ES2695577T3 - Paneles de yeso ligeros resistentes al fuego con densidad reducida - Google Patents

Paneles de yeso ligeros resistentes al fuego con densidad reducida Download PDF

Info

Publication number
ES2695577T3
ES2695577T3 ES12709203T ES12709203T ES2695577T3 ES 2695577 T3 ES2695577 T3 ES 2695577T3 ES 12709203 T ES12709203 T ES 12709203T ES 12709203 T ES12709203 T ES 12709203T ES 2695577 T3 ES2695577 T3 ES 2695577T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
panels
gypsum
approximately
core
fire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES12709203T
Other languages
English (en)
Inventor
Qiang Yu
Wenqi Luan
Weixin D Song
Srinivas Veeramasuneni
Alfred Li
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
United States Gypsum Co
Original Assignee
United States Gypsum Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=45841626&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2695577(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by United States Gypsum Co filed Critical United States Gypsum Co
Application granted granted Critical
Publication of ES2695577T3 publication Critical patent/ES2695577T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/14—Producing shaped prefabricated articles from the material by simple casting, the material being neither forcibly fed nor positively compacted
    • B28B1/16—Producing shaped prefabricated articles from the material by simple casting, the material being neither forcibly fed nor positively compacted for producing layered articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/04—Heat treatment
    • C04B20/06—Expanding clay, perlite, vermiculite or like granular materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/50—Producing shaped prefabricated articles from the material specially adapted for producing articles of expanded material, e.g. cellular concrete
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/12—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for removing parts of the articles by cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/14—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for dividing shaped articles by cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
    • B28B11/243—Setting, e.g. drying, dehydrating or firing ceramic articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B17/00—Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
    • B28B17/0063—Control arrangements
    • B28B17/0081—Process control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B19/00—Machines or methods for applying the material to surfaces to form a permanent layer thereon
    • B28B19/0092—Machines or methods for applying the material to surfaces to form a permanent layer thereon to webs, sheets or the like, e.g. of paper, cardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/16—Drying; Softening; Cleaning
    • B32B38/164—Drying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/16—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer formed of particles, e.g. chips, powder or granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/20—Mica; Vermiculite
    • C04B14/202—Vermiculite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/20—Mica; Vermiculite
    • C04B14/204—Mica; Vermiculite expanded
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C04B28/145—Calcium sulfate hemi-hydrate with a specific crystal form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/10—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/88—Insulating elements for both heat and sound
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire
    • E04B1/941—Building elements specially adapted therefor
    • E04B1/942—Building elements specially adapted therefor slab-shaped
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
    • E04F13/14—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements stone or stone-like materials, e.g. ceramics concrete; of glass or with an outer layer of stone or stone-like materials or glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/306—Resistant to heat
    • B32B2307/3065—Flame resistant or retardant, fire resistant or retardant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2607/00—Walls, panels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00431—Refractory materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
    • C04B2111/0062—Gypsum-paper board like materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/40—Porous or lightweight materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/20—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/30—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/30—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values
    • C04B2201/32—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values for the thermal conductivity, e.g. K-factors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F2290/00—Specially adapted covering, lining or flooring elements not otherwise provided for
    • E04F2290/04—Specially adapted covering, lining or flooring elements not otherwise provided for for insulation or surface protection, e.g. against noise, impact or fire
    • E04F2290/045—Specially adapted covering, lining or flooring elements not otherwise provided for for insulation or surface protection, e.g. against noise, impact or fire against fire
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249967—Inorganic matrix in void-containing component
    • Y10T428/249968—Of hydraulic-setting material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249978—Voids specified as micro
    • Y10T428/249979—Specified thickness of void-containing component [absolute or relative] or numerical cell dimension
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971—Of carbohydrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Panels For Use In Building Construction (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)

Abstract

Un panel de yeso resistente al fuego comprendiendo un núcleo de yeso fraguado dispuesto entre dos hojas de cubierta, presentado el núcleo de yeso fraguado una densidad (D) de 40 libras por pie cúbico (640 kg/m3) o menos y comprendiendo una matriz cristalina de yeso fraguado y partículas de alta expansión, siendo las partículas de alta expansión expansibles hasta un 300 % o más de su volumen original tras calentarse durante una hora a aproximadamente 1560 ºF (aproximadamente 850 ºC), donde las partículas de alta expansión comprenden partículas de vermiculita sin dilatar y donde el núcleo de yeso está formado a partir de una lechada comprendiendo agua; estuco; las partículas de vermiculita en una cantidad hasta el 10 % en peso en función del peso del estuco; y fibras de carbono, vidrio o minerales, o combinaciones de las mismas.

Description

DESCRIPCION
Paneles de yeso ligeros resistentes al fuego con densidad reducida
REFERENCIAS CRUZADAS A SOLICITUDES RELACIONADAS
[0001] Esta solicitud de patente reivindica el beneficio de prioridad con la solicitud de patente provisional U.S.
61/446,941, presentada el 25 de febrero de 2011, y titulada "Paneles de yeso resistentes al fuego ligeros con baja densidad".
ANTECEDENTES
[0002] Esta exposicion pertenece generalmente a paneles de yeso con un peso y densidad reducidos con propiedades de aislamiento termico mejoradas, resistencia a la contraccion por calor, y resistencia al fuego.
[0003] Los paneles de yeso utilizados normalmente en edificios y otras aplicaciones de construccion (como una placa de yeso o paneles de techo) comprenden normalmente un nucleo de yeso con hojas de cubierta de papel, fibra de vidrio u otros materiales adecuados. Los paneles de yeso normalmente se fabrican mezclando yeso calcinado o "estuco", con agua y otros ingredientes para preparar una lechada que se utiliza para formar el nucleo de los paneles. Tal como se entiende por lo general en la tecnica, el estuco comprende principalmente una o mas formas de yeso calcinado, es decir, yeso sometido a deshidratacion (normalmente al calentarlo) para formar yeso anhidro o yeso hemihidrato (CaSO4 ^ H2O). El yeso calcinado puede comprender sulfato de calcio hemihidrato beta, sulfato de calcio hemihidrato alfa, sulfato de calcio anhidro soluble al agua, o mezclas de cualquiera de los anteriores, de fuentes naturales o sinteticas. Cuando se introducen en la lechada, el yeso calcinado empieza un proceso de hidratacion que se completa durante la formacion de paneles de yeso. Este proceso de hidratacion, cuando se completa adecuadamente, produce una matriz cristalina generalmente continua de yeso fraguado dihidrato en varias formas cristalinas (esto es, formas de CaSO4'2H2O).
[0004] Durante la formacion de los paneles, las hojas de cubierta normalmente se proporcionan como redes continuas. La lechada de yeso se deposita como un flujo o franja en una primera de las hojas de cubierta. La lechada se extiende a lo largo del ancho de la primera hoja de cubierta a un espesor aproximado predeterminado para formar el nucleo del panel. Una segunda hoja de cubierta se situa sobre la lechada, intercalando el nucleo de yeso entre las hojas de cubierta y formando un panel continuo.
[0005] El panel continuo normalmente se transporta a lo largo de un transportador para permitir que el nucleo continue con el proceso de hidratacion. Cuando el nucleo esta lo suficientemente hidratado y endurecido, se corta a uno o mas de los tamanos deseados para formar paneles de yeso individuales. Los paneles se transfieren a y pasan a traves de un horno a temperaturas suficientes para secar los paneles a un nivel de humedad libre deseado (normalmente un contenido de humedad libre relativamente bajo).
[0006] Dependiendo del proceso empleado y del uso esperado de los paneles y otras tales consideraciones, pueden aplicarse capas de lechada adicionales, tiras o franjas que comprenden yeso y otros aditivos en las primeras o segundas hojas de cubierta para proporcionar propiedades espedficas a los paneles terminados, como bordes endurecidos o una cara del panel endurecida. De manera similar, puede anadirse espuma a la lechada del nucleo de yeso y/o otras franjas o tiras de lechada en una o mas ubicaciones en el proceso para proporcionar una distribucion de vados de aire dentro del nucleo de yeso o las partes del nucleo de los paneles terminados.
[0007] Los paneles resultantes pueden cortarse de forma adicional y procesarse para su uso en una variedad de aplicaciones dependiendo del tamano del panel deseado, la composicion de la hoja de cubierta, las composiciones del nucleo, etc. Los paneles de yeso normalmente vanan en espesor desde aproximadamente % de pulgada (0,635 cm) a aproximadamente una pulgada (2,54 cm) dependiendo de su uso y aplicacion previstos. Los paneles pueden aplicarse a una variedad de elementos estructurales utilizados para crear paredes, techos y otros sistemas similares utilizando uno o mas elementos de sujecion, como tornillos, clavos y/o adhesivos.
[0008] En caso de que los paneles de yeso terminados se expusiesen a temperaturas relativamente altas, como las producidas por llamas o gases a altas temperaturas, algunas porciones del nucleo de yeso pueden absorber suficiente calor para comenzar a liberar agua de los cristales de yeso dihidrato del nucleo. La absorcion del calor y la liberacion de agua del yeso dihidrato puede ser suficiente para retrasar la transmision del calor a traves o dentro de los paneles durante un tiempo. El panel de yeso puede actuar como una barrera para evitar que las llamas a altas temperaturas pasen directamente a traves del sistema de paredes. El calor absorbido por el nucleo de yeso puede ser suficiente para recalcinar esencialmente partes del nucleo, dependiendo de las temperaturas de la fuente de calor y el tiempo de exposicion. A ciertos niveles de temperatura, el calor aplicado a un panel tambien puede causar cambios de fase en la anhidrita del nucleo de yeso y en el reordenamiento de las estructuras cristalinas. En algunos casos, la presencia de sales e impurezas puede reducir el punto de fusion de las estructuras de cristal del nucleo de yeso.
[0009] Los paneles de yeso pueden experimentar una contraccion de las dimensiones del panel en una o mas direcciones como un resultado de algunos o todos estos efectos del calentamiento por altas temperaturas, y dicha contraccion puede causar fallos en la integridad estructural de los paneles. Cuando los paneles estan unidos a una pared, techo u otros ensamblajes de estructuras, la contraccion del panel puede dar lugar a la separacion de los paneles de otros paneles instalados en los mismos ensamblajes, y de sus soportes, y, en algunos casos, el colapso de los paneles o de los soportes (o ambos). Como resultado, los gases o llamas a altas temperaturas pueden pasar directamente hacia dentro o a traves de una pared o estructura de techo.
[0010] Los paneles de yeso se han producido de manera que resistan los efectos de temperaturas relativamente altas durante un periodo de tiempo, que puede retrasar inherentemente el paso de altos niveles de calor a traves o entre los paneles, y hacia dentro (o a traves) de sistemas que los utilicen. Los paneles de yeso a los que se hace referencia como igmfugos o "resistentes al fuego" normalmente se formulan para aumentar la habilidad de los paneles de retrasar el paso de calor a traves de estructuras de pared o de techos, y desempenan una funcion importante a la hora de controlar la propagacion de fuego en edificios. Como resultado, las autoridades del codigo de construccion y otras entidades publicas y privadas implicadas normalmente establecen rigurosos estandares para el rendimiento de la resistencia al fuego de los paneles de yeso resistentes al fuego.
[0011] La habilidad de los paneles de yeso para resistir el fuego y el calor extremo asociado puede evaluarse llevando a cabo pruebas generalmente aceptadas. Algunos ejemplos de dichas pruebas se utilizan de manera rutinaria en la industria de la construccion, como los publicados por Underwriters Laboratories ("UL"), como los protocolos y procedimientos de ensayo UL U305, U419 y U423, ademas de procedimientos descritos en las especificaciones E119 publicadas por la American Society for Testing and Materials (ASTM). Dichas pruebas pueden comprender la construccion de ensamblajes de prueba utilizando paneles de yeso, normalmente una aplicacion de una unica capa de los paneles en cada cara de una estructura de pared compuesta por montantes de acero o de madera. Dependiendo de la prueba, el ensamblaje puede o no puede estar sujeto a fuerzas de carga. La cara de un lado del ensamblaje, como un ensamblaje construido conforme al UL U305, U419 y U423, por ejemplo, esta expuesta a un aumento de las temperaturas en un periodo de tiempo de acuerdo con una curva de calentamiento, como las que se exponen en los procedimientos del ASTM E119.
[0012] Las temperaturas aproximadas del lado calentado y las temperaturas de la superficie del lado sin calentar del ensamblaje se monitorizan durante las pruebas para evaluar las temperaturas experimentadas por los paneles de yeso expuestos y el calor transmitido a traves del ensamblaje a los paneles que no estan expuestos. Las pruebas se terminan cuando hay uno o mas fallos estructurales de los paneles y/o cuando las temperaturas del lado que no esta expuesto del ensamblaje supera un umbral predeterminado. Normalmente, estas temperaturas de umbral se basan en la temperatura maxima en cualquiera de dichos sensores y/o la media de los sensores de temperatura del lado sin calentar del ensamblaje.
[0013] Los procedimientos de ensayo, como los que se exponen en el UL U305, U419 y U423 y ASTM E119, estan dirigidos a una resistencia del ensamblaje a la transmision del calor a traves de un ensamblaje en su conjunto. Las pruebas tambien proporcionan, en un aspecto, una medida de la resistencia de los paneles de yeso utilizados en el ensamblaje a la contraccion en la direccion x-y (ancho y largo) cuando el ensamblaje se someta a un calentamiento por altas temperaturas. Dichas pruebas tambien proporcionan una medida de la resistencia de los paneles a perdidas en la integridad estructural que resultan en huecos y espacios abiertos entre paneles en un ensamblaje de pared, con el paso resultante de las altas temperaturas hacia la cavidad interior del ensamblaje. En otro aspecto, las pruebas proporcionan una medida de la habilidad de los paneles de yeso de resistir la transmision de calor a traves de los paneles y el ensamblaje. Se cree que dichas pruebas reflejan la capacidad del sistema especificada para proporcionar a los ocupantes del edificio y a los bomberos/sistemas de control de incendios una pequena oportunidad para hacer frente o escapar en caso de incendio.
[0014] En el pasado, se emplearon varias estrategias para mejorar la resistencia al fuego de los paneles de yeso resistentes al fuego. Por ejemplo, se han proporcionado nucleos de paneles mas densos y espesos que usan mas yeso en comparacion con paneles de yeso menos densos, y por tanto incluyen un aumento de la cantidad de agua unida qmmicamente dentro del yeso (sulfato de calcio dihidrato), para que actue como un disipador termico, para reducir la contraccion de los paneles, y para aumentar la estabilidad estructural y la fuerza de los paneles. De forma alternativa, varios ingredientes, incluyendo fibra de vidrio y otras fibras se han incorporado en el nucleo del yeso para aumentar la resistencia al fuego de los paneles de yeso al aumentar la resistencia a la traccion del nucleo y al distribuir la tension de contraccion en toda la matriz del nucleo. De forma similar, cantidades de determinadas arcillas, como las que miden menos de un micrometro, y sflice coloidal o aditivos de alumina, como los que miden menos de un micrometro, se han utilizado en el pasado para proporcionar un aumento de la resistencia al fuego (y resistencia a la contraccion por altas temperaturas) en un nucleo de un panel de yeso. Se ha reconocido, sin embargo, que la reduccion del peso y/o la densidad del nucleo de los paneles de yeso al reducir la cantidad de yeso en nucleo afectara de manera adversa la integridad estructural de los paneles y su resistencia al fuego y a las condiciones de calentamiento.
[0015] Otro enfoque ha sido anadir vermiculita sin dilatar (a la que tambien se le hace referencia como mineral de vermiculita) y fibra de vidrio o minerales al nucleo de los paneles de yeso. En dichos enfoques, se espera que la vermiculita se dilate en condiciones de calor para compensar la contraccion de los componentes de yeso del nucleo. Se cree que las fibras de vidrio/minerales pueden mantener unidas las partes de la matriz del yeso.
[0016] Dicho enfoque se describe en las patentes estadounidenses U.S. 2,526,066 y U.S. 2,744,022, que analizan el uso de vermiculita sin exfoliar desmenuzada y fibras de vidrio y minerales en proporciones suficientes para inhibir la contraccion de los paneles de yeso en condiciones de altas temperaturas. No obstante, ambas referencias dependen de un nucleo de alta densidad para proporcionar suficiente yeso para que actue como un disipador termico. Dan a conocer la preparacion de paneles de yeso con un espesor de A pulgada (1,27 cm) con un peso de 9,76 a 11,2 kg/m2 (2 a 2,3 libras por pie cuadrado (2000 a 2300 libras por mil pies cuadrados ("lb/msf"))) y densidades de placa de 801 kg/m3 (aproximadamente 50 libras por pie cubico ("pcf')) o mas.
[0017] La patente '066 expuso que las secciones cortadas a partir de dichos paneles (con un dos por ciento de fibra mineral y un 7,5% de vermiculita de menos de malla 28) demostraron hasta un 19,1 % de expansion en espesor cuando se calentaron a 1400 °F (760 °C) durante 30 minutos, pero no proporcionaron ninguna informacion sobre la contraccion de esas muestras en la direccion x-y. La patente '066 advirtio ademas que, dependiendo de la formulacion del panel y el contenido en vermiculita, la dilatacion de la vermiculita podna causar fallos en el panel debido al abultamiento los paneles y/o a grietas y aberturas en los paneles.
[0018] La patente '022 se dirigio a aumentar el contenido de yeso (y por consiguiente la densidad y el peso) de los paneles expuestos en la patente '066 al reducir el contenido en fibra de vidrio/mineral de esos paneles para proporcionar una mayor capacidad de disipacion del calor del yeso. Referencias como la patente '022 reconocen ademas que las propiedades expansivas de la vermiculita, a menos que este contenida, danan como resultado el astillamiento (es decir, la fragmentacion, descascarillado o descamacion) del nucleo y la destruccion de un ensamblaje de pared en un periodo de tiempo relativamente corto en condiciones de altas temperaturas.
[0019] En otro ejemplo, la patente estadounidense U.S. 3,454,456 describe la introduccion de vermiculita sin dilatar en el nucleo de los paneles de placas de yeso resistentes al fuego para resistir la contraccion de los paneles. La patente '456 tambien se basa en una densidad y un contenido de yeso relativamente altos para proporcionar una capacidad de disipacion termica deseada. La patente '456 da a conocer pesos de placas para paneles de yeso terminados de 1,27 cm (A pulgada) con un peso mmimo de 9,4 kg/m2 (aproximadamente 1925 lb/msf), y una densidad de placa de 737 kg/m3 (aproximadamente 46 pcf). Esta es una densidad comparable a paneles de yeso mucho mas gruesos y pesados de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor (11,7 kg/m2 (aproximadamente 2400 lb/msf)) ofrecidos en la actualidad comercialmente para aplicaciones de resistencia al fuego.
[0020] La patente '456 tambien da a conocer que la utilizacion de vermiculita en un nucleo de un panel de yeso para aumentar la resistencia al fuego del panel esta sujeta a limitaciones significativas. Por ejemplo, la patente '456 apunta que la expansion de la vermiculita dentro del nucleo puede causar que el nucleo se desintegre debido al astillamiento y otros efectos destructivos. La patente '456 tambien da a conocer que las partfculas de vermiculita sin dilatar pueden debilitar tambien la estructura del nucleo de manera que el nucleo se vuelve debil, blando y quebradizo. La patente '456 pretende afrontar dichas limitaciones significativas inherentes al uso de la vermiculita en paneles de yeso empleando una vermiculita sin dilatar "unica" con una distribucion del tamano de partfculas relativamente pequeno (mas del 90 % de las partfculas sin dilatar es mas pequeno que un tamano de malla 50 (aberturas de aproximadamente 0,0117 pulgadas (0,297 mm), con menos del 10 % con un tamano de algo mas de malla 50). Al parecer, este enfoque inhibio los efectos adversos de la dilatacion de la vermiculita en el panel, tal como se explico en la columna 2, 11. 52-72 de la patente '456.
[0021] La patente '456, ademas, explica que la vermiculita sin dilatar presentando la distribucion del tamano de partfculas descrito anteriormente se corresponde con un producto conocido de manera comercial como vermiculita sin dilatar de "Grado N.° 5". La vermiculita sin dilatar de Grado N.° 5 se ha utilizado en paneles comerciales resistentes al fuego/igmfugos con nucleos de yeso de densidades de placa convencionales (por ejemplo, de 721 kg/m3 (aproximadamente 45 pcf) hasta 881 kg/m3 en exceso (aproximadamente 5 pcf)) desde al menos el principio de los anos 70. Por las razones expuestas anteriormente, el uso de vermiculita sin dilatar comprendiendo una distribucion de partfculas significativa con tamanos mayores que los tfpicos de la vermiculita sin dilatar de Grado N.° 5 se ha considerado potencialmente destructivo de los paneles resistentes al fuego debido al astillamiento mencionado anteriormente y otros efectos causados por la expansion de la vermiculita dentro de un nucleo de yeso en condiciones de altas temperaturas.
[0022] En otro enfoque, la patente estadounidense U.S. 3,616,173 esta dirigida a paneles de yeso resistentes al fuego con un nucleo de yeso caracterizado por la patente '173 como con un peso mas ligero o una densidad menor. La patente '173 distinguio sus paneles de los paneles de 1,27 cm (1/2 pulgada) de la tecnica anterior que pesaban 9,8 kg/m2 (aproximadamente 2000 lb/msf) o mas y que presentan densidades del nucleo de mas de 769 kg/m3 (aproximadamente 48 pcf). Por tanto, la patente '173 da a conocer paneles de A pulgada (1,27 cm) de ancho con una densidad de o superior a 561 kg/m3 (aproximadamente 35 pcf), y preferiblemente de 641 kg/m3 (aproximadamente 40 pcf) a 801 kg/m3 (aproximadamente 50 pcf). La patente '173 consigue sus densidades del nucleo expuestas incorporando cantidades considerables de material inorganico con partfculas pequenas de, o bien arcilla, sflice coloidal o de alumina coloidal en su nucleo de yeso, ademas de fibras de vidrio en cantidades requeridas para evitar la contraccion de sus paneles de yeso en condiciones de altas temperatures.
[0023] La patente '173 da a conocer la adicion opcional adicional de vermiculita sin dilatar a su composicion del nucleo de yeso, junto con las cantidades requeridas de sus materiales inorganicos con un tamano de partfcula pequeno expuestos. Sin embargo, incluso con estos aditivos, las pruebas dadas a conocer para cada uno de los paneles de la patente '173 mostraron que experimentan una contraccion significativa. La contraccion ocurrio sin importar que cada uno de los paneles probados y dados a conocer tuviese densidades de nucleo de 689 kg/m3 (aproximadamente 43 pcf) o mayores.
[0024] Para paneles de yeso de 1,27 cm (1/2 pulgada) de espesor, la patente '173 dio a conocer que los paneles tienen una "resistencia a la contraccion" desde aproximadamente el 60 % hasta aproximadamente el 85 %. La "resistencia a la contraccion" tal como se utiliza para la patente '173 es una medida de la proporcion o porcentaje del area x-y (ancho-largo) de un segmento de nucleo que queda despues de que el nucleo se caliente hasta una temperatura definida durante un periodo definido de tiempo segun se describe en la patente '173. Vease, p. ej., la col. 12,11. 41-49.
[0025] Tambien se han hecho otros esfuerzos para aumentar la fuerza e integridad estructural de los paneles de yeso y reducir el peso del panel por varios medios. Algunos ejemplos de tales placas de yeso ligeras incluyen las patentes estadounidenses U.S. 7,731,794 y U.S. 7,736,720 y las solicitudes de patente estadounidenses U.S.
2007/0048490 A1, U.S. 2008/0090068 A1, y U.S. 2010/0139528 A1.
[0026] Finalmente, se observa que en ausencia de aditivos resistentes al agua cuando se sumergen en agua, el yeso fraguado puede absorber hasta el 50 % de su peso en agua. Y, cuando los paneles de yeso -incluidos los paneles de yeso resistentes al fuego- absorben agua, pueden hincharse, deformarse y perder resistencia, lo que puede degradar sus propiedades de resistencia al fuego. Los paneles resistentes al fuego ligeros tienen bastante mas vados de agua y/o aire que los paneles resistentes al fuego convencionales, de mas peso. Puede esperarse que estos vados aumenten el mdice y la magnitud de la absorcion de agua, con la esperanza de que dichos paneles resistentes al fuego ligeros absorbenan mas el agua que los paneles resistentes al fuego convencionales mas pesados.
[0027] En el pasado se han realizado muchos intentos de mejorar la resistencia al agua de los paneles de yeso, generalmente. Se han anadido a las lechadas utilizadas para hacer los paneles de yeso varios hidrocarburos, incluyendo cera, resinas y asfalto, a fin de impartir resistencia al agua a los paneles. Tambien se han utilizado siloxanos en las lechadas de yeso impartiendo resistencia al agua a los paneles de yeso al formar resinas de silicona in situ. Sin embargo, no se esperana que los siloxanos protegieran los paneles ligeros lo suficiente. En consecuencia, existe una necesidad en la tecnica de un metodo de produccion de paneles de yeso resistentes al fuego de bajo peso y densidad con una resistencia al agua mejorada a un coste razonable al aumentar la resistencia al agua impartida normalmente por los siloxanos.
SUMARIO
[0028] La presente invencion se refiere a un panel de yeso resistente al fuego comprendiendo las caractensticas de la reivindicacion 1. Otros modos de realizacion son objeto de las reivindicaciones dependientes. Los modos de realizacion dados a conocer en de la presente exposicion, que no estan cubiertos por la reivindicacion 1, son puramente ilustrativos y en la presente invencion se etiquetan como que no se ajustan a la presente invencion.
[0029] En algunos modos de realizacion, la presente exposicion describe un panel de yeso con un peso y densidad reducidos -y metodos para fabricar dichos paneles- presentando propiedades de resistencia al fuego comparables a paneles de yeso mas pesados y densos utilizados normalmente para aplicaciones de construccion en las que se requiere resistencia al fuego. De acuerdo con la presente invencion, los paneles creados segun los principios de la presente exposicion comprenden un nucleo de yeso fraguado con una densidad del nucleo de menos de 640 kg/m3 (aproximadamente 40 libras por pie cubico ("pcf")) dispuesto entre dos hojas de cubierta. En modos de realizacion de dichos paneles que tienen 1,6 cm (5/8-pulgadas) de espesor, el peso es de menos de aproximadamente 10,2 kg/m2 (aproximadamente 2100 lb/msf).
