DE69523480T2

DE69523480T2 - Mehrschichtige struktur mit verbesserter feuerbeständigkeit und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE69523480T2
Application number: DE69523480T
Authority: DE
Inventors: Tomislav Atevic
Original assignee: VONCINA MILAN
Current assignee: VONCINA MILAN
Priority date: 1995-04-26
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2015-06-20
Also published as: DK0822896T3; WO1996033866A1; DE69523480D1; EP0822896B1; ATE207410T1; ES2167440T3; AU2740295A; EP0822896A1; PT822896E

Description

Die Erfindung betrifft eine Struktur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 17.
Vorbekannt sind zum Beispiel laminierte und mehrschichtige Strukturen, sogenannte verstärkte Kunstharzstrukturen, die mittels Sättigen mit organischen Kunstharzen hergestellt werden, wie zum Beispiel Polyester, Epoxide, usw. Derartige Strukturen sind nicht feuerbeständig, sondern, im Gegenteil, leicht brennbar.
FR 24 79 182 A betrifft eine gegossene Abdeckung für ein Konstruktionselement, deren Außenhaut aus Magnesiumoxid und Chlorid-Bindemittel hergestellt ist. Gegossene Abdeckungen für Konstruktionselemente werden hergestellt, indem ein zweikomponentiger hydraulischer Binder auf den Boden einer Gußform gegossen wird, um eine Außenhaut zu erzeugen. Die Außenhaut wird mit mindestens einer Bewehrungsschicht mineralischen, pflanzlichen oder organischen Ursprungs verstärkt und auf 40 bis 50º Celsius geheizt, um die Oxidchloridbildung durch die Magnesiumoxid- und Magnesiumchloridkomponenten des Binders zu beschleunigen. Die Abdeckungen sind nicht brennbar, weisen eine hohe mechanische Festigkeit auf und enthalten natürliche Bewehrungsmaterialien. Der Binder kann 20 bis 30% Magnesiumchlorid, 70 bis 80% Magnesiumoxid und eine geringe Menge Wasser enthalten, wie dies zum Erhalten einer gießfähigen Mischung erforderlich ist. Der Binder kann 25 bis 30% Füllmittel enthalten, wie Sand, Laterit, Calziumkarbonat oder Marmorpulver. Die Bindeschicht ist vorzugsweise mittels Fasern verstärkt, insbesondere einer Glasfasermatte, die 2 bis 5% der Schicht ausmacht.
GB 2 023 619 A betrifft eine Sorel-Zement-Zusammensetzung, die zugesetztes Äthylsilikat enthält, um eine Stabilität gegen einen Angriff durch Wasser zu bieten. Die Sorel-Zement-Zusammensetzung weist Magnesiumclorid, Magnesiumoxid, Wasser und Äthylsilikat auf, das letztere in einer ausreichenden Menge, um der Mischung eine ausreichende Stabilität gegen Wasser zu bieten, das heißt, 0,5 bis 2 Gew.-%. Der Zement kann zu 1 bis 10 Gew.-% mit Glasfasern vermischt werden. Der Zement wird in einer Atmosphäre ausgehärtet, die verhältnismäßig gesättigt ist. Der Zusatz von Äthylsilikat überwindet die Empfindlichkeit gegen Wasser.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen vollständig neuen Typ einer Struktur zu erzeugen, die auf eine Weise und bei Anwendungen entsprechend organischen Kunstharzen verwendet werden kann, zum Beispiel bei verstärkten Strukturen mit einem faserartigen Tragwerk, wobei aber die neue Struktur eine Feuerbeständigkeit in einer vollständig anderen Größenordnung als verstärkte Kunstharzstrukturen aufweist, trotzdem billig in der Herstellung, fest haltbar und leicht ist.
Ein spezifischer Gegenstand der Erfindung ist es, eine feuerbeständige Beschichtung, eine harte oder eine elastische Wand, eine laminierte Tafel und/oder eine laminierte Struktur mit oder ohne thermischer und/oder Schallisolation herzustellen, die zum Beispiel im Maschinenbau, im Bauwesen, in der Boots-, Fahrzeug-, Flugzeug- und Schiffbauindustrie verwendbar ist.
Die Aufgabe wird bei einer Struktur der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird die Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 17 gelöst.
Die erfindungsgemäße Struktur weist eine Schicht anorganischen oxychlorischen Silikatzementes auf, der Wasser (H&sub2;O), Magnesiumsulfat (MgSO&sub4;), Magnesiumoxid (MgO) und Natriumsilikat (Wasserglas) aufweist. Anstelle von Magnesiumsulfat kann auch Magnesiumchlorid (MgCl&sub2;) verwendet werden. In diesem Fall ist das sich ergebende Material oxychlorischer Silikatzement. Zusätzlich zu seiner wichtigsten Eigenschaft, der Feuerbeständigkeit, ist ein solcher Zement leicht, hart, solide und wasserbeständig. Im flüssigen Zustand haftet er gut auf jeder anderen Struktur, so daß er als Beschichtung und in verschiedenen laminierten Strukturen zum Verbinden der Laminate verwendet werden kann, ohne daß irgendwelche weiteren Haftmaterialien verwendet werden müssen.
