DE2635736A1

DE2635736A1 - Feuerhemmendes plattenmaterial

Info

Publication number: DE2635736A1
Application number: DE19762635736
Authority: DE
Inventors: Helge Hoyer
Original assignee: Rockwool International AS
Current assignee: Rockwool AS
Priority date: 1975-08-12
Filing date: 1976-08-09
Publication date: 1977-02-17
Also published as: GB1558073A; BE844871A; JPS5238732A; CH608061A5; US4119755A; NO145386B; FI762185A; NO145386C; NO762614L; FR2321021A1; CA1094937A; NL7608990A; FR2321021B1; ATA596776A; SE7604305L; DK364375A; SE403894B; DE2635736C2

Description

Anmelderin: ROCKWOOL INTERNATIONAL A/S 501, Hovedgaden

DK-2640 Hedehusene
Dänemark

Feuerhemmendes Plattenmaterial

Die Erfindung bezieht sich auf ein feuerhemmendes Plattenmaterial zum Einfügen in Wände, Türen und sonstige Raumteilerelemente in Gebäuden, Schiffen oder dergleichen Bauwerken, welches Mineralwolle aufweist, wobei die Mineralwollfasern an ihren Berührungs- bzw. Kreuzungspunkten durch ein Bindemittel miteinander verbunden sind, und wobei das Fasermaterial eine Substanz darstellt, die durch Erhitzung von einem glasartigen amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand überführt ist.

Im allgemeinen bestehen Innentüren in Gebäuden aus einem hölzernen Rahmen, der auf jeder Seite von Sperrholzplatten oder furnierten Schichtholzplatten überdeckt ist. Wenn in einem Raum ein Feuer ausbricht, kann dieses schnell die

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Holzplatte entzünden, die auf der Seite des betreffenden Raumes angeordnet ist. Schon kurze Zeit darauf können sich auch diejenigen Teile der anderen Holzschicht entzünden, die sich innerhalb des Holzrahmens befinden, so daß dann der Zutritt des Feuers zu dem benachbarten Raum freigegeben ist.

Türplatten bzw. -futter dieser üblichen Ausführung werden deshalb meist benutzt, weil sie ein gutes Aussehen und ein geringes Gewicht haben, und zwar nicht nur in Wohnhäusern, sondern auch in anderen Gebäuden, wie öffentlichen Gebäuden, Hotels und Krankenhäusern. In Gebäuden der letzteren Art, bei welchen mehrere Räume an einen gemeinsamen Flur oder an ein Treppenhaus angrenzen, ist es erforderlich, Türfutter bzw. -platten zu wählen, die einem sieh ausbreitenden Feuer einen größeren Widerstand entgegenstellen. Zu diesem Zweck wurden Türen vorgeschlagen, bei welchen der Rahmen in vorbeschriebener Weise mit beiderseitigen Holzplatten versehen ist und bei welchen weiterhin eine mittlere Matte im wesentliehen aus anorganischem Material zwischen den beiden Platten angeordnet und verwendet wird.

Es ist nun in der Praxis sehr schwierig, das Verhalten von Baumaterial und Bauteilen gegenüber einem Feuer vorauszusagen. Aus diesem Grunde werden im Labor bzw. in einer Versuchsabteilung Versuche mit einem offenen Feuer durchgeführt, um das Verhalten und die Feuerwiderstandsfähigkeit des betreffenden Materials beurteilen zu können. Bei derartigen Versuchen wird meist ein Ofen benutzt, in welchem mit Hilfe

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von Öl- oder Gasbrennern ein Feuer erzeugt wird. Die Brennstoffzufuhr, meist durch Injektion, wird in der Weise geregelt, daß die Temperatur in dem Ofen vom Zeitpunkt der Entzündung an entsprechend einer vorbestimmten Temperatur-Zeit-Kurve ansteigt. Eine solche Temperatur-Zeit-Kurve kann z.B. genormt sein. Nach 5, 15 ι 30, 45 und 60 Minuten Heizdauer soll demnach die Temperatur zugeordnet zu den vorgenannten Zeiten 540 C, 734°C, 821°C, 879⁰C und 924°C betragen. Das betreffende feuerhemmende Plattenmaterial wird dann in der Weise getestet, daß man eine Seite des Plattenmaterials dem Feuer in dem Ofen aussetzt, während die andere Seite des Plattenmaterials nach der Umgebung außerhalb des Ofens hin liegt. Das Plattenmaterial wird in diese Stellung gebracht, bevor die Brenner entzündet werden. Nach der Entzündung wird die Temperatur auf der nach außen liegenden Oberfläche des Plattenmaterials gemessen und in Abhängigkeit von der Zeit ab Entzündung registriert. Der Versuch wird so lange durchgeführt, bis eine maximale Temperatur auf der Außenseite erreicht ist.

