Verfahren zur Erhöhung der Feuer- und Hitzebeständigkeit von Bauplatten
Es ist bekannt, Gegenstände vor der Einwirkung eines Brandes bzw. hoher Temperaturen
dadurch zu schützen, daß man deren Oberflächen mit Anstrichen aus Alkalisilikaten
versieht. Um einen hinreichenden Schutz zu erzielen, müssen diese Schichten eine
gewisse Mindeststärke, die mehrere Millimeter betragen kann, übersteigen. Die Herstellung
solcher Schichten läßt sich jedoch nicht mit Hilfe eines einzigen Anstriches bewerkstelligen.
Man muß vielmehr so vorgehen, daß man jeweils nach dem Trocknen der vorherigen Schicht
mehrere solcher Schichten nacheinander aufbringt. Ein weiterer Nachteil macht sich
dann bemerkbar, wenn die Gegenstände aus einem saugfähigen Material hergestellt
sind. Hierbei dringt die Alkalisilikatlösung in den Körper ein und kann diesen unter
Umständen auf Grund ihrer alkalischen Reaktion schädigen. Bei der Einwirkung hoher
Temperaturen, wie sie beispielsweise in einem Brandfall auftreten, bilden diese
Alkalisilikatschichten einen Schaum aus und schützen somit die Unterlage, auf der
sie aufgebracht sind. Diese aus Alkalisilikaten entstehenden Schäume haben jedoch
den Nachteil, daß sie bei Temperaturen oberhalb etwa 800' C zu sintern beginnen,
wodurch insbesondere bei längerer Brandeinwirkung ihre schützende Wirkung verlorengeht.Process for increasing the fire and heat resistance of building boards It is known to protect objects from the effects of fire or high temperatures by painting their surfaces with alkali metal silicates. In order to achieve adequate protection, these layers must have a certain minimum thickness, which can be several millimeters. However, such layers cannot be produced with the aid of a single coat of paint. Rather, one must proceed in such a way that, after the previous layer has dried, several such layers are applied one after the other. Another disadvantage becomes noticeable when the objects are made of an absorbent material. The alkali silicate solution penetrates the body and can damage it due to its alkaline reaction. When exposed to high temperatures, such as those that occur in the event of a fire, these alkali silicate layers form a foam and thus protect the base on which they are applied. These foams formed from alkali silicates have the disadvantage, however, that they begin to sinter at temperatures above about 800 ° C., as a result of which their protective effect is lost, especially in the event of prolonged exposure to fire.
Es wurde nun gefunden, daß man diese Nachteile vermeiden und Bauplatten
in einem einzigen Arbeitsgang mit einer brandschützenden Schicht versehen kann,
wenn man Suspensionen von wasserhaltigen Alkalisilikatpartikeln mit einem Wassergehalt
von 10 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf wasserfreies Alkalisilikat,
in einer Alkalisilikatlösung mit einer Konzentration von 25 bis 45' B6, wobei
das Verhältnis der Partikelmenge zum Wassergehalt der Alkalisilikatlösung zwischen
1: 5 und 1: 0,6, das Verhältnis von Alkalioxyd zu Siliciumdioxyd zwischen
1 : 2,5
und 1: 3,9 und die Viskosität der Suspension etwa
30 bis 1500 cP beträgt, mit feinverteilten Stoffen, die die Alkalisilikate
bei erhöhten Temperaturen in wasserunlösliche Silikate überführen, in einer Menge
von 2 bis 30,%, bezogen auf das Gewicht der Suspension, vermischt, diese Suspensionen
auf die Oberflächen der Bauplatten aufbringt und, gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen,
abbinden läßt.It has now been found that these disadvantages can be avoided and building boards can be provided with a fire-protective layer in a single operation if suspensions of hydrous alkali silicate particles with a water content of 10 to 35 percent by weight, based on anhydrous alkali silicate, in an alkali silicate solution with a concentration of 25 to 45 'B6, the ratio of the amount of particles to the water content of the alkali silicate solution between 1: 5 and 1: 0.6, the ratio of alkali oxide to silicon dioxide between 1: 2.5 and 1: 3.9 and the viscosity of the suspension about 30 to 1500 cP, mixed with finely divided substances that convert the alkali silicates into water-insoluble silicates at elevated temperatures, in an amount of 2 to 30%, based on the weight of the suspension, these suspensions are applied to the surfaces of the building boards and, if necessary, can set at elevated temperatures.