[0030] Segun la presente invencion, las partfculas de alta expansion comprendiendo vermiculita sin dilatar se incorporan en el nucleo de yeso en una cantidad de aproximadamente el 10% en peso para proporcionar resistencia al fuego en lo que se refiere a resistencia a la contraccion comparable a paneles de yeso de Tipo X comerciales y otros paneles de yeso mucho mas pesados y densos. Las partfculas de alta expansion pueden tener una primera fase sin expandir y una segunda fase en la que se dilata al calentarse. Tales paneles pueden proporcionar de manera adicional resistencia al fuego en cuanto a la direccion x-y (ancho-largo), propiedades de Contraccion a Altas Temperaturas y de aislamiento termico, asf como propiedades de Expansion del Espesor a Altas Temperaturas en la direccion-z, que es comparable a o considerablemente mayor que los paneles de yeso Tipo X comerciales y otros paneles comerciales mas pesados y densos, incluidos los paneles de yeso comerciales que contienen vermiculita de Grado N.° 5. En algunos otros modos de realizacion, los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden proporcionar resistencia al fuego en ensamblajes como los que se someten a las pruebas de fuego estandar de la industria que pueden compararse a al menos paneles de yeso de Tipo X comerciales y otros paneles comerciales mas pesados y densos. Estas pruebas de resistencia al fuego estandar de la industria incluyen, sin limitaciones, las expuestas en los procedimientos y especificaciones de las pruebas de fuego a gran escala UL U305, U419 y U423 y las pruebas de fuego equivalentes a estas.
[0031] En otros modos de realizacion, los paneles de yeso con un peso y densidad reducidos creados conforme a los principios de la presente exposicion, y los metodos para fabricarlos, pueden proporcionar una Contraccion a Altas Temperaturas (a temperaturas de aproximadamente 1560 °F (850 °C)) de menos del 10% en las direcciones x-y y una expansion en la direccion z de mas de aproximadamente el 20 %. En algunos modos de realizacion, la proporcion de la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas en la direccion z y la Contraccion a Altas Temperaturas es de mas de aproximadamente 0,2 en algunos modos de realizacion, de mas de aproximadamente 2 en otros modos de realizacion, en algunos modos de realizacion es mayor que aproximadamente 3, en otros modos de realizacion es mayor que aproximadamente 7, en otros modos de realizacion es de mas de 17, y en algunos otros modos de realizacion es de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 17. En otros modos de realizacion, los paneles de yeso con un peso y densidad reducidos creados conforme a los principios de la presente exposicion, y los metodos para fabricarlos, pueden proporcionar una resistencia a la contraccion de mas de aproximadamente el 85 % en las direcciones x-y a temperaturas de mas de aproximadamente 1800 °C (980 °C).
[0032] En algunos otros modos de realizacion, un panel de yeso resistente al fuego creado conforme a los principios de la presente exposicion, y los metodos para fabricarlo, puede incluir un nucleo de yeso dispuesto entre dos hojas de cubierta. El nucleo de yeso puede comprender una matriz cristalina de yeso fraguado y partfculas de alta expansion que pueden expandirse hasta aproximadamente un 300 % o mas de su volumen original despues de haberse calentado durante aproximadamente una hora a aproximadamente 1560 °F (aproximadamente 850 °C). El nucleo de yeso puede tener una densidad (D) de aproximadamente 40 libras por pie cubico o menos y una dureza de al menos aproximadamente 11 libras (5 kg). Puede ser eficaz proporcionar al nucleo de yeso un fndice de Aislamiento Termico (TI) de aproximadamente 20 minutos o mas.
[0033] En otros modos de realizacion, los ensamblajes fabricados utilizando paneles de yeso con un peso y densidad reducidos y de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor formados segun los principios de la presente exposicion pueden proporcionar una resistencia al fuego que puede compararse con (o mejor que) los ensamblajes que utilizan paneles de yeso mucho mas pesados y densos cuando se prueban conforme a los procedimientos de ensayo de exposicion al fuego UL U305, U419 y U423. La resistencia al fuego de los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion puede reflejarse en la temperatura maxima de un unico sensor o la temperatura media del sensor en la superficie que no esta expuesta de tales ensamblajes fabricados conforme a los procedimientos de ensayo de exposicion al fuego UL U305, U419 y U423 (y procedimientos de ensayo de exposicion al fuego equivalentes). En algunos modos de realizacion, los ensamblajes fabricados utilizando paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion y probados conforme al UL U419 proporcionan una temperatura maxima de un unico sensor de menos de aproximadamente 500 °F (260 °C) y/o una temperatura media del sensor de menos de aproximadamente 380 °F (195 °C) aproximadamente a los 60 minutos de tiempo transcurrido. En algunos modos de realizacion, los ensamblajes fabricados utilizando paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion y probados conforme al UL U419 proporcionan una temperatura maxima de un unico sensor de menos de aproximadamente 127 °C (aproximadamente 260 °F) y/o una temperatura media del sensor de menos de aproximadamente 121 °C (aproximadamente 250 °F) aproximadamente a los 50 minutos de tiempo transcurrido. En algunos otros modos de realizacion, los ensamblajes fabricados utilizando paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion en tales ensayos Ul U419 pueden proporcionar una temperatura maxima de un unico sensor de menos de aproximadamente 410 °F (210 °C) y/o una temperatura media del sensor de menos de aproximadamente 160 °C (aproximadamente 320 °C) aproximadamente a los 55 minutos. En algunos otros modos de realizacion, los ensamblajes creados utilizando paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion en tales pruebas pueden proporcionar una temperatura maxima de un unico sensor de menos de 149 °C (aproximadamente 300 °F) y/o una temperatura media del sensor de menos de aproximadamente 138 °C (280 °F) aproximadamente a los 55 minutos de tiempo transcurrido.
[0034] En otros modos de realizacion, un ensamblaje de paneles de yeso creado conforme a los principios de la presente exposicion puede exhibir resistencia al fuego en las pruebas conforme a los procedimientos UL U419 reflejados por una temperatura maxima de un unico sensor de menos de 260 °C (aproximadamente 500 °F) y/o una temperatura media del sensor de menos de 193 °C (aproximadamente 380 °F) aproximadamente a los 60 minutos de tiempo transcurrido. En algunos otros modos de realizacion, los ensamblajes que utilizan paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden experimentar en dichas pruebas una temperatura maxima de un unico sensor de menos de aproximadamente 213 °C (aproximadamente 415 °C) y/o una temperatura media del sensor de menos de aproximadamente 160 °C (aproximadamente 320 °C) aproximadamente a los 60 minutos de tiempo transcurrido. En algunos de tales modos de realizacion, los paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden tener un nucleo con una densidad de menos de 641 kg/m3 (aproximadamente 40 pcf) que satisface los requisitos para un panel de yeso resistente al fuego de 60 minutes conforme a uno o mas de los procedimientos de ensayo de exposicion al fuego UL U305, U419 y U423 y otros procedimientos de ensayo de exposicion al fuego que sean equivalentes a estos.
[0035] En algunos otros modos de realizacion, la formulacion para la reduccion del peso y la densidad de los paneles que siguen los principios de la presente exposicion, y los metodos para fabricarlos, pueden producir paneles de yeso con las propiedades de resistencia al fuego mencionadas anteriormente, una densidad de menos de 640 kg/m3 (aproximadamente 40 pcf) y una resistencia a la extraccion de clavos que pueden cumplir los estandares del ASTM C 1396/C 1396/M-09. Mas en particular, tales paneles, cuando presentan un espesor nominal de 16, cm (5/8-pulgadas), puede tener una resistencia a la extraccion de clavos de al menos 39,4 kg (87 lb). Ademas, en otros modos de realizacion, dichos paneles proporcionan caractensticas de transmision del sonido esencialmente iguales que las de paneles mucho mas pesados y densos. En algunos modos de realizacion, los paneles de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de ancho creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden presentar clasificaciones de clase de transmision del sonido de al menos aproximadamente 35 cuando se colocan en un ensamblaje de montantes de acero conforme a los ensayos y procedimientos del ASTM E90-99.
[0036] En algunos otros modos de realizacion, se proporciona una composicion de nucleo de yeso fraguado para un panel resistente al fuego de 1,6 cm (5/8 pulgadas) nominales utilizando lechada que contiene yeso que comprende al menos agua, estuco, y vermiculita de alta expansion. En uno de estos modos de realizacion, el nucleo de yeso fraguado tiene una densidad de 481 kg/m3 (aproximadamente 30 pcf) a 641 kg/m3 (aproximadamente 40 pcf), y el nucleo comprende estuco en una cantidad de 5,7 kg/m2 (aproximadamente 1162 lbs/msf) a 7,6 kg/m2 (aproximadamente 1565 lbs/msf), vermiculita de alta expansion de aproximadamente un 5 % a aproximadamente un 10 % en peso del estuco, y fibra de vidrio o mineral de aproximadamente un 0 % a aproximadamente 0,9 % en peso del estuco. (A menos que se indique de otro modo, los porcentajes del componente del nucleo de yeso se expresan en peso en funcion del peso del estuco utilizado para preparar la lechada del nucleo). En otro modo de realizacion, el nucleo de yeso fraguado tiene una densidad de 481 kg/m3 (aproximadamente 30 pcf) a 641 kg/m3 (aproximadamente 40 pcf), y el nucleo comprende estuco en una cantidad de 5,7 kg/m2 (aproximadamente 1162 lbs/msf) a 7,6 kg/m2 (aproximadamente 1565 lbs/msf), vermiculita de alta expansion de aproximadamente un 5 % a aproximadamente un 10 % en peso del estuco, almidon de aproximadamente un 0,3 % a aproximadamente un 3 % en peso del estuco, y fibra de vidrio o mineral de aproximadamente un 0,3% a aproximadamente 0,9% en peso del estuco, y fosfato de aproximadamente un 0,03 % a aproximadamente 0,4 % en peso del estuco.
[0037] En otros modos de realizacion, el nucleo de yeso de paneles de 1,6 (5/8 pulgadas) de espesor creados conforme a los principios de la presente exposicion puede tener una densidad de 513 (aproximadamente 32) a 609 kg/m3 (aproximadamente 38 libras por pie cubico), y un peso del nucleo de yeso de aproximadamente 7,3 (1500) a 8,3 kg/m2 (aproximadamente 1700 lb/msf). En algunos modos de realizacion, el nucleo de yeso puede incluir de aproximadamente un 5,5 % a aproximadamente un 8 % de vermiculita de alta expansion, de aproximadamente un 0,4 % a aproximadamente un 0,7 % de fibra de vidrio o mineral, y de aproximadamente un 0,07 % a aproximadamente un 0,25 % de fosfato. En otros modos de realizacion, el nucleo de yeso puede incluir de aproximadamente un 5,5 % a aproximadamente un 8 % de vermiculita de alta expansion, de aproximadamente un 0,5% a aproximadamente un 2,5% de almidon, de aproximadamente un 0,4% a aproximadamente un 0,7 % de fibra de vidrio o mineral, y de aproximadamente un 0,07 % a aproximadamente un 0,25 % de fosfato. En algunos otros modos de realizacion, cada uno de los componentes del nucleo de yeso, como el contenido en almidon, fibra y fosfato, puede ajustarse de manera adicional para proporcionar propiedades de panel deseadas, y en vista de la composicion y peso de las hojas de cubierta, otros aditivos al nucleo del panel y la calidad del estuco del yeso.
[0038] Cada uno de los constituyentes del nucleo de yeso descrito en el presente documento tambien puede variar de forma apropiada para paneles de distintos espesores, como apreciara un experto en la materia. Por ejemplo, los paneles de 1,27 cm (1/2 pulgadas) pueden tener valores de lb/msf de yeso en aproximadamente el 80 % de los valores senalados, y los paneles de 3/4 pulgadas (1,905 cm) pueden tener valores de lb/msf en aproximadamente un 120% de los valores senalados. En algunos modos de realizacion, estas proporciones pueden variar dependiendo de las especificaciones de la propiedad ffsica para paneles de distinto espesor. Otros aspectos y variaciones de los paneles y formulaciones del nucleo en funcion con los principios de la presente invencion se exponen a continuacion en el presente documento.
[0039] Otros aditivos convencionales tambien pueden emplearse en lechadas del nucleo y composiciones del nucleo de yeso dadas a conocer en el presente documento, en cantidades usuales, para impartir propiedades deseables al nucleo y para facilitar los procesos de fabricacion. Ejemplos de tales aditivos son: aceleradores de fraguado, retardadores de fraguado, inhibidores de la deshidratacion, aglutinantes, adhesivos, ayudantes de dispersion, agentes niveladores o no niveladores, espesantes, bactericidas, fungicidas, reguladores del pH, colorantes, repelentes de agua, rellenos, espumas acuosas, y mezclas de los mismos.
[0040] En paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion, y los metodos para fabricarla, puede anadirse espuma acuosa a la lechada del nucleo en una cantidad efectiva para proporcionar las densidades del nucleo de yeso deseadas, utilizando metodos que se expondran a continuacion de forma adicional. En algunos modos de realizacion, la adicion del componente de espuma a la lechada del nucleo puede resultar en una distribucion de los vados y en tamanos de vado en la presencia del componente de vermiculita del nucleo que contribuye a una o mas propiedades de fuerza del nucleo y/o panel. De manera similar, pueden aplicarse capas de lechada adicionales, tiras o franjas que comprenden yeso y otros aditivos (que pueden tener una densidad aumentada en relacion con otras partes del nucleo) a las primeras o segundas hojas de cubierta para proporcionar propiedades espedficas a los paneles terminados, como bordes mas duros.
[0041] En algunos otros modos de realizacion, un panel de yeso resistente al fuego creado conforme a los principios de la presente exposicion, y los metodos para fabricarlo, pueden incluir un nucleo de yeso dispuesto entre dos hojas de cubierta. El nucleo de yeso fraguado puede tener una densidad (D) de aproximadamente 40 libras por pie cubico (aproximadamente 640 kg/m3) o menos y comprender una matriz cristalina de yeso fraguado y partfculas de alta expansion. Las partfculas de alta expansion pueden expandirse hasta aproximadamente un 300 % o mas de su volumen original despues de haberse calentado durante aproximadamente una hora a aproximadamente 1560 °F (aproximadamente 850 °C).
[0042] En otros modos de realizacion, la presente exposicion describe un metodo para fabricar un panel de yeso resistente al fuego. Se prepara una lechada de yeso presentando partfculas de alta expansion dispersas en la misma. La lechada de yeso se coloca entre una primera hoja de cubierta y una segunda hoja de cubierta para formar un ensamblaje. El ensamblaje se corta en un panel de dimensiones predeterminadas. El panel se seca. El nucleo de yeso fraguado tiene una densidad (D) de aproximadamente 40 libras por pie cubico (aproximadamente 640 kg/m3) o menos y comprende una matriz cristalina de yeso fraguado y las partfculas de alta expansion. Las partfculas de alta expansion pueden expandirse hasta aproximadamente un 300 % o mas de su volumen original despues de haberse calentado durante aproximadamente una hora a aproximadamente 1560 °F (aproximadamente 850 °C).
[0043] En otros modos de realizacion, la presente exposicion describe un metodo para fabricar paneles de yeso resistentes al fuego en los que el componente del nucleo de yeso se forma a partir de lechada acuosa que contiene yeso calcinado. En algunos modos de realizacion, la lechada puede incluir vermiculita de alta expansion, almidon, dispersantes, fosfatos, fibras de vidrio/minerales, espuma, otros aditivos en las cantidades descritas anteriormente, estuco y agua en una proporcion de peso agua/estuco de aproximadamente 0,6 a aproximadamente 1,2, preferiblemente aproximadamente 0,8 a aproximadamente 1,0, y mas preferiblemente aproximadamente 0,9. La lechada del nucleo puede depositarse como una franja continua y distribuirse sobre una red continua o una primera hoja de cubierta. Una red continua de una segunda hoja de cubierta puede situarse sobre la lechada depositada en la red de la primera hoja de cubierta para formar un panel de yeso generalmente continuo de un espesor aproximado deseado. El panel de yeso generalmente continuo puede cortarse en paneles individuales de una longitud deseada despues de que la lechada que contiene yeso calcinado se haya endurecido (por hidratacion del yeso calcinado para formar una matriz continua de yeso fraguado) lo suficiente para cortar, y los paneles de yeso resultantes pueden secarse.
[0044] Tal como se observara, los principios relacionados con los paneles de yeso expuestos en el presente documento son susceptibles de ser llevados a cabo y utilizados en otros y diferentes modos de realizacion, y susceptibles de ser modificados en diversos aspectos. Se apreciaran otros aspectos y caractensticas adicionales y alternativas de la siguiente descripcion detallada y de los dibujos que la acompanan. En consecuencia, debe entenderse que tanto el resumen general anterior como la siguiente descripcion detallada son solamente ilustrativas y explicativas y no limitan el alcance de las reivindicaciones adjuntas.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
[0045] Las Figuras enumeradas y expuestas a continuacion con detalle, a menos que se exponga de otro modo expresamente, son ejemplos de, y no limitan, la invencion expuesta en el presente documento.
La Figura 1 es una imagen bidimensional desarrollada a partir de un escaner micro-CT por rayos X, tal como se expondra a continuacion de manera adicional, de una seccion de nucleo de un especimen de un panel de ejemplo con unas medidas nominales de 1,6 cm (5/8 pulgadas de ancho), 9,2 kg/m2 (aproximadamente 1880 lb/msf) creado conforme a los principios de la presente exposicion.
La FIG. 2 es una imagen tridimensional desarrollada a partir de un escaner micro-CT por rayos X, tal como se expondra a continuacion de manera adicional, de una seccion de nucleo del especimen mostrado en la FIG. 1.
La FIG. 3 es una imagen renderizada en volumen tridimensional desarrollada a partir de un escaner micro-CT por rayos X, tal como se expondra a continuacion de manera adicional, de una seccion del nucleo del especimen mostrado en la FIG. 1.
La FIG. 4 es una imagen bidimensional desarrollada a partir de un escaner micro-CT por rayos X, tal como se expondra a continuacion de manera adicional, de una seccion del nucleo de un especimen de un panel de ejemplo con unas medidas nominales de 1,6 cm (5/8 pulgadas de ancho), 9,1 kg/m2 (aproximadamente 1860 lb/msf) creado conforme a los principios de la presente exposicion.
La FIG. 5 es una imagen tridimensional desarrollada a partir de un escaner micro-CT por rayos X, tal como se expondra a continuacion de manera adicional, de una seccion del nucleo del especimen mostrado en la FIG. 4.
La FIG. 6 es una imagen renderizada en volumen tridimensional desarrollada a partir de un escaner micro-CT por rayos X, tal como se expondra a continuacion de manera adicional, de una seccion del nucleo del especimen mostrado en la FIG. 4.
La FIG. 7 es una vista en perspectiva de un modo de realizacion de un ensamblaje representativo construido conforme al UL U305, UL U419, UL U423, y/o un ensayo de exposicion al fuego equivalente e incluyendo paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion, mostrandose los paneles de yeso en forma fragmentaria y con el compuesto y la cinta para juntas retirados con fines ilustrativos.
La FIG. 8 es una vista en alzado del ensamblaje de la FIG. 7 desde la superficie que no esta expuesta, que incluye una pluralidad de sensores de temperatura conforme al ensayo UL U305, UL U419, UL U423 y/o a ensayos de exposicion al fuego equivalentes.
La FIG. 9 es una grafica de la temperatura maxima de un unico sensor en la superficie sin exponer de cada uno de los ensamblajes hechos con paneles de la Serie de Muestras 1 a 17 y 21 descritos en el presente documento y sometidos a pruebas de exposicion al fuego en las condiciones del UL U419 (tal como se expondra a continuacion), desde los 0 minutos desde que se terminaron las pruebas, y un grafico de la curva de temperatura del ASTM E119 utilizada en las pruebas para las temperaturas del horno en los ensayos.
La FIG. 10 muestra una grafica de las temperaturas medias del sensor en la superficie sin exponer de cada uno de los ensamblajes de los ensayos de exposicion al fuego UL U419, que son el sujeto de la FIG.
9, desde los 0 minutos desde que se terminaron las pruebas, y una grafica de la curva de temperatura ASTM E119 utilizada en las pruebas para las temperaturas del horno en tales ensayos.
La FIG. 11 es un grafico expandido de las temperaturas maximas de un unico sensor de las pruebas de exposicion al fuego U419 que son el sujeto de la FIG. 9 para los ensamblajes utilizando los paneles de las Series de Muestras 1 a 17 y 21, en un tiempo transcurrido de 40 minutos a 65 minutos.
La FIG. 12 es un grafico expandido de la media de las temperaturas del sensor de los ensayos de exposicion al fuego UL U419 que son el sujeto de la FIG. 10 para los ensamblajes utilizando los paneles de las Series de Muestras 1 a 17 y 21, en un tiempo transcurrido de 40 minutos a 65 minutos.
La FIG. 13 es un grafico de los datos de la FIG. 11 para los ensamblajes utilizando los paneles de las Series de Muestras 5, 14 y 21.
La FIG. 14 es un grafico de los datos de la FIG. 12 para los ensamblajes utilizando los paneles de las Series de Muestras 5, 14 y 21.
La FIG. 15 es un grafico expandido de las temperaturas maximas de un unico sensor en la superficie que no esta expuesta de cada uno de los ensamblajes utilizando los paneles de las Series de Muestras 18 y 22 que se sometieron a una prueba de resistencia al fuego en las condiciones del UL U423 (tal como se expondra a continuacion), en un tiempo transcurrido de 40 a 65 minutos.
La FIG. 16 es un grafico expandido de las temperaturas medias del sensor en la superficie que sin exponer de cada uno de los ensamblajes utilizando los paneles de la Serie de Muestras 18 y 22, a partir de las pruebas de exposicion al fuego UL U423 que seran el sujeto de la FIG. 15, en un tiempo transcurrido de 40 a 65 minutos.
La FIG. 17 es un grafico expandido de las temperaturas maximas de un unico sensor en la superficie sin exponer de los ensamblajes utilizando paneles de la Serie de Muestras 19 y 20 que se sometieron a un ensayo de resistencia al fuego con arreglo a las condiciones del UL U305 (tal como se expondra a continuacion), las pruebas realizadas de 40 a 65 minutos de tiempo transcurrido.
La FIG. 18 es un grafico expandido de la temperatura media del sensor en la superficie sin exponer de cada uno de los ensamblajes utilizando los paneles de la Serie de Muestras 19 y 20, a partir de las pruebas de exposicion al fuego UL U305 que son el sujeto de la FIG. 17, en un tiempo transcurrido de 40 a 60 minutos.
La FIG. 19 es una tabla (Tabla I) de formulaciones de ejemplo para paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion.
La FIG. 20 es una tabla (Tabla II) de la perdida de peso y los cambios en la densidad con la temperatura de la vermiculita de Grado N.° 5.
La FIG. 21 es una tabla (Tabla III) de la perdida de peso y los cambios en la densidad con la temperatura de la vermiculita de alta expansion.
La FIG. 22 es una tabla (Tabla IV) de informacion estadfstica de la distribucion de los vados de aire de los Espedmenes 1-4.
La FIG. 23 es una tabla (Tabla V) de informacion estadfstica de las distribuciones del espesor de la pared de los Espedmenes 1-4.
La FIG. 24 es una tabla (Tabla VI) de los resultados de los ensayos de la resistencia a la contraccion. Las FIGS. 25a-b son una tabla (Tabla VII) de componentes principales de las formulaciones (los valores medios de cada muestra, a menos que se indique lo contrario) para los paneles de muestra a los que se hace referencia en el Ejemplo 4.
Las FIGS. 26a-b son una tabla (Tabla VIII) de los ensayos de la contraccion a altas temperaturas y la expansion del espesor a altas temperaturas de los espedmenes de las series de muestras a las que se hace referencia en la Tabla VII y en el Ejemplo 4B.
La FIG. 27 es una tabla (Tabla IX) de los valores del fndice de Aislamiento Termico mmimo previsto para la resistencia al fuego deseada a los 50, 55, 60 minutos en ensamblajes utilizando paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion.
Las FIGS. 28a-b son una tabla (Tabla X) de los ensayos de aislamiento termico a altas temperaturas de los espedmenes de las series de muestras a las que se hace referencia en la Tabla VII y en el Ejemplo 4D.
Las FIGS. 29a-b son una tabla (Tabla XI) de los datos de los ensayos de resistencia al fuego de los espedmenes de las series de muestras a las que se hace referencia en la Tabla VII y en el Ejemplo 4E. La FIG. 30 es una tabla (Tabla XII) de los datos de los ensayos de resistencia a la extraccion de clavos de los espedmenes de las series de muestras a las que se hace referencia en la Tabla VII y en el Ejemplo 5. La FIG. 31 es una tabla (Tabla XIII) de los datos de los ensayos de resistencia a la flexion de los espedmenes de las series de muestras 17, 18 y 19.
Las FIGS. 32a-c son una tabla (Tabla XIV) de los datos de las pruebas de dureza del nucleo, extremos y bordes de los espedmenes de las series de muestras 17, 18 y 19.
La FIG. 33 es una tabla (Tabla XV) de datos de los ensayos de la perdida de transmision de sonido de los ejemplos de los paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion y de los paneles de yeso resistentes al fuego comerciales de Tipo X.
Las FIGS. 34a-b son una tabla (Tabla XVI) de la evaluacion de laboratorio de los paneles tratados con almidon/siloxano.
La FIG. 35 es una tabla (Tabla XVIII) de los ensayos de la contraccion a altas temperaturas y de la expansion del espesor a altas temperaturas de los espedmenes de las muestras de laboratorio a las que se hace referencia en el Ejemplo 10.
La FIG. 36 es una tabla (Tabla XVIII) de los ensayos del fndice de Aislamiento Termico a altas temperaturas de los espedmenes de las muestras de laboratorio a las que se hace referencia en el Ejemplo 10.
La FIG. 37 es una tabla (Tabla XIX) de formulaciones para las muestras de laboratorio con cantidades variables de vermiculita.
Las FIGS. 38a-c son tablas (Tabla XXa-c) de los ensayos del fndice de Aislamiento de Altas Temperaturas, la Contraccion a Altas Temperaturas, y la Dilatacion Termica a Altas Temperaturas del Ejemplo 11 A, Muestras 1-9, con cantidades variables de trihidrato de aluminio (ATH).
