Płytowe kompozyty wermikulitowe jako bariery ogniowe

• Autorzy: Kozłowski R. , Bujnowicz K. , Mieleniak B. , Przepiera A.

Warianty tytułu

EN

Fire barrier composites based on vermiculite

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Materiały konstrukcyjne oraz materiały wyposażenia wnętrz należą do podstawowych zagrożeń budowlanych, które w warunkach pożarowych mogą stanowić materiał zapalny. Jako materiały okładzinowe i wypełniające przegrody pożarowe stosuje się różne kompozyty uodpornione na działanie ognia. Produkowane są w oparciu o mineralne środki wiążące, takie jak: cement, gips, wapno, krzemiany, magnezowe środki wiążące itp. W Instytucie Włókien Naturalnych w Zakładzie Kompozytów opracowano płytowe kompozyty okładzinowe oparte na spęcznionej frakcji wermikulitu powiązanej za pomocą płynnych mineralnych środków wiążących na bazie produktów polikondensacji krzemianów z borem, charakteryzujące się odpornością ogniową na długotrwałe działanie temperatury 950°C. Przedstawione w referacie badania koncentrowały się na idei modyfikacji receptur wytwarzania płytowych kompozytów wermikulitowych w kierunku podwyższenia ich odporności ogniowej w temperaturach powyżej 1000°C. Efektywne rezultaty badań w tym zakresie uzyskano poprzez podwyższenie temperatury topnienia środka wiążącego oraz podwyższenie temperatury deformacji kompozytu, wprowadzając do receptury wytwarzania kompozytu składniki o wysokiej temperaturze topnienia i bardzo drobnym uziarnieniu. W wyniku prowadzonych prac uzyskano kompozyt ogniozaporowy odporny na długotrwałe działanie wysokich temperatur o gęstości na poziomie 360 kg/m3. Klasę odporności ogniowej El 120 wg norm PN-EN 1363-1:2001 i PN-EN 1634-1:2002 spełnia on przy grubościach elementów 60-80 mm. Opracowany kompozyt ogniozaporowy może znaleźć zastosowanie jako wypełnienie przeciwpożarowych drzwi stalowych oraz przegród ogniozaporowych.

EN

At the Institute of Natural Fibres, Department of Composites, facing composites based on exfoliated vermiculite were developed by using liquid mineral biding agents consisting of products of polycondensation of silicates and boron compounds. They have shown good fire retardant properties up to 950°C. Results of studies presented in this paper have concentrated upon modifying formulae for the manufacture of composite [2L+V] in order to reach fire proofing of the composite corresponding the class of El 120. Advantageous results were obtained by increasing melting point of the binder [M-2L] by modifying its composition. Deformation temperature of the composite was increased also by increasing viscosity of pseudo-liquid phase formed during heating. The increase in viscosity was achieved due to the introduction of very fine particles of components of high melting points. Nine new formulae for the manufacture of composites were developed and modified composites were prepared according to them in laboratory conditions. Best results, as concerns deformation temperature of a composite (in range of 1050°C), were obtained in the case of the sample with alumina oxide. Two new formulae have been selected, according to which modified composites (in the form of solid and cellular boards) were prepared for the investigation of thermal insulating power. Figures 1-4 show clearly that thermal insulating of modified composites has been upgraded. Most advantageous formula variants were chosen for the manufacture of modified composites on a commercial scale. The products were intended for the investigation of thermal insulating power in CTO - Gdańsk, performed according to the PN-EN 1363-1 and PN-EN 1634-1 standards. It results from Figures 6-8 and Table 1 that fire resistance of El 120 was achieved for one formula variant [LG+V+AL] and thickness 60 mm. Physical and mechanical properties of fire barrier composites are presented in Table 2. It results shows that the composites are characterized by relatively low density (about 360 kg/m3) and their expansion is negligible, which means that the composites almost do not change their dimensions after soaking in water. The composites can find application to the building industry as fire barrier divisions and as a filling material to fire doors.

Słowa kluczowe

PL

mineralny środek wiążący; wermikulit; kompozyt ogniozaporowy

EN

mineral binding agent; vermiculite; fire barrier composite

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 11
• Strony: 331--335
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kozłowski R.

