Огнестойкое дверное полотно

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в конструкциях огнестойких дверей. Огнестойкое дверное полотно содержит стальные листы, образующие наружные поверхности полотна, огнестойкий минераловатный заполнитель высокой плотности и слои клеящей композиции, включающей жидкий силикат щелочного металла и минеральный порошок. Оно снабжено асбестовыми прокладками, размещенными между внутренними поверхностями стальных листов и минераловатным заполнителем. Прокладки соединены с листами и заполнителем посредством слоев клеящей композиции. Клеящая композиция содержит в качестве минерального порошка смесь мела и золы-уноса. Минераловатный заполнитель выполнен из шлаковаты. Наружные поверхности стальных листов покрыты слоем огнезащитной краски. Изобретение позволит повысить огнестойкость дверного полотна, упростить конструкцию, уменьшить вес, снизить затраты на изготовление дверного полотна. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в конструкции огнестойких дверей, а также в конструкции огнестойких ограждений, например панелей и перегородок.

Известно дверное полотно, состоящее из несущей рамной конструкции и заполняющих ее плит. С обеих сторон и на расстоянии от плит расположены многослойные лицевые панели. В качестве несущего слоя применяется синтетическая смола с минеральным наполнителем. Наполнителем служит вермикулит и/или каолин. Для придания огнестойкости указанный слой покрыт волокнистым материалом, пропитанным массой на основе жидкого стекла. (Патент ФРГ N 4120759, МПК E 06 В 5/16).

Недостатками указанного дверного полотна являются малый предел огнестойкости и наличие в конструкции синтетического полимера, который при нагревании разлагается с выделением дыма.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является огнестойкое дверное полотно, включающее стальные листы, образующие наружные поверхности двери и огнестойкий минераловатный заполнитель высокой плотности, соединенный с внутренними поверхностями стальных листов посредством клеящей композиции, содержащей смесь жидкого силиката щелочного металла (силиката натрия или калия) и минерального порошка, например тригидрата алюминия или волластонита, при соотношении компонентов, маc. %: жидкий силикат щелочного металла 50-60; минеральный порошок 40-50. В качестве заполнителя используется минеральная вата с низким содержанием оксидов щелочных металлов на фенольном связующем (Патент Великобритании N 2226844, МПК E 06 B 5/16).

Недостатками этого дверного полотна являются сложность конструкции, применение дорогостоящих огнестойких материалов, большой вес дверного полотна.

Использование в качестве клеящей композиции вспучивающегося материала ведет к усложнению конструкции дверного полотна: необходимо вваривать в верхней части полотна карман, который при вспучивании материала сминается и тем самым предотвращает деформацию и разрушение дверного полотна.

В результате вспучивания происходит уплотнение минераловатного заполнителя, что приводит к уменьшению его термического сопротивления и, как следствие, к снижению предела огнестойкости.

Минераловатный заполнитель с представленными в прототипе теплофизическими характеристиками имеет высокую стоимость, что ведет к удорожанию всей конструкции.

Для придания устойчивости дверному полотну при пожаре один из стальных листов имеет толщину 4,13 мм, что делает полотно достаточно тяжелым, поэтому необходимо усиливать раму двери, что снижает огнестойкость всей конструкции.

Техническим результатом изобретения является повышение огнестойкости дверного полотна, упрощение его конструкции, снижение затрат на изготовление и уменьшение веса дверного полотна.

Технический результат достигается тем, что огнестойкое дверное полотно снабжено асбестовыми прокладками, которые размещены между внутренними поверхностями стальных листов и минераловатным заполнителем и соединены с вышеуказанными листами и заполнителем посредством слоев клеящей композиции, содержащей в качестве минерального порошка смесь мела, каолина и золы-уноса, при этом минераловатный заполнитель выполнен из шлаковаты, а наружные поверхности стальных листов покрыты слоем огнезащитной краски.

На фиг. 1 представлен общий вид дверного полотна. На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Огнестойкое дверное полотно состоит из стальных листов 2, 3, огнестойкого минераловатного заполнителя 4, выполненного из шлаковаты, асбестовых прокладок 5, 6, размещенных между внутренними поверхностями стальных листов 2, 3 и минераловатным заполнителем 4 и соединенных со стальными листами 2, 3 и минераловатным заполнителем 4 посредством слоев 7, 8, 9, 10 клеящей композиции. Снаружи огнестойкое дверное полотно покрыто слоем 1 огнезащитной краски. Стальной лист 2 имеет толщину 1,5 мм, стальной лист 3 толщину 2,5 мм, минераловатный заполнитель 4 толщину 37 мм. Клеящая композиция содержит смесь жидкого силиката натрия и минерального порошка и имеет состав, мас. %: жидкий силикат натрия 70-80, минеральный порошок 20-30. В качестве минерального порошка используется смесь мела, каолина и золы- уноса, при следующем соотношении компонентов: мел: каолин: зола-унос = 1:1:0,5 (соответственно, мас.%: 40-40-20).

Введение этих компонентов в клеящую композицию в указанном выше соотношении позволяет получить высокотехнологичный состав, имеющий низкую вязкость, высокую пластичность, что позволяет клеящей композиции глубоко проникать в минераловатный заполнитель. Кроме того, клеящая композиция обладает высокой адгезией, благодаря которой обеспечивается длительная эксплуатация дверного полотна.