La FIG. 39 es un grafico de la cantidad de ATH como un porcentaje en masa en peso del estuco frente al fndice de Aislamiento a Altas Temperaturas tomado de los datos del ensayo en la Tabla XXb de la FIG.
38a para el Ejemplo 11A, Muestras 3-9.
Las FIGS. 40a-c son tablas (Tabla XXIa-c) de los ensayos del fndice de Aislamiento a Altas Temperaturas, la Contraccion a Altas Temperaturas, y la Dilatacion Termica a Altas Temperaturas del Ejemplo 11B, Muestras 10-17, con cantidades variables de ATH.
Las FIGS. 41a-c son tablas (Tabla XXIIa y XXIIb) de los ensayos del fndice de Aislamiento de Altas Temperatures, la Contraccion a Altas Temperatures, y la Dilatacion Termica a Altas Temperatures del Ejemplo 11C, Muestras 18-20, con ATH.
DESCRIPCION DETALLADA
[0046] Los modos de realizacion descritos a continuacion no pretenden ser exhaustivos o limitar las reivindicaciones adjuntas de las composiciones, ensamblajes, metodos y operaciones espedficas expuestas en el presente documento. En su lugar, los aspectos descritos y modos de realizacion se han elegido para explicar los principios de la presente exposicion y su aplicacion, funcionamiento y uso a fin de permitir mejor que otros expertos en la materia sigan lo descrito.
[0047] La presente exposicion proporciona modos de realizacion utilizando combinaciones de estuco, partfculas de alta expansion, como vermiculita de alta expansion, en un estado sin dilatar, y otros ingredientes senalados, algunos ejemplos de los cuales se mencionan en la Tabla 1 de la FIG. 19. Estas formulaciones proporcionan paneles de yeso resistentes al fuego con un peso y densidad reducidos que proporcionan las propiedades de resistencia al fuego deseadas que anteriormente no se crefan factibles para paneles de yeso de tales densidades y pesos reducidos. Los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion tambien pueden tener resistencia a la extraccion de clavos y caractensticas de transmision del sonido adecuadas para una variedad de propositos de construccion, y, en algunos modos de realizacion, tales propiedades pueden compararse a paneles comerciales resistentes al fuego mucho mas pesados y densos. Las formulaciones unicas y metodos para fabricar paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion hacen posible la produccion de tales paneles de yeso con alto rendimiento, peso y densidad reducidos, resistentes al fuego, con una contraccion a altas temperaturas de menos del 10% en las direcciones x-y (ancho-largo) y expansion del espesor a altas temperaturas en la direccion z (espesor) de mas de aproximadamente el 20 % cuando se calienta hasta aproximadamente 1560 °F (850 °C). En algunos otros modos de realizacion, cuando se utilizan en paredes u otros ensamblajes, tales ensamblajes tienen un rendimiento en los ensayos de resistencia al fuego comparables con ensamblajes fabricados con paneles comerciales resistentes al fuego mas pesados y densos.
[0048] En algunos otros modos de realizacion, un panel de yeso resistente al fuego creado conforme a los principios de la presente exposicion, y los metodos para fabricarlo, pueden incluir un nucleo de yeso dispuesto entre dos hojas de cubierta. El nucleo de yeso puede comprender una matriz cristalina de yeso fraguado y partfculas de alta expansion que pueden expandirse hasta aproximadamente un 300 % o mas de su volumen original despues de haberse calentado durante aproximadamente una hora a aproximadamente 1560 °F (aproximadamente 850 °C). El nucleo de yeso puede tener una densidad (D) de aproximadamente 640 kg/m3 (40 pcf) o menos y una dureza de al menos aproximadamente 11 libras (5 kg). Puede ser eficaz proporcionar al nucleo de yeso un fndice de Aislamiento Termico (TI) de aproximadamente 20 minutos o mas. El nucleo de yeso puede ser eficaz para proporcionar al panel una proporcion de TI/D de aproximadamente 0,6 minutos/libras por pie cubico (0,038 minutos/(kg/m3)) o mas.
[0049] En algunos modos de realizacion, un panel de yeso resistente al fuego creado conforme a los principios de la presente exposicion, y los metodos para fabricar el mismo, puede proporcionar un panel que exhiba una resistencia a la contraccion media de aproximadamente un 85% o mas cuando se calienta a mas de 1800 °F (980 °C) durante una hora. En otros modos de realizacion, el panel exhibe una resistencia a la contraccion media de aproximadamente un 75 % o mas cuando se calienta a aproximadamente 1800 °F (980 °C) durante una hora.
[0050] En algunos modos de realizacion, la presente exposicion proporciona paneles de yeso de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor con una densidad del nucleo de yeso de menos de 640 kg/m3 (aproximadamente 40 pcf). En otros modos de realizacion preferidos, las densidades del nucleo de yeso del panel son de 481 kg/m3 (aproximadamente 30 pcf) a 641 kg/m3 (aproximadamente 40 pcf); de 513 kg/m3 (aproximadamente 32 pcf) a 609 kg/m3 (aproximadamente 38 pcf); o de 561 kg/m3 (aproximadamente 35) a 593 kg/m3 (aproximadamente 37 pcf). Tales paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion proporcionan propiedades de resistencia al fuego comparable a paneles de yeso mucho mas pesados y densos, como los paneles de yeso comerciales corrientes resistentes al fuego de 1,6 cm (5/8") de Tipo X (resistentes al fuego) que suelen tener una densidad del nucleo de al menos 6731 kg/m3 (aproximadamente 42 pcf), (y un panel de un espesor de 1,6 cm (5/8 pulgadas) que pese al menos 10,7 kg/m2 (aproximadamente 2200 lb/msf)) como los paneles de Tipo X marca SHEETROCK® FIRE CODE®.
[0051] En otros modos de realizacion, se proporcionan metodos para fabricar paneles de yeso resistentes al fuego preparando un yeso calcinado que contiene lechada acuosa con los componentes expuestos a continuacion en el presente documento, donde el yeso calcinado (al que tambien se hace referencia como estuco) y el agua se utilizan para crear una lechada acuosa en una relacion de peso agua/estuco preferida de aproximadamente 0,6 a aproximadamente 1,2 en algunos modos de realizacion, aproximadamente 0,8 a aproximadamente 1,0 en otros modos de realizacion, y aproximadamente 0,9 en algunos otros modos de realizacion. La lechada se deposita como una franja continua en una cinta de lamina de cubierta de papel, fibra de vidrio sin tejer, u otros materiales fibrosos o una combinacion de materiales fibrosos. Una segunda de dicha cinta de lamina de cubierta continua se situa despues sobre la franja de lechada depositada para formar un panel de yeso continuo con una anchura y espesor deseados. El panel de yeso continuo se corta en una longitud deseada despues de que la lechada que contiene yeso calcinado se haya endurecido (por hidratacion del yeso calcinado para formar una matriz continua de yeso calcinado) lo suficiente para cortar, y los paneles de yeso resultantes se secan. Los paneles secados, ademas, pueden someterse a unos pasos de recorte, moldeo y despiece adicionales.
[0052] En otros modos de realizacion, una capa de yeso con una densidad mas alta puede formarse en o alrededor de la primera hoja de cubierta y/o a lo largo de los bordes perifericos de las hojas de cubierta. La capa con una densidad mas alta normalmente proporciona propiedades beneficiosas para la superficie del panel, como un aumento de la dureza, una mejora de la resistencia a la extraccion de clavos, etc. La mayor densidad a lo largo de los bordes perifericos de las hojas de cubierta proporciona normalmente una mejora de la dureza de los bordes y otras propiedades beneficiosas. En algunos otros modos de realizacion, se aplica una capa de mayor densidad a una o ambas hojas de cubierta, o a las partes equivalentes de la construccion de las hojas de cubierta/nucleo.
[0053] Normalmente, las capas con mayor densidad se aplican mediante tecnicas convencionales, como revistiendo una o ambas capas de cubierta en la parte anterior o muy cerca del deposito de la capa del nucleo en la primera hoja de cubierta o la aplicacion de la segunda hoja de cubierta sobre la capa de lechada del nucleo. De manera similar, la capa periferica de mayor densidad se suele aplicar como una tira o una franja estrecha de lechada de yeso (con una densidad diferente a la lechada del nucleo) en los bordes perifericos de la primera hoja de cubierta en la parte anterior de o cerca del deposito de la lechada del nucleo en la primera hoja. En algunos de estos modos de realizacion, las capas de mayor densidad comprenden de aproximadamente un 3 % a aproximadamente un 4 % del peso de la placa.
[0054] En consecuencia, en algunos modos de realizacion, se proporciona un panel de yeso resistente al fuego con un peso y densidad reducidos adecuado para su uso como tablero para tabiques, tablero para techo u otras aplicaciones de construccion (como revestimiento exterior, material de tejado, etc.). En algunos de tales modos de realizacion, los paneles de yeso tienen un espesor nominal adecuado para su uso en aplicaciones de construccion, como 1,6 cm (aproximadamente 5/8 pulgadas), 1,27 cm (aproximadamente 1/2 pulgada) y/o 0,63 cm (aproximadamente 1/4 pulgada), que son espesores tfpicos utilizados para muchas aplicaciones de construccion exteriores e interiores. Las hojas de cubierta tambien pueden revestirse con revestimientos resistentes al agua o resistentes al mal uso, o en algunas aplicaciones, yeso, materiales de cementacion, materiales acnlicos u otros revestimientos adecuados para necesidades de construccion espedficas. Los paneles tambien estan formados en una variedad de dimensiones adecuadas para aplicaciones estandar, no estandar o personalizadas. Algunos ejemplos de tales paneles son paneles de cuatro pies (aprox. 1,22 m) nominales de ancho presentando una longitud nominal de ocho pies (aprox. 2,44 m), diez (aprox. 3 m) y doce pies (aprox. 3,66 m) tfpica de los que se usan con fines de construccion de edificios.
[0055] La densidad del nucleo de los paneles resistentes al fuego con un peso reducido contribuye de forma considerable al peso total de los paneles comparado con los paneles convencionales con dimensiones similares. En consecuencia, en modos de realizacion con las densidades de los nucleos mencionadas anteriormente, las densidades del panel con laminas de cubierta de papel tfpicas pueden incluir de 480 kg/m3 (aproximadamente 30 pcf) a 633 kg/m3 (aproximadamente 39,5 pcf); de 524 kg/m3 (aproximadamente 32,7 pcf) a 617 kg/m3 (aproximadamente 38,5 pcf); o de 570 kg/m3 (aproximadamente 35,6) a 601 kg/m3 (aproximadamente 37,5 pcf). Para paneles con un espesor de 1,6 cm (5/8 pulgadas), de 122 cm por 144 cm (cuatro pies por ocho pies), con tales densidades de panel, los pesos del panel pueden ser de 7,8 kg/m2 (aproximadamente 1600 lb/msf) a 10 kg/m2 (aproximadamente 2055 lb/msf), de 8,3 kg/m2 (aproximadamente 1700 lb/msf) a 9,8 kg/m2 (aproximadamente 2000 lb/msf), y de 9 kg/m2 (1850 lb/msf) a 9,5 kg/m2 (aproximadamente 1950 lb/msf), respectivamente. Para otros espesores y dimensiones del panel, el peso de los paneles puede variar proporcionalmente. Por ejemplo, en el caso de que los paneles presentasen densidades similares pero con un espesor nominal de 1,27 cm (1/2 pulgadas), el peso del panel sena de aproximadamente el 80% del peso del panel de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor mencionado anteriormente. De manera similar, para paneles con densidades o dimensiones comparables pero con un espesor nominal de 1,9 cm (3/4 pulgadas), los pesos de los paneles podnan ser de aproximadamente el 120% del peso de los paneles de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor mencionados anteriormente.
[0056] En modos de realizacion en los que el nucleo de yeso fraguado tiene una densidad de 481 kg/m3 (aproximadamente 30 pcf) a 641 kg/m3 (aproximadamente 40 pcf), el nucleo de los paneles de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor puede estar hecho con formulaciones de lechada que comprenden estuco en una cantidad de 5,7 kg/m2 (aproximadamente 1162 lbs/msf) a 7,6 kg/m2 (aproximadamente 1565 lbs/msf); vermiculita de alta expansion de aproximadamente un 5% a aproximadamente un 10% en peso del estuco, almidon de aproximadamente un 0,3% a aproximadamente un 3% en peso del estuco; fibra de vidrio o mineral de aproximadamente un 0,3 % a aproximadamente 0,5% en peso del estuco, y fosfato de aproximadamente un 0,03% a aproximadamente 0,4% en peso del estuco. Tal como se ha mencionado anteriormente, pueden emplearse otros aditivos convencionales en la practica de los principios de la presente exposicion en cantidades habituales para impartir propiedades deseables, para facilitar la fabricacion y para obtener la densidad del nucleo deseada. En otros modos de realizacion, el nucleo de yeso de paneles de 1,6 (5/8 pulgadas) de ancho creados conforme a los principios de la presente exposicion pude tener una densidad de 513 (aproximadamente 32) a 609 kg/m3 (aproximadamente 38 libras por pie cubico), y un peso del nucleo de yeso de 7,3 (aproximadamente 1500) a 8,3 kg/m2 (aproximadamente 1700 lb/msf). En algunos de dichos modos de realizacion, el nucleo de yeso tambien comprende de aproximadamente un 5,5 % a aproximadamente un 8 % de vermiculita de alta expansion; de aproximadamente un 0,5% a aproximadamente un 2,5% de almidon; de aproximadamente un 0,4 % a aproximadamente un 0,7 % de fibra de vidrio o mineral; y aproximadamente un 0,07 % a aproximadamente un 0,25 % de fosfato. Tal como se ha mencionado anteriormente, cada componente del nucleo de yeso, como el almidon, fibra y fosfato, puede ajustarse de manera adicional para proporcionar propiedades de panel deseadas, y en vista de la composicion y peso de las hojas de cubierta, la naturaleza y cantidad de otros aditivos al nucleo del panel, y la calidad del estuco de yeso.
[0057] En los modos de realizacion de ejemplo mencionados en la Tabla I en la FIG. 19, la combinacion de estuco, las partfculas de alta expansion en forma de vermiculita de alta expansion, y el resto de ingredientes senalados proporcionan paneles de yeso con un peso reducido con la resistencia al fuego deseada, y tambien proporciona paneles que satisfacen la resistencia a la extraccion de clavos deseada y las propiedades de transmision del sonido. Esta combinacion de ingredientes (y otras dentro del alcance de la invencion) hace posible producir tales paneles de yeso de gran rendimiento, peso reducido y resistentes al fuego, con resistencia a la contraccion en el area x-y y propiedades de expansion en la direccion z comparables con, si no mejores que, paneles de yeso mucho mas pesados y densos. En modos de realizacion como los que se han expuesto en la Tabla 1 de la FIG. 19, la contraccion a altas temperaturas de los paneles suele ser de menos de aproximadamente un 10 % en las direcciones x-y (ancho-largo) y la expansion del espesor a altas temperaturas del espesor del panel en la direccion z (espesor) suele ser de mas de aproximadamente el 20 % a aproximadamente 1560 °F (850 °C) tal como se expondra a continuacion en el Ejemplo 4B. En algunos modos de realizacion, la proporcion de la expansion del espesor a altas temperaturas en la direccion z con la contraccion xy a altas temperaturas es al menos 2:17 a 1570 °F (855 °C), tal como se expondra en el Ejemplo 4B.
[0058] Otra medida de la resistencia al calor se expone mas adelante en el Ejemplo 3. En ese ensayo, se evaluo la resistencia a temperaturas de mas de 1800 °F (980 °C). Utilizando paneles formados conforme a los principios de la presente invencion, como aquellos expuestos en la Tabla I en la FIG. 19, los paneles de yeso con un peso y densidad reducidos demostraron una resistencia a la contraccion de mas de aproximadamente el 85 % en las direcciones x-y. Los valores expresados en la Tabla I como lb/msf son para paneles de 1,6 cm (5/8 pulgadas) nominales de espesor.
[0059] Pueden emplearse otros aditivos convencionales en la practica de los principios de la presente exposicion en cantidades habituales para impartir propiedades deseables y para facilitar la fabricacion. Ejemplos de tales aditivos son: espumas acuosas, aceleradores de fraguado, retardadores de fraguado, inhibidores de la deshidratacion, aglutinantes, adhesivos, ayudantes de dispersion, agentes niveladores o no niveladores, espesantes, bactericidas, fungicidas, reguladores del pH, colorantes, repelentes de agua, rellenos, y mezclas de los mismos. En algunos modos de realizacion, los paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden incorporar material inorganico como arcilla, sflice coloidal o alumina coloidal en su nucleo de yeso. En la mayona de modos de realizacion, dichos materiales inorganicos no estan en cantidades que podnan afectar considerablemente la resistencia a la contraccion de los paneles de yeso en condiciones de altas temperaturas.
[0060] En algunos modos de realizacion que utilizan una o mas formulaciones de las expuestas en la Tabla I de la FIG. 19, se proporcionan paneles y metodos para fabricarlos, que estan configurados como paneles de yeso de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor con un peso y densidad reducida, que cumplira o superara la resistencia al fuego "de una hora" segun los requisitos de contencion de incendios e integridad estructural de los estandares y procedimientos de ensayo de exposicion al fuego UL U305, U419, U423 y/o equivalentes. En algunos otros modos de realizacion que utilizan las formulaciones de la Tabla I, la presente exposicion proporciona paneles de yeso de 1,27 (1/2 pulgadas) de ancho con un peso y densidad reducidos, y metodos para fabricarlos, que son capaces de satisfacer al menos una resistencia al fuego de 3/4 de hora, segun los requisitos de contencion de incendios e integridad estructural de los estandares U419. Pueden conseguirse resultados similares utilizando otras formulaciones en consonancia con los principios descritos en el presente documento.
[0061] La combinacion de peso reducido, resistencia al fuego, y las caractensticas estructurales y de fuerza a las que se ha hecho referencia anteriormente, se cree que se deben a los resultados inesperados de varias combinaciones de los componentes anteriores. Los componentes utiles en formulaciones de lechada de yeso calcinado conforme a los principios de la presente exposicion se expondran a continuacion con mas detalle.
[0062] Estucos - El componente de estuco (o yeso calcinado) utilizado para formar la matriz cristalina del nucleo del panel de yeso comprende normalmente sulfato de calcio hemihidrato beta, sulfato de calcio anhidro soluble en agua, sulfato de calcio hemihidrato alfa, o mezclas de cualquiera de ellos, de fuentes naturales o sinteticas. En algunos modos de realizacion, el estuco puede incluir minerales distintos al yeso, como cantidades menores de arcillas u otros componentes que esten asociados con la fuente de yeso o se anadan durante la calcinacion, procesamiento y/o la distribucion del estuco en la mezcladora.
[0063] A modo de ejemplo, las cantidades de estuco a las que se hace referencia en la Tabla 1 de la FIG. 19 dan por sentado que la fuente de yeso tiene al menos aproximadamente un 95 % de pureza. Por consiguiente, los componentes, y sus cantidades relativas, como las mencionadas anteriormente en la Tabla I, utilizadas para formar la lechada del nucleo pueden variarse o modificarse dependiendo de la fuente del estuco, su pureza y contenido. Por ejemplo, la composicion de la lechada del nucleo de yeso y la cantidad de vermiculita de alta expansion utilizada puede modificarse para composiciones de estuco diferentes dependiendo de la pureza del yeso, la fuente natural o sintetica para el yeso, el contenido en agua del estuco, el contenido de arcilla del estuco, etc.
[0064] Particulas de alta expansion - Los paneles de yeso con un peso y densidad reducidos creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden conseguir resultados unicos e inesperados en lo que se refiere a la resistencia al fuego y las condiciones de calor extremo asociadas, sin depender de las cantidades aumentadas de yesos hemihidrato tfpicos de paneles de yeso resistentes al fuego convencionales o que dependen sobre todo de vermiculita convencional de relativamente baja expansion, como a la que se hace referencia como vermiculita sin dilatar "de Grado N.° 5" (con un tamano de partfcula tfpico de menos de aproximadamente 0,0157 pulgadas (0,40 mm)). Tal como se ha mencionado anteriormente, los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden utilizar partfculas de alta expansion en forma de vermiculita con un alto volumen de expansion en relacion con la vermiculita de Grado N.° 5 (sistema de clasificacion estadounidense) y otras vermiculitas de baja expansion que han sido utilizadas en paneles de yeso comerciales resistentes al fuego.
[0065] Las vermiculitas a las que se hace referencia en el presente documento como "vermiculita de alta expansion" tienen un volumen de expansion despues de calentarlas durante una hora a aproximadamente 1560 °F (aproximadamente 850 °C) de aproximadamente un 300 % o mas de su volumen original. En cambio, la vermiculita sin dilatar de Grado N.° 5 normalmente tiene un volumen de expansion a aproximadamente 1560 °F (aproximadamente 850 °C) de aproximadamente un 225 %. Otras partfculas con propiedades comparables a la vermiculita de alta expansion tambien pueden utilizarse en modos de realizacion de paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion. En algunos modos de realizacion, puede utilizarse vermiculita de alta expansion que tenga un volumen de expansion de aproximadamente un 300 % a aproximadamente un 380 % de su volumen original tras situarse durante una hora en una camara con una temperatura de aproximadamente 1560 °F (aproximadamente 850 °C).
[0066] Se suele hacer referencia a una de dichas vermiculitas de alta expansion como vermiculita sin dilatar de Grado N.° 4 (sistema de clasificacion estadounidense) (tales particulas de alta expansion se rechazaron como ingrediente util en placas de yeso resistentes al fuego en la patente estadounidense US 3,454,456, expuesta anteriormente). En algunos modos de realizacion, al menos aproximadamente el 50 % de las particulas en la vermiculita de alta expansion utilizada en paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion sera de mas de aproximadamente malla 50 (es decir, aberturas de mas de aproximadamente 0,0117 pulgadas (0,297 mm)). En otros modos de realizacion, al menos aproximadamente el 70 % de las particulas seran de mas de aproximadamente malla 70 (es decir, aberturas de mas de aproximadamente 0,0083 pulgadas (0,210 mm)).
[0067] En otros modos de realizacion, las vermiculitas de alta expansion pueden utilizarse de forma que se clasifiquen segun sistemas de clasificacion diferentes y/o extranjeros. Tales vermiculitas de alta expansion debenan tener una expansion sustancialmente similar y/o caractensticas de resistencia termica propias de las expuestas en el presente documento. Por ejemplo, en algunos modos de realizacion, puede utilizarse una vermiculita clasificada en Europa, Sudamerica o Sudafrica como de Grado 0 (micron) o de Grado 1 (superfina).
[0068] En algunos modos de realizacion, puede utilizarse una vermiculita de alta expansion que incluye una distribucion granulometrica en la que hasta el 50 % de las particulas de vermiculita son de menos de 500 micrometros, hasta el 60 % de las particulas de vermiculita son de entre aproximadamente 500 micrometres y aproximadamente 1000 micrometros, hasta aproximadamente el 40% de las particulas de vermiculita son de entre aproximadamente 1000 micrometros y aproximadamente 1500 micrometros, y hasta el 20% de las particulas de vermiculita son de entre aproximadamente 1500 micrometros y aproximadamente 3000 micrometros. En algunos modos de realizacion, una vermiculita de alta expansion puede incluir particulas de vermiculita conforme a la siguiente distribucion: entre aproximadamente el 25 % y aproximadamente el 45% de las particulas son de menos de aproximadamente 500 micrometros, entre aproximadamente el 40 % y el 60 % de las particulas de vermiculita son de entre 500 micrometros y aproximadamente 1000 micrometros, hasta aproximadamente el 20% de las particulas son de entre aproximadamente 1000 micrometros y aproximadamente 1500 micrometros, y hasta el 10% de las particulas son de entre aproximadamente 1500 micrometros y aproximadamente 3000 micrometros. En algunos otros modos de realizacion, una vermiculita de alta expansion puede incluir particulas de vermiculita conforme a la siguiente distribucion: entre aproximadamente el 5 % y el 20% de las particulas son de menos de aproximadamente 500 micrometros, entre aproximadamente el 35 % y el 60% de las particulas son de entre 500 micrometros y aproximadamente 1000 micrometros, entre aproximadamente el 20% y el 40% de las particulas son de entre aproximadamente 1000 micrometros y aproximadamente 1500 micrometros, y hasta aproximadamente el 20% de las partfculas son de entre aproximadamente 1500 micrometros y aproximadamente 3000 micrometros.
[0069] En algunos otros modos de realizacion, pueden utilizarse vermiculitas que han sido tratadas qmmicamente o modificadas de otra forma de manera que exhiban un comportamiento de expansion del volumen en condiciones de calentamiento similar a las vermiculitas de alta expansion expuestas en el presente documento. Las vermiculitas de alta expansion utiles en paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion tambien pueden incluir otras vermiculitas, mezclas de vermiculita y/o composiciones que contengan vermiculita (y otros tamanos de partfcula y distribucion granulometrica), ademas de otros materiales en partfculas con propiedades de expansion comparables que proporcionan al panel las caractensticas de expansion y contraccion tfpicas de los paneles expuestos en el presente documento. Otras vermiculitas de alta expansion adecuadas y otras partfculas tambien pueden diferenciarse de las expuestas en el presente documento en cuanto a que no influyen sobre la produccion de los paneles de yeso resistentes al fuego y con un peso y densidad reducidos expuestos en el presente documento.
[0070] En algunos modos de realizacion, la vermiculita de alta expansion utilizada en los paneles de yeso resistentes al fuego con un peso y densidad reducidos creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden incluir vermiculita comercial de Grado 4 estadounidense disponible en el mercado a traves de varias fuentes. Cada uno de los productores comerciales puede proporcionar especificaciones para propiedades ffsicas de la vermiculita de alta expansion, como la dureza segun la escala de Mohs, la humedad total, la humedad libre, la densidad aparente, la relacion espedfica, la relacion de aspecto, la capacidad de intercambio de cationes, solubilidad, pH (en agua destilada), relacion de expansion, temperatura de expansion, y punto de fusion, por ejemplo. Se contempla que en diferentes modos de realizacion utilizando distintas fuentes de vermiculitas de alta expansion, estas propiedades ffsicas pueden variar.