überraschenderweise gelingt es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,
auch auf Bauplatten aus saugfähigen Materialien ohne Schwierigkeiten eine feuersichere
Schicht aufzubringen, die im Brandfall einen homogenen Schaum ausbildet, durch den
die Platte hervorragend gegen die Einwirkung von hohen Temperaturen und
Flammen geschützt wird.. Dieser Schaum besitzt einen hohen Sinterpunkt, der
in der Regel über 1000' C liegt, so daß der Schaum auch bei langer Einwirkung
eines Brandes nicht geschädigt wird.It is surprisingly possible by the inventive process, even on building panels of absorbent materials without difficulty applying a fire-proof layer which forms a homogeneous foam in case of fire, the plate is excellently protected against the exposure to high temperatures and flames through the .. This foam has a high sintering point, which is usually above 1000 ° C, so that the foam is not damaged even after prolonged exposure to fire.
Die für die Herstellung der Suspensionen verwendeten Alkalisilikatpartikeln
weisen einen Wassergehalt von etwa 10 bis 35 Gewichtsprozent, vorzugsweise
15 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf wasserfreies Alkalisilikat,
auf. Die Partikeln haben vorteilhaft eine Komgröße unter 100 [t. Vorteilhaft
setzt man solche mit einer Komgröße von 40 bis 75 R ein. Die Alkalisilikatlösungen
sollen eine niedrige Viskosität aufweisen, damit nach dem Vermischen mit den festen
Alkalisilikatpartikeln und den anderen Stoffen eine gut gießbare Suspension entsteht.
Andererseits aber soll die Viskosität auch nicht zu niedrig sein, um eine zu rasche
Sedimentation der Partikeln zu vermeiden. Diese Bedingungen werden von Alkalisilikatlösungen
erfüllt, deren Konzentration 25 bis 45' B6 beträgt. Vorteilhaft setzt
man Lösungen mit einer Konzentration von 35 bis 401 B6 ein.The alkali silicate particles used for the production of the suspensions have a water content of about 10 to 35 percent by weight, preferably 15 to 25 percent by weight, based on anhydrous alkali silicate. The particles advantageously have a grain size below 100 [t. Those with a grain size of 40 to 75 R are advantageously used. The alkali silicate solutions should have a low viscosity so that, after mixing with the solid alkali silicate particles and the other substances, an easily pourable suspension is formed. On the other hand, however, the viscosity should not be too low either, in order to avoid too rapid sedimentation of the particles. These conditions are met by alkali silicate solutions, the concentration of which is 25 to 45 'B6 . It is advantageous to use solutions with a concentration of 35 to 401 B6.
Das Verhältnis von Alkalioxyd zu Siliciumdioxyd in den in Form der
Lösungen und Partikeln eingesetzten Alkalisilikaten, insbesondere Natriumsilikat,
soll zwischen 1: 2,5 und 1-. 3,9 betragen. Vorzugsweise werden Alkalisilikate
mit einem Verhältnis von Alkalioxyd zu Siliciumoxyd von 1 - 3,0 bis
1 : 3,5 eingesetzt.The ratio of alkali oxide to silicon dioxide in the alkali metal silicates used in the form of the solutions and particles, in particular sodium silicate, should be between 1: 2.5 and 1-. 3.9 . Alkali silicates with a ratio of alkali oxide to silicon oxide of 1-3.0 to 1: 3.5 are preferably used.
Die Suspensionen werden in üblicher Weise durch Vermischen der Alkalisilikatpartikeln
mit den Alkalisilikatlösungen hergestellt, wobei den Lösungen solche Mengen an Partikeln
zugegeben werden, daß das Verhältnis der Partikelmenge zu der in der Alkalisilikatlösung
enthaltenen Wassermenge zwischen
1 . 5 und
1 : 0,6, vorzugsweise 1 - 2,5 und 1 : 1,5, beträgt.The suspensions are prepared in the usual way by mixing the alkali silicate particles with the alkali silicate solutions, the amounts of particles being added to the solutions such that the ratio of the amount of particles to the amount of water contained in the alkali silicate solution is between 1 . 5 and 1: 0.6, preferably 1-2.5 and 1 : 1.5 .