• Instytut Włókien Naturalnych, ul. Wojska Polskiego 71b, 60-630 Poznań

autor

Bujnowicz K.

• Instytut Włókien Naturalnych, ul. Wojska Polskiego 71b, 60-630 Poznań

autor

Mieleniak B.

• Instytut Włókien Naturalnych, ul. Wojska Polskiego 71b, 60-630 Poznań

autor

Przepiera A.

• Instytut Włókien Naturalnych, ul. Wojska Polskiego 71b, 60-630 Poznań

Bibliografia

• [1] Kozłowski R., Helwig M., Przepiera A., Miciukiewicz A., Flame-Retardant Composite Particleboards Based on ByPro- ducts of Fibrous Plants and Other Materials, eds. D.V. Plac-kett, E.A. Dunningham, Pacific Rim Bio-Based Composites, FRI Bulletin No. 177 Rotorua, New Zealand 1992, 320-325.
• [2] Kozłowski R., Helwig M., Przepiera A., Influence of Adhesives on the Properties of Composite Materials Based on Lignocellulosic Particles and Some Mineral Compounds, Wpływ środków wiążących na właściwości płyt kompozytowych na bazie cząstek lignocelulozowych i mineralnych, Natural Fibres - Włókna Naturalne 1995, XXXIX, 169- 176.
• [3] Kozłowski R., Helwig M., Przepiera A., Light-Weight, Environmentally Friendly Fire Retardant Composite Boards for Panelling and Construction, ed. A.A. Moslemi, Inorganic- -Bonded Wood and Fiber Composite Materials, vol. 4, Spokane 1995, 6-11.
• [4] Kozłowski R., Mieleniak B., Helwig M., Przepiera A., Flame Resistant Lignocellulosic-Mineral Composite Particleboards, Polymer Degradation and Stability, 64, Elsevier 1999, 523-528.
• [5] Kozłowski R., Helwig M., Przepiera A., Properties of FireRetardant Particleboards Glued with Adhesives on the Basis of Polycondensation Products of Polyborates and Polyphosphates of Urea with Silicates, Book of Abstracts of Technical Forum Presentations at 23rd International Particleboard/Composite Materials Symposium, Pullman, 4-6 April 1989, 11.
• [6] Kozłowski R., Mieleniak B., Helwig M., Influence of the Amount and Kind of Mineral Particles on the Properties of Flame Retardant Composite Particleboards, Proceedings of the Second Pacific Rim Bio-Based Composite Symposium, Vancouver, 6-9.11.1994, 109.
• [7] Kozłowski R., Helwig M., Fire Retardancy of Lignocellulosic Composites, Proceedings of the 9th Annual BBC Conference on Recent Advances in Flame Retardancy of Polymeric Materials, 1-3.06.1998, Stamford USA.
• [8] Kozlowski R., Mieleniak B., Helwig M., Fiedorow R., Unexfoliated and Exfoliated vermiculite as a Fire Barrier in lignocellulosic Particleboards, Proceedings of the 7th International Inorganic-Bonded wood and Fiber Composite Materials Conference 25-27 10. 2000, Sun Valley Resort Ketchum, Idaho.
• [9] Kozlowski R., Mieleniak B., Fiedorow R., The Lignocellulosic and Vermiculite Composite As Fire Barriers, Kompozyty z czastek lignocelulozowych i wermikulitu jako bariery ogniowe, Kompozyty Composites, edited by Technical University of Lodz, 2002, 2, 3, 42-46.
• [10] Kozlowski R., Mieleniak B., Fiedorow R., Flammability and Thermal Insulation Properties of some Mineral Compo-sites at Different Temperatures, 13th Annual BCC Conference on Flame Retardancy: Recent Advances in Flame Retardancy of Polymeric Materials, Stamford May 2002.
• [11] PN-EN 1363-1:2001 Badania odporności ogniowej Cz. 1. Wymagania ogólne.
• [12] PN-EN 1634-1:2002 Badania odporności ogniowej zestawów drzwiowych i żaluzjowych, Cz. 1. Drzwi i żaluzje przeciwpożarowe.