[0071] En algunos modos de realizacion, las partfculas de vermiculita de alta expansion estan distribuidas generalmente por toda la parte de nucleo de los paneles de yeso. En otros modos de realizacion, las partfculas de vermiculita de alta expansion estan distribuidas generalmente de manera uniforme por toda la parte de nucleo de los paneles de yeso.
[0072] La vermiculita de alta expansion puede estar distribuida generalmente de manera aleatoria a lo largo de las partes con una densidad reducida del nucleo del panel. En algunos modos de realizacion, puede ser deseable tener una distribucion de vermiculita diferente en las partes mas densas de un panel, como en la capa de yeso con una densidad aumentada mencionada anteriormente adyacente a la(s) cara(s) del panel o en las partes del nucleo con una densidad mayor a lo largo de los bordes del panel. En otros modos de realizacion, la vermiculita de alta expansion puede excluirse sustancialmente de las partes mas densas de los paneles, como los bordes endurecidos y las caras de los paneles. Tales variaciones en los contenidos de partfculas de vermiculita y la distribucion en las partes mas densas de los paneles puede aparecer como resultado de extraer lechada del nucleo de la mezcladora de lechada del nucleo para su uso en esas partes del panel, al introducir la vermiculita a traves de otros medios apropiados en la lechada para las partes del nucleo del panel con una densidad reducida, al utilizar mezcladoras de bordes precisos, u otros medios conocidos por los expertos en la materia.
[0073] Puede haber de manera adicional una variacion considerable en la cantidad de partfculas de alta expansion distribuidas a lo largo del nucleo, y en la distribucion espedfica de las partfculas en algunos modos de realizacion de los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion en relacion con la distribucion de las partfculas en otros paneles creados de este modo. Tales variaciones en la cantidad y distribucion de las partfculas de alta expansion dependeran de la cantidad y tipo de vermiculita u otras partfculas incorporadas en la lechada, el tamano de las partfculas de alta expansion y la distribucion granulometrica, la composicion de la lechada del nucleo, y los procedimientos de distribucion y mezcla de la lechada del nucleo, entre otros factores. De manera similar, la distribucion de las partfculas espedficas, las propiedades de las partfculas y la granulometna dentro del nucleo puede variar y puede depender de factores similares durante la mezcla y distribucion de la lechada del nucleo durante el proceso de formacion del panel.
[0074] En algunos modos de realizacion, la distribucion de partfculas de alta expansion evita ejemplos de grandes concentraciones de partfculas de alta expansion en partes del nucleo del panel que reducen significativamente la integridad y solidez estructural del nucleo durante un uso normal de los paneles o durante condiciones de fuego y/o altas temperaturas. Esto no incluina pequenas variaciones encontradas en producciones comerciales tfpicas. La distribucion de las partfculas de alta expansion tambien puede modificarse en cuanto a la concentracion de partfculas en una o mas partes del nucleo para aplicaciones espedficas deseadas de los paneles.
[0075] En algunos modos de realizacion, la distribucion mencionada anteriormente de las partfculas de alta expansion en el nucleo de densidad reducida de los paneles sucede durante la mezcla de la lechada del nucleo, el paso de la lechada a la primera hoja de cubierta y/o la distribucion de la lechada a lo largo de la hoja de cubierta. En algunos modos de realizacion, las partfculas de alta expansion pueden anadirse a la mezcladora de la lechada del nucleo con otros materiales secos o semisecos durante la mezcla y preparacion de la lechada del nucleo. De manera alternativa, en otros modos de realizacion, las partfculas de alta expansion pueden anadirse en otros procedimientos, pasos o etapas que distribuyen generalmente las partfculas de alta expansion dentro de las partes deseadas del nucleo de yeso del panel.
[0076] Tal como se refleja en las FIGS. 1-6, que se expondran adicionalmente mas adelante, las partfculas de vermiculita normalmente se distribuyen cerca o adyacentes a los vados formados en las partes de densidad reducida del nucleo de yeso, ademas de en las partes cristalinas del nucleo que un experto en la materia esperana que contribuyesen en la solidez estructural del nucleo. Dicha distribucion en la estructura del nucleo cristalina de densidad reducida (que en sf misma se considera relativamente fragil), provocana que un experto en la materia creyese que la considerable expansion de las partfculas de vermiculita alterana el nucleo y causana el astillamiento, fracturas en el nucleo y fallos en el nucleo conocidos por los expertos en la materia y analizados en las referencias analizadas anteriormente. Esto sena particularmente verdad en modos de realizacion de un panel de yeso creado conforme a los principios de la presente exposicion donde el nucleo del panel presenta una densidad relativamente baja, y en consecuencia, un volumen de vado relativamente alto, y un contenido en yeso cristalino considerablemente reducido. Se esperana que la reduccion del contenido en yeso cristalino del nucleo redujese la solidez estructural y la capacidad de disipacion termica de los paneles de yeso. Tal como se analizara con mas adelante con mas detalle, sorprendentemente este no era el caso para paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion.
[0077] Almidon - Como apreciara un experto en la materia, los modos de realizacion de la formulacion de la lechada del nucleo para su uso en la preparacion de paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden comprender almidon. En algunos modos de realizacion de los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion, y los metodos para preparar dichos paneles, la formulacion de la lechada del nucleo, tal como se menciona en la Tabla I de la FIG. 19, incluye un almidon pregelatinizado o un almidon funcionalmente equivalente. El almidon crudo puede pregelatinizarse al cocinar el almidon en agua a temperaturas de al menos 85 °C (185 °F) o por otros metodos conocidos para causar la formacion de geles en el almidon utilizado en el nucleo del panel. El almidon puede incorporarse en la lechada del nucleo en una forma seca, una forma lfquida predispersada, o una combinacion de ambas. En una forma seca, el almidon puede anadirse a la mezcladora de la lechada del nucleo con otros ingredientes secos o en una etapa, paso o procedimiento de adicion separado. En la forma predispersada, puede anadirse con otros ingredientes lfquidos, como agua de amasado, por ejemplo, o en una etapa, paso o procedimiento de adicion separado.
[0078] Algunos ejemplos de almidones pregelatinizados disponibles con facilidad que pueden utilizarse en la practica de la presente exposicion son el almidon de harina de mafz amarilla gelificado previamente disponible en el mercado de Cargill, Inc. o de Archer Daniels Midland Co. En algunos modos de realizacion, el componente de almidon incluye al menos almidon de mafz pregelatinizado, como harina de mafz pregelatinizada disponible de Bunge Milling, St. Louis, Missouri. Dicho almidon pregelatinizado presenta las siguientes caractensticas tfpicas: aproximadamente un 75 % de humedad, aproximadamente un 8,0 % de protema, aproximadamente un 0,5 % de fibra cruda, aproximadamente un 0,3% de ceniza; presentando una resistencia en verde de 0,03 bares (aproximadamente 0,48 psi); y presentando una densidad aparente de 561 kg/m3 (aproximadamente 35 lb/ft3). En algunos otros modos de realizacion, la formulacion del nucleo de la lechada puede incluir uno o mas hidroxietilalmidones disponibles en el mercado adecuados para los objetivos de la presente exposicion.
[0079] En otros modos de realizacion, pueden utilizarse otros almidones utiles, incluidos almidones modificados con acido, como harina de mafz modificada con acido disponible como HI-BOND, de Bunge Milling, St. Louis, Missouri. Este almidon presenta las siguientes caractensticas tfpicas: un 10,0 % de humedad, un 1,4 % de aceite, aproximadamente un 17,0 % de solubles en agua fna, aproximadamente un 98,0 % de fluidez alcalina, densidad aparente de 481 kg/m3 (aproximadamente 30 lb/ft3), y aproximadamente un 20 % de lechada que produce un pH de aproximadamente 4,3. Otro almidon util es almidon blanco no pregelatinizado, como ECOSOL-45, disponible de ADM/Ogilvie, Montreal, Quebec, Canada.
[0080] Fibras - En algunos modos de realizacion que incorporan fibras tal como se menciona en la Tabla I de la FIG. 19, y los metodos para preparar dichos paneles, las fibras pueden incluir fibras minerales, fibras de vidrio y/o de carbono, y mezclas de dichas fibras, asf como otras fibras comparables que proporcionen beneficios comparables al panel. En algunos modos de realizacion, las fibras de vidrio se incorporan en la lechada del nucleo de yeso y resultan en una estructura del nucleo cristalina. Las fibras de vidrio en algunos de estos modos de realizacion pueden tener una longitud media de 1,27 a 1,9 cm (aproximadamente de 0,5 a aproximadamente 0,75 pulgadas) y un diametro de aproximadamente 11 a aproximadamente 17 micras. En otros modos de realizacion, dichas fibras de vidrio pueden tener una longitud media de 0,5 a 0,675 pulgadas (1,27 cm a 1,7145 cm) y un diametro de aproximadamente 13 a aproximadamente 16 micras. En algunos otros modos de realizacion, las fibras de vidrio de clase E se utilizan presentando un punto de reblandecimiento de mas de aproximadamente 800 °C y una de dichos tipos de fibras son las fibras de vidrio Advantex® (disponible de Owens Corning) presentando un punto de reblandecimiento de mas de aproximadamente 900 °C. Puede utilizarse lana mineral o fibras de carbono como las que conocen los expertos en la materia en lugar de o combinadas con fibras de vidrio, como las mencionadas anteriormente.
[0081] Fosfatos - En algunos modos de realizacion de los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion y los metodos para preparar dichos paneles, se anade una sal de fosfato u otra fuente de iones de fosfato como los mencionados en la Tabla I de la FIG. 19 a la lechada de yeso utilizado para producir el nucleo de yeso del panel. El uso de dichos fosfatos puede contribuir a proporcionarle al nucleo de yeso un aumento de la resistencia, resistencia a la deformacion permanente (p. ej., resistencia al pandeo), y estabilidad dimensional, comparado con el yeso fraguado formado a partir de una mezcla que no contiene fosfato. En algunos de dichos modos de realizacion, la fuente del fosfato se anade en cantidades para proporcionar estabilidad dimensional, o resistencia a la humedad, al panel y al nucleo del panel mientras que el yeso hemihidrato en el nucleo se hidrata y forma la estructura del nucleo cristalino de yeso dihidrato (por ejemplo durante el tiempo entre la formacion de la placa y la seccion de horno del proceso de formacion). De forma adicional, se senala que en la medida en que el fosfato anadido actua como retardante, puede anadirse un acelerador apropiado al nivel adecuado para superar cualquier efecto retardante adverso del fosfato. Los fosfatos normalmente se anaden en forma seca y/o en forma lfquida, con los ingredientes secos normalmente anadidos a la mezcladora de la lechada del nucleo y los ingredientes lfquidos anadidos a la mezcla o en otras etapas o procedimientos.
[0082] Los componentes que contienen fosfato utiles en la presente exposicion incluyen componentes solubles en agua y pueden estar en forma de ion, de sal, o un acido, a saber, acidos fosforicos condensados, cada uno de los cuales comprende dos o mas unidades de acido fosforico; sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende dos o mas unidades de fosfato; y sales monobasicas o iones monovalentes de ortofosfatos, como se describe, por ejemplo, en las patentes estadounidenses N.° U.S. 6,342,284; 6,632,550; y 6,815,049. Ejemplos adecuados de estas clases de fosfatos seran evidentes para los expertos en la materia. Por ejemplo, cualquier compuesto adecuado que contenga ortofosfato monobasico puede utilizarse en la practica de los principios de la presente exposicion, incluyendo, pero sin caracter limitativo, fosfato monoamonico, fosfato monosodico, fosfato monopotasico, y combinaciones de los mismos. Una sal de fosfato monobasica preferida es el fosfato monopotasico.
[0083] De manera similar, puede utilizarse cualquier sal de polifosfato soluble en agua adecuada de conformidad con la presente invencion. El polifosfato puede ser dclico o adclico. Los ejemplos de polifosfatos dclicos incluyen, por ejemplo, sales de trimetafosfato y sales de tetrametafosfato. La sal de trimetafosfato puede seleccionarse, por ejemplo, de entre trimetafosfato de sodio (al que tambien se hace referencia en el presente documento como sTm P), trimetafosfato de sodio, trimetafosfato de litio, trimetafosfato de amonio, y similares, o combinaciones de los mismos.
[0084] Ademas, puede utilizarse cualquier sal de polifosfato adclico soluble en agua adecuada de conformidad con la presente invencion. El la sal de polifosfato adclico tiene al menos dos unidades de fosfato. A modo de ejemplo, las sales de polifosfato adclico adecuadas de acuerdo con la presente invencion incluyen, pero sin caracter limitativo, pirofosfatos, tripolifosfatos, hexametafosfato sodico, presentando de aproximadamente seis a aproximadamente 27 unidades de fosfato que se repiten, hexametafosfato potasico que presenta de aproximadamente seis a aproximadamente 27 unidades de fosfato que se repiten, hexametafosfato de amonio presentando de aproximadamente seis a aproximadamente 27 unidades de fosfato que se repiten, y combinaciones de los mismos. Una sal de polifosfato adclica preferida conforme a la presente invencion esta disponible comercialmente como CALGON.RTM de ICL Performance Products LP, St. Louis, Missouri, que es un hexametafosfato sodico que presenta de aproximadamente 6 a aproximadamente 27 unidades de fosfato que se repiten.
[0085] Preferiblemente, el compuesto que contiene fosfato se selecciona del grupo que consiste en trimetafosfato de sodio presentando la formula molecular (NaPO3)3, hexametafosfato sodico presentando de aproximadamente seis a aproximadamente 27 unidades de fosfato que se repiten y presentando la formula molecular Nan+2PnO3n+i en la que n=6-27, pirofosfato tetrapotasico presentando la formula molecular K4P2O7, tripolifosfato dipotasico trisodico presentando la formula molecular Na3K2P3Oio, tripolifosfato sodico presentando la formula molecular NasP3Oio, pirofosfato tetrasodico presentando la formula molecular Na4P2O7, trimetafosfato de aluminio presentando la formula molecular Al(PO3)3, pirofosfato de acido de sodio presentando la formula molecular Na2H2P2O7, polifosfato de amonio presentando 1000-3000 unidades de fosfato que se repiten y presentando la formula molecular (NH4)n+2PnO3n+i en la que n=1000-3000, o acido polifosforico presentando dos o mas unidades de acido fosforico que se repiten y presentando la formula molecular Hn+2PnO3n+i en la que n es dos o mas. El trimetafosfato de sodio es el mas preferido y esta disponible comercialmente de ICL Performance Products LP, St. Louis, Missouri.
[0086] Dispersantes - En otros modos de realizacion de peso y densidad reducidos, los paneles resistentes al fuego creados conforme a los principios de la presente exposicion, y los metodos para preparar tales paneles, pueden incluirse dispersantes como los mencionados en la Tabla I de la FIG. 19 en la lechada del nucleo de yeso. Los dispersantes pueden anadirse en forma seca con otros ingredientes secos y/o en forma lfquida con otros ingredientes lfquidos en la mezcla de la lechada del nucleo o en otros pasos o procedimientos.
[0087] En algunos modos de realizacion, tales dispersantes pueden incluir naftalensulfonatos, como acido polinaftalensulfonico y sus sales (polinaftalensulfonatos) y derivados, que son productos de condensacion de acidos naftalensulfonicos y formaldetudo. Dichos polinaftalensulfonatos deseables incluyen naftalensulfonato de sodio y calcio. El peso molecular medio de los naftalensulfonatos puede variar de aproximadamente 3000 a 27000, aunque se prefiere que el peso molecular sea de aproximadamente 8000 a 10000. En una solucion acuosa con un porcentaje de solidos determinado, un dispersante con un peso molecular mas alto tiene una mayor viscosidad, y genera una demanda de agua mas alta en la formulacion que un dispersante con un peso molecular mas bajo.
[0088] Algunos naftalensulfonatos utiles incluyen DILOFLO, disponible de GEO Specialty Chemicals, Cleveland, Ohio; DAXAD, disponible de Hampshire Chemical Corp., Lexington, Massachusetts; y LOMAR D, disponible de GEO Specialty Chemicals, Lafayette, Indiana. Los naftalensulfonatos se utilizan preferiblemente como soluciones acuosas en el intervalo de aproximadamente el 35 % a aproximadamente el 55 % en peso de contenido de solidos, por ejemplo. Se prefiere mas utilizar los naftalensulfonatos en forma de una solucion acuosa, por ejemplo, en el intervalo de aproximadamente el 40 % a aproximadamente el 45% en peso de contenido de solidos. De forma alternativa, donde sea apropiado, los naftalensulfonatos pueden utilizarse en forma seca solida o en polvo, como LOMAR D, por ejemplo.
[0089] De forma alternativa, en otros modos de realizacion, pueden utilizarse y emplearse dispersantes conocidos para aquellos expertos en la materia utiles para mejorar la fluidez en las lechadas de yeso, como dispersantes de policarboxilato. Un numero de dispersantes de policarboxilato, en particular eteres policarboxflicos, son los tipos preferidos de dispersantes. Una clase preferida de dispersantes utilizados en la lechada incluye dos unidades que se repiten y se describe con mas detalle en la patente estadounidense U.S.
7,767,019, que se titula "Gypsum Products Utilizing a Two-Repeating Unit System and Process for Making Them". Algunos ejemplos de estos dispersantes son productos de BASF Construction Polymers, GmbH (Trostberg, Alemania) y los suministra BASF Construction Polymers, Inc. (Kennesaw, Georgia) (en lo sucesivo, "BASF") y se les hace referencia en lo sucesivo como los "Dispersantes de Tipo PCE211". Un dispersante particularmente util de los Dispersantes de Tipo PCE211 se denomina PCE211 (en lo sucesivo, "211"). Otros polfmeros de esta serie utiles para la presente exposicion incluyen el PCE111. Los dispersantes de Tipo PCE211 se describen con mas detalle en U.S. Ser. No. 11/827,722 (Pub. N.° US 2007/0255032A1), presentada el 13 de julio de 2007 y titulada "Polyether-Containing Copolymer" (Copolfmero que contiene polieter).
[0090] El peso molecular de un tipo de estos dispersantes de Tipo PCE211 puede ser de aproximadamente 20000 a aproximadamente 60000 Daltons. Se ha descubierto que los dispersantes con un peso molecular bajo provocan un retraso menor del tiempo de fraguado que los dispersantes que presentan un peso molecular de mas de 60000 Daltons. Una longitud de una cadena lateral generalmente mas larga, que resulta en un aumento del peso molecular total, aporta una mejor dispensabilidad. No obstante, los ensayos con yeso indican que la eficacia del dispersante se reduce en pesos moleculares de mas de 50 Daltons.
[0091] Otra clase de compuestos de policarboxilato que son utiles como dispersantes en esta invencion se exponen en la patente estadounidense U.S. 6,777,517, y se le hara referencia en lo sucesivo como "Dispersante de Tipo 2641". Algunos ejemplos de dispersantes de Tipo PCE211 y de Tipo 2641 los fabrica BASF Construction Polymers, GmbH (Trostberg, Alemania) y los comercializa en EE.UU. BASF Construction Polymers, Inc. (Kennesaw, Georgia). Algunos Dispersantes de Tipo 2641 los vende DASF como dispersantes MELFLUX 2641F, MELFLUX 2651F y MELFLUX 2500L.
[0092] Alguna otra familia de dispersantes preferida la vende BASF y se le hace referencia como "Dispersantes de Tipo 1641", El dispersante de Tipo 1641 se describe con mas detalle en la patente estadounidense U.S.
5,798,425. Uno de estos Dispersantes de Tipo 1641 se comercializa como dispersante MELFLUX 1641F de BASF. Otros dispersantes que pueden utilizarse incluyen otros eteres de policarboxilato como COATEX Ethacryl M, disponible de Coatex, Inc. de Chester, Carolina del Sur, y lignosulfonatos, o lingnina sulfonada. Los lignosulfonatos son polfmeros polielectrolitos anionicos solubles en agua, subproductos de la produccion de la pasta de madera utilizando la formacion de pasta con sulfito. Un ejemplo de una lignina util en la practica de los principios de la presente exposicion es la Marasperse C-21, disponible de Reed Lignin Inc., Greenwich, Connecticut.
[0093] Aditivos disipadores termicos de alta eficiencia ("Aditivos HEHS") - En algunos modos de realizacion de los paneles formados conforme a los principios de la presente memoria y los metodos para preparar tales paneles, el nucleo del panel puede incluir uno o mas aditivos a los que se hace referencia en el presente documento como aditivos disipadores termicos de alta eficiencia ("aditivos HEHS"). Dichos aditivos tienen una capacidad de disipacion termica que supera la capacidad de disipacion termica de cantidades comparables de yeso dihidratado en el intervalo de temperatura que causa la deshidratacion y liberacion de vapor de agua del componente de yeso dihidratado del nucleo del panel. Tales aditivos se seleccionan normalmente de entre composiciones, como trihidrato de aluminio u otros hidroxidos de metal, que se descomponen, liberando vapor de agua en intervalos de temperatura iguales o similares como lo hace el yeso dihidratado. Mientras que pueden utilizarse otros aditivos HEHS (o combinaciones de aditivos HEHS) con un aumento de la eficiencia en la disipacion termica en relacion con cantidades comparables de yeso dihidratado, los aditivos HEHS preferidos proporcionan una aumento considerable en la eficiencia en la disipacion termica en relacion con el yeso dihidrato para compensar cualquier aumento de peso u otras propiedades indeseadas de los aditivos HEHS cuando se utilizan en un panel de yeso destinados a aplicaciones de resistencia al fuego u otras aplicaciones de alta temperature.
[0094] Por ejemplo, en modos de realizacion preferidos, unos o mas aditivos HEHS se somete a una reaccion endotermica para absorber el calor cuando se exponen a aumentos de temperature considerables. En algunos de estos modos de realizacion, el calor de la descomposicion (que puede ser una reaccion de deshidratacion) por unidad de masa del aditivo(s) HEHS consume al menos aproximadamente 685 julios/gramo; en otros modos de realizacion al menos aproximadamente 1000 julios/gramo, y en algunos otros modos de realizacion consume de aproximadamente 11100 a aproximadamente 1400 julios/gramo. En tales modos de realizacion, el aditivo(s) HEHS puede tener un calor de descomposicion por unidad de masa en el intervalo de temperatura relevante que sea significativamente mayor que el del yeso deshidratado en el panel de yeso. Por consiguiente, el aditivo HEHS consume mas energfa (julios/gramos) durante el calentamiento que la que se consume por la deshidratacion del yeso deshidratado.
[0095] En algunos modos de realizacion, la temperatura de descomposicion mas baja del aditivo(s) HEHS es de aproximadamente 40 °C o mas En otros modos de realizacion, las temperaturas de descomposicion del aditivo(s) HEHS vanan de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 1000 °C; en otros modos de realizacion, de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 450 °C; y en otros modos de realizacion, de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 300 °C. En algunos otros modos de realizacion, el aditivo(s) empieza la descomposicion termica endotermica a aproximadamente 150 °C y se descomponen sustancialmente, o completamente, a una temperatura de aproximadamente 980 °C, que es la temperatura final tras 1 hora en la curva de temperatura del ASTM-E119 utilizada en los ensayos de exposicion al fuego mencionados anteriormente.
[0096] Tal como se ha mencionado anteriormente, un aditivo HEHS preferido comprende trihidrato de aluminio (ATH) que contiene agua cristalizada o unida o complejada de otro modo. El ATH normalmente es muy estable a temperatura ambiente. En temperaturas superiores entre aproximadamente 180 °C y 205 °C, el ATH normalmente se somete a una descomposicion endotermica que libera vapor de agua. El calor de la descomposicion para dichos aditivos de ATH es de mas de 1000 julios/gramo, y en un modo de realizacion preferido es de aproximadamente 1170 julios/gramo. Sin quedar obligado por la teona, se cree que el aditivo ATH se descompone para liberar aproximadamente el 35 % del agua de la cristalizacion como vapor de agua cuando se calienta a mas de 205 °C de la siguiente manera: AL(OH)3 ^ AhO3-3H2O. En modos de realizacion que utilizan ATH como un aditivo HEHS, puede utilizarse cualquier ATH adecuado. En modos de realizacion, puede utilizarse ATH de proveedores comerciales, como Akrochem Corp. of Akron, OH. Puede utilizarse cualquier grado de ATH adecuado. Un ejemplo es el ATH de Grado N.° SB-36. El ATH de Grado N.° SB-36 puede tener un tamano de partfcula medio de aproximadamente 25 micras y una zona de superficie de aproximadamente 1 m2/g. En otros modos de realizacion, pueden utilizarse otros grados de ATH adecuados que presentan cualquier tamano de partfcula medio y zona de superficie adecuados.
[0097] En otros modos de realizacion, el aditivo(s) HEHS puede comprender hidroxido de magnesio. En estos modos de realizacion, el aditivo HEHS de hidroxido de magnesio preferiblemente tiene un calor de descomposicion de mas de aproximadamente 1000 julios/gramos, como aproximadamente 1350 julios/gramo, de 180 °C o mas a 205 °C. En tales modos de realizacion, puede utilizarse cualquier hidroxido de magnesio, como el que esta disponible en el mercado de proveedores comerciales, incluidos Akrochem Corp. of Akron, OH.
[0098] La capacidad de disipacion termica aumentada de los aditivos HEHS preferidos puede utilizarse para aumentar las propiedades de aislamiento termico de los paneles de yeso expuestos en el presente documento en comparacion con los paneles creados sin el aditivo HEHS. La cantidad y la composicion de aditivos HEHS incorporados en los paneles de yeso expuestos en el presente documento puede variar dependiendo del peso y densidad deseados de los paneles, la pureza del estuco utilizado para formar los paneles, la formulacion del nucleo del panel, la presencia de otros aditivos y otras consideraciones similares. Algunos ejemplos de las formulaciones del nucleo preferidas para los paneles de yeso que incorporan los aditivos HEHS preferidos se resumen en la Tabla I de la FIG. 19. El aditivo HEHS puede anadirse en forma seca y/o en forma lfquida, con los ingredientes secos normalmente anadidos a la mezcladora de la lechada del nucleo y los ingredientes lfquidos anadidos normalmente a la mezcla o en otras etapas o procedimientos.