Als feuerhemmendes Plattenmaterial wurden auch bereits Matten aus Mineralwolle benutzt, die ein Bindemittel aufweisen und in welchen das Fasermaterial bei anwachsender Temperatur von einem glasartigen amorphen Zustand zu einem kristallinen Zustand wechselt, bevor das Material sich zu einem solchen Grad bzw. Ausmaß erweicht, daß die Matten deformiert werden. In kristallinem Zustand wird das Fasermaterial bei Temperaturen unterhalb 1000 C nicht weich. Die mechanische Festigkeit der kristallinen Fasern sinkt im wesentlichen dementsprechend,

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aber es kann erwartet werden, daß die Matten ein gleiches Maß an Schutz gegenüber den dem Feuer nicht ausgesetzten Holzplatten bieten, wie der hölzerne Rahmen, zumindest wenn das spezifische Gewicht der Mineralwollmatte in der Größen-Ordnung von 200 bis 400 kg/m liegt. Mineralwoll mit Bindemittel wird in großem Umfange in der Bauindustrie für Hitze- und Schallisolierungsprodukte verwendet, und zwar wegen des günstigen Preises. Mineralwolle, die geeignet ist, hohen Temperaturen im eigentlichen Sinne des Wortes zu widerstehen, ist entsprechend kostspieliger.

Bei Versuchen zur Prüfung der Feuerwiderstandsverfeältnisse von Mineralwolle zu dem vorerläuterten Zweck wurde festgestellt, daß bei einlagiger Mineralwolle die Temperatur der nach der Umgebung hin, also von dem Ofen abliegenden Platte verhältnismäßig schnell nach del- Entzündung des Ofens ansteigt. Dem Anstieg der Temperatur folgt ein Temperaturabfall. Diese besonderen Verhältnisse machen die Beurteilung der tatsächlichen Feuerwiderstandsfältigkeit einer einlagigen Matte sehr schwierig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein feuerhemmendes Plattenmaterial zu schaffen, welches einerseits sehr wirksam die Ausbreitung von Feuer von einem Raum auf einen benachbarten Raiaai verhindert und bei vergleichsweise gleichem spezifisches Gewicht, und zwar in bezug auf bekanntes Plattenmaterial, eine wesentlich geringere Temperaturerhöhung auf der von dem Feuer abliegenden Seite ergibt.

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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch mindestens zwei Lagen bzw. Schichten von Mineralwolle, welche durch eine dünne Schicht aus im wesentlichen festem anorganischem Material als Bindemittel zwischen den beiden Mineralwolleschichten voneinander getrennt sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zwischen den Mineralwolleschichten weitere Lagen aus Aluminiumfolie vorgesehen sind.

An sich wurde bereits ein Plattenmaterial aus Mineralfasern vorgeschlagen, welches auf der Außenseite mit einem anorganischen Überzug versehen ist, um die Feuerwiderstandsfähigkeit zu verbessern. An sich wurden für diesen anorganischen Überzug Zusammensetzungen vom gleichen Typ, materialmäßig gesehen, vorgeschlagen, wie die dünne Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung. Solche anorganischen Bezüge haben jedoch die Eigenschaft, daß sie leicht hart und bröckelig werden und somit während des Transportes und der Installation aus der Oberfläche ausbrechen können. Ein Ausbröckeln des Bezugs, wenn auch nur in kleinen Bereichen, stellt die Feuerwiderstandsfähigkeit des Plattenmaterials in Frage.

Bei dem feuerhemmenden Plattenmaterial gemäß der Erfindung wird dagegen die dünne Schicht bzw. die dünnen Schichten aus anorganischem Material gegen Beschädigungen jeglicher Art dadurch geschützt, daß sie im Innern des Plattenmaterials untergebracht sind. Durch die Erfindung wird daher ein

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zuverlässiges Plattenmaterial zu günstigen Herstellungskosten gewonnen.

Die Erfindung sei nachfolgend noch anhand einiger Beispiele veranschaulicht. Es wurden vier Proben von Plattenmaterial dem oben beschriebenen Feuertest unterworfen. Die Beispiele sind folgende:

I) Mineralwollmatte in einer einzigen Lage aus Mineralwolle, welche ein Bindemittel enthält. Die Dicke beträgt 28 mm, das spezifische Gewicht 300 kg/m , Anteil des Bindemittels: 3 Gewichtsprozent.

II) Plattenmaterial gemäß der Erfindung mit fünf Lagen aus Mineralwolle der gleichen Art und mit gleichem spezifischem Gewicht wie im Beispiel I) und mit dünnen Lagen bzw. Schichten aus anorganischem Bindemittel C zwischen den Lagen der Mineralwolle. Die gesamte Dicke beträgt 28 mm.

III) Plattenmaterial gemäß der Erfindung, welches vier Lagen von Mineralwolle der gleichen Art und des gleichen spezifischen Gewichtes wie im Beispiel I) aufweist und ferner Lagen aus anorganischem Bindemittel C zwischen den Lagen der Mineralwolle. Die Gesamtdicke beträgt J>h mm.