Es wurde bei Feuerproben herausgefunden, daß bei einem Heizen des Materials auf einer Flamme auf hohe Temperaturen, zum Beispiel auf eine Temperatur von 900º Celsius, eine endothermische Reaktion und ein Kühlen der thermischen Welle in dem Material auftritt, mit dem Effekt, daß die Temperatur in dem Material nicht auf einen kritischen Wert ansteigen kann. Außerdem entwickelt der Zement keine schädlichen Gase. Obwohl der Zement feuerbeständig ist, enthält das Material kein Asbest, anders als manche vorbekannte feuerbeständige Strukturen. Die Gegenwart von Natriumsilikat in dem Material schützt es gegen Auflösung in Wasser und verbessert dessen endothermische Eigenschaften bei dem Verbrennungsprozeß. Außerdem hat das Material einen sehr kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Das bedeutet, daß es seine Form behält und nicht im Feuer deformiert wird. Da die Struktur ein verstärktes Laminat ist, kann sie unter minimalem Druck in offenen oder geschlossenen Werkzeugen hergestellt werden, weil sie sich an die vorgegebene Form anpaßt, wodurch große Tafeln in einem Stück hergestellt werden können. Im Vergleich mit einer entsprechenden verstärkten Kunstharzstruktur wiegt die Struktur nach der Erfindung nur halb so viel. Zum Beispiel wiegt ein konventionelles verstärktes Kunstharzlaminat einer Dicke von 6 mm 11 bis 12 kg pro qm, während ein entsprechendes verstärktes Laminat, das gemäß der Erfindung hergestellt ist, etwa 8 bis 9 kg pro qm wiegt.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Struktur weist der Zement etwa 10 bis 20 Gew.- % Wasser (H&sub2;O), etwa 40 bis 60 Gew.-% Magnesiumoxid (MgO) und weniger als 10 Gew.-% Natriumsilikat (Wasserglas) auf. In diesem Fall weist der Zement etwa 30 bis 40 Gew.-% Magnesiumsulfat (MgSO&sub4;) oder alternativ Magnesiumchlorid (MgCl&sub2;) auf.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Struktur ist die Schicht eine Beschichtung, die aus dem Silikat-Oxychlorid-Zement und/oder Silikat-Oxysulfat- Zement hergestellt ist, der direkt auf die Oberfläche des zu schützenden Basismateriales aufgebracht wird. Die Beschichtung kann mittels Sprühen, zum Beispiel auf die Metallfläche der Trennwand eines Schiffes, aufgebracht werden.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Struktur weist diese ein faserverstärktes Laminat auf, das eine Faserarmierung aufweist, die mit einer Schicht eines Bindemittels imprägniert ist, das aus dem vorstehend beschriebenen Silikat-Oxychlorid-Zement und/oder Silikat-Oxysulfat-Zement besteht. In derartigen Laminaten kann die verwendete faserartige Armierung aus einer nichtalkalischen Glasfasermatte, einem Filz und/oder Textil bestehen, die in einer oder mehreren Lagen übereinander angeordnet sind. Das Laminat kann mit einer Oberlage aus organischem Kunstharz versehen sein. Die faserartige Bewehrung ist vorzugsweise zumindest teilweise mit dem organischen Kunstharz der Oberschicht zusammengebunden. Andererseits ist die faserartige Bewehrung vorzugsweise bis zu einer Tiefe etwa ihrer halben Dicke mit der Schicht anorganischen Bindemittels zusammengebunden, so daß die organischen und anorganischen Schichten miteinander verbunden sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Struktur ist das organische Kunstharz der Oberschicht ein Polyester-Gelcoat, der mittels Aluminiumhydroxid (Al(OH)&sub3;) härter und feuerbeständiger ausgestaltet ist. Polyester-Gelcoat wird, wie bei verstärkten Kunstharzstrukturen, als Oberschicht verwendet, um eine glatte und glänzende Oberfläche mit einer ästhetischen Erscheinung herzustellen, zum Beispiel in Form eines Filmes der Dicke von etwa 1 mm.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Struktur weist diese eine dünne Metallschicht, wie eine Metallfolie, auf, die mittels eines Bindezementes auf die Oberfläche der Struktur gebunden ist, um darauf eine Beschichtung zu bilden. Die Metallfolie haftet gut auf der Oberfläche einer flüssigen Zementschicht. Der verwendete Überzug kann jeder geeignete Metallfilm sein, der das gewünschte ästhetische Aussehen zu zum Beispiel einem Wandelement liefert.
Bei einer Weiterbildung der Struktur weist diese eine Schicht aus isolierendem Material auf, das aus geschäumtem Kunstharz besteht und mittels des vorstehend beschriebenen Zements mit der Struktur verbunden ist. Die Isolierschicht aus geschäumtem Kunstharz kann zum Beispiel geschäumten Phenolkunstharz, Polyurethan oder Styrol aufweisen. Geschäumtes organisches Kunstharz als solches hat nur eine geringe Feuerbeständigkeit, aber wenn es mit einer Zementschicht, wie vorstehend beschrieben, versehen ist, wird seine Feuerbeständigkeit wesentlich verbessert.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Struktur weist diese eine Schicht aus faserigem Isoliermaterial auf, das aus anorganischen Fasern besteht und mittels des Zementes mit der Struktur verbunden ist. Die Schicht Isoliermaterial kann Glasfasern, Mineralwolle, Steinwolle aufweisen. Vorzugsweise besteht die Schicht Isoliermaterial aus sogenannter laminierter Wolle, bei der die Faserrichtung im wesentlichen gleich der Richtung der Platte ist. Ein unbrennbares Laminat, das aus einem mit einem Bindezement imprägnierten Glasfasergewebe zusammen mit einer mittels eines Bindemittels daran befestigten Schicht Isoliermaterial hergestellt ist, bildet eine unbrennbare, schall- und wärmeisolierende, starre laminierte Platte, die als ebenes oder gekrümmtes Wandelement in weiten Anwendungsbereichen verwendbar ist.