[0099] En uno de estos modos de realizacion preferidos, el nucleo del panel incorpora un aditivo HEHS como trihidrato de aluminio en una cantidad de aproximadamente el 2 % a aproximadamente el 5 % en peso del estuco en algunos modos de realizacion, de aproximadamente el 2 % a aproximadamente el 7 % en peso del estuco en otros modos de realizacion, y en cantidades hasta aproximadamente el 10% en peso del estuco en algunos otros modos de realizacion preferidos. En algunos de tales modos de realizacion preferidos, la incorporacion del aditivo HEHS en la formulacion del nucleo permite la reduccion del contenido en estuco de la formulacion para reducir el peso y la densidad del nucleo del panel. En un ejemplo del uso del aditivo HEHS, el intervalo de aditivo HEHS para retirar el estuco en funcion del peso es de aproximadamente 1 a aproximadamente 2. En algun otro ejemplo, en otras palabras, de 195 a 244 g/m2 (aproximadamente 40-50 lbs/msf) del aditivo HEHS puede incorporarse en la formulacion del nucleo y de 390 a 488 g/m2 (aproximadamente 80-100 lbs/msf) del estuco puede retirarse de la formulacion. Por consiguiente, puede conseguirse una reduccion de 195 a 244 g/m2 (aproximadamente 40-50 Ibs/msf) en este ejemplo sin un cambio sustancial en las propiedades de aislamiento termico del panel.
[0100] La proporcion de aditivo HEHS en relacion con el estuco retirado de una formulacion del nucleo puede variar dependiendo del aditivo HEHS utilizado, sus propiedades de disipacion termica, las propiedades de disipacion termica del estuco espedfico, la formulacion del nucleo de yeso, las propiedades de aislamiento termico deseadas del panel, las propiedades ffsicas y la reduccion del peso deseada del panel, y cuestiones relacionadas. En algunos modos de realizacion preferidos que utilizan trihidrato de aluminio, la proporcion del aditivo HEHS en relacion con el estuco retirado puede ser de 2:1 en algunos modos de realizacion, en otros modos de realizacion de aproximadamente 3:1, y en algunos otros modos de realizacion aproximadamente 4:1. La proporcion de aditivo(s) HEHS en relacion con el estuco retirado puede ser distinta para distintas aplicaciones y composiciones del aditivo HEHS.
[0101] Retardadores/Aceleradores - los retardadores del fraguado (hasta aproximadamente 2 lb/MSF (aprox.
9,8 g/m2) en paneles de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor) o aceleradores secos (hasta aproximadamente 35 lb/MSF (aprox. 170 g/m2) en paneles de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de ancho) pueden anadirse a algunos modos de realizacion de la lechada del nucleo para modificar la proporcion a la que suceden las reacciones de hidratacion del estuco. El "CSA" es un ejemplo de un acelerador de fraguado preferido que comprende aproximadamente un 95 % de sulfato de calcio dihidrato molido conjuntamente con aproximadamente un 5 % de azucar y calentado a 250 °F (121 °C) para caramelizar el azucar. El CSA esta disponible en la central de USG Corporation, Southard, Oklahoma y esta fabricado segun la patente estadounidense U.S. 3,573,947. El sulfato de potasio es otro ejemplo de un acelerador preferido. El "HRA", que es otro acelerador preferido de ejemplo, es sulfato de calcio dihidrato fresco molido con azucar en una proporcion de aproximadamente 2,3 a 11,3 kg (de aproximadamente 5 a aproximadamente 25 libras) de azucar por 45,4 kg (100 libras) de sulfato de calcio dihidratado. E1HRA se describe de forma adicional en la patente estadounidense U.S. 2,078,199.
[0102] Otro acelerador, conocido como acelerador de yeso humedo o "WGA", por sus siglas en ingles, es tambien un acelerador preferido. En la patente estadounidense U.S. 6,409,825 se da a conocer una descripcion de un uso del acelerador de yeso humedo y un metodo para la fabricacion del mismo. Este acelerador incluye al menos un aditivo seleccionado de entre el grupo consistente en un compuesto fosfonico organico, un compuesto que contiene fosfato o mezclas de los mismos. Este acelerador particular exhibe una longevidad considerable y mantiene su efectividad con el tiempo de manera que el acelerador de yeso humedo puede fabricarse, almacenarse e incluso transportarse largas distancias antes de utilizarse. El acelerador de yeso humedo puede utilizarse en cantidades que van desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 80 libras por mil pies cuadrados (aprox. 24,3 a 390 g/m2) de un producto de carton yeso de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor.
[0103] Espumas - La espuma puede introducirse en la lechada del nucleo en cantidades que proporcionen la densidad y el peso reducidos del nucleo mencionados anteriormente. La introduccion de espuma en la lechada del nucleo en las formulaciones, procesos y cantidades apropiadas puede producir una red deseada y la distribucion de vados de aire, y paredes entre los vados de aire, dentro del nucleo de los paneles secados finales. En algunos modos de realizacion, el tamano de los vados de aire, las distribuciones y/o el espesor de las paredes entre los vados de aire proporcionados por la composicion de la espuma y el sistema de introduccion de espuma se ajustan a las analizadas a continuacion, ademas de a aquellas que proporcionan una resistencia, densidades comparables, y propiedades relacionadas a los paneles. Esta estructura de vados de aire permite la reduccion del yeso y otros constituyentes del nucleo y de la densidad y el peso del nucleo, mientras mantienen sustancialmente (o en algunos casos mejoran) las propiedades de resistencia del panel, como la resistencia a la compresion del nucleo, y la rigidez del panel, la resistencia a la flexion, la resistencia a la extraccion de clavos, entre otras.
[0104] En algunos modos de realizacion, a un espesor nominal del panel de 1,6 cm (aproximadamente 5/8 pulgadas), un panel de yeso creado conforme a los principios de la presente invencion, y los metodos para fabricarlo, proporciona un panel que tiene resistencia a la extraccion de clavos, determinada de acuerdo con el estandar ASTM C473-09, de al menos 31,8 kg (aproximadamente 70 lb). En otros modos de realizacion, el panel puede tener una resistencia a la extraccion de clavos, determinada conforme al estandar ASTM C473-09, de al menos 38,6 kg (aproximadamente 85 lb).
[0105] En algunos de estos modos de realizacion, el diametro esferico medio equivalente de los vados de aire puede ser de al menos aproximadamente 75 pm, y en otros modos de realizacion al menos aproximadamente 100 pm. En otros modos de realizacion, el diametro esferico medio equivalente de los vados de aire puede ser de aproximadamente 75 pm a aproximadamente 400 pm. En algunos otros modos de realizacion, el diametro esferico medio equivalente de los vados de aire puede ser de aproximadamente 100 pm a aproximadamente 350 pm con una desviacion estandar de aproximadamente 100 a aproximadamente 225. En otros modos de realizacion, el diametro esferico medio equivalente de los vados de aire puede ser de aproximadamente 125 pm a aproximadamente 325 pm con una desviacion estandar de aproximadamente 100 a aproximadamente 200.
[0106] En algunos modos de realizacion, de aproximadamente el 15% a aproximadamente el 70% de los vados de aire tienen un diametro esferico medio equivalente de aproximadamente 150 pm o menos. En otros modos de realizacion, de aproximadamente el 45 % a aproximadamente el 95 % de los vados de aire tienen un diametro esferico equivalente de aproximadamente 300 pm o menos, y de aproximadamente el 5 % a aproximadamente el 55 % de los vados de aire tienen un diametro esferico equivalente de aproximadamente 300 pm o mas. En otros modos de realizacion, de aproximadamente el 45 % a aproximadamente el 95 % de los vados de aire tienen un diametro esferico equivalente de aproximadamente 300 pm o menos, y de aproximadamente el 5 % a aproximadamente el 55 % de los vados de aire tienen un diametro esferico equivalente de aproximadamente 300 pm a aproximadamente 600 pm. En el analisis de los tamanos medios de los vados de aire del presente documento, los vados del nucleo de yeso que son de aproximadamente 5 pm o menos no se tienen en cuenta cuando se calcula el numero de vados de aire o el tamano medio de los vados de aire.
[0107] En esos y otros modos de realizacion, el espesor, distribucion y disposicion de las paredes entre los vados en tales modos de realizacion, por sf solos y/o en conjunto con una disposicion y distribucion de tamanos de vados de aire deseada, tambien permite una reduccion de la densidad del nucleo del panel y su peso, mientras sustancialmente mantiene (o en algunos casos mejora) las propiedades de resistencia del panel. En algunos de estos modos de realizacion, el espesor medio de las paredes que separan los vados de aire puede ser de al menos aproximadamente 25 pm. En algunos modos de realizacion, las paredes que definen y separan los vados de aire dentro del nucleo de yeso pueden tener un espesor medio de aproximadamente 25 pm a aproximadamente 200 pm, de aproximadamente 25 pm a aproximadamente 75 pm en otros modos de realizacion, y de aproximadamente 25 pm a aproximadamente 50 pm en algunos otros modos de realizacion. En algunos otros modos de realizacion, las paredes que definen y separan los vados de aire dentro del nucleo de yeso pueden tener un espesor medio de aproximadamente 25 pm a aproximadamente 75 pm con una desviacion estandar de aproximadamente 5 a aproximadamente 40. En algunos otros modos de realizacion, las paredes que definen y separan los vados de aire dentro del nucleo de yeso pueden tener un espesor medio de aproximadamente 25 pm a aproximadamente 50 pm con una desviacion estandar de aproximadamente 10 a aproximadamente 25.
[0108] Sin quedar obligado por la teona, se cree que los modos de realizacion con las distribuciones y disposiciones de los vados de aire analizadas anteriormente, y las distribuciones y espesores de pared, ayudan a mejorar las propiedades de resistencia a altas temperaturas del panel cuando se utilizan con la vermiculita de alta expansion expuesta en el presente documento. Se cree que el vado de la espuma y el espesor de las paredes ayudan a reducir o evitar considerablemente la creacion de defectos sustanciales en la estructura del nucleo de yeso cuando la vermiculita de alta expansion se expande en condiciones de altas temperaturas.
[0109] Ejemplos del uso de agentes espumantes para producir estructuras de pared y de vado deseadas incluyen las analizadas en la patente estadounidense U.S. 5,643,510. En algunos modos de realizacion, puede utilizarse una combinacion de un primer agente espumante mas estable y un segundo agente espumante menos estable en la mezcla de la lechada del nucleo. En otros modos de realizacion, se utiliza solo un tipo de agente espumante, siempre que se satisfagan las necesidades de resistencia del panel y la densidad deseada. Los enfoques para anadir espuma a la lechada del nucleo se conocen en la tecnica y algunos ejemplos de este enfoque se analizan en las patentes estadounidenses U.S. 5,643,510 y 5,683,635.
[0110] Hojas de cubierta - En algunos modos de realizacion de un panel creado conforme a los principios de la presente exposicion, la primera hoja de cubierta comprende papel de manila de baja porosidad sobre el que se dispensa la lechada de yeso (la cual normalmente esta en la cara expuesta del panel cuando se utiliza en una aplicacion de construccion). Puede utilizarse papel newsline como la segunda hoja de cubierta situada en la lechada del nucleo de yeso durante el proceso de formacion (que normalmente es el dorso oculto de los paneles cuando se utilizan en aplicaciones de construccion). En otras aplicaciones, pueden utilizarse esteras de fibra de vidrio no tejida, materiales de hojas de otros materiales fibrosos o no fibrosos, o combinaciones de papel y otros materiales fibrosos como una o ambas hojas de cubierta. Como apreciara un experto en la materia, en otros modos de realizacion, pueden utilizarse otras hojas de cubierta que sean adecuadas para los fines previstos del panel.
[0111] En modos de realizacion que utilizan papel u hojas de cubierta similares, la primera hoja de cubierta puede tener una densidad y un gramaje basico mas alto que la segunda hoja de cubierta. Por ejemplo, en algunos modos de realizacion, la primera hoja de cubierta puede tener un gramaje basico de 269 a 317 g/m2 (de aproximadamente 55 a aproximadamente 65 lb/msf) y la segunda hoja de cubierta puede tener un gramaje basico de 171 a 220 g/m2 (aproximadamente 35 a aproximadamente 45 lb/msf). En algunos otros modos de realizacion, pueden utilizarse, por ejemplo, distintos tipos de laminas de cubierta de papel, presentando distintos pesos, y comprendiendo distintos materiales. De manera similar, en algunos modos de realizacion, las hojas de cubierta pueden incorporar y pueden haber anadido a sus superficies expuestas revestimientos de materiales que proporcionen superficies adecuadas para aplicaciones de construccion espedficas como revestimiento exterior, material de tejado, bases para baldosas, etc.
[0112] Siloxanos - En algunos modos de realizacion, la resistencia al agua de los paneles de yeso formados conforme a los principios de la presente exposicion puede mejorarse anadiendo un siloxano polimerizable a la lechada utilizada para fabricar los paneles. Preferiblemente, el siloxano se anade en forma de emulsion. A continuacion, se le da forma a la lechada y se seca en condiciones que favorecen la polimerizacion del siloxano para formar una resina de silicona altamente reticulada. A la lechada de yeso se le puede anadir un catalizador que favorece la polimerizacion del siloxano para formar una resina de silicona altamente reticulada.
[0113] Preferiblemente, el siloxano es generalmente un siloxano fluido lineal modificado con hidrogeno, pero tambien puede ser un siloxano dclico modificado con hidrogeno. Dichos siloxanos son capaces de formar resinas de silicona altamente reticuladas. Los expertos en la materia conocen bien dichos fluidos y estos estan comercialmente disponibles y se describen en la literatura de patentes. Normalmente, los siloxanos lineales modificados con hidrogeno utiles en la practica de la presente exposicion comprenden aquellos que tienen una unidad de repeticion de la formula general:
Figure imgf000022_0001
donde R representa un radical hidrocarbonado monovalente saturado o insaturado. En modos de realizacion preferidos, R representa un grupo alquilo y mas preferiblemente R es un grupo metilo. Durante la polimerizacion, los grupos terminales pueden eliminarse mediante condensacion y los grupos siloxano se unen para formar la resina de silicona. Tambien puede producirse la reticulacion de las cadenas. La resina de silicona resultante imparte resistencia al agua a la matriz de yeso a medida que se forma.
[0114] Preferiblemente, un fluido de metilhidrogeno siloxano sin disolvente vendido con el nombre de SILRES BS 94 por Wacker-Chemie GmbH (Munich, Alemania) se utilizara como el siloxano. El fabricante indica que este producto es un fluido de siloxano que no contiene agua ni disolventes. Se contempla que se puede utilizar de aproximadamente 0,3 % hasta aproximadamente el 1,0% del siloxano BS 94, basado en el peso de los ingredientes en seco. Se prefiere utilizar desde aproximadamente 0,4% hasta aproximadamente 0,8% del siloxano en funcion del peso del estuco seco.
[0115] El siloxano puede conformarse en una emulsion o una suspension estable con agua. Se contemplan varias emulsiones de siloxano para utilizarse en esta lechada. Las emulsiones de siloxano en agua estan tambien disponibles para su compra, pero pueden incluir agentes emulsionantes que tienden a modificar las propiedades de los artfculos de yeso, tales como la adherencia del papel en los productos de panel de yeso. Por lo tanto, se prefieren las emulsiones o suspensiones estables preparadas sin el uso de emulsionantes. Preferiblemente, la suspension se conformara in situ mezclando el fluido de siloxano con agua. La suspension de siloxano se mantiene en una condicion estable hasta que se utiliza y se queda bien dispersa en las condiciones de la lechada. La suspension o emulsion de siloxano se mantiene en una condicion bien dispersa en presencia de los aditivos opcionales, tales como aceleradores de fraguado, que pueden estar presentes en la lechada. La suspension o emulsion de siloxano se mantiene de tal manera que permanece estable a lo largo de las etapas en las que tambien se forman los paneles de yeso. Preferiblemente, la suspension permanece estable durante mas de 40 minutos. Mas preferiblemente, permanece estable durante al menos una hora. En la exposicion y reivindicaciones siguientes, el termino "emulsion" pretende incluir emulsiones y suspensiones autenticas que son estables al menos hasta que el estuco esta fraguado a aproximadamente el 50 %.
[0116] La polimerizacion del siloxano avanza lentamente por sf misma, necesitando que los paneles se almacenasen durante un tiempo suficiente para que se desarrolle la resistencia al agua antes del transporte. Se sabe que los catalizadores aceleran la reaccion de polimerizacion, reduciendo o eliminando el tiempo necesario para almacenar los paneles de yeso a medida que se desarrolla la resistencia al agua. El uso de oxido de magnesio calcinado a muerte para la polimerizacion del siloxano se describe en la patente estadounidense U.S.
7,892,472, titulada "Method of Making Water-Resistant Gypsum-Based Article" (Metodo de fabricacion de un artfculo a base de yeso resistente al agua), el oxido de magnesio calcinado a muerte no es soluble en agua e interactua menos con el resto de componentes de la lechada. Este acelera el curado del siloxano y, en algunos casos, provoca que el siloxano se cure de manera mas completa. Esta comercialmente disponible con una composicion consistente. Una fuente particularmente preferida de oxido de magnesio calcinado a muerte es BAYMAG 96. Tiene una superficie BET de al menos 0,3 m2/g. La perdida por calcinacion es inferior a aproximadamente 0,1 % en peso. El oxido de magnesio se utiliza preferiblemente en cantidades de aproximadamente 0,1 % a aproximadamente 0,5 % en funcion del peso del estuco seco.
[0117] Hay al menos tres grados de oxido de magnesio en el mercado, dependiendo de la temperatura de calcinacion. El oxido de magnesio "calcinado a muerte" se calcina entre 1500 °C y 2000 °C, eliminando la mayona, si no toda, la reactividad. MagChem P98-PV (Martin Marietta Magnesia Specialties, Bethesda, Maryland) es un ejemplo de un oxido de magnesio "calcinado a muerte". BayMag 96 (Baymag, Inc. de Calgary, Alberta, Canada) y MagChem 10 (Martin Marietta Magnesia Specialties, Bethesda, Maryland) son ejemplos de magnesia "calcinada dura". El oxido de magnesio "calcinado duro" se calcina a temperaturas desde 1000 °C hasta aproximadamente 1500 °C. Presenta un rango reducido de reactividad, una densidad alta y se utiliza normalmente en aplicaciones en las que se requiere reactividad qmmica o degradacion lenta, tal como en los piensos para animales y los fertilizantes. El tercer grado es la magnesia "calcinada suave" o "caustica", producida al calcinarla a temperaturas de aproximadamente 700 °C a aproximadamente 1000 °C. Este tipo de magnesia se utiliza en un amplio rango de aplicaciones, incluyendo el procesamiento de plasticos, basura, papel y pulpa, aditivos para calderas de acero, adhesivos y neutralizacion acida. Algunos ejemplos de magnesia calcinada suave incluyen BayMag 30, BayMag 40 y BayMag 30 (malla -325) (BayMag, Inc. de Calgary, Alberta, Canada).
[0118] Como se menciona en la Patente estadounidense U.S. 7,803,226, los catalizadores preferidos estan hechos de una mezcla de oxido de magnesio y ceniza volante de clase C. Cuando se combinan de esta manera, cualquiera de los grados de oxido de magnesio es util. Sin embargo, se prefieren los oxidos de magnesio calcinados a muerte y calcinados duros debido a su reactividad reducida. La reactividad relativamente alta de los oxidos de magnesio puede provocar reacciones de agrietamiento que pueden producir hidrogeno. A medida que se genera el hidrogeno, el producto se dilata, provocando grietas donde el estuco ha fraguado. La expansion tambien provoca la ruptura de los moldes en los que se vierte el estuco, dando lugar a una perdida de detalle y deformacion del producto en una o mas dimensiones. Preferiblemente, BayMag 96, MagChem P98-PV y MagChem 10 son las fuentes preferidas de oxido de magnesio. Preferiblemente, el oxido de magnesio y la ceniza volante se anaden al estuco antes de su adicion al agua de amasado. Los componentes secos tales como estos se anaden a menudo al estuco a medida que se mueve a lo largo de un transportador hasta la mezcladora.
[0119] Una ceniza volante preferida es una ceniza volante de clase C. La ceniza volante hidraulica de clase C, o su equivalente, es el componente de ceniza volante mas preferido. En la Tabla I de la Patente estadounidense U.S. 7,803,226. se muestra una composicion tfpica de una ceniza volante de clase C. Ceniza volante de un alto contenido en cal, superior a aproximadamente 20 % de cal en peso, que se obtiene a partir del procesamiento de ciertos carbones. La designacion ASTM C-618, describe las caractensticas de la ceniza volante de clase C. Una ceniza volante de clase C preferida la suministra Bayou Ash Inc., Big Cajun, II, Louisiana. Preferiblemente, la ceniza volante se utiliza en cantidades de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 5% en funcion del peso del estuco seco. Mas preferiblemente, la ceniza volante se utiliza en cantidades de aproximadamente 0,2 % a aproximadamente 1,5 % en funcion del peso del estuco seco.
[0120] La catalisis de los resultados del siloxano da lugar a una polimerizacion y una reticulacion mas rapida y completa de siloxano para conformar la resina de silicona. La hidratacion del estuco forma una matriz entrelazada de cristales de sulfato de calcio dihidratado. Mientras se esta formando la matriz de yeso, las moleculas de siloxano estan formando tambien una matriz de resina de silicona. Puesto que estas se forman simultaneamente, al menos en parte, las dos matrices se entrelazan entre sf. El exceso de agua y los aditivos de la lechada, incluyendo la ceniza volante, el oxido de magnesio y los aditivos descritos a continuacion, que se dispersaron por toda la lechada, se dispersan por las matrices en los espacios intersticiales para conseguir la resistencia al agua a lo largo del nucleo del panel. En algunos modos de realizacion, cantidades adecuadas de almidon pregelatinizado o almidon funcionalmente equivalente, pueden trabajar en conjunto con el siloxano para retrasar la entrada de agua por los bordes mas vulnerables del panel.
[0121] En algunos modos de realizacion, los modos de realizacion de la formulacion de la lechada del nucleo para su utilizacion en la preparacion de paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden comprender una combinacion de almidon pregelatinizado (o almidon funcionalmente equivalente) en una cantidad de mas de un 2 % en peso en funcion del peso del estuco y siloxano en una cantidad de al menos aproximadamente 0,4 % y preferiblemente al menos aproximadamente 0,7 % en peso en funcion del peso del estuco, que puede producir paneles de yeso con una absorcion de agua de menos del 5 %. Esta propiedad de resistencia al agua puede ser particularmente util ya que un panel con una densidad reducida presenta vados de agua y/o aire en mucho mas de su volumen total que un panel convencional. Se esperana que este aumento del volumen vado hiciera los paneles ligeros mucho mas absorbentes de agua. Aunque no se desea estar vinculado a la teona, se cree que la resistencia al agua se desarrolla cuando el siloxano se cura dentro de los paneles formados y que el al menos aproximadamente 2,0% en peso de almidon pregelatinizado trabaja junto con el siloxano para frenar la entrada de agua a traves de los microporos de los bordes de los paneles primero bloqueando la entrada de agua y luego, despues de que el almidon absorba agua, formando una combinacion altamente viscosa de almidon y agua. En otros modos de realizacion, un almidon pregelatinizado o un almidon que es funcionalmente equivalente a un almidon pregelatinizado puede utilizarse en conjunto con el siloxano.
[0122] Con referencia ahora a las figuras 7 y 8, se muestra un ejemplo de modo de realizacion de un ensamblaje 100 que incluye paneles de yeso 102 formados conforme a los principios de la presente exposicion. Los paneles de yeso 102 se aplican a ambas superficies opuestas 104, 105 del ensamblaje 100. El ensamblaje 100 es representativo de un ensamblaje construido segun las especificaciones UL U305, U419, y U423 de Underwriters Laboratories y otros procedimientos de ensayo de exposicion al fuego que sean equivalentes a cualquiera de esos procedimientos de ensayo de exposicion al fuego. Debena entenderse que las referencias del presente documento a un procedimiento de ensayo de exposicion al fuego en particular de Underwriters Laboratories, como el UL U305, U419, y U423, por ejemplo, tambien incluye un procedimiento de ensayo de exposicion al fuego, como uno promulgado por cualquier otra entidad, que sea equivalente al estandar UL particular en cuestion.
[0123] El ensamblaje 100 incluye montantes de madera 110 que tienen nominalmente 2" (5,08 cm) de espesor por 4" (10,16 cm) de ancho y espaciados entre sf 16 pulgadas (40,64 cm) desde el centro. El ensamblaje tambien incluye un par de placas de soleras 112 y una placa superior 114 hechas de madera de 2 pulgadas (5,08 cm) por 4 (10,16 cm) pulgadas nominales. En algunos modos de realizacion, los montantes de madera 110 y las placas 112, 114 pueden ser montantes de madera secados en horno de grado numero 2. El ensamblaje 100 es efectivamente un cortafuegos con un conjunto de bloques 116 apropiados dispuestos entre los montantes 110. Debe entenderse que, aunque el ensamblaje 100 de ejemplo incluye montantes de madera 110, el ensamblaje puede incluir montantes de metal y parametros de carga para conformar el ajuste a la especificacion particular conforme a la que se fabrica.
[0124] Los paneles de yeso 102 del ensamblaje 100 son de 5/8 pulgadas (aprox. 1,6 cm) de grosor e incluyen laminas de cubierta de papel con bordes ahusados y extremos cuadrados. Los paneles de yeso 102 se aplican de manera horizontal a los montantes 110 con uniones horizontales 122 entre paneles de yeso 102 adyacentes alineados en las superficies opuestas 104, 105 del ensamblaje 100.
[0125] En otros modos de realizacion, los paneles de yeso 102 pueden aplicarse de manera vertical a los montantes 110. Las uniones horizontales de los paneles aplicados verticalmente no necesitan apoyarse en los montantes 110.
[0126] Las uniones horizontales 122 entre paneles de yeso 102 adyacentes estan cubiertas con cinta de papel 130 y compuesto de union 132. El compuesto de union y la cinta de papel pueden omitirse cuando se utilicen placas con bordes cuadrados. En otros modos de realizacion, un enlucido de revestimiento de yeso de 0,24 cm nominales (3/32 pulgadas) de grosor puede aplicarse a toda la superficie de los paneles de yeso como un zocalo de revestimiento con las uniones reforzadas con cinta de papel.