IV) Plattenmaterial gemäß der Erfindung, welches fünf

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Lagen aus Mineralwolle der gleichen Art und mit dem gleichen spezifischen Gewicht sowie mit dem gleichen Gehalt an Bindemitteln wie in dem Beispiel I) aufweist und welches Lagen aus anorganischem Bindemittel G mit Aluminiumfolien zwischen den Lagen der Mineralwolle besitzt.

Die dünne Schicht aus anorganischem Bindemittel C bestand aus 150 g Kaolin, 112 g Wasserglaslösung und 100 g Wasser. Das anorganische Bindemittel G war ein Material, das unter der Bezeichnung "Kollimal" der Firma Henkel & Cie, Düsseldorf, im Handel bekannt ist. Bindemittel für den vorerläuterten Zweck können auch kleine Mengen organischer Stoffe oder Netzmittel enthalten. Das direkte Bindemittel in der Mineralwolle war Phenol-Melamin-Formaldehyd-Harz.

In der Zeichnung zeigt ein Diagramm die Kurven entsprechend dem Temperaturverlauf, der in bezug auf die Zeit,angefangen von der Zündung, gemessen wordeniist, und zwar an den von der Feuerstelle abliegenden Flächen. Dabei beziehen sich die Kurven 1, 2, 3 und k entsprechend auf das Plattenmaterial gemäß den obigen Beispielen I, II, III und IV in dieser gleichen Reihenfolge. Die Kurve 1 zeigt einen Anstieg der Temperatur auf 400 C nach etwa 25 Minuten, was eine Beurteilung und Voraussage in bezug auf die Feuerwiderstandsverhältnisse des Plattenmaterials I) unsicher macht. Das Plattenmaterial gemäß der Erfindung nach den Beispielen II), III) und IV) zeigt dagegen einen Anstieg der Temperatur von etwa 40°C

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auf etwa 60 C innerhalb des gleichen Zeitraumes, was als sehr niedrig und zufriedenstellend angesehen werden kann.

Es ist bemerkenswert, daß die Kurve 1 nach dem vorerlauterten Anstieg der Temperatur sodann anschließend nach etwa 45 min. einen Temperaturabfall auf etwa 200 C zeigt. Die einzige mögliche Erklärung kann darin gesehen werden, daß in dem Material selbst ein exothermer Prozeß stattgefunden hat. Die Kristallisation des Fasermaterials findet unter Freigabe von Wärmeenergie statt, und es ist daher anzunehmen, daß dies auch im vorliegenden Falle auf den exothermen Prozeß zurückzuführen ist. Die Kristallisation jedoch findet bei einer Temperatur über 800 C statt. Daraus ist wieder zu schließen, daß die Kristallisation zu Anfang auf einem Teil der Dicke des Plattenmaterials ungefähr zur gleichen Zeit stattgefunden hat, und daß die freigesetzte Hitze durch die gesamte Dicke des Materials nach Art einer Hitzefront hindurchgelaufen ist, mit graduellem Anstieg der Ausbreitung in Richtung der Dicke des Materials mit anschließendem Abstieg der Temperatur.

Die Wirkung der zwischengeschalteten dünnen Lage in dem erfindungsgemäßen Plattenmaterial beruht somit auf der Tatsache, daß ein Teil der Wärmeenergie, die von der Kristallisation freigegeben worden ist, andererseits durch Wasserentzug aus der dünnen Bindemittellage aufgebraucht wird und daß diese dünnen Lagen zwischen den erläuterten Mineralwollschichten gewissermaßen als Hitzesiebe wirken, welche die Wärme reflek-

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tieren. Mineralwolle mit einem spezifischen Gewicht von 3OO kg/m besitzt eine Porosität von 90 Prozent, so daß der Feststoffgehalt des gesamten Volumens der Mineralwolle nur etwa 10 Prozent ausmacht. Die Wärme kann daher über eine gewisse Strecke in das Material hineinstrahlen. Dies erklärt, warum das Plattenmaterial gemäß dem obigen Beispiel IV) das beste Ergebnis zeigt, obwohl dies das dünnste Plattenmaterial unter den vier getesteten Proben war.

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Claims

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Patentansprüche

Iy Feuerhemmendes Plattenmaterial zum Einfügen in Wände, Türen und sonstige Räumteilerelemente in Gebäuden, Schiffen oder dergleichen Bauwerken, welches Mineralwolle aufweist, wobei die Mineralwollfasern an ihren Berührungs- bzw. Kreuzungspunkten durch ein Bindemittel miteinander verbunden sind, und wobei das Fasermaterial eine Substanz darstellt, die durch Erhitzung von einem glasartigen amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand überführt ist, gekennzeichnet durch mindestens zwei Lagen bzw. Schichten von Mineralwolle, welche durch eine dünne Schicht aus im wesentlichen festem anorganischem Material als Bindemittel zwischen den beiden Mineralwollschichten voneinander getrennt sind.
2. Feuerhemmendes Plattenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Mineralwolleschichten weitere Lagen aus Aluminiumfolie vorgesehen sind.

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