Bei einer Weiterbildung ist die Struktur eine Dreischicht-Struktur, die eine plattenähnliche Mittelschicht aus Isoliermaterial und zwei Laminate aufweist, die mittels einer Faserverstärkung verstärkt und mit dem Bindezement imprägniert sind, wobei die zwei Laminate auf voneinander abgewandten Seiten der Mittelschicht auflaminiert sind.
Entsprechend wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer laminierten Struktur mit verbesserter Feuerbeständigkeit eine Schicht aus einem anorganischen Silikat-Oxychlorid-Zement und/oder aus einem anorganischen Silikat-Oxysulfat-Zement in der Struktur ausgebildet. Das Aushärten des Zementes läßt sich mittels Beaufschlagen der Struktur mit einer erhöhten Temperatur von etwa 40 bis 80º Celsius beschleunigen. Die Laminate und die laminierten Strukturen werden Schicht für Schicht auf ähnliche Weise hergestellt wie verstärkte Kunstharze, das heißt, nach dem Naß-auf-Naß-Prinzip. Das bedeutet, daß die Herstellung unter Verwenden eines kontinuierlichen industriellen Produktionsprozesses verwirklicht werden kann.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, daß dadurch Strukturen ähnlich verstärkten Kunstharzstrukturen hergestellt werden können, wobei aber diese Strukturen, zum Beispiel Wände, Gehäuse und laminierte Strukturen, gemäß der IMO- Resolutionsnorm und der DIN-Norm 4102 unbrennbar sind. Diese Strukturen lassen sich zum Beispiel in Bauwerken und Schiffen, beispielsweise als Wände, Decken und Paneelelemente etc., verwenden. Die Struktur nach der Erfindung läßt sich zum Herstellen von zum Beispiel eines vollständigen Kabinenmodules nach dem sogenannten sanitärkubischen Typ, komplett mit WC und Duschausrüstung, verwenden. Die auf Schiffen angewandten Normen setzen voraus, daß die Strukturen gemäß der IMO-Resolution B15-Norm, unbrennbar zu sein, haben. In anderen Worten sollten die Strukturen einer Temperatur von 900º Celsius für 15 Minuten widerstehen, ohne Feuer zu fangen. Verstärkte Kunstharzstrukturen erfüllen diese Norm nicht, weshalb es nicht möglich gewesen ist, vorgefertigte verstärkte Kunstharzmodule in Schiffen zu verwenden. Dagegen können die Strukturen nach der Erfindung derart hergestellt werden, daß sie sogar die Anforderungen der IMO-Resolution B30-Norm erfüllen, die strengere Anforderungen stellt als die B15-Norm. In anderen Worten widerstehen die Strukturen nach der Erfindung dem Feuer bei 900º Celsius für 30 Minuten und sogar länger.
Die Strukturen nach der Erfindung, die eine Schicht gehärteten Silikat-Oxychlorid- Zementes oder Silikat-Oxysulfat-Zementes enthalten, lösen somit das Problem der Herstellung feuerbeständiger und wasserfester imprägnierter Strukturmaterialien, die physikalischen Einflüssen ausgesetzt sind. Die Struktur ist hinreichend hart und leicht. Sie kann zusammen mit einem unbrennbaren Isoliermaterial (Wärmeisolierung oder Schallisolierung) in Form von ebenen oder gewölbten Platten, als laminierte Wände, verwendbar in Containern, Kabinen, Kiosken, Türen, Trennwänden etc., verwendet werden. Bei einer direkten Anbringung an dem Paneel oder der Stahlstruktur eines Schiffsschottes liefert die laminierte Struktur hervorragende Isolation und Feuerfestigkeit. Die Strukturen nach der Erfindung lassen sich ebenfalls bei Kühlsystemen verwenden.
Weitere Merkmale des Verfahrens werden in den Ansprüchen und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung wiedergegeben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine diagrammartige Darstellung eines Querschnittes eines ersten Ausführungsbeispiels der Struktur nach der Erfindung, wobei die Struktur eine Beschichtung ist,
Fig. 2 eine diagrammartige Darstellung eines Querschnittes eines anderen Ausführungsbeispiels der Struktur nach der Erfindung, bei der die Struktur eine verstärkte laminierte Platte mit einer dekorativen Oberschicht ist,
Fig. 3 eine diagrammartige Darstellung eines Querschnittes eines dritten Ausführungsbeispiels der Struktur nach der Erfindung, bei der die Struktur eine verstärkte laminierte Platte mit einer dekorativen Metallfolienbeschichtung ist,
Fig. 4 eine diagrammartige Darstellung eines Querschnittes eines vierten Ausführungsbeispiels der Struktur nach der Erfindung, wobei die Struktur eine Platte mit laminierter Struktur mit einer Schicht Isoliermaterial ist,
Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Struktur nach der Erfindung, wobei die Struktur ein Paneel mit laminierter Struktur mit einer Schicht Isoliermaterial ist,
Fig. 6 eine Darstellung der Änderung der Temperatur in einem Ofen, der zum Beaufschlagen einer thermischen Belastung auf ein laminiertes Paneel verwendet wird, das in Testbeispiel 3 getestet worden ist, als eine Funktion der Zeit während des Testes,
Fig. 7 eine Darstellung der Änderung der Temperaturen, die an Meßpunkten auf der äußeren Oberfläche eines laminierten Paneeles gemessen worden sind, wie es im Testbeispiel 3 getestet worden ist, als Funktion der Zeit während des Testes,
Fig. 8 eine Darstellung der Änderung der Temperatur in einem Ofen, der zum Beaufschlagen eines Türpaneeles mit einer thermischen Belastung verwendet worden ist, wie es im Testbeispiel 4 getestet worden ist, als Funktion der Zeit während des Testes, und