[0127] Los paneles de yeso 102 pueden asegurarse a los montantes 110 utilizando unas especificaciones de claveteo o atornillado apropiadas. Por ejemplo, los paneles de yeso pueden estar unidos a los montantes de madera con clavos de 6d revestidos con cemento (4,8 cm (1-7/8 pulgadas) de largo, 0.23 cm (0,0915 pulgadas) de diametro de rosca, y 0,6 cm (15/64 pulgadas) de diametro de cabeza) clavados a 17,8 cm (7 pulgadas) del centro. Las cabezas de los clavos se cubren con compuesto de union 134 (vease la FIG. 8). En otros modos de realizacion, las cabezas de los clavos pueden dejarse expuestas. En otros modos de realizacion, las especificaciones de claveteo pueden ser distintas y pueden utilizarse tornillos con unas especificaciones de atornillado apropiadas.
[0128] En el modo de realizacion ilustrado, el espacio entre montantes 110 adyacentes se deja vacfo. En otros modos de realizacion, los soportes de aislamiento de lana mineral o de fibra de vidrio pueden situarse para llenar por completo o parcialmente las cavidades de los montantes. En algunos otros modos de realizacion, como alternativa a los soportes de aislamiento, puede utilizarse material de aislamiento de celulosa aplicado con espray. El material de aislamiento en espray puede aplicarse con agua para rellenar la cavidad del montante incluido de conformidad con los procedimientos de aplicacion determinados para el producto utilizado.
[0129] Los paneles de yeso 102 creados conforme a la presente exposicion son efectivos para inhibir la transmision de calor a traves de los paneles del ensamblaje 100 preparados de conformidad con los procedimientos UL U305 en los que la primera superficie 104 se expone a una fuente de calor y la superficie opuesta 105 se deja sin calentar. El ensamblaje 100 se somete a fuerzas de carga de acuerdo con el UL U305 mientras es sometido al calor. La fuente de calor sigue una curva de temperatura de conformidad con el estandar ASTM E119-09a. Con referencia a la FIG. 8, la superficie sin calentar 105 incluye sensores de temperatura 138 aplicados al mismo. Los sensores 138 se disponen en un patron de acuerdo con los procedimientos UL U305. Los paneles de yeso 102 son efectivos para inhibir la transmision del calor de tal forma desde la superficie calentada 104 hasta la superficie sin calentar 105 que la temperatura unica maxima de los sensores 138 de la superficie sin calentar 105 es de menos de 213 °C (aproximadamente 415 °F) y la temperatura media de los sensores 138 de la superficie sin calentar 105 es de menos de 171 °C (aproximadamente 340 °F) aproximadamente a los 50 minutos de tiempo transcurrido cuando se mide segun el Ul U302. Los paneles de yeso 102 son efectivos para inhibir tal transmision de calor desde la superficie calentada 104 hasta la superficie sin calentar 105 para poder clasificarse como con una resistencia al fuego de una hora para el ensamblaje 100.
[0130] Los paneles de yeso 102 creados conforme a la presente exposicion son efectivos para soportar el ensayo de exposicion al chorro de manguera que tambien se lleva a cabo como parte de los procedimientos de ensayo UL U305. Conforme al UL U305, un ensamblaje fabricado de forma similar al de la FIG. 7 se somete a los ensayos de resistencia al fuego conforme al U305 durante 30 minutos, momento en que se retira del entorno de calentamiento y se mueve a otra ubicacion para el ensayo de exposicion al chorro de manguera conforme al U305. El ensamblaje se somete a un chorro de agua de una manguera contraincendios equipada para soltar el agua a una presion de 2,1 bares (aproximadamente 30 psi) durante un periodo de sesenta segundos.
[0131] Por extension, los paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden utilizarse en ensamblajes que son efectivos para inhibir la transmision de calor a su traves para alcanzar la calificacion de resistencia al fuego de una hora y asf poder clasificarse como una placa de Tipo X conforme al ASTM 1396/C 1396M-06. En otros modos de realizacion, pueden fabricarse ensamblajes utilizando paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion que se ajustan a la especificacion de otros ensamblajes de UL, como por ejemplo, el UL U419 y U423. En algunos otros modos de realizacion, los paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden utilizarse en otros ensamblajes que son sustancialmente equivalentes a al menos uno de entre U305, U419 y U423. Tales ensamblajes pueden aprobar la clasificacion de resistencia al fuego de una hora y los ensayos de la manguera contraincendios correspondientes para el U305, U419, U423 y otros procedimientos de ensayo de exposicion al fuego equivalentes.
EJEMPLOS
[0132] Los siguientes ejemplos ilustran aun mas los aspectos de la presente invencion pero, obviamente, no debena interpretarse que limitan, de ninguna manera, su alcance.
Ejemplo 1
[0133] Las caractensticas de la vermiculita de expansion relativamente baja utilizada normalmente en paneles de yeso resistentes al fuego, como vermiculita de Grado N.° 5, en relacion con la vermiculita de alta expansion utilizada en los paneles y los metodos para seguir los principios de la presente exposicion se evaluaron en condiciones de calentamiento sustancialmente identicas. En este estudio, se pusieron muestras de 50 gramos de vermiculita de Grado 5 (relativamente baja expansion) de ejemplo y vermiculita de alta expansion (en este caso, vermiculita de Grado 4) de ejemplo en tres crisoles y se calentaron en un horno durante una hora a temperaturas constantes de aproximadamente 212 °F(100 °C), aproximadamente 390 °F (200 °C), aproximadamente 750 °F (400 °C), aproximadamente 1110 °F (600 °C) y aproximadamente 1470 °F (800 °C). Despues de calentarlos durante una hora, las muestras se pesaron y se midieron sus respectivas densidades. Las comparaciones del peso y la densidad medias resultantes para cada muestra se enumeran en las Tablas II y III, en las FIGS. 20 y 21, respectivamente.
[0134] La densidad aparente de las vermiculitas sin dilatar de Grado N.° 5 y de alta expansion sin dilatar del presente estudio era practicamente la misma: 1059 vs. 1072 kg/m3 (66,1 vs. 66,9 lb/ft3). El volumen de la vermiculita no mostro cambios apreciables a menos de aproximadamente 390 °F (200 °C), pero comenzo a expandirse aproximadamente sobre 390 °F (200 °C) y la densidad aparente disminuyo con el aumento de temperatura. La vermiculita de alta expansion se expandio considerablemente mas que la vermiculita de Grado N.° 5 de expansion relativamente baja a las mismas temperaturas, produciendo diferencias correspondientes en las densidades aparentes. Tambien debena senalarse que mientras se calentaba la vermiculita N.° 5 desde la temperatura ambiente hasta aproximadamente 1470 °F (800 °C), que se aproxima a las temperaturas experimentadas en condiciones de incendio y en los ensayos de exposicion al fuego, produjo una expansion de volumen de aproximadamente un 290 % en relacion con el volumen original sin calentar. El calentamiento de la vermiculita de alta expansion desde la temperatura ambiente hasta 1470 °F (800 °C) produjo una expansion de volumen significativamente mayor, de aproximadamente un 390 % en relacion con el volumen original sin calentar.
[0135] Este estudio confirmo, entre otras observaciones, que para una densidad y peso determinados de una vermiculita, la cantidad de volumen de la expansion adicional producida por la vermiculita de alta expansion supero con creces el de la vermiculita utilizada en placas resistentes al fuego convencionales. Estos resultados tambien confirmaron que un experto en la materia no considerana obvio utilizar tales vermiculitas de alta expansion en cualquier cantidad significativa en paneles de yeso con los pesos y densidades reducidas formados conforme a los principios de la presente exposicion. Se esperana que las propiedades de expansion de dicha vermiculita de alta expansion danaran gravemente y redujeran la integridad estructural y estabilidad de tales paneles de yeso cuando se exponen a condiciones de altas temperaturas como las que se experimentan en condiciones de incendios y en condiciones de ensayos de resistencia al fuego.
Ejemplo 2
[0136] Como se ha mencionado anteriormente, los paneles de yeso resistentes al fuego con una densidad y un peso reducidos y con laminas de cubierta de papel se fabricaron conforme a los principios de la presente exposicion y se sometieron a un analisis exploratorio por micro tomograffa computarizada (TC) por rayos X. Los paneles eran espedmenes de la Serie de Muestras 2, y de una de las Series de Muestras 3, 4 o 5, analizadas a continuacion en el Ejemplo 4. Cada uno de los espedmenes de las Series de Muestras 2, 3, 4 y 5 se fabricaron con 6,2 kg/m2 (aproximadamente 1280 lb/msf) de estuco; de 366 a 488 g/m2 (aproximadamente 75-100 lb/msf) de vermiculita de Grado 4; 98 g/m2 (aproximadamente 20 lb/msf) de almidon pregelatinizado; 156 g/m2 (aproximadamente 32 lb/msf) de acelerador HRA, 37 g/m2 (aproximadamente 7,5 lb/msf) de fibra de vidrio, 9,7 g/m2 (aproximadamente 2 lb/msf) de dispersante; 7,3 g/m2 (aproximadamente 1,5 lb/msf) de fosfatos, y espuma en una composicion y cantidad suficiente para dotar al panel de los pesos y densidades deseados. La primera hoja de cubierta del panel era papel de manila grueso de 298 g/m2 (aproximadamente 61 lb/msf), y la segunda hoja de cubierta era papel newsline de 200 g/m2 (aproximadamente 41 lb/msf). La placa terminada tema un espesor de 1,6 cm (aproximadamente 5/8 pulgadas). Se fabricaron muestras de los paneles terminados en distintas fechas con un peso nominal de 9,1 kg/m2 (aproximadamente 1860 lb/msf) (Series de Muestras 3, 4 y 5) y 9,2 kg/m2 (aproximadamente 1880 lb/msf) (Serie de Muestras 2). Las densidades de los nucleos son de 593 kg/m3 (aproximadamente 37 pcf) y 585 kg/m3 (36,5 pcf), respectivamente.
[0137] Los espedmenes del nucleo de cada una de las dos series de muestras se analizaron utilizando una tecnica de escaner micro CT por rayos X de haz conico con una resolucion de micras, tal como se expone en general en Lin, Videla, Yu and Miller, "Characterization and Analysis of Porous, Brittle Solid Structures by X-Ray Micro CT", JOM, Vol. 62, No. 12, pp. 91-94 (Mineral, Metals and Materials Society, 12/2010) ("el artfculo sobre micro CT por rayos X de Lin"). Los datos de los escaneres se analizaron y se utilizaron para producir las imagenes mostradas en las FIGS. 1-6. Las FIG. 1 y 4 son porciones bidimensionales de espedmenes del nucleo de las muestras de 9,2 kg/m2 (1880 lb/msf) y de 9,1 kg/m2 (1860 lb/msf), respectivamente. Las FIG. 2 y 5 son imagenes tridimensionales de los mismos espedmenes, respectivamente, consistiendo en 1020x1024x1626 voxeles, en los que el tamano de cada voxel es de 5,07 x 5,07 x 5,07 pm. Las FIG. 3 y 6 presentan imagenes renderizadas en volumen tridimensional de las muestras de 9,2 kg/m2 (1880 lb/msf) y 9,1 kg/m2 (1860 lb/msf), respectivamente, mostrando la distribucion de los vados y la vermiculita de alta expansion (y otras partfculas).
[0138] La muestra de paneles de yeso resistentes al fuego de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor creados conforme a los principios de la presente exposicion mostrados en las FIGS. 1-6 incluyen un nucleo de yeso fraguado que comprende una matriz de cristales de yeso que presentan paredes que definen vados de aire dentro del nucleo de yeso. La distribucion de los tamanos de los vados de aire tridimensionales se determino utilizando una microtomograffa por rayos X de alta resolucion (HRXMT, por sus siglas en ingles) basada en un algoritmo de watershed de 3D analizado en el artfculo sobre micro CT por rayos X de Lin (vease tambien, A. Videla, C.L. Lin, and J.D. Miller, Part. Part. Syst. Charact., 23 (2006), pp. 237-245). El analisis de la imagen de la HRXMT tridimensional con una resolucion de voxeles de 5,07 pm se utilizo con el algoritmo de watershed de 3D para calcular un diametro esferico equivalente para los vados de aire calculados. La Tabla IV de la FIG. 22 presenta los resultados para la distribucion tridimensional medida de los tamanos de vados de aire, por numero y por volumen, para los Espedmenes 1 y 2 de las Series de Muestras 2 y 3, respectivamente, y dos espedmenes adicionales de paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion utilizando los mismos procedimientos analfticos.
[0139] Con referencia a la FIG. 22, en distintos modos de realizacion, los paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden incluir una variedad de distintos tamanos de vados de aire, distribuciones de tamano, y disposiciones dentro de la matriz de cristales de yeso del nucleo de yeso fraguado. Por ejemplo, los vados de aire totales por tamano de muestra determinado pueden variar de menos de aproximadamente mil a aproximadamente 7000, y la el diametro esferico equivalente medio de los vados de aire puede variar de entre aproximadamente 100 pm a aproximadamente 350 pm con una desviacion estandar de aproximadamente 100 a 255. Tal como se ha mencionado anteriormente, tales disposiciones y estructuras de vados de aire permiten la reduccion de la densidad y el peso del nucleo, al mismo tiempo que mantienen propiedades estructurales del panel y de resistencia deseadas.
[0140] La distribucion del espesor de la pared del nucleo de yeso de los espedmenes mostrados en las FIGS.
1-6 se determino utilizando una HRXMT basada en las operaciones de esqueletizacion, dilacion y erosion expuestas en el artfculo sobre micro CT por rayos X de Lin (vease tambien, W.B. Lindquist et al., J. Geophys. Res., 101B (1996), pp. 8297-8310). El analisis de la imagen HRXMT tridimensional utilizo el procedimiento de esqueletizacion tridimensional para calcular un espesor de las paredes del panel de yeso entre los vados de aire. El espesor de las paredes entre vados de aire adyacentes se obtuvo mediante una operacion de eje medio y es igual al diametro de una esfera equivalente que toca ambos lados de la pared. La Tabla V de la FIG. 23 presenta los resultados para el espesor medido de las paredes para los Espedmenes 1 y 2 de las Series de Muestras 2 y 3, respectivamente, y dos espedmenes adicionales de paneles de yeso formados segun los principios de la presente exposicion utilizando el mismo procedimiento analftico.
[0141] Con referencia a la FIG. 23, en distintos modos de realizacion, los paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden incluir una variedad de diferentes configuraciones de la pared dentro de la matriz de cristales de yeso del nucleo del yeso fraguado. Por ejemplo, el numero total de paredes por tamano de muestra determinado puede variar de entre aproximadamente 20 millones y aproximadamente 35 millones en algunos modos de realizacion, y el espesor de pared medio dentro del nucleo de yeso puede ser al menos aproximadamente 25 pm. En los espedmenes, las paredes que definen y separan los vados de aire dentro del nucleo de yeso pueden tener un espesor medio de aproximadamente 25 pm a aproximadamente 50 pm con una desviacion estandar de aproximadamente 10 a aproximadamente 25. Tal como se ha mencionado anteriormente, tales estructuras de pared y su disposicion permiten la reduccion de la densidad y el peso del nucleo, al mismo tiempo que mantienen propiedades estructurales del panel y de resistencia deseadas. En algunos modos de realizacion, un nucleo de yeso de un panel puede emplear los beneficios combinados de la disposicion y distribucion de tamanos de vados de aire mencionada anteriormente, y la disposicion y distribucion del espesor de la pared para obtener una densidad sustancial y una reduccion del peso, al mismo tiempo que proporcionan una resistencia aceptable y propiedades relacionadas.
[0142] Tal como se indica en las FIGS. 1 y 2, y 4 y 5, las partfculas de vermiculita de alta expansion se muestran en su forma sin dilatar como partfculas blancas o grises distribuidas generalmente a lo largo del material del nucleo. Muchas de las partfculas de vermiculita estan situadas cerca o adyacentes a las estructuras de los vados en el especimen de nucleo, ademas de intercaladas a lo largo de los elementos estructurales de los nucleos de los paneles. En las FIGS. 3 y 6, las pardculas de vermiculita se muestran como partfculas grandes coloreadas en varias orientaciones suspendidas en la estructura del nucleo, dispersas de nuevo a lo largo de la matriz cristalina del nucleo, a menudo cerca de o adyacentes a los vados del nucleo. Las FIG. 1-6 tambien reflejan las variaciones en las distribuciones y tamanos de pardculas de vermiculita que pueden suceder en la estructura del nucleo de los paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion.
[0143] Tal como se menciona en el presente documento, las FIGS. 1-6 son una muestra del relativamente alto contenido de vados, la compleja distribucion de los vados, y la densidad reducida tfpica del nucleo de yeso de los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion. Esta estructura se complica aun mas por la variacion en las estructuras cristalinas de las paredes de los vados y en la estructura del nucleo intermedia entre vados. Esta estructura cristalina puede incluir cristalitos similares a agujas, cristalitos similares a placas, y/o combinaciones de las mismas, y otros elementos amorfos y cristalinos. Tales modos de realizacion de los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion dependen de la integridad de tales estructuras de nucleo relativamente fragiles para proporcionar la resistencia al fuego, y/u otras estructuras del panel y propiedades de resistencia, como la resistencia a la extraccion de clavos, la resistencia al pandeo, y la resistencia a la flexion.
[0144] Por consiguiente, tal como se ilustra en las FIGS. 1-6, se esperana que la incorporacion de partfculas de vermiculita de alta expansion en tales estructuras provocara el astillamiento, fractura y alteracion de las paredes de los vados y las areas del nucleo intermedias cuando el panel se expone a altas temperaturas debido a la expansion muy significativa resultante de los volumenes de las partfculas de vermiculita (por ejemplo, resultando en volumenes de aproximadamente un 290 % a mas de aproximadamente el 390 % de los volumenes de vermiculita sin calentar originales). Se esperana que esto debilitara seriamente la estructura del nucleo, provocando fallos, agrietamiento prematuro o un colapso de los paneles. Ademas, como el alto grado de expansion de la vermiculita sucede a temperaturas en las que el panel de yeso esta perdiendo volumen, y potencialmente integridad, debido a la perdida de agua y otros cambios y/o perdidas de morfologfa cristalina, se esperana que el alto grado de expansion de la vermiculita en las paredes de los vados y en las estructuras del nucleo intermedias acelerasen la perdida de integridad del panel. En consecuencia, se esperana que se requiriesen cantidades sustanciales de yeso anadido u otros aditivos resistentes a la contraccion para proporcionar una resistencia estructural necesaria para las propiedades de resistencia al fuego y la resistencia de la placa. Tal como se ha analizado anteriormente, y como se ilustrara adicionalmente en los siguientes ejemplos en el presente documento, los paneles con una densidad y peso reducidos formados creados conforme a los principios de la presente exposicion, por el contrario, proporcionan capacidades de resistencia al fuego comparables a paneles de contenido de yeso mayores y con una densidad mucho mas alta.
Ejemplo 3
[0145] El ensayo de resistencia a la contraccion x-y (ancho y largo, respectivamente) del panel, tal como se expone en la referencia mencionada anteriormente, la patente estadounidense U.S. 3,616,173 (la "patente '173"), se investigo como una manera de caracterizar las propiedades de resistencia al fuego de los paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion. Tal como se ha explicado en la patente '173, la medida en la que las dimensiones x-y de una seccion seleccionada de un panel de yeso se contrae cuando la seccion se somete al calor es una indicacion de la resistencia del panel a la contraccion, agrietamiento y la separacion de los montantes y soportes de ensamblajes estructurales que utilizan los paneles.
[0146] Una Serie de Muestras de placas de yeso de aproximadamente 3 pulgadas (7,62 cm) por 9 pulgadas (22,86 cm), de 5/8 pulgadas (1,6 cm) de espesor, se utilizo en este estudio y se analizo siguiendo generalmente los procedimientos descritos en la patente '173. Las muestras se cortaron a partir de una hoja entera de placas de yeso de la Serie de Muestras 13 mencionada mas abajo. (En la patente '173, las muestras se moldearon a un espesor de 1,27 cm (aproximadamente A pulgada) a partir de una mezcla de laboratorio que utiliza agua en lugar de espuma para controlar la densidad). Las mezclas se colocaron en un horno de mufla situandolas en vertical sobre su borde largo (y en este caso, de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor) sobre una pieza de material aislante, con bloques aislantes situados entre las muestras para evitar que las muestras del nucleo se volcasen. Se midio la superficie x-y inicial de uno o ambos lados de cada muestra.
[0147] El horno y la muestra estaban a temperatura ambiente cuando las muestras se situaron en el horno de mufla. El horno de mufla se calento hasta 1800 °F (982,2 °C) y luego se sostuvieron durante una hora despues de que se cortase el calor y el horno se dejo enfriar con la puerta un poco abierta. Despues de que el horno y la muestra se enfriasen hasta llegar a temperatura ambiente, las muestras se retiraron y se midio la zona de superficie x-y de las muestras. La zona de superficie de la muestra que quedo despues de calentarla se dividio por la superficie de la muestra inicial antes de calentarla, y se multiplico por 100 para obtener el porcentaje de la zona de superficie que quedaba despues de calentarla. En el presente documento, se hace referencia a este numero, el porcentaje de la zona de superficie restante, como el valor de "resistencia a la contraccion" dado que es el termino que se utiliza en el presente documento.
[0148] Los espedmenes obtenidos de tres muestras diferentes de paneles de yeso se analizaron en una primera serie. En esta primera serie, se cortaron tres espedmenes de una muestra de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de ancho de un panel de yeso preparado segun la presente exposicion a partir de la Serie de Muestras 13 analizada en el Ejemplo 4 mas abajo. Estos espedmenes se analizaron de manera simultanea con tres espedmenes de cada una de las dos muestras de las placas comerciales cortadas a partir de un panel de Tipo X comercial de 1,6 cm (5/8 pulgadas) comercializados bajo la denominacion "Sheetrock Brand Firecode® 1,6 cm (5/8") Type-X Core Board", disponible comercialmente de la United States Gypsum Company. Las muestras de Tipo X tienen una densidad de nucleo de 212 kg/m3 (aproximadamente 43,5 pcf) y un peso del panel de 11 kg/m2 (aproximadamente 2250 lb/msf).
[0149] El primer panel de muestra, de la Serie de Muestras 13 expuesta en el Ejemplo 4, se preparo conforme a la presente exposicion y tema 1,6 cm (aproximadamente 5/8 pulgadas) de espesor y pesaba 9 kg/m2 (aproximadamente 1850 lb/msf), con una densidad del nucleo de 569 kg/m3 (35,5 pcf). El panel se fabrico a partir de 6,4 kg/m2 (aproximadamente 1311 lb/msf) de estuco, 132 g/m2 (aproximadamente 27 lb/msf) de HRA, 146 g/m2 (aproximadamente 30 lb/msf) de almidon pregelatinizado, 488 g/m2 (aproximadamente 100 lb/msf) de vermiculita de alta expansion, 36,6 g/m2 (aproximadamente 7,5 lb/msf) de fibra de vidrio, 7,3 g/m2 (aproximadamente 1,5 lb/msf) de trimetafosfato de sodio, y 12,5 g/m2 (aproximadamente 2,5 lb/msf) de dispersante de naftalensulfonato, ademas de espuma en una cantidad y formulacion necesaria para producir la densidad de nucleo deseada. Las pruebas ffsicas del panel establecieron que demostro una resistencia a la extraccion de clavos de 46,7 kg (aproximadamente 103 lb) mediante la utilizacion de procedimientos de ensayo ASM.
[0150] En una segunda serie, tres espedmenes de cada una de una segunda placa comercial de Tipo X de 1,6 cm (5/8 pulgadas), comercializados bajo la denominacion "Sheetrock Brand Firecode 1,6 cm (5/8") Type-X Board" disponible comercialmente de la United States Gypsum Company. Las muestras de Tipo X tienen una densidad de nucleo de una media de 668 kg/m3 (aproximadamente 41,73 pcf) y un peso del panel de 12,5 kg/m2 (aproximadamente 2250 lb/msf). Tambien se cortaron tres espedmenes de cada uno de un panel comercial Firecode® C core de 1,27 cm ( ^ pulgada) y de 1,6 cm (5/8 pulgadas) comercializados bajo la denominacion "Sheetrock Brand Firecode® C core" de 1,27 cm (^") and 1,6 (5/8"), respectivamente. Estos paneles tambien estaban disponibles comercialmente de la United States Gypsum Company. Las placas Firecode® C incorporaban vermiculita de baja expansion. La densidad del nucleo de las muestras de 1,27 cm (^") y 1,6 cm (5/8 pulgadas) de una media de 771 kg/m3 (aproximadamente 48,12 pcf) y 751 (aproximadamente 46,86), respectivamente, y un peso de la placa de 9,9 kg/m2 (aproximadamente 2025 lb/msf) y 12,5 kg/m2 (aproximadamente 2550 lb/msf), respectivamente.
[0151] Los valores medios de los resultados de las pruebas de la resistencia a la contraccion se encuentran en la Tabla VI de la FIG. 24. Los datos anteriores demuestran que los paneles resistentes al fuego creados conforme a los principios de la presente exposicion teman una resistencia a la contraccion considerablemente superior, a un peso y densidad mucho menores, utilizando esta prueba. La resistencia media a la contraccion era de aproximadamente un 88 % en comparacion con la resistencia a la contraccion de muestras de paneles de Tipo X comerciales mucho mas pesados y densos de aproximadamente un 77 % y aproximadamente un 61 %. Se observaron resultados similares en relacion con los paneles Firecode® C comerciales considerablemente mas densos y pesados, lo que demostro una resistencia a la contraccion de aproximadamente un 74 % utilizando esta prueba. No habfa ninguna diferencia apreciable en la resistencia a la contraccion utilizando esta prueba entre las muestras de Firecode® C de 1,27 cm ( ^ pulgada) y 1,6 cm (5/8 pulgadas)
[0152] Para fines comparativos, la patente '173 informo de que cada una de las muestras de 1,27 cm (^ pulgada) analizadas en sus ejemplos (a menos que se indique lo contrario) teman una densidad de nucleo de 689 kg/m3 (aproximadamente 43 pcf). La patente '173 informo ademas de que con esa densidad, las 63 muestras analizadas demostraron una resistencia a la contraccion registrada del 54 % (paneles de yeso sin material inorganico de partfculas pequenas o vermiculita anadida) a aproximadamente el 85 % (paneles de yeso con arcilla y fibras de vidrio a un 0,45 por ciento del peso de todos los ingredientes secos del nucleo).