Ferner sollen die so hergestellten Suspensionen bei Raumtemperatur
eine Viskosität von etwa 30 bis 1500 cP, vorzugsweise 150 bis
500 cP, aufweisen. Für den Fall, daß Suspen#ion'en eingesetzt *er den, die
sich bereits bei Rquigtemperatur innerhalb kurzer Zeiten verfestigen, verfährt man
so, daß man die Suspensionen auf Temperaturen von S bis l's' C
kühlt.Furthermore, the suspensions produced in this way should have a viscosity of about 30 to 1500 cP, preferably 150 to 500 cP, at room temperature. In the event that Suspen # ion'en used * he that solidify those already in Rquigtemperatur within a short time, so doing that one cools the suspensions to temperatures ranging from S to l's' C.
Diesen Alkalisilikatsuspensionen setzt man Stoffe zu, die die Alkalisilikate
bei erhöhten Temperaturen, z. B. oberhalb 80' C, in wasserunlösliche Silikate
überführen. Solche Stoffe sind beispielsweise die in Wasser schwerlösfichen Verbindungen
der Elemente der 11. Haupt- und Nebengruppe, z. B. Calciumoxyd, Magnesium(34yd
und Zinkoxyd. Auch Asbestpulver, Kaolin oder Talkum lassen sich für das erfindpngsgemäße
Verfahren ein'seizen.* Durch Zugabe dieser Verbindungen wird zwar die Schaumfähigkeit
der Alkalisilikate vermindert, man erreicht jedoch den Vorteil, daß der Sinterpunkt
der sich in einem Brandfall ausbildenden $gh4ulne stark heraufgesetzt wird. Die
Menge, der den Alkalisilikatsuspensionen zuzusetzenden-Stolie kann innerh I alb
der obengenannten Gr-e-n'z8ii'-v-an-'le-r't- werden, ivobei bei gerifigen Zusätzen
die Schaumfähigkeit weniger beeinflußt wird als dies bei grgßeien Z-üsätien' der
Fall ist.-Die Suspensionert werden auf die Oberflächen der Bauplatten aufgebracht
und dort, gegebenenfalls # g erhäliier Temperaturen unterunter der EinwjikÜ4
fiälb 1500 C, ibbm"#»d6n'gela:ss'e'n. Zwecks Beschleunid'- -- s gung
der V-ede-stig-u-n-g-setzt man le so -Iie-#fif#hie-t--en Bauplatten vorteilhaft
erhähten Temperaturen, z. B. von 50 bis 119,9 C, aus. Man kann dies
beispielsweise äurcll-Üg#i"igh Mft Ir#A##istrAhlern, durch Aufblasen 'vckn"W,arm.IÜ'ft
äAi dÜrch-Erwärmen im-Üoclifre4ui'e'nzf'eld j#r;.'r##iche'n'#.' Die verfes'tigteii
Schichten besitzen rii4en durchschnittlichen Wassergehalt von Zum . schut'z
en den Einfluß von Feuchtigkeit bzw. Kohlendi#x kä. a* #"-,schichtimjen durch ringg
vgr# ispersionen aus Vin#lid6n#hl- fid-Aufb D* Mi'sch,poly.meiisaten,- 'dprc B#s#hiäfeii
iüit- Päiy-. '- - ' - d c nstsioftamidlosungen# -h 'e'r#e-n' von- KÜ toiieiiodp';ßdet21ricoliep'ge-s,c,u4
twerden.' Zur t#hölilm', ifir#i iÜecliäniidheii- Fesiigkeit kann 19 #n Pensionen
vor ihrer Verfesfikung - d
m an- '-d-i'e','-9-u's un nach irem- Äuffrag
- aid die Bau#Iaften -Viistäikhiige Z. 11 -Fa*#in,einb4' 4f#Iitn#
e oder s ringen. Beispiel . 1. N
Auf eine 6
mm dicke, 4sbestzementplatte wird in ein -p r gtWg 15 mni §#gl;4e4 Schicht
eine Susppnsion aufgebracht, die aus 220 53ewichtsteilen einer Lösung ,von Ngt#um
inWeiner Kqr entration von #as5,prglqq . #z7 , gz B6, eigpm
V##hM#pis y n Natriumoxyd zli 9, .. . - # Sili eium#iq4yd von
1 - 3,6., 1#Q Gewlg##steilen Wasserglaspulver mit einem W.,assergbhalt von
18%# be# zogen auf wasserfreies #halisilikat, und einer Korngröße von 120 li und
46-'-G-e*w--ichtsteilen Talkum mit einer Komgröße von 90 #t besteht. Die