Fig. 9 eine Darstellung der Änderung der an Meßpunkten auf der äußeren Oberfläche eines Türpaneeles gemessenen Temperaturen, wie es beim Testbeispiel Nr. 4 getestet worden ist, als eine Funktion der Zeit während des Testes.
Fig. 1 zeigt eine feuerbeständige Schutzstruktur, die in Form einer Beschichtung 1 ausgeführt ist, die als dünne Schicht auf ein Basismaterial, zum Beispiel mittels Sprühen, aufgebracht ist und auf der Oberfläche des Basismateriales 2 ausgehärtet wird. Das Basismaterial 2 kann aus jedem zu schützenden Objekt bestehen, wie dem Körper oder Schott eines Schiffes, oder einer Wand eines Bauwerkes. Die Feuerbeständigkeitseigenschaft wird durch die Beschichtung erreicht, die aus anorganischem Silikat-Oxychlorid-Zement und/oder anorganischem Silikat- Oxysulfat-Zement besteht. Der Silikat-Oxysulfat-Zement wird aus Wasser (H&sub2;O), Magnesiumsulfat (MgSO&sub4;), Magnesiumchlorid (MgCl&sub2;), Magnesiumoxid (MGO) und Natriumsilikat (Wasserglas) gebildet.
Die Konsistenz des Zementes ist vorzugsweise derart, daß er 10 bis 20 Gew.-% Wasser, etwa 40 bis 60 Gew-% Magnesiumoxid und maximal 10 Gew.-% Natriumsilikat enthält. Zusätzlich enthält die Mischung außerdem etwa 30 bis 40 Gew.-% Magnesiumsulfat oder alternativ Magnesiumchlorid abhängig davon, ob Silikat-Oxychlorid-Zement oder Silikat-Oxysulfat Zement gebildet werden soll.
Fig. 2 zeigt eine starre laminierte Platte, die mittels Verstärken des Bindemittels 1, das entsprechend der Beschichtung des Beispiels von Fig. 1 aus Silikat-Oxychlorid- Zement oder Silikat-Oxysulfat-Zement besteht, mit faserartiger Bewehrung 3 gebildet wird. Die Bewehrung 3 besteht aus, in diesem Fall zwei, nichtalkalischen Glasfasermatten. Die Glasfasermatte 3 wird in dem Zement versenkt, das heißt, mit diesem imprägniert. Auf der Oberfläche der Platte gibt es eine Oberschicht 4, die aus organischem Polyesterkunstharz besteht. Diese Schicht wird vorzugsweise unter Verwenden eines Polyester-Gelcoates gebildet, der mit Aluminiumhydroxid (Al(OH)&sub3;) modifiziert ist. Die obere Glasfasermatte 3 ist teilweise, das heißt, kis zu einer Hälfte ihrer Dicke, mit dem organischen Kunstharz der Oberschicht 4 zusammengebunden, und andererseits ist sie bis zu ungefähr einer Hälfte ihrer Dicke mit der Schicht des anorganischen Bindemittels 1 zusammengebunden. Auf diese Weise werden die organischen und anorganischen Schichten derart miteinander verbunden, daß sie eine kontinuierliche Struktur bilden. Die Struktur wird nach dem Naß-auf-Naß-Prinzip gebildet.
Fig. 3 zeigt eine verstärkte laminierte Platte, bei der eine Glasfasermatte 3 in Bindezement 1 versenkt ist, wie unter Fig. 1 beschrieben. Eine Metallfolie 5 ist auf der Oberseite der Bindemittelschicht 1 angeordnet, um der Struktur ein ästhetisch ansprechendes Erscheinungsbild zu geben. Eine Metallfolie 5 oder jede Art Blech haftet gut auf dem Bindezement 1 nach der Erfindung, ohne die Verwendung irgendwelcher weiterer Haftvermittler.
Fig. 4 zeigt eine laminierte Sandwichplatte, die eine Schicht Isoliermaterial 6; 7 aufweist, die mittels Bindezementes 1, zum Beispiel wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben, mit einer starren, blattähnlichen Oberflächenschicht verbunden ist. Die Isolierschicht kann eine Isolierschicht 6 sein, die aus einem geschäumten Kunstharz oder einer faserartigen Isolierschicht 7 besteht, die anorganische Fasern aufweist. Die Isolierschicht 6 ist mittels des Zementes 1 mit der Oberflächenblattstruktur verbunden. Die Isolierschicht kann zum Beispiel aus Phenolkunstharz, Polyurethan oder Styrol bestehen. Die feuerbeständige faserartige Isolierschicht 7 wiederum kann aus Glasfasern, Mineralwolle, Steinwolle oder ähnlichem bestehen. Vorzugsweise weist die Isolierschicht 7 sogenannte laminierte Wolle auf, bei der die Faserrichtung im wesentlichen gleich der Richtung der Platte ist.
Fig. 5 zeigt eine Dreischichtstruktur, die eine plattenähnliche Mittelschicht 6; 7 aus einem Isoliermaterial und zwei Laminate aufweist, die mittels einer faserartigen Bewehrung 3 verstärkt und mit dem Bindezement 1 imprägniert sind. Die beiden Laminate sind auf voneinander abgewandte Seiten der Mittelschicht derart auflaminiert, daß die Mittelschicht 6; 7 zwischen den beiden Laminaten 3 angeordnet ist. Die Laminate 3 können mit einem nichtalkalischen Glastragwerk verstärkt sein, und sie können mit einer Gelcoatoberschicht 4 oder einer Metallfolie 5 versehen sein, wie in Verbindung mit den Anwendungen von Fig. 2 oder 3 beschrieben. Die Schicht Isoliermateriales 6; 7 kann aus faserartigem oder geschäumtem Isoliermaterial bestehen, wie bei den vorhergehenden Beispielen. Eine derartige laminierte Struktur liefert eine hervorragende Isolation gegen Feuer, Feuchtigkeit, Hitze und Lärm.
Bei jedem der beschriebenen Beispiele läßt sich die Feuerbeständigkeit der Struktur einfach durch Variieren der Dicke der Zementschicht, zum Beispiel durch Hinzufügen von mehr Zementschichten, einstellen.