[0153] Las muestras de la patente '173 solo con fibra de vidrio anadida (un 0,45 por ciento del peso de todos los ingredientes secos del nucleo) habfa demostrado una resistencia a la contraccion de menos de aproximadamente un 60% (p. ej. 53,7%, a 61,5%). Con la vermiculita y la fibra de vidrio anadidas, y sin el material inorganico con granulometna pequena anadido, las muestras mostraron valores de resistencia a la contraccion de aproximadamente un 60,8 % (vermiculita a un 1,0 por ciento en peso de todos los ingredientes secos del nucleo) y aproximadamente un 64,1 % (vermiculita y fibra de vidrio a un 1,0 y 0,45 por ciento del peso, respectivamente, de todos los ingredientes secos del nucleo). Las muestras con valores de resistencia a la contraccion notificados de aproximadamente el 80 % o mas teman un contenido de arcilla considerable del 5,0, en peso de todos los ingredientes secos del nucleo, incluyendo aquellas muestras con fibra de vidrio y vermiculita anadidas. En la mayona, si no en todos, de los ejemplos, se demostro poco o ningun beneficio se demostro de la vermiculita anadida utilizada en ellos cuando la cantidad de arcilla anadida se mantema constante. Por consiguiente, es sorprendente que en modos de realizacion de los paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion que no incorporaban cantidades considerables de material inorganico de granulometna pequena de cualquier arcilla, sflice coloidal, o alumina coloidal en su nucleo de yeso para resistir la contraccion en condiciones de altas temperaturas, esos modos de realizacion, sin embargo, mostraron una resistencia a la contraccion al menos comparable a, si no mejor que, los paneles de yeso de Tipo X y paneles comerciales que utilizan vermiculita de baja expansion, como los paneles Firecode® C.
[0154] En consecuencia, las formulaciones y los metodos para fabricar paneles de yeso resistentes al fuego conforme a los principios de la presente exposicion pueden proporcionar paneles de yeso con propiedades de resistencia a la contraccion con este ensayo que superan a paneles de yeso mucho mas pesados y densos, y cumplen o superan paneles del mismo tipo con ingredientes anadidos significativos, como arcilla, que eran necesarios para proporcionar la resistencia a la contraccion deseada.
Ejemplo 4
[0155] Se realizaron varios conjuntos de ensayos en dfas diferentes para producir ejemplos de paneles de yeso con un peso y densidad reducidos 5/8 pulgadas (1,6 cm) nominales de espesor creados conforme a los principios de la presente exposicion hechos utilizando un enfoque de formulacion analizado en el presente documento, y se muestran ejemplos de ello en la Tabla I de la FIG. 19. Las muestras de los conjuntos de ensayos se describen ademas, en parte, en la Tabla VII en las FIGS. 25A-b, que tambien proporcionan cantidades de componentes, pesos de placas y densidades de placas (cantidades aproximadas). Los paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion se sometieron a los ensayos analizados a continuacion en los Ejemplos 4A a 4E. Tambien se obtuvieron muestras de paneles de yeso resistentes al fuego de Tipo X disponibles en el mercado y paneles de yeso con estera de vidrio con fines comparativos. Las muestras comerciales a las que se hace referencia como paneles de Tipo X se obtuvieron de paneles de yeso marca SHEETROCK® FIRECODE® de Tipo X de 5/8 pulgadas (1,6 cm) de espesor disponible comercialmente de la United States Gypsum Company (resistencia al fuego de una hora) (Serie de Muestras 21). Las muestras comerciales a las que se hace referencia como paneles de estera de vidrio se tomaron a partir de paneles de yeso con un revestimiento de estera de vidrio comerciales de 5/8 pulgadas (1,6 cm) de espesor de la marca SECUROCK® de la United States Gypsum Company (resistencia al fuego de una hora).
[0156] Los espedmenes para los ensayos de aislamiento, las densidades, resistencia a la contraccion y la expansion del espesor a altas temperaturas en la direccion z que se tomaron de los paneles de yeso analizados en estos Ejemplos, de los ejemplos de los principios de la presente exposicion y los de los paneles de yeso comerciales, se tomaron al menos seis pulgadas de los bordes del panel en una o mas ubicaciones en el "campo" de los paneles a menos que se indique lo contrario.
Ejemplo 4A
[0157] Los espedmenes de las Series de Muestras 1 a 20 de paneles de yeso resistentes al fuego y con un peso y densidad reducidos creados conforme a los principios de la presente exposicion se sometieron a un ensayo de cohesion del nucleo a altas temperaturas de conformidad con el metodo de ensayo EN 520 Gypsum Plasterboards - Definitions, Requirements and Test Method, que se utiliza normalmente en Europa como un estandar para determinados paneles de yeso resistentes al fuego. Los procedimientos para este ensayo tambien se analizan en el informe AsTm WK25392 - Revision of C473 - 09 Standard Test Methods for Physical Testing of Gypsum Panel Products (en lo sucesivo, "ASTM Pub. WK25392") disponible en la pagina web www.astm.org/DATABASE.CART/WORKITEMS/WK25392.htm o de ASTM International en otras formas o formatos.
[0158] Este ensayo evalua la habilidad de los paneles de yeso de soportar la deformacion y las tensiones mecanicas encontradas cuando los ensamblajes que utilizan los paneles se exponen a altas temperaturas, como las que se encuentran en los incendios. En condiciones de altas temperaturas, por ejemplo, los elementos estructurales de los ensamblajes, como montantes de paredes, pueden deformarse o ponerse en riesgo por su exposicion a las altas temperaturas. Como resultado, puede causarse que los ensamblajes se deformen hacia o en direccion contraria a la fuente de calor que impone fuerzas de expansion y/o compresion en los paneles.
[0159] En estos ensayos, un especimen de ensayo de aproximadamente 1,75 pulgadas por aproximadamente 12 pulgadas (24 mm por 100 mm) se monta de manera horizontal con una longitud de voladizo de aproximadamente 10 pulgadas (254 mm). Se impone una tension de cizallamiento y un momento de flexion por un peso colgado del extremo libre del especimen. El peso se suspende aproximadamente a 0,39 pulgadas (10 mm) sobre una plataforma. La masa del peso se basa en el espesor del especimen de ensayo, variando de aproximadamente 10,6 onzas (300 g) a aproximadamente 25,9 onzas (450 g) para espesores de espedmenes de ensayo de aproximadamente 1/2 pulgadas (12,7 mm) a aproximadamente 3/4 pulgadas (19,1 mm). El especimen de ensayo se expone a las llamas por dos mecheros Merker opuestos horizontalmente situados a aproximadamente 3,9 pulgadas (100 mm) del extremo fijo del especimen.
[0160] La boca de cada mechero se situa a aproximadamente 1,0 pulgadas (25,4 mm) de la cara adyacente del especimen de ensayo y se ajusta de tal manera que un termopar insertado a aproximadamente 0,2 pulgadas (5 mm) del especimen marque aproximadamente 1830 °F (1000 °C). Si el especimen se debilita y/o desvfa, pero se mantiene intacto sin romperse en pedazos cuando el peso hace contacto con la plataforma, entonces se considera que ha superado la prueba. Al menos seis o siete replicas deben pasar por la muestra del panel de yeso para superarla. Los resultados se expresan en terminos de "superado" o "fallido".
[0161] Las pruebas para los espedmenes de todas las Series de Muestras utilizaron un peso de 25,9 onzas (450 g). Los espedmenes de cada una de las Series de Muestras superaron la prueba de cohesion del nucleo a altas temperaturas, independientemente del peso y densidad reducidos de los paneles de yeso.
Ejemplo 4B
[0162] Tal como se ha mencionado anteriormente, ademas de los problemas de cohesion del nucleo, la contraccion del nucleo de yeso debido a la exposicion a altas temperaturas tambien contribuye a la perdida de integridad ffsica de una estructura de panel ensamblada, como una unidad de pared y/o la barrera contra el fuego. Una prueba para medir la "Contraccion a Altas Temperaturas" se desarrollo y presento en la ASTM Pub. WK25392 para proporcionar una medida cuantitativa de las caractensticas de contraccion de los paneles de yeso en condiciones de altas temperaturas. Este procedimiento de ensayo refleja el hecho de que la Contraccion a Altas Temperaturas que los paneles de yeso pueden experimentar en condiciones de incendio esta influenciada por factores aparte de las reacciones de calcinacion que pueden ocurrir en los nucleos de yeso del panel en condiciones de altas temperaturas. Por consiguiente, el protocolo de ensayo utiliza un horno sin ventilacion de manera que no haya un flujo de aire desde fuera del horno que pueda enfriar los espedmenes de ensayo. La temperatura del horno tambien esta entre 1560 °F (850 °F) para tener en cuenta la contraccion que puede ocurrir en las fases anhidrita de las estructuras del nucleo de yeso, ademas de la calcinacion y otros efectos de altas temperaturas, cuando se exponen a las condiciones de altas temperaturas de los incendios. La "Contraccion a Altas Temperaturas" tal como se utiliza en el presente documento hace referencia a una medida de las caractensticas de contraccion de los paneles de yeso en ensayos a altas temperaturas y en condiciones de muestra coherentes con las que se describen en el presente documento.
[0163] Los espedmenes de los paneles de las Series de Muestras 1 a 20 creadas conforme a los principios de la presente exposicion se sometieron al ensayo de la cantidad de Contraccion a Altas Temperaturas x-y que experimentaron en las condiciones de altas temperaturas especificadas en la ASTM Pub. WK25392. Los espedmenes tambien se evaluaron en lo que se refiere al aumento o perdida de espesor en estos ensayos. Los espedmenes de ensayo eran discos de aproximadamente 4 pulgadas (100 mm) de diametro cortados a partir de muestras de paneles de yeso utilizando un taladro con una hoja de sierra copa. Se necesitaban seis espedmenes para cada ensayo, y se situaron en el horno uno junto al otro sin tocarse. Los espedmenes de ensayo tambien se situaron en pequenos pedestales para permitir que se calentasen y ventilasen de manera uniforme en ambas caras de manera que siguiesen siendo discos cilmdricos relativamente planos.
[0164] A fin de evitar un choque termico para los espedmenes de ensayo, que puede producir unos resultados invalidos en la prueba debido al astillamiento y la rotura, el protocolo de ensayo se modifico para situar los espedmenes de ensayo en el horno antes de que se calentase a aproximadamente 1560 °C (850 °C). Los espedmenes se mantuvieron a esa temperatura durante aproximadamente 20 minutos irnnimo antes de apagar el horno. La puerta del horno se mantuvo cerrada mientras el horno se enfriaba. Los espedmenes no se retiraron para medirlos hasta despues de que la temperatura hubiese bajado a cerca de la temperatura ambiente.
[0165] Como la placa de yeso es anisotropa, la cantidad de contraccion variara ligeramente en las direcciones del largo y ancho. Por tanto, se tomaron dos mediciones ortogonales y se promediaron para computar el diametro medio del disco. En estos ensayos, se tomaron dos medidas a 90 grados entre sf ya que se habfa observado que este enfoque proporcionaba un diametro medio coherente de un especimen a otro. Se ha observado que la orientacion de los espedmenes en lo que se refiere a la "direccion longitudinal" y a la "direccion transversal" no es una preocupacion considerable para los propositos de este ensayo. Normalmente, si las dos mediciones para un disco variaban en mas de 0,01 pulgadas (0,25 mm), entonces el disco se rechazaba y las mediciones se exclrnan de los resultados observados. La Contraccion a Altas Temperaturas se calculo como el cambio porcentual en el diametro medio tras la exposicion al calor, y se anoto "S", normalmente hasta el 0,1 % mas cercano para el grupo de seis espedmenes de ensayo.
[0166] Los datos de estos ensayos se muestran en la Tabla VIII en las FIGS. 26A-b y demuestran que la estructura del nucleo de los paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion son considerable mas resistentes a la Contraccion a Altas Temperaturas, (S de aprox. 2 % a aprox. 4 %), de lo que se esperana dada la densidad reducida del nucleo y la falta de contenido de yeso que normalmente se considera necesario para reducir la contraccion de los paneles de yeso.
[0167] Ademas, las muestras demuestran una expansion del espesor, o "Expansion del Espesor a Altas Temperaturas, TE', en la direccion z de aproximadamente un 11 % hasta mas de aproximadamente un 30 % de su espesor inicial antes de calentarse hasta su espesor final tras calentarse. La "Expansion del Espesor a Altas Temperaturas" tal como se utiliza en el presente documento hace referencia a una medida de las caractensticas de expansion del espesor de los paneles de yeso en la direccion z en ensayos a altas temperaturas y en condiciones de muestra coherentes con las que se describen en el presente documento. La proporcion de la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas (direccion z) en relacion con la Contraccion a Altas Temperaturas (es decir, TE/S) proporciona una medida del beneficio total de los siguientes principios de la presente exposicion, y era de aproximadamente 3 a aproximadamente 17 en las Series de Muestras 1 a 20.
[0168] Con fines comparativos, la Contraccion a Altas Temperaturas, la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas, y la proportion de la expansion en relation con la contraccion Opica de los paneles de yeso de 5/8 pulgadas (1,6 cm) de espesor comerciales resistentes al fuego tambien se incluyen en la Tabla VIII de la FIG.
26b. Estos datos, y los datos de la densidad y peso normales, provienen de paneles de yeso marca SHEETROCK® FIr Ec ODE® de Tipo X comerciales, paneles de yeso marca SHEETROCK® FIr Ec ODE® de Tipo C, y paneles de yeso marca SECUROCK® con revestimiento de estera de vidrio, todos disponibles comercialmente de la United States Gypsum Company. Tal como puede observarse, la Contraccion a Altas Temperaturas relativamente baja en estos paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposition es comparable a, si no mejor que, los paneles comerciales resistentes al fuego. Ademas, la cantidad de Expansion del Espesor a Altas Temperaturas en los paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion es inesperada y sustancialmente mayor que la de las placas de yeso resistentes al fuego convencionales mas densas y pesadas, sin otros efectos adversos.
[0169] El beneficio inesperado de los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion tambien se refleja en su proporcion sustancialmente mayor del Expansion del Espesor a Altas Temperaturas (direction z) en relacion con la Contraccion a Altas Temperaturas (TE/S) con respecto a los paneles de yeso comerciales resistentes al fuego. La Contraccion a Altas Temperaturas relativamente pequena y la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas sustancialmente alta de los paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion indican que proporcionan una resistencia al fuego inesperada para su peso y densidad a temperaturas que reflejan las que se encuentran en condiciones de incendio estructural. Se obtienen resultados similares con paneles producidos de otras combinaciones de los materiales constituyentes que estan dentro del alcance de la invention.
Ejemplo 4C
[0170] Un indicador util de la resistencia al fuego de los paneles de yeso en los ensamblajes, por ejemplo los que utilizan estructuras de montantes de madera cargados, tal como se estipula en los ensayos de exposicion al fuego ASTM E119, se analizan en el articulo Shipp, P. H., and Yu, Q., "Thermophysical Characterization of Type X Special Fire Resistant Gypsum Board," Proceedings of the Fire and Materials 2011 Conference, San Francisco, 31 enero - 2 Febrero 2011, Interscience Communications Ltd., Londres, UK, pp. 417-426. Ese articulo analiza una amplia serie de ensayos de exposicion al fuego E119 de ensamblajes de paredes con estructuras de madera que soportan cargas, y una correlation entre la Contraccion a Altas Temperaturas y las caracteristicas de aislamiento termico de paneles de yeso comerciales de Tipo X y su resistencia esperada en los procedimientos de ensayo de exposicion al fuego E119.
[0171] Se realizo un analisis de regresion multivariable lineal en los datos de los ensayos con la resistencia al fuego, FR, (en minutos) como la variable dependiente. Las variables independientes eran la contraccion en porcentaje, SH, (tal como se ha medido en los ensayos de Contraccion a Altas Temperaturas mencionado anteriormente en el Ejemplo 4B), el fndice de Aislamiento Termico, TI, (tal como se ha medido en el ensayo expuesto a continuation en el Ejemplo 4D), el contenido de humedad en la madera, MC, (como un porcentaje en peso), y las instalaciones del laboratorio de los ensayos LAB = {0, 1}. El analisis de la regresion lineal resultante establecida en la siguiente relacion (con un estandar de error para la regresion de 2,55 minutos):
FR = 18.3 - 1.26 SH+ 1.6077 0.42 M7 6.26 LAB (1)
[0172] Asumiendo que los ensayos se llevaron a cabo en un unico laboratorio (LAB = 1) y con un contenido de humedad en la madera tipico del 13,5 %, la relacion anterior puede expresarse de la siguiente manera:
FR = 30.23 - 1.26*5# + 1.60*77 (2)
[0173] La ecuacion 2 puede reorganizarse para indicar un fndice de Aislamiento Termico mmimo previsto para un panel de Tipo X comercial tipico en un ensamblaje de montantes de madera cargados necesario para proporcionar el rendimiento en los ensayos de exposicion al fuego con arreglo a los ensayos de exposicion al fuego E119 utilizando datos de los ensayos de Contraccion a Altas Temperaturas. La relacion resultante puede expresarse de la siguiente manera:
TI > (FR - 30.23)/ 1.60 1.26/ 1.60*5# (3)
[0174] Para la resistencia al fuego a los 50, 55 y 60 minutos, el TI deseado seria mayor que o igual al siguiente:
TI > 12.36 0.78*5# (4a)
TI > 15.48 0.78*5# (4b)
TI > 18.60 0.78*377 (4c)
[0175] Tal como se muestra en la Tabla IX en la FIG. 27, las relaciones anteriores expresadas en las ecuaciones 4a a 4c indican que los valores de TI mmimos aproximados enumerados se necesitarian para proporcionar una resistencia al fuego aceptable en las condiciones del E119 aproximadamente a los 50, 55 y 60 minutos. Los valores de la Contraccion a Altas Temperaturas SH para los paneles de la Serie de Muestras y los paneles comerciales se proporcionan en la Tabla X de las FIGS. 28a-b tal como se ha analizado anteriormente en el Ejemplo 4B.
[0176] Para los paneles de ejemplo de las Series de Muestras 1 a 20 creadas conforme a los principios de la presente exposicion, los valores de TI mmimos derivados de las relaciones (ecuaciones 4(a) a 4(c)) serian iguales que o de mas de aproximadamente 13,8 a aproximadamente 15,8 a 50 minutos, de aproximadamente 16,6 a aproximadamente 19 a 55 minutos, y de aproximadamente 20 a aproximadamente 22 a 60 minutos. Estos valores de TI calculados comparables a, si no mejores que, los valores de TI calculados de paneles de yeso comerciales de Tipo X, de Tipo C (con vermiculita de grado 5) y paneles acristalados tambien se presentan en la Tabla IX de la FIG. 27. Los valores de TI calculados para los paneles comerciales, con densidades y pesos mucho mas pesados, serian iguales que o de mas de aproximadamente 13,9 a 16,6 a 50 minutos, de aproximadamente 17 a aproximadamente 19,7 a 55 minutos, y de aproximadamente 20,2 a aproximadamente 23 a 60 minutos.
[0177] Tal como se expondra a continuacion en el Ejemplo 4D, los valores de TI medidos para los espedmenes de los paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion, las Series de Muestras 1 a 20, igualaron o superaron estos valores mmimos de TI previstos, independientemente de sus pesos y densidades considerablemente reducidos en relacion con los paneles de yeso de Tipo X, y eran comparables con los valores de TI medidos de la muestra de panel de yeso de Tipo X. Asimismo, conforme a los ensayos comparables que utilizan los procedimientos U305 expuestos a continuacion en el Ejemplo 4E, los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion realmente proporcionaron una resistencia al fuego mayor de la prevista cuando se sometieron a ensayos de resistencia al fuego. Sin quedar obligado por la teoria, se cree que la resistencia al fuego sorprendentemente aumentada de los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion demostrada en los ensayos de exposicion al fuego reales se puede atribuir, en parte, al grado de Expansion del Espesor a Altas Temperaturas conseguida por los paneles y metodos de la presente invencion. Asimismo, sin quedar obligado por la teoria, se cree que los beneficios de dicha Expansion del Espesor a Altas Temperaturas considerable pueden no reflejarse en las relaciones anteriores, dado que se basan en ensayos con paneles de yeso de Tipo X que normalmente exhiben una contraccion durante el calentamiento (vease la Tabla VIII de la FIG. 26B, ensayos de Tipo X).
Ejemplo 4D
[0178] Tambien se evaluo el ensayo del fndice de Aislamiento Termico a Altas Temperaturas con arreglo a los procedimientos analizados en la a St M Pub. WK25392. Este procedimiento proporciona un ensayo simple y representativo de las caracteristicas de aislamiento termico a altas temperaturas de los paneles de yeso. Las condiciones de transferencia del calor reflejadas en este ensayo pueden describirse con la ecuacion de energia para la conduccion del calor inestable unidimensional a lo largo del espesor de la placa:
A/Ax (k (AT/Ax)) q = pcp (AT/At) (5)
donde T es la temperatura en un tiempo t y profundidad x determinados en la placa. La conductividad termica (k), densidad (p), y el calor espedfico (Cp) son funciones dependientes de temperatura no lineales a temperaturas elevadas. El mdice de generacion de calor q representa una variedad de reacciones endotermicas y exotermicas, por ejemplo, los cambios de fase del yeso y la combustion del papel frontal, que suceden a distintas temperaturas, y por consiguiente, en distintos momentos.
[0179] A fin de evaluar la conduccion del calor total a traves de la placa de yeso y, por consiguiente, sus resultados de aislamiento termico, normalmente no es necesario medir y describir cada variable mencionada anteriormente de forma separada. Es suficiente evaluar su efecto acumulativo neto en la transferencia del calor. Para ello, se desarrollo el ensayo simple del fndice de Aislamiento Termico a Altas Temperaturas en la ASTM Pub. WK25392. El "tadice de Aislamiento Termico a Altas Temperaturas" tal como se utiliza en el presente documento hace referencia a una medida de las caracteristicas de aislamiento termico de los paneles de yeso en ensayos a altas temperaturas y en condiciones de muestra coherentes con las que se describen en el presente documento. Cada especimen de ensayo consiste en dos discos de 4 pulgadas (100 mm) de diametro sujetos por tornillos de cabeza avellanada de tipo G. Un termopar se situa en el centro del especimen. El especimen se monta luego en el borde en una repisa disenada para asegurar un calentamiento uniforme sobre su superficie y se situa en un horno precalentando hasta 930 °F (500 °C). El aumento de temperatura en el centro del especimen de muestra se anota y un fndice de Aislamiento Termico, TI, calculado como el tiempo, en minutos, requerido para que el especimen de muestra se caliente de aproximadamente 105 °F (40 °C) a aproximadamente 390 °F (200 °C). El fndice de Aislamiento Termico del especimen de muestra se calcula de la siguiente manera: TI - t2oo °c - Uo °c (6)
[0180] Un perfil de temperatura desarrollado a partir de los datos recogidos por este procedimiento normalmente muestra la transicion de yeso a hemihidrato a aproximadamente 212 °F (l0o °C) y la conversion de hemihidrato a la primera fase de anhidrita aproximadamente a cerca de 285 °F (140 °C). Tales datos tambien muestran a menudo que una vez que estas transiciones de fase se completan, la temperatura aumenta rapidamente de manera lineal dado que normalmente no sucede ninguna reaccion qmmica o de cambio de fase adicional por debajo de la temperatura del horno de aproximadamente 930 °F (500 °C). Al esperar hasta que la temperatura del nucleo del especimen haya alcanzado aproximadamente 105 °F (40 °C) para comenzar a medir el tiempo, puede conseguirse una repetitividad y reproducibilidad aceptable.
[0181] Los ensayos del fndice de Aislamiento Termico de los espedmenes de las Series de Muestras 1-20 se presentan en la Tabla x de las FIGS. 2a-b. Los datos del fndice de Aislamiento Termico (TI) para los ejemplos de las Series de Muestras muestran que la estructura del nucleo de los paneles de yeso con un peso y densidad reducidos creados conforme a los principios de la presente exposicion proporciona propiedades de aislamiento termico sorprendentemente efectivas dada su densidad y contenido en yeso. Tal como se indica en la Tabla X, los valores del fndice de Aislamiento Termico varian de aproximadamente 22 minutos a aproximadamente 25 minutos para los espedmenes de las Series de Muestras 1-20. Esto indica que una composicion del nucleo creada conforme a los principios de la presente exposicion es un aislante del calor mas efectivo de lo que se esperaba en funcion de la densidad del nucleo para los propositos de resistencia a las altas temperaturas experimentadas en condiciones de incendios y de ensayos de exposicion al fuego. Estos ejemplos tambien muestran que la proporcion del fndice de Aislamiento Termico en relacion con la densidad varia de aproximadamente 0,60 a aproximadamente 0,68 minutos/16 kg/m3 (minutos/pcf) para los espedmenes de las Series de Muestras 1-20. Para comparar, la proporcion del fndice de Aislamiento Termico en relacion con la densidad era de aproximadamente 0,55 a aproximadamente 0,59 minutos/16 kg/m3 (minutos/pcf) para los espedmenes de las Series de Muestras 1-20 de paneles de yeso marca SHEETROCK® FIRECODE® de Tipo X comerciales mas pesados y densos, los paneles de yeso marca SHEETROCK® FIRECODE® de Tipo C, y los paneles de yeso marca SECUROCK® con revestimiento de estera de vidrio.
[0182] Tal como indican estos datos, los paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion presentan unos valores del fndice de Aislamiento Termico algo mas bajos que los de los paneles comerciales mucho mas densos y pesados. Esto puede considerarse una indicacion de que los paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion tendrian un rendimiento de resistencia al fuego reducido. Sin embargo, cuando se tiene en cuenta la densidad de los paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion, sus capacidades de aislamiento termico (tal como se refleja en las proporciones de TI con respecto a la densidad) son similares o mejores que las de los paneles comerciales mas densos y pesados. Ademas, tal como se indica en el Ejemplo 4E, los paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion demostraron una resistencia al fuego inesperada en relacion a paneles comerciales mas densos y pesados cuando se utilizaron en ensamblajes sometidos a un ensayo de resistencia al fuego a gran escala.
