ist es auch ohne weiteres möglich, beispielsweise Rohre oder versteifte Kabel mit Hilfe beispielsweise eines Dorns oder einer Lanze hindurchzustoßen und einzuziehen. Wenn die Öffnung dabei etwas größer ausfällt, als die durchgezogene Leitung es erfordert, ist dies unproblematisch; die Elastizität des Materials bewirkt, daß sich der Mauerstein nach dem Aufweiten wieder um die durchgeführten Leitungen schließt. Da die Masse der erfindungsgemäßen Mauersteine im Brandfall unter erheblichem Schäumungsdruck aufschäumt, kommt es dann automatisch zu einer sehr festen Einbindung durchgeführter Leitungen ohne verbleibende Öffnungen und Spalten.

In der Regel ist es zweckmäßig, daß bei den erfindungsgemäßen Mauersteinen die Durchbrechungen senkrecht von oben nach unten verlaufen. Entscheidend ist, daß die Durchbrechungen oder Kanäle im Stein die Sichtseiten des Steins unverletzt lassen. Entsprechend ist es ohne weiteres möglich, die Steine auch mit einer Längslochung zu versehen.

Der erfindungsgemäße Mauerstein kann ohne weiteres als Kasten ausgebildet sein, d. h. aus vier seitlichen Wänden bestehen. Aus Gründen der Festigkeit und der Funktionssicherheit ist es jedoch zweckmäßig, daß das Innere des Steins aus Stegen und dazwischenliegenden parallel verlaufenden Durchbrechungen oder Kanälen besteht. Dies gibt dem Stein mehr Stabilität und im Brandfall eine größere für die Schutzschaumbildung zur Verfügung stehende Masse. Im Allgemeinen verfügt der erfindungsgemäße Mauerstein über Wandstärken im Bereich von 5 bis 60 mm. Entsprechendes gilt für dazwischenliegende Stege.

Die Hohlräume innerhalb des erfindungsgemäßen Steines können mit einer nicht intumeszierenden Masse gefüllt sein. Im Allgemeinen handelt es sich dabei um eine nicht brennbare Masse, zumindest eine Masse, die der Brand­ schutzklasse B2 entspricht. Solche Massen sollten im Allgemeinen relativ weich sein, d. h. nicht härter sein als die sie umgebende Intumeszensmasse. In Frage kommen übliche Kunststoffschäume, Fasermaterialien oder anorganische Materialien, die die geforderte Brandfestigkeit aufweisen.

Im Allgemeinen besteht der erfindungsgemäße Mauerstein aus einem Polyu­ rethan-Hartschaum mit einer Rohdichte von 100 bis 500 kg/m³, insbesondere etwa 200 kg/m³. Die Dichteangabe bezieht sich dabei auf das reine Material. Alternativ kann aber auch für bestimmte Zwecke ein Weichschaum eingesetzt werden. Bevorzugt sind halbelastisch eingestellte Schäume einer Rohdichte von ≧ 150 kg/m³ Weichschäume haben insbesondere für Trennwände im Gebäudeinneren den Vorteil, daß sie bei nachträglichen Installationen vom Installateur einfach mit Hilfe beispielsweise einer Lanze durchstoßen werden können und damit den Installationsvorgang beschleunigen. Derartige Schaummaterialien sind an und für sich bekannt. Ihre Elastizität führt zu einer guten Einbindung der Installationen ohne verbleibende Öffnungen und Spalten.

Die erfindungsgemäßen Mauersteine können auf übliche Art und Weise her­ gestellt werden. Dazu wird das Schaummaterial in ein entsprechende Form gegeben und darin aushärten gelassen, wonach der Formstein ausgeformt wird. Für den Fall, daß die Hohlräume des erfindungsgemäßen Mauersteins mit einem anderen Material gefüllt werden, kann dies zweckmäßigerweise nach Aushärten der Intumeszensmasse geschehen.

Es versteht sich, daß die Schaummasse für die Herstellung der erfindungs­ gemäßen Mauersteine übliche Zusatzstoffe enthält, die das Herstellungsver­ fahren, das Formverhalten, die Lagebeständigkeit wie auch das Brandverhalten im gewünschten Sinne beeinflussen. Im einzelnen wird zu den Aus­ gangsmaterialien von Intumeszensmassen auf Polyurethanbasis, ihrer Verarbeitung und Anwendung auf die bereits erwähnte EP 0 061 024 A hingewiesen. Weitere Materialien, die für erfindungsgemäße Zwecke eingesetzt werden können, sind aus EP 0 051 106 A, EP 0 043 952 A, EP 0 158 165 A und EP 0 116 846 A bekannt, sowie aus US 3,396,129 A.

Die erfindungsgemäßen Mauersteine können an ihren zu den Durchbrechungen parallel verlaufenden Außenseiten und Wandungen Riffelungen bzw. Sicken aufweisen. Diese dienen, insbesondere wenn auf den Außenseiten angebracht, der besseren Einbindung in ein Mauerwerk. Herstellungsmäßig haben diese Riffelungen und/oder Sicken aber den Vorteil, daß sie zur Verfügung stehende Oberfläche im Bezug auf das Gesamtvolumen vergrößern und damit die Fläche, über die die Reaktionswärme abgegeben wird. Eine solche Riffelung und/oder Sickung ermöglicht deshalb die Verwirklichung größerer Wandstärken.

Claims (13)

1. Brandschutz-Mauerstein, hergestellt unter Verwendung einer geschäumten Intumeszenzmasse insbesondere auf Basis von Polyurethanen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mauerstein eine Struktur nach Art eines Lochmauersteins mit mindestens einer zumindest teilweise durchgängigen und zwei einander gegenüberliegende Seiten verbindenden Durchbrechung aufweist, wobei die Außenwände und ggf. im Innern verbleibende Stege aus der geschäumten Intumeszensmasse bestehen.

2. Brandschutz-Mauerstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Bauindustrie übliche Normmaße aufweist.

3. Brandschutz-Mauerstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen im Mauerstein senkrecht verlaufen.

4. Brandschutz-Mauerstein nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er über mehrere Durchbrechungen mit zwischenliegenden Stegen verfügt.

5. Brandschutz-Mauerstein nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er über eine Wand- bzw. Stegstärke von 5 bis 60 mm verfügt.

6. Brandschutz-Mauerstein nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen mit einer nicht brennbaren und nicht intumeszierenden Masse gefüllt sind.

7. Brandschutzmauerstein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse eine weiche, flexible Masse einer Härte ist, die nicht über derjenigen der geschäumten Intumeszensmasse selbst liegt.

8. Brandschutzmauerstein nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse aus einem Schaum besteht.

9. Brandschutzmauerstein nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem halbelastischen Schaum mit einer Rohdichte ≧ 150 kg/m³ besteht.

10. Brandschutzmauerstein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Weichschaum besteht.

11. Brandschutzmauerstein nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die geschäumte Intumeszensmasse eine auf Basis von Polyurethan ist und insbesondere aus der Reaktion eines Polyisocyanats mit einer phosphorhaltigen Polyhydroxyverbindung herstammt.

12. Brandschutzmauerstein nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er an seiner Oberfläche mit zu den Durchbrechungen parallel verlaufenden Riffelungen und/oder Sicken versehen ist.

13. Brandschutz-Mauerstein nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er in seinen Durchbrechungen mit zu den Durchbrechungen parallel verlaufenden Riffelungen und/oder Sicken versehen ist.