Beispiele:

Zum Herstellen einer laminierten Platte mit einer Fläche von 1 qm und einer Dicke von 6 mm und entweder einer ebenen oder einer gewölbten Gestalt (zum Beispiel einer vorgefertigten Kabine mit WC und Dusche) und bedeckt mit einer schützenden Oberschicht aus Polyester werden die folgenden Materialien benötigt:
a) drei nichtalkalische Glasmatten, jeweils mit einem Gewicht von 450 g pro qm und einer Abmessung von 1.000 · 1.000 mm,
b) zwei nichtalkalische Glasfaserfilze 40 bis 60 g pro qm, 1.000 · 1.000 mm,
c) Wasser, 1 kg,
d) Magnesiumchlorid (MgCl&sub2;), 47%, 2,5 kg; oder
e) Magnesiumsulfat (MgSO&sub4;), 49%, 2,5 kg,
f) Magnesiumoxid - Alkali (MgO), 5 kg,
g) Natriumsilikat (Wasserglas), ca. 45 Bö, 0,5 kg,
h) modifizierter Polyester (Aluminiumhydroxid, 0,3 kg, + Polyesterchromos S020 0,8 kg) Kontakt und Beschleuniger.
Das Produkt wird folgendermaßen hergestellt:
a) Magnesiumchlorid wird in kaltem Wasser oder Magnesiumsulfat in warmem Wässer (ca. 60º Celsius) gemischt,
b) die vorher hergestellte Salzlösung wird allmählich in einen Behälter zusammen mit Natriumsilikat geschüttet, gerührt, bis sie sich vollständig aufgelöst hat, anschließend werden beide Flüssigkeiten in einen Mischer geschüttet (dies ist die Kontaktflüssigkeit),
c) das Magnesiumoxid wird in die Kontaktflüssigkeit unter langsamem Rühren geschüttet, das Rühren wird fortgesetzt, bis die Masse Bindemittel vollständig kompakt wird,
d) die Oberfläche einer vorher mittels einer Schicht Trennwachs bedeckten Gußform wird zunächst mit modifiziertem Polyester mittels einer Walze beschichtet, worauf ein nichtalkalischer Glasfilz auf die feuchte Oberfläche gedrückt wird,
e) eine dünne Schicht modifizierten Polyesters wird auf die Glasfasermatte gesprüht und die Matte wird auf die nasse Seite der Gußform gepreßt;
nachdem sich ein Gel gebildet hat (das dauert ca. 15 Minuten) wird der Bindezement unter Verwenden einer Walze aufgetragen,
f) die Schichten Glasfasermatten werden mit dem Bindezement imprägniert. Unter Verwenden eines Polyäthylenfilmes, der auf der Oberfläche angebracht wird, wird dann die Luft von der oberen Fläche herausgepreßt und die Oberfläche wird geglättet. Nachdem der Polyäthylenfilm entfernt worden ist, werden die nassen Platten gegen die nasse Fläche der Gußform gepreßt, die Luft wird herausgedrückt und die gewünschte Form wird hergestellt. Der Film kann an seinem Platz verbleiben, bis das Produkt ausgehärtet ist, woraufhin er entfernt werden kann.
g) Wenn das Produkt unter Verwenden von Silikat-Oxychlorid hergestellt wird, dauert das vollständige Aushärten 12 bis 14 Stunden bei einer Temperatur von 18 bis 30º Celsius. Ein Produkt, das Silikat-Oxysulfat enthält, kann in einer Heißpresse oder -kammer bei 60 bis 80º Celsius behandelt werden, wodurch sich der Aushärteprozeß auf 10 bis 15 Minuten beschleunigen läßt. In einer Heizkammer (ca. 40 bis 50º Celsius) würde das Aushärten etwas länger dauern (2 bis 6 Stunden). Nachdem das Laminat aus der Gußform entfernt worden ist, ist es fertig zum Bearbeiten (mittels Schneiden, Schleifen oder Polieren), obwohl das Produkt seine volle Härte erst nach etwa 20 Tagen erreicht. Ein 6 mm dickes Vazomat-Laminat wiegt etwa 8 bis 9 kg pro qm.
Wenn ein laminiertes Plattenpaneel aus dünnen Lagen hergestellt werden soll, dessen beide Seiten mit einem mittels eines Bindezementes hergestellten Laminates verstärkt sind, und daß eine 20 mm dicke Wärmeisolierung von 50 bis 80 kg pro Kubikmeter Mineralwolle oder Glasfaser aufweist, dann werden anstelle einer 450 g pro Quadratmeter nichtalkalischen Glasfasermatte 4 300 g pro Quadrat Mattenlagen verwendet und die Prozedur wäre für jede Seite des Produktes zu wiederholen. Ein laminiertes Paneel der Dicke von 25 mm würde eine Masse von etwa 10 kg pro Quadratmeter aufweisen. Ein solches Paneel würde eine Feuerbeständigkeit entsprechend den DIN 4102 und IMO-Resolution B30- und F300-Standards erreichen, wofür ein Standhalten von mehr als 30 Minuten erforderlich ist.
Nachstehend sind kurze Beschreibungen von Feuerbeständigkeitstest wiedergegeben, die mit Strukturen durchgeführt worden sind, die nach der Erfindung hergestellt wurden.