Ejemplo 4E
[0183] Los espedmenes de las Series de Muestras 1 a 20 con un peso y densidad reducidos, los paneles resistentes al fuego creados conforme a los principios de la presente exposicion se sometieron a un ensayo de resistencia al fuego a escala completa conforme a los procedimientos establecidos en los procedimientos de UL U419, U423 y U305. Estos procedimientos de ensayo requieren el ensamblaje de una estructura de ensayo que comprende un marco de ensamblaje de pared de montantes de acero o madera (normalmente montantes verticales de 305 cm (aproximadamente 10 pies), montados entre la placa de base y una placa de tapa del mismo material). Ensamblajes que utilizan espedmenes de paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion a partir de las Series de Muestras 1 a 17 se sometieron a un ensayo de resistencia al fuego conforme a los procedimientos U419; un ensamblaje que utiliza espedmenes de paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion a partir de la Serie de Muestras 18 se sometio a los procedimientos de ensayo de resistencia al fuego U423; y ensamblajes que utilizaban espedmenes de paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion a partir de las Series de Muestras 19 a 20 se sometieron a procedimientos de ensayo de resistencia al fuego U305.
[0184] Ademas, las muestras de paneles de yeso comerciales marca SHEETROCK® FIRECODE® de Tipo X de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor resistentes al fuego de una hora, (Serie de Muestras 21), y los paneles de yeso comerciales de marca SECUROCK® recubiertos de estera de vidrio resistentes al fuego de una hora (Serie de Muestras 22), se sometieron a los procedimientos de U419 y U423, respectivamente, con fines comparativos. Los paneles de Tipo X de la Serie de Muestras 21 pesaban 11 kg/m2 (aproximadamente 2250 lb/msf), con una densidad de nucleo de 697 kg/m3 (aproximadamente 43,5 pcf). Los paneles de Tipo X de la Serie de Muestras 22 pesaban 12,8 kg/m2 (aproximadamente 2630 lb/msf), con una densidad de nucleo de 817 kg/m3 (aproximadamente 51 pcf).
[0185] En los ensayos U419 y U423, los montantes eran montantes de acero de un calibre ligero disponibles en el mercado fabricados a partir de acero presentando un espesor de aproximadamente 0,015 pulgadas (0,381 mm) a aproximadamente 0,032 pulgadas (0,8128 mm), y presentando las dimensiones de 9,2 cm a 8,9 cm (aproximadamente 3-5/8" o 3-1/2" pulgadas) de ancho por 3,2 (aproximadamente 1-%" pulgadas) de espesor. Estos montantes de acero, montantes de acero Viper 25 (Marino/Ware, Div of Ware Industries Inc), estaban separados 61 cm (aproximadamente 26 pulgadas) entre sf en el ensamblaje. En la prueba U305 se utilizaron #2 montantes de 2 x 4 de madera de abeto de Douglas (8,9 cm (aproximadamente 3,5 pulgadas) de ancho por 3,8 cm (1,5 pulgadas) de espesor), separados 40,6 (aproximadamente 16 pulgadas) entre st
[0186] Los procedimientos de ensayo U419 se consideran entre los mas rigurosos de todos los tipos de ensayos de UL dado que los montantes de acero de calibre ligero normalmente experimentan una deformacion por calor (normalmente instando a los paneles expuestos hacia las llamas del quemador) debido a la transferencia de calor a traves de los paneles y hacia dentro de la cavidad del ensamblaje entre los paneles expuestos y sin exponer. Esta deformacion normalmente causa la separacion de las uniones del panel, u otros fallos, en el lado calentado y expuesto del ensamblaje, permitiendo una penetracion de la llama del quemador hacia dentro del lado sin exponer y sin calentar del ensamblaje. Se espera que cuanto mas ligero sea el calibre de los montantes de acero, mayor la probabilidad de que los montantes y el ensamblaje se deforme por el calor.
[0187] Los paneles de yeso estaban unidos de manera horizontal, es decir, de manera perpendicular a los montantes verticales, en cada lado del ensamblaje. Normalmente, se utilizaron dos paneles de 305 cm por 122 cm (aproximadamente 10 pies por 4 pies), y un panel de 305 cm por 61 cm (aproximadamente 10 pies por 2 pies) en cada lado de la estructura. El panel de 305 cm por 61 cm (10 pies por 2 pies) se situo en la parte superior del ensamblaje, que presenta una prueba aun mas diffcil para el ensamblaje que si el panel mas estrecho estuviera situado en medio entre los paneles mas anchos o en la parte inferior del ensamblaje. Las uniones del borde horizontal y las uniones del extremo en lados opuestos de los montantes no eran escalonadas. Los paneles estaban unidos a la estructura con tornillos con rosca Hi-Lo (doble rosca alta-baja) de tipo S de una pulgada (2,54 cm) a cada lado del ensamblaje, a ocho pulgadas (20,32 cm) del centro. Los paneles se situaron de tal manera que las junturas entre los paneles en cada lado de la estructura estuvieran alineadas entre sf. Entonces, las junturas se sellaron con cinta de papel para juntas y compuesto de union.
[0188] El tipo de prueba, el tipo de montante y los resultados expresados en tiempo (minutos y segundos) hasta la finalizacion de la prueba se indican en la Tabla XI en las FIGS. 29a-c. En las pruebas que siguen a los procedimientos del U419, el acero utilizado para formar los montantes de calibre ligero tema o bien 0,038 cm (0,015 pulgadas) o de 0,046 cm (0,018 pulgadas) de espesor. Las pruebas que segrnan a los procedimientos del U423 utilizaron montantes de acero disponibles en el mercado hechos de acero de 0,08 cm (aproximadamente 0,032 pulgadas) de espesor. Conforme a los procedimientos del U419, el ensamblaje no esta sujeto a una carga externa. En el ensayo U419, los espedmenes fracasaron al exceder los lfmites de temperatura prescritos. Conforme a los procedimientos U423 y U305, se aplico una carga externa total de 4318 kg (aproximadamente 9520 lb) (U423) y 8096 kg (17849 lb) (U305) en la parte superior del ensamblaje. En los ensayos U423 y U305, los espedmenes fracasaron al romperse bajo la carga en lugar de exceder los lfmites de temperatura prescritos.
[0189] En cada uno de los ensayos, el ensamblaje de la estructura y panel completado se situo de tal manera que un lado del ensamblaje, el lado expuesto, se sometio a un conjunto de llamas del horno de llama abierta que calento el lado expuesto del ensamblaje a temperaturas y a un ritmo especificado por el estandar ASTM E119, con arreglo a los procedimientos U305, U419 y U423. Algunos ejemplos de la curva de calentamiento del ASTM E119 se muestran en las FIGS. 9 y 10. Con arreglo a estos procedimientos de ASTM y UL, un conjunto de aproximadamente 14 sensores se dispuso en una relacion espaciada entre el lado expuesto calentado del ensamblaje y cada uno de los quemadores para monitorizar las temperaturas utilizadas para calentar el lado expuesto del ensamblaje. Tambien con arreglo a estos procedimientos de ASTM y UL, se dispuso un conjunto de sensores en una relacion espaciada en el lado sin exponer opuesto sin calentar del ensamblaje. Por lo general, se dispoman 12 sensores en la superficie sin exponer del ensamblaje en un patron con arreglo a las especificaciones del ASTM y/o UL. Con arreglo a estos procedimientos, cada sensor tambien se cubrio con una almohadilla aislante.
[0190] Durante los primeros procedimientos de ensayo de exposicion al fuego, las temperaturas del horno utilizadas segrnan la curva de calentamiento del ASTM-E119, comenzando a temperatura ambiente y aumentando en el lado expuesto del ensamblaje hasta mas de 871 °C (1600 °F) en aproximadamente una hora, con el cambio mas rapido de temperatura ocurriendo al principio de la prueba y casi al final de la prueba. La prueba finalizo cuando o bien habfa un fallo de la estructura catastrofico del ensamblaje, la media de las temperaturas de los sensores en el lado sin exponer del ensamblaje superaba una temperatura preseleccionada, o cuando un unico sensor del lado sin exponer del ensamblaje superaba una segunda temperatura preseleccionada.
[0191] Los datos de los ensayos de exposicion al fuego se muestran en las FIGS. 9-16. La FIG. 9 muestra un grafico de la temperatura maxima de un unico sensor en la superficie sin exponer de cada uno de los ensamblajes con paneles de las Series de Muestras 1 a 17 y muestras comerciales 21, desde el comienzo de cada prueba hasta la finalizacion de la prueba. Tal como se ha mencionado anteriormente, la FIG. 9 tambien muestra un grafico de la curva de temperatura del ASTM E119 utilizada para las temperaturas del horno en el lado expuesto de los ensamblajes. La FIG. 10 muestra un grafico de las temperaturas medias de la superficie sin exponer de cada uno de los ensamblajes con paneles de las Series de Muestras 1 a 17 desde el comienzo de cada prueba hasta la finalizacion de estas, ademas de la curva de temperatura del ASTM E119 utilizada para las temperaturas del horno en el lado expuesto de los ensamblajes. Tal como indican los graficos de datos, las temperaturas del lado sin exponer, las temperaturas maximas de un unico sensor, y las temperaturas medias del sensor para todos los ensamblajes estaban estrechamente alineadas a lo largo del ensayo, independientemente de las diferencias muy significativas en densidad y el contenido en yeso entre los paneles de las Series de Muestras 1-20 y los paneles de yeso acristalados y de Tipo X comerciales mucho mas pesados y densos, las Series de Muestras 21 y 22.
[0192] Asimismo, tal como se indica en las FIGS. 9 y 10, hay una inflexion en los graficos entre aproximadamente de 50 a 55 minutos de tiempo transcurrido y tras el punto de inflexion, las temperaturas medias del sensor y las temperaturas maximas de un unico sensor sin exponer para cada ensayo muestran un aumento considerable en la inclinacion. Se cree, sin quedar obligado por la teona, que el punto de inflexion indica un punto en el que los paneles calentados sin exponer del ensamblaje estan cerca o mas alla de los lfmites de sus capacidades de aislamiento termico y de disipacion termica y por tanto la transferencia del calor a lo largo del ensamblaje aumenta rapidamente a lo largo de la finalizacion de la prueba. Esta transmision puede hacerse a traves de los propios paneles o a traves de una o mas aberturas en las uniones entre paneles. Independientemente de las razones espedficas para los puntos de inflexion demostrados por los datos, no se esperaba que las temperaturas transmitidas a traves de los paneles y cavidades de ensamblaje, y el ritmo de transmision de temperatura, puedan compararse en los paneles de densidad y peso reducidos creados conforme a los principios de la presente exposicion y paneles mucho mas pesados con densidades del nucleo mucho mayores.
[0193] Las FIG. 11 y 12 son graficos de las temperaturas maximas de un unico sensor y las temperaturas medias del sensor, respectivamente, en la superficie sin exponer de cada uno de los ensamblajes en los ensayos de exposicion al fuego U419 del uso de los paneles de las Series de Muestras 1 a 17 y la Serie de Muestras 21 de los comerciales de Tipo X. Las FIG. 11 y 12 muestran un grafico expandido de los datos de 40 minutos de tiempo transcurrido a los 65 minutos de tiempo transcurrido (todas las pruebas se terminaron antes de los 65 minutos). Estos graficos de datos muestran en mayor detalle la estrecha correspondencia en la resistencia al fuego de paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion, y ensamblajes fabricados utilizandolos, con los paneles de Tipo X mucho mas pesados y densos, y ensamblajes utilizando los paneles de Tipo X hasta entre aproximadamente 50 y 55 minutos.
[0194] Las temperaturas medidas de los ensamblajes que utilizan paneles de las Series de Muestras de los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion siguieron correspondiendose estrechamente con las de los paneles comerciales desde aproximadamente 55 minutos hasta mas de 60 minutos. Las FIG. 13 y 14 muestran un grafico de los datos de las FIGS. 9 y 10, respectivamente, para los ensamblajes que utilizan los paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion a partir de las Series de Muestras 5, 14, o la Serie de Muestras 21 (el ejemplo de panel comercial de Tipo X). Estos datos muestran que los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion y los ensamblajes fabricados utilizandolos son capaces de proporcionar paneles presentando una resistencia al fuego comparable, si no mejor que la de paneles comerciales mucho mas pesados y densos con arreglo a las condiciones del ensayo de exposicion al fuego U419 durante al menos aproximadamente 60 minutos. Se obtienen resultados similares con paneles producidos de otras combinaciones de los materiales constituyentes que estan dentro del alcance de la invencion.
[0195] Tambien se observo que tras aproximadamente 50 minutos, las temperaturas para los ensamblajes que utilizan paneles de las Series de Muestras 6, 7 y 9 aumento algo mas rapido que los ensamblajes que utilizan paneles de otras Series de Muestras. Tal como se observa en la Tabla VII en la FIG. 25b, los paneles de la Serie de Muestras 6 teman el peso y densidad mas bajos, y los paneles de las Series de Muestras 7 y 9 pueden haber estado sometidos a un secado en exceso. De manera similar, las temperaturas para los ensamblajes que utilizan paneles de las Series de Muestras 8 y 15 tambien aumentaron algo mas rapidamente que el resto de ensamblajes. Como tambien se indico en la Tabla VII, los paneles para las Series de Muestras 8 y 15 tambien pueden haber sido afectados por un secado en exceso o impurezas en la fuente de yeso. Sin quedar obligado por la teona, se cree que esas condiciones materiales y de fabricacion contribuyeron sustancialmente a las diferencias entre los perfiles de temperatura desde los ensamblajes que utilizan los paneles y los de los ensamblajes que utilizan paneles de otras Series de Muestras.
[0196] Dadas estas consideraciones, y la dificultad de los estandares de ensayo U419, los datos de estos ensayos muestran que los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion proporcionaban, sin embargo, una resistencia al fuego sorprendentemente efectiva dados sus pesos y densidades. En su conjunto, los datos de los ensamblajes que utilizan paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion muestran ademas que los metodos y paneles de la presente exposicion pueden proporcionar ensamblajes robustos resistentes al fuego que permiten una flexibilidad considerable para un experto en la materia para ajustar el contenido en vermiculita y estuco de los paneles para compensar por variaciones considerables de las condiciones de fabricacion y la calidad del material en crudo.
[0197] Las FIG. 15 y 16 son graficos de las temperatures maximas de un unico sensor y las temperatures medias del sensor en la superficie sin exponer de cada uno de los ensamblajes en los ensayos de exposicion al fuego U423 que utilizan paneles de las Series de Muestras 18 y 22. Las FIG. 15 y 16 muestran un grafico expandido de los datos de 40 minutos de tiempo transcurrido a 65 minutos de tiempo transcurrido (todas las pruebas se terminaron antes de los 65 minutos). Este grafico de datos muestra en mas detalle la resistencia al calor comparable de los ensamblajes que utilizan paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion y los paneles de yeso comerciales recubiertos con estera de vidrio mucho mas pesados y densos (Serie de Muestras 22), aunque se esperana que las hojas de cubierta de vidrio de los paneles proporcionaran una resistencia adicional al fuego en esta prueba. Estos datos, en particular los datos tras 50 minutos de tiempo transcurrido, confirman que los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion, y los ensamblajes que los utilizan, son capaces de proporcionar resistencia al fuego comparable con (y en algunos casos potencialmente mejor que) paneles comerciales mucho mas densos y pesados con arreglo a las condiciones del ensayo de exposicion al fuego U423.
[0198] Los datos expuestos en la Tabla XI en las FIGS. 29a-c proporcionan las temperaturas maximas alcanzadas por cualquier sensor y la media te todos los sensores de la superficie sin exponer del ensamblaje en un tiempo transcurrido de 50, 55 y 60 minutos. La Tabla XI tambien muestra la temperatura maxima alcanzada por cualquier sensor y la media de todos los sensores en la superficie sin exponer del ensamblaje al acabar la prueba. En las pruebas de las Series de Muestras 6, 7 y 8, la prueba se termino a los 58 minutos (muestras 6 y 7) o a los 59 minutos (Serie de Muestras 8), y por tanto, las temperaturas maximas de un unico sensor y las temperaturas medias del sensor, al acabar, son las mismas.
[0199] Para los ensayos U419, una temperatura maxima de un unico sensor de menos de 127 °C (aproximadamente 260 °F) en la superficie sin exponer del ensamblaje y/o una temperatura media del sensor de menos de 121 °C (aproximadamente 250 °F) en esa superficie sin exponer a aproximadamente 50 minutos de tiempo transcurrido se considero una indicacion de una prueba satisfactoria y una indicacion de que la formulacion del nucleo del panel de yeso y el proceso de fabricacion sometidos a la prueba, y los ensamblajes que utilizan paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion son capaces de satisfacer o superar los requisitos para una resistencia al fuego de "una hora" conforme a los procedimientos de ensayo de UL apropiados. De manera similar, una temperaturas maximas de un unico sensor de menos de 210 °C (aproximadamente 410 °F) en la superficie sin exponer del ensamblaje a aproximadamente 55 minutos y/o una temperatura media de sensor de menos de 160 °C (aproximadamente 320 °F) en dicha superficie sin exponer aproximadamente a los 55 minutos en el U419 era una indicacion adicional de que los paneles y metodos de la presente exposicion podnan utilizarse para proporcionar un ensamblaje resistente al fuego para su uso en aplicaciones de resistencia al fuego. Esto lo confirmaron los resultados que mostraron temperaturas de menos de 149 °C (300 °F) en la superficie sin exponer del ensamblaje y aproximadamente a los 55 minutos y/o una temperatura media del sensor de menos de 138 °C (aproximadamente 280 °F) en dicha superficie sin exponer a aproximadamente 55 minutos para muchos de los ensamblajes conforme a las condiciones de la prueba U419.
[0200] El hecho de que los ensamblajes que utilizan paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion demostraran una temperatura maxima de un unico sensor aproximadamente a los 60 minutos de tiempo transcurrido de menos de 260 °C (aproximadamente 500 °F) en la superficie sin exponer del ensamblaje y/o una temperatura de sensor media de menos de 193 °C (aproximadamente 380 °F) en dicha superficie sin exponer tambien demostro la sorprendente resistencia al fuego de los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion y los ensamblajes que los utilizan conforme a los estandares del U419, teniendo en cuenta el peso y densidad reducido de los paneles. Gran parte de los ensamblajes experimento una temperatura maxima de un unico sensor aproximadamente a los 60 minutos de tiempo transcurrido de menos de 213 °C (aproximadamente 415 °F) en la superficie sin exponer del ensamblaje y/o una temperatura media del sensor de menos de 160 °C (aproximadamente 320 °F) a la que la superficie sin exponer demostro que los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion y ensamblajes que los utilizan conforme a los estandares de ensayo U419 podnan calificarse como con una resistencia al fuego de 60 minutos conforme a dichos estandares.
[0201] Independientemente de las temperaturas espedficas maximas y medias del sensor a los 50, 55 y 60 minutos, los resultados de los ensamblajes que utilizan paneles de las Series de Muestras 1 a 17 fueron ademas sorprendentes cuando se compararon con los paneles de yeso comerciales de Tipo X y los paneles de yeso acristalados de las Series de Muestras 21 y 22. Teniendo en cuenta las considerables diferencias en peso y densidad entre las Series de Muestras 1 a 17 y las muestras comerciales mucho mas pesadas y densas, se esperana ver diferencias mucho mayores en las temperaturas maximas del sensor y la media de las temperaturas del sensor en cada uno de los periodos de 50, 55 y 60 minutos de tiempo transcurrido. Las temperaturas medias del sensor para la superficie sin exponer de los paneles de la mayona de las Series de Muestras 1 a 17 tampoco reflejan la densidad y peso considerablemente mas bajos de aquellos paneles en relacion con los paneles comerciales de las Series de Muestras 21 y 22.
[0202] Como tambien se refleja en la Tabla XI de la FIG. 29a-c, las temperatura maxima de un unico sensor y las temperaturas medias del sensor en el lado sin exponer de los ensamblajes que utilizan paneles de las Series de Muestras 18, 19 y 20 eran muy similares, y en algunos casos mejores que las de las placas resistentes al fuego comerciales de los ensamblajes probados con arreglo a los procedimientos de U423 y U305, ambos utilizan montantes de madera e imponen una carga de peso en los ensamblajes. Por ejemplo, los paneles de la Serie de Muestras 18 probaron un ensamblaje con temperaturas del lado sin exponer que eran muy similares a los 50, 55 y 60 minutos a las de los paneles resistentes al fuego comerciales de la Serie de Muestras 22 en ensamblajes que utilizan montantes de acero de 0,08 cm (0,032 pulgadas) probados conforme a los procedimientos U423. Para el ensamblaje que utiliza paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion a partir de la Serie de Muestras 18 en esas pruebas, las temperaturas maximas de un unico sensor eran de menos de 124 °C, 132 °C y 193 °C (aproximadamente 255 °F, 270 °F y 380 °F), aproximadamente a los 50, 55 y 60 minutos de tiempo transcurrido, respectivamente. Las temperaturas medias del sensor eran de menos de 104 °C, 113 °C y 121 °C (aproximadamente 220 °F, 235 °F y 250 °F), aproximadamente a los 50, 55, y 60 minutos de tiempo transcurrido, respectivamente. Los paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion a partir de la Serie de Muestras 18, de hecho, demostro de manera sorprendente una temperatura de un unico sensor a los 60 minutos comparable con la Serie de Muestras 22 comercial, un panel de yeso mucho mas denso y pesado con hojas de cubierta de fibra de vidrio. Este resultado es particularmente notable ya que se cree que las hojas de cubierta de fibra de vidrio en los paneles de la Serie de Muestras 22 mejoran la resistencia al fuego de los paneles en relacion con los mismos paneles con hojas de cubierta de papel.
[0203] De manera similar, los paneles de las Series de Muestras 19 y 20 examinados en ensamblajes que utilizan montantes de madera con arreglo a los procedimientos del U305 demostraron unas temperaturas maximas de un unico sensor de menos de 121 °C, 127 °C y 129 °C (aproximadamente 250 °F, 260 °F y 265 °F), aproximadamente a los 50, 55 y 60 minutos de tiempo transcurrido, respectivamente. Las temperaturas medias del sensor en esos ensamblajes eran de menos de 2110 °C, 116 °C y 118 °C (aproximadamente 230 °F, 240 °F y 245 °F), aproximadamente a los 50, 55, y 60 minutos de tiempo transcurrido, respectivamente.
[0204] Asimismo, con arreglo a los estandares de UL aceptados comunmente, los datos en la Tabla XI de las FlGS. 29a-c indican que los paneles de yeso con un peso reducido y una densidad reducida creados conforme a los principios de la presente exposicion eran capaces de cumplir o superar los estandares requeridos para su aprobacion como un panel de yeso resistente al fuego de "una hora" con arreglo al procedimiento U419. Por ejemplo, el ensayo de exposicion al fuego del ensamblaje que utiliza los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion a partir de la Serie de Muestras 17 expuesto en la Tabla XI, entre otros ensamblajes que utilizan paneles de la presente exposicion, se clasificanan en los estandares de las especificaciones U419. El ensamblaje fabricado conforme al U419 que utiliza paneles de la Serie de Muestras 17 demostro una temperatura maxima de un unico sensor en el lado sin exponer de menos de la temperatura ambiente al comienzo de la prueba mas 163 °C (325 °F) y una temperatura media del sensor de menos de la temperatura ambiente mas 121 °C (250 °F). En ese ensayo de exposicion al fuego, la maxima de un unico sensor estaba por debajo de la temperatura requerida hasta que pasaron 60 minutos y 18 segundos, y la temperatura media del sensor estaba bajo su nivel hasta que pasaron 60 minutos y 8 segundos. En consecuencia, esta prueba confirmo que la formulacion y procedimientos utilizados para fabricar los paneles de la Serie de Muestras 17 podnan calificarse como paneles resistentes al fuego de una hora conforme a los estandares del U419.
[0205] Se observaron resultados similares para los paneles de ejemplo de las Series de Muestras 18, 19 y 20, que se probaron conforme a los procedimientos de ensayo U423 y U305. Los lfmites de temperatura utilizados para los sensores en las superficies sin exponer de esos ensamblajes se calcularon de la misma manera (la temperatura ambiente maxima del sensor unico mas 163 °C (325 °F) y una temperatura media del sensor de menos de la temperatura ambiente mas 121 °C (250 °F)). Para la Serie de Muestras 18, el lfmite de temperatura de un unico sensor y el lfmite medio del sensor se alcanzo aproximadamente a los 62 minutos, 27 segundos y a los 62 minutos, 35 segundos, respectivamente. Para las Series de Muestras 19 y 20, las pruebas se acabaron antes de que se alcanzase cualquier lfmite a mas de 63 minutos, 40 segundos para la Serie de Muestras 19, y mas de 64 minutos, 35 segundos para la Serie de Muestras 20. Esto establecio que los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion se clasificanan como resistentes al fuego de una hora conforme a esas pruebas.
[0206] Los datos anteriores de los Ejemplos 4A a 4E demuestran por tanto que los paneles con un peso y densidad reducidos creados conforme a los principios de la presente exposicion, y los ensamblajes que los utilizan, proporcionan una integridad estructural, propiedades de aislamiento y disipacion termica (o la combinacion de las mismas) comparables con paneles comerciales mucho mas pesados y densos, sin el contenido en yeso considerablemente mayor de estos paneles comerciales. Asimismo, un experto en la materia no prevena el hecho de que los paneles de yeso con un peso reducido y una densidad reducida creados conforme a los principios de la presente exposicion demostrasen tal integridad estructural, propiedades de aislamiento y disipacion termica en ensamblajes que utilizan montantes de acero de calibre ligero (considerados entre los que es mas probable que se deformen y esten afectados de manera negativa por las altas temperaturas). Se obtienen resultados similares con paneles producidos a partir de otras combinaciones de los materiales constituyentes que estan dentro del alcance de la invencion.
[0207] Una preocupacion durante las pruebas, ademas, era que los paneles de las Series de Muestras 1,6 a 10 y 15 se sometieron a problemas durante la fabricacion que podnan afectar su resistencia a las altas temperaturas en los ensamblajes sometidos a pruebas de exposicion al fuego. Tales problemas eran problemas de hidratacion del estuco del nucleo potenciales (Serie de Muestras 1), secado en exceso potencial (Series de Muestras 7 a 10) y mayores niveles de impurezas en el nucleo de yeso (Series de Muestras 8 y 15). Los resultados de los ensayos de exposicion al fuego indican que tales problemas de fabricacion pueden haber afectado a algunos de los paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion (por ejemplo, las Series de Muestras 6, 7, 9, y 15). Los resultados tambien demuestran que tales problemas pueden superarse y/o compensarse mediante la formulacion del nucleo y metodos para fabricar paneles siguiendo los principios de la presente invencion. Asimismo, los resultados de las pruebