Результат интеллектуальной деятельности: Огнестойкий заполнитель для противопожарной экранной ненесущей стены

Заявляемое изобретение относится к многослойным теплоизоляционным материалам и может быть использовано в противопожарных преградах, таких как выдвижные экранные ненесущие стены.

Известен заполнитель - термостойкая изоляция, используемая в противопожарной двери, которая включает спрессованные плиты из базальтовых волокон, закрепленные на поверхности дверного полотна и на поверхности элементов дверной рамы составом, состоящим из жаростойкой мастики и жидкого стекла, взятых в соотношении 1:1 (патент РФ №2301873, 2007 г.).

Недостатком данного заполнителя является его невысокая термоустойчивость, из-за которой предел огнестойкости противопожарной двери, в которой он используется, составляет только 62 мин.

Также известен огнестойкий заполнитель, используемый в дверном полотне, который выполнен из шлаковаты и с помощью слоя клеящей композиции соединен с другими элементами дверного полотна. При этом клеящая композиция имеет состав, мас.%: жидкий силикат щелочного металла - 70-80, минеральный порошок - 20-30, а соотношение компонентов в минеральном порошке следующее - мел : каолин : зола-унос=1:1:0,5 (патент РФ №2158817, 2000 г.).

Недостатком указанного заполнителя также является невысокая термоустойчивость, определяющая предел огнестойкости дверного полотна, в котором он используется, в 1 час.

Техническая проблема, решаемая заявляемым изобретением, заключается в создании огнестойкого заполнителя с повышенной термоустойчивостью, позволяющей противопожарной экранной ненесущей стене, в которой он применяется, иметь предел огнестойкости не менее 150 минут, а также в расширении ассортимента огнестойких заполнителей, применяемых в противопожарных преградах.

Технический результат, обеспечиваемый заявляемым изобретением, заключается в реализации изобретением своего назначения.

Указанный технический результат достигается за счет того, что огнестойкий заполнитель для противопожарной экранной ненесущей стены, содержащий слой клеящей композиции, имеющей в составе жидкий силикат щелочного металла и минеральный порошок, включает два слоя фольгированного с одной стороны базальтового волокна, склеенных между собой нефольгированными сторонами с помощью слоя клеящей композиции, причем минеральный порошок в составе клеящей композиции содержит слюду и серпентинит, а клеящая композиция имеет состав, мас. %: жидкий силикат щелочного металла - 65-69 слюда - 2-8 серпентинит - 22-30

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено:

- на Фиг. 1 - общий вид огнестойкого заполнителя для противопожарной экранной ненесущей стены;

- на Фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1.

Согласно Фиг. 1-2, огнестойкий заполнитель для противопожарной экранной ненесущей стены содержит два слоя базальтового волокна 1 толщиной 5 мм, причем каждый из этих слоев покрыт с одной стороны фольгой 2, например, с помощью прошивки. Базальтовое волокно является искусственным неорганическим материалом, получаемым из природных минералов путем их расплавления и последующего преобразования в волокно. Фольгированное базальтовое волокно препятствует возникновению потерь тепла и способствует отражению тепловой энергии. Слои базальтового волокна 1 склеиваются между собой нефольгированными сторонами по всей толщине с помощью слоя клеящей композиции 3. Расход клеящей композиции составляет 8,0-8,7 кг/м². Огнестойкий заполнитель крепится в металлический каркас 4, выполненный из стоечных и направляющих профилей из коррозионностойкого материала, например, оцинкованной стали. Толщина стенок профилей составляет 0,6 мм. Стоечные профили устанавливаются с шагом 500 мм в направляющие профили и скрепляются между собой с помощью крепежных элементов, например, самонарезающих стальных шурупов. Крепление огнестойкого заполнителя к металлическому каркасу 4 осуществляется «внахлест» с помощью крепежных элементов, например, самонарезающих стальных шурупов.

Клеящая композиция представляет собой однородную пастообразную массу серого цвета с плотностью 1,3-1,9 г/мл и содержит жидкий силикат щелочного металла, например, силикат натрия, и минеральный порошок, причем минеральный порошок включает в себя слюду, например, мусковит, и серпентинит.

Выбранные пределы соотношений компонентов клеящей композиции обусловлены физико-химическими свойствами веществ. Так, ниже минимального предела не обеспечивается требуемая огнезащита, а превышение максимального предела приводит к утяжелению материала.

При создании клеящей композиции принимались во внимание следующие функциональные характеристики используемых компонентов.

Жидкий силикат щелочного металла представляет собой раствор с вяжущими свойствами и высокой температуроустойчивостью с содержанием SiO₂ 30-32% и Na₂O 9-12%. При этом силикатный модуль составляет 2,5-3, плотность 1,4-1,5 г/см³, текучесть 85-110 сек.

Слюда используется в виде тонкодисперсного порошка с остатком на сите 0,1% не более 10%. Слюда является уникальным природным диэлектриком, обладающим высокой электрической, химической, термической и механической прочностью.

Серпентинит используется в виде порошка (тончайших гибких волокон) с размером частиц по гидроклассификатору Бауэр-Мак-Нетт более 1,18 мм - 0%, менее 0,075 мм - 96%. Серпентинит обладает высокой теплостойкостью, нерастворим в воде, химически инертен. Тончайшие гибкие волокна серпентинита легко распушаются в воздушной и водной среде, обладая высокой адсорбционной способностью, и проявляют активную адгезию к большинству связующих и дисперсных ингредиентов, благодаря большой внутренней поверхности пор между волокнами и возникновению прочных топохимических связей.

Все компоненты клеящей композиции, действуя в синергизме, дополняют друг друга.

Клеящую композицию готовят следующим образом. В жидкий силикат щелочного металла насыпают слюду и серпентинит и тщательно перемешивают до однородной массы при комнатной температуре.

Примеры клеящих композиций приведены в таблице на Фиг. 3.

Огнестойкий заполнитель для противопожарной экранной ненесущей стены функционирует следующим образом. При возникновении пожара экранная ненесущая стена подвергается нагреванию. В процессе нагревания из заполнителя начинает выделяться физическая вода, которая содержалась в слюде и серпентините, а с повышением температуры - химическая вода из жидкого силиката щелочного металла. При температуре более 300°С из слюды начинает выделяться кристаллогидратная вода, а при температуре более 500°С из серпентинита выделяется кристаллогидратная вода. Постепенно вода мигрирует в слои базальтового волокна 1 и охлаждает их поверхность. Испарению воды препятствует покрытие из фольги 2, благодаря которому вода долго подпитывает заполнитель и тормозит нагревание.

Испытание образца противопожарной экранной ненесущей стены с заявляемым огнестойким заполнителем на определение предельного состояния по признаку потери теплоизолирующей способности проводилось по ГОСТ 30247.1-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования», а также ГОСТ Р 53307-2009 "Конструкции строительные. Противопожарные двери и ворота. Метод испытаний на огнестойкость". Место проведения испытания - испытательная база ИЛ НИЦ ПБ ФГБУ ВНИИПО МЧС России.

Суть испытания заключалась в определении времени от начала теплового воздействия на конструкцию (в соответствии с настоящим стандартом) до наступления одного или последовательно нескольких предельных состояний по огнестойкости с учетом функционального назначения конструкции. Образец достиг предела огнестойкости 150 мин.