Testbeispiel 1:

Eine laminierte Vazomatplatte nach der Erfindung wurde einem Brennbarkeitstest gemäß der IMO-Resolutionsnorm A.472 (XII) (Prüfbericht DN 5/530-649/94-A) unterzogen. Das Material war eine 10 mm dicke Platte aus nichtalkalischer Glasfasermatte, anorganischem Bindemittel basierend auf Oxysulfat-Zement und etwas 10% Aluminat-Bindemittel. Gemäß dem Prüfbericht ergab sich das Material als nicht brennbar gemäß der IMO-Resolution A.472.

Testbeispiel 2:

Ein IRSOPAN-Laminatprodukt gemäß der Erfindung wurde einem Oberflächenflammenausbreitungstest gemäß der Norm BS 476: Teil 7: 1971, unterzogen (Testbericht Nr. 51530-649194-B, ZMRK-Institut für Forschung und Qualitätskontrolle; Ljubljana, Slowenien). Das dem Test unterzogene Produkt war ein Paneel, bestehend aus Polyesterkunstharz, Glasfasermatte und Bindemittel. Die Zusammensetzung des Paneeles war dabei die folgende:
- Polyester-Gelcoat Chromoplast S-202, Vazomat 0,5 kg/qm
- nichtalkalisches Glasgewebe 60 g/qm
- Polyester-Bindemittel Chromoplast S-202, Vazomat 0,5 kg/qm
- zwei Lagen nichtalkalische Glasfasermatte 450 kg/qm
- Oxysulfat-Bindemittel Vazomat 1 kg/qm
- Aluminat-Bindemittel Vazomat 1 kg/qm.
Die Grenzwerte für die beste Klasse nach der Norm, Klasse 1, sind: Flammenausbreitung 165 mm in 1,5 Minuten und Endausbreitung in 10 Minuten.
Die Testergebnisse für 6 Proben waren: Flammenausbreitung 25 bis 40 mm in 1,5 Minuten und Endausbreitung 25 bis 40 mm in 10 Minuten.
Folglich war das Testergebnis derart, daß das Produkt die Grenzwerte der besten "Klasse 1" gemäß der Norm BS 476: Teil 7: 1971, einhält.

Testbeispiel 3:

Eine laminierte IRSOPAN-Mineral-Sandwichplatte für Klasse B 15, Schotten, wurde einem Feuerbeständigkeitstest gemäß der Norm IMO-Resolution A 754 (18) für Klasse B, Schottklassifikation, ausgesetzt (Testbericht Nr. 5/530-649/94-C, ZMRK Institut für Forschung und Qualitätskontrolle; Ljubljana, Slowenien).
Die Testprobe bestand aus drei Platten, von denen zwei eine die Breite von 950 mm und eine eine Breite von 465 mm hatte. Die Dicke des Paneels betrug 50 mm. Die Paneele waren aus Novoterm TIP/L-Glaswolle mit Polyester-Gelcoat, Glasfasermatte, Polyesterkunstharz, Oxysulfat-Bindemittel und Aluminat-Bindemittel hergestellt. Im Detail waren die Materialien wie folgt:

Isolation:

Hersteller: Novoterm, Novo Mesto, Slowenien
Kommerzielle Bezeichnung: NOVOTERM TIP/L-Glasfaser, mit einem geringen Gehalt organischen Bindemittels,
Reaktion mit Feuer: nichtbrennbar gemäß der Norm IMO-Resolution A.472 (XII),
Nenndicke: 43 mm
Nenndichte: 58 kg pro Kubikmeter; Meßwert: 55,4 kg pro Kubikmeter
Spezifische Wärme: 840 J/kgK
Wärmeleitfähigkeit: 0,035 W/mK
Bindemittelgehalt: 6,83 Gewichts-%.

Bewehrung:

Hersteller: IRS GmbH, Mannheim, Deutschland
Kommerzielle Bezeichnung: VAZOMAT
Reaktion mit Feuer: nichtbrennbar gemäß der Norm IMO-Resolution A.472 (XII), (Testbericht Nr. 5/530-649/94).

Oberflächenmaterial:

Hersteller: IRS GmbH, Mannheim, Deutschland
Kommerzielle Bezeichnung: IRSOPAN
Reaktion mit Feuer: langsame Flammausbreitung - Klasse 1 gemäß Flammausbreitungstest B.S 476, Teil 7 (Testbericht Nr. 51530-649194-B).
Der Test wurde gemäß der Norm IMO-Resolution A.754 (18) durchgeführt. Die Paneelproben wurden für den Test in aufrechter Position in einen ölgeheizten Ofen derart angeordnet, daß sie eine Wand des Ofeninneren bildeten. Die Wärme wurde somit einer Seite des Paneels zugeführt. Die Temperatur wurde an 7 Punkten auf der davon abgewandten Seite des Paneels gemessen. Die Temperaturänderung wurde als Funktion der Zeit aufgenommen. Entsprechende Messungen von der Temperatur im Ofen wurden durchgeführt. Die Gesamtdauer des Testes betrug 41 Minuten. In Fig. 6 und 7 ist auf der vertikalen Achse die Temperatur in Grad Kelvin und auf der horizontalen Achse die Zeit in Minuten aufgetragen. Fig. 6 zeigt die Entwicklung der Ofentemperatur während des Testes. Entsprechend gibt Fig. 7 die simultane Entwicklung der Temperatur an den verschiedenen Meßpunkten auf der Außenfläche des Paneels während des Tests wieder. Fig. 7 zeigt deutlich, daß in der Struktur nach der Erfindung ein Kühleffekt stattfindet, wodurch die Temperatur auf einen beständig niedrigen Wert gehalten wird, während die Temperatur in dem Ofen während der gesamten Zeit ansteigt.
Es stellte sich bei dem Test heraus, daß 15 Minuten nach dessen Beginn der Temperaturanstieg an der Außenfläche der Testprobe 59º Kelvin betrug. Nach 30 Minuten betrug der mittlere Temperaturanstieg an der Außenfläche der Testprobe 66º Celsius, während der maximale Anstieg in einem Punkt 85º Kelvin betrug. Der Test zeigte, daß die Proben im wesentlichen unbeschädigt blieben. Das Maß der Verzerrung der Probe weg von dem Feuer betrug nach 30 Minuten etwa 34 mm. Gemäß dem Test wurde die Probe als "Klasse B-30 Schott" klassifiziert.

Testbeispiel 4:

Eine Türanordnung nach der Erfindung "IRSOPAN Tür Klasse B 15" wurde einem Feuerbeständigkeitstest nach der Norm IMO-Resolution A.754 (18) für die Klasse "B" Türklassifikation unterzogen (Testbericht Nr. 5/530-649/94-D, ZMRK-Institut für Entwicklung und Qualitätskontrolle, Ljubljana, Slowenien).
Die Türanordnung mit den Abmessungen von 776 · 1976 mm wurde in der Mitte eines vorher getesteten Schotts "B-15" befestigt. Das Türpaneel war aus einer Steinwollplatte, beschichtet mit Polyester-Gelcoat, Glasfasermatte, Polyesterkunstharz, Oxysulfat-Bindemittel und Aluminat-Bindemittel hergestellt. Der Test wurde unter Verwendung eines Ofens, wie bei den vorhergehenden Beispielen, durchgeführt.
Die Zusammensetzung des Probenmaterials war die folgende:

Isolation:

Hersteller: Termica, Novi Marof, Kroatien
Kommerzielle Bezeichnung: TERVOL BSI 15 Steinwolle mit einem geringen Gehalt an organischem Bindemittel
Reaktion mit Feuer: nichtbrennbar gemäß Norm IMO-Resolution A.472 (XII)
Nenndicke: 33 mm
Nenndichte: 150 kg/Kubikmeter; gemessen 159,9 kg/Kubikmeter
Spezifische Wärme: 840 J/kgK
Wärmeleitfähigkeit: 0,04 W/mK
Gemessener Bindemittelgehalt: 1,27 Gewichts-%.

Bewehrung:

Hersteller: IRS GmbH, Mannheim, Deutschland
Kommerzielle Bezeichnung: VAZOMAT
Reaktion mit Feuer: nichtbrennbar gemäß Norm IMO-Resolution A.472 (XII)

Oberflächenmaterial:

Hersteller: IRS GmbH, Mannheim, Deutschland
Kommerzielle Bezeichnung: IRSOPAN
Reaktion mit Feuer: Klasse 1 gemäß Flammausbreitungstest B. S 476, Teil 7 (Testbericht Nr. 5/530-649194-B).
Der Test wurde gemäß der Norm IMO-Resolution A.754 (18) durchgeführt. Die Gesamtdauer des Testes betrug 33 Minuten. In Fig. 8 und 9 ist auf der vertikalen Achse die Temperatur in Grad Kelvin und auf der horizontalen Achse die Zeit in Minuten aufgetragen. Fig. 8 zeigt die Entwicklung der Ofentemperatur während des Testes. Entsprechend zeigt Fig. 9 die simultane Entwicklung der Temperatur an verschiedenen Meßpunkten auf der Außenfläche des Türpaneeles während des Testes. Fig. 9 zeigt deutlich das Auftreten eines Kühleffektes in der Struktur nach der Erfindung, wodurch die Temperatur auf einem beständig niedrigen Wert gehalten wird, obwohl die Temperatur in dem Ofen über die gesamte Zeit ansteigt.
Es ergab sich bei dem Test, daß nach 15 Minuten vom Beginn des Testes an der mittlere Temperaturanstieg an der Außenfläche der Testprobe 48º Kelvin betrug. Dabei betrug der maximale Anstieg am Türrahmen 166º Kelvin. Nach 30 Minuten betrug der mittlere Temperaturanstieg an der Außenfläche der Testprobe 58º Kelvin, während der maximale Anstieg 280º Kelvin am Türrahmen betrug. Der Test zeigte, daß die Probe im wesentlichen unbeschädigt blieb. Nach 25 Minuten und 29 Minuten wurde ein Stück Baumwolle an die Außenfläche des Paneels angebracht. Die Baumwolle fing dabei kein Feuer. Die maximale Verzerrung der Tür weg vom Feuer betrug nur 3 mm. Gemäß dem Test wurde die Tür als "Klasse B-30 Tür" klassifiziert.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Statt dessen sind viele Abwandlungen innerhalb der durch die Ansprüche definierten Erfindungsidee möglich.

Claims

1. Laminatstruktur mit verbesserter Wasser- und Feuerbeständigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur umfaßt: eine Schicht (1) aus einem anorganischen Silikat-Oxysulfat-Zement, der zusammengesetzt ist aus Wasser (H&sub2;O), Magnesiumsulfat (MgSO&sub4;), Magnesiumoxid (MgO) und Natriumsilikat (Wasserglas) oder aus einem Silikat- Oxychlorid-Zement, der zusammengesetzt ist aus Wasser (H&sub2;O), Magnesiumchlorid (MgCl&sub2;), Magnesiumoxid (MgO) und Natriumsilikat (Wasserglas).