so beschichtete Platte wird dann 2 Stunden lang in einem Wärineschrank bei 1101
C gelagert. Danäch wird die Platte in noch warmem Zustand auf der beschichteten
Seite mit einer gleichstarken Asbestzementplatte abgedeckt, Wobei als Klebemittel
eine Wasserglaslösung mit einer Konzentration von 401 B6 verwendet wird.Substances are added to these alkali silicate suspensions that remove the alkali silicates at elevated temperatures, e.g. B. above 80 ° C, converted into water-insoluble silicates. Such substances are, for example, the compounds of the elements of the 11th main group and subgroup, e.g. B. calcium oxide, magnesium (34yd and zinc oxide. Asbestos powder, kaolin or talc can also be used for the process according to the invention The amount of stolie to be added to the alkali silicate suspensions can be within the above-mentioned size-e-n'z8ii'-v-an-'le-r't-, in the case of those who are rifigen additives, the foamability is less affected than in grgßeien Z-üsätien 'of the case ist.-the Suspensionert be applied to the surfaces of the structural panels and there, if appropriate # g erhäliier temperatures below under the EinwjikÜ4 fiälb 1500 C, IBBM "#"d6n'gela : ss'e'n. In order to accelerate the process , the building boards are set to advantageously increased temperatures, e.g. from 50 to 119.9 C. You can do this, for example se äurcll-Üg # i "igh Mft Ir # A ## istrAhlern, by inflating 'vckn" W, arm 'n'#.'The solidified layers have a low average water content of Zum. protect the influence of moisture or carbon dioxide. a * # "-, schichtimjen through ringg vgr # ispersionen from Vin # lid6n # hl- fid-Aufb D * Mi'sch, poly.meiisaten, - 'dprc B # s # hiäfeii iüit- Päiy-. ' - - '- d c nstsioftamidlosungen # -h 'e'r # en' von- KÜ toiieiiodp ';ßdet21ricoliep'ge-s, c, u4 t werden.' For t # hollm ', ifir # i iÜecliäniidheii- fesiigkeit 19 #n pensions can be built before they are forfeited - d m an-'-d-i'e',' - 9-u's and after irem- Äuffrag - aid the construction .. 4e4 layer has a Susppnsion; -Viistäikhiige Z. -Fa 11 * # in, einb4 '4f IITN # # e s rings or N example 1. in a 6 mm thick, 4sbestzementplatte is in a -pr gtWg 15 mni § # gl applied, which consists of 220 parts by weight of a solution, from Ngt # to inWeiner Kqr entration of # as5, prglqq . # z7 , gz B6, eigpm V ## hM # pis y n sodium oxide zli 9, ... - # Sili eium # iq4yd from 1 - 3.6., 1 # Q Gewlg ## steep water glass powder with a W., water content of 18% # be # based on anhydrous #halisilicate, and a grain size of 120 li and 46 -'- Ge * w-- maybe share talcum #t having a grain size of 90. the thus coated plate is mounted in a Wärineschrank at 1101 C then for 2 hours. Danäch the plate is covered in a still hot state on the coated side with an equally strong asbestos cement board, as an adhesive a water glass solution with a concentration of 401 B6 is used.
Dieses Verbundeleinent zeigt nach dem Beflammen, wobei auf der der
Flamme zugekehrten Seite Temperaturen bis zu 8801 C erreicht werden,
erst nach 30 Minuten auf der Rückseite eine Temperatur von 140'
C. This composite element shows after the flame , with temperatures of up to 8801 C being reached on the side facing the flame, only after 30 minutes a temperature of 140 ° C on the back.