Сборка огнестойкого дверного полотна осуществляется следующим образом. На стальной лист 2 распылением или шпателем наносится слой 7 клеящей композиции, толщиной 1,5-2,0 мм по сырому слою. Затем укладывается предварительно раскроенная асбестовая прокладка 5 и на эту прокладку наносится еще один слой 8 клеящей композиции. На этот слой 8 наклеивается заранее раскроенный минераловатный заполнитель 4 из шлаковаты. Швы между отдельными плитами заполнителя (в том случае, когда минераловатный заполнитель выполнен не из целого куска) промазываются этой же клеящей композицией.

Далее на стальной лист 3 наносится слой 9 клеящей композиции, толщиной 1,5-2,0 мм по сырому слою. Затем на него укладывается предварительно раскроенная асбестовая прокладка 6.

Обе склеенные части оставляют для просушки в течение 1-1,5 часов. После просушки на минераловатный заполнитель 4 наносится слой 10 клеящей композиции и сверху на него накладывается стальной лист 3, на внутреннюю поверхность которого предварительно наклеена асбестовая прокладка 6. Вся конструкция соединяется точечной сваркой.

Собранное огнестойкое дверное полотно шлифуется, шпаклюется и покрывается с двух сторон слоем 1 огнезащитной краски типа "Файэфлекс", толщиной 0,3-1 мм.

Огнестойкое дверное полотно функционирует следующим образом.

На первом этапе пожара, с повышением температуры, прогревается стальной лист и находящийся с ним в контакте слой клеящей композиции. При этом происходит разложение силиката натрия с большим эндотермическим эффектом, что предотвращает теплоперенос вглубь дверного полотна. Асбестовая прокладка изменяется незначительно и это изменение можно не учитывать. Если рассматривать прогрев по "стандартной кривой пожара", то этот этап продолжается первые 4-6 минут, пока температура среды не повысится до 300-400^oC. При такой температуре начинает вспучиваться огнезащитная краска, образуя дополнительный теплоизоляционный слой, уменьшающий теплопередачу к поверхности обогреваемого стального листа до температуры пожара 700^oC (≈15 минут).

Прогрев дверного полотна с необогреваемой стороны идет линейно и его скорость определяется теплопроводностью конструктивных элементов дверного полотна и массопереносом остаточной влаги.

При повышении температуры выше 700^oC происходит разрушение теплоизоляционного слоя, образованного вспучившейся краской, и температура обогреваемого стального листа становится близкой к температуре среды. При такой температуре металл становится источником излучения и повышается радиационная составляющая теплопереноса. При этом теплопередача через минераловатный заполнитель значительно повышается.

Асбестовая прокладка, размещенная между стальным листом и минераловатным заполнителем, поглощает излучение и таким образом снижает коэффициент теплопередачи минераловатного заполнителя, в результате чего увеличивается время прогрева необогреваемой стороны.

Критическая температура, при которой происходит разрушение минераловатного заполнителя, составляет от 750^oC до 850^oC. Такая температура возникает на границе контакта минераловатного заполнителя с асбестовой прокладкой. Нанесенный между ними слой клеящей композиции, содержащей в своем составе жидкий силикат натрия и смесь мела, каолина и золы-уноса в соотношении мел: каолин: зола-унос = 1: 1: 0,5, позволяет получить при высокой температуре плотный керамический спек, имеющий высокую температуру размягчения, который, армируя пограничный слой, предотвращает разрушение минераловатного заполнителя, что позволяет получить высокий предел огнестойкости (200^oC за 1 час).

Таким образом, предлагаемое огнестойкое дверное полотно позволяет обеспечить заданный предел огнестойкости (200^oC за 1 час) при одновременном уменьшении толщины заполнителя (с 41 мм до 37 мм), в результате чего можно использовать типовые замки и запорные устройства.

Предлагаемое огнестойкое дверное полотно позволяет упростить и облегчить конструкцию благодаря использованию клеящей композиции, составленной таким образом, что огнезащитный эффект определяется не вспучиванием, а эндотермической реакцией разложения состава, в результате чего отпадает необходимость устройства кармана, предотвращающего разрушение дверного полотна и уменьшается толщина стального листа с 4,13 мм до 2,5 мм.

Использование дешевых материалов - минераловатного заполнителя из шлаковаты, мела, каолина, золы-уноса - снижает затраты на изготовление огнестойкого дверного полотна.

Формула изобретения

1. Огнестойкое дверное полотно, включающее стальные листы, образующие наружные поверхности полотна, огнестойкий минераловатный заполнитель высокой плотности и слои клеящей композиции, содержащей жидкий силикат щелочного металла и минеральный порошок, отличающееся тем, что оно снабжено асбестовыми прокладками, которые размещены между внутренними поверхностями стальных листов и минераловатным заполнителем и соединены с вышеуказанными листами и заполнителем посредством слоев клеящей композиции, содержащей в качестве минерального порошка смесь мела, каолина и золы-уноса, при этом минераловатный заполнитель выполнен из шлаковаты, а наружные поверхности стальных листов покрыты слоем огнезащитной краски.

2. Огнестойкое дверное полотно по п.1, отличающееся тем, что клеящая композиция имеет состав, мас.%: Жидкий силикат щелочного металла - 70 - 80 Минеральный порошок - 20 - 30 3. Огнестойкое дверное полотно по п.1 или 2, отличающееся тем, что соотношение компонентов в минеральном порошке следующее: мел : каолин : зола - унос = 1 : 1 : 0,5.

4. Огнестойкое дверное полотно по п.1, отличающееся тем, что в качестве огнезащитной краски используют краску "Файэфлекс".

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2