2. Struktur, wie sie in Anspruch 1 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement etwa 10 bis 20 Gew.-% Wasser (H&sub2;O), etwa 40 bis 60 Gew.-% Magnesiumoxid (MgO) und 10 Gew.-% Natriumsilikat enthält.

3. Struktur, wie sie in Anspruch 2 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement etwa 30 bis 40 Gew.-% Magnesiumsulfat (MgSO&sub4;) oder alternativ etwa 30 bis 40 Gew.-% Magnesiumchlorid (MgCl&sub2;) enthält.

4. Struktur, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 3 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1) ein Überzug ist, der aus dem Silikat-Oxychlorid- Zement und/oder dem Silikat-Oxysulfat-Zement gebildet ist, der direkt auf die Oberfläche des zu schützenden Basismaterials (2) aufgebracht wird.

5. Struktur, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 4 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur ein faserverstärktes Laminat ist, das eine Faserverstärkung (3) umfaßt, die mit einer Schicht (1) aus einem Bindemittel imprägniert ist, das aus dem Silikat-Oxychlorid-Zement und/oder dem Silikat- Oxysulfat-Zement besteht.

6. Struktur, wie sie in Anspruch 5 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverstärkung (3) aus einem oder mehreren nichtalkalischen Glasfaservlies(en), -filz(en) und/oder -gewebe(n) besteht.

7. Struktur, wie sie in Anspruch 5 oder 6 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur eine oberste Schicht (4) umfaßt, die aus einem organischen Harz besteht.

8. Struktur, wie sie in Anspruch 7 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverstärkung wenigstens teilweise mit dem organischen Harz der obersten Schicht (4) und andererseits vorzugsweise bis zu einer Tiefe, die etwa die Hälfte ihrer Dicke ausmacht, mit der Schicht (1) des anorganischen Bindematerials verbunden ist, so daß die organische und die anorganische Schicht miteinander verbunden sind.

9. Struktur, wie sie in Anspruch 7 oder 8 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Harz der obersten Schicht ein Polyester- Gelüberzug ist, der mit Aluminiumhydroxid (Al(OH)&sub3;) modifiziert ist.

10. Struktur, wie sie in einem der Ansprüche 5 bis 9 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur eine dünne Metallschicht (5) wie beispielsweise eine Metallfolie umfaßt, die unter Bildung eines Überzugs darauf mit einer Zementbindemittel-Schicht (1) an die Oberfläche der Struktur gebunden ist.

11. Struktur, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 10 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur eine Schicht (6) aus isolierendem Material umfaßt, das aus einem geschäumten Harz besteht, und mit dem Zement (1) mit der Struktur verbunden ist.

12. Struktur, wie sie in Anspruch 11 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (6) aus isolierendem Material aus einem geschäumten Phenolharz, Polyurethan oder Styrol besteht.

13. Struktur, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6 bis 10 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur eine Schicht (7) aus faserigem Isoliermaterial umfaßt, das aus anorganischen Fasern besteht, und mit dem Zement (1) mit der Struktur verbunden ist.

14. Struktur, wie sie in Anspruch 13 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (7) aus Isoliermaterial aus Glasfaser, Mineralwolle, Steinwolle besteht.

15. Struktur, wie sie in Anspruch 13 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (7) aus Isoliermaterial aus sogenannter laminierter Wolle besteht, in der die Faserrichtungen im wesentlichen dieselben sind wie die Richtung der Platte.

16. Struktur, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 10 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur eine Mehrschichtenstruktur ist, die eine plattenähnliche, Mittelschicht (6; 7) aus Isoliermaterial und zwei Laminate umfaßt, die mit einer Faserverstärkung (3) verstärkt sind und mit dem Zementbindemittel (1) imprägniert sind, wobei die zwei Laminate auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelschicht auflaminiert sind.

17. Verfahren zur Herstellung einer laminierten Struktur mit verbesserter Wasser- und Feuerbeständigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus anorganischem Silikat-Oxysulfat-Zement, der zusammengesetzt ist aus Wasser (H&sub2;O), Magnesiumsulfat (MgSO&sub4;), Magnesiumoxid (MgO) und Natriumsilikat (Wasserglas), oder aus Silikat-Oxychlorid-Zement, der zusammengesetzt ist aus Wasser (H&sub2;O), Magnesiumchlorid (MgCl&sub2;), Magnesiumoxid (MgO) und Natriumsilikat (Wasserglas) in der Struktur ausgebildet ist.

18. Verfahren, wie es in Anspruch 17 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der Silikat-Oxysulfat-Zement hergestellt wird durch Zusammenmischen der folgenden Komponenten:

- Wasser (H&sub2;O): etwa 10 bis 20 Gew.-%;

- Magnesiumsulfat (MgSO&sub4;): etwa 30 bis 40 Gew-%;

- Magnesiumoxid (MgO): etwa 40 bis 60 Gew.-%; und

- Natriumsilikat: 10 Gew.-%.

19. Verfahren, wie es in Anspruch 17 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der Silikat-Oxychlorid-Zement hergestellt wird durch Zusammenmischen der folgenden Komponenten:

- Wasser (H&sub2;O): etwa 10 bis 20 Gew.-%;

- Magnesiumchlorid (MgCl&sub2;): etwa 30 bis 40 Gew.-%;

- Magnesiumoxid (MgO): etwa 40 bis 60 Gew.-%; und

- Natriumsilikat: 10 Gew.-%.

20. Verfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 19 definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß das Härten des Zements dadurch beschleunigt wird, daß man die Struktur einer erhöhten Temperatur im Bereich von etwa 40 bis 80º Celsius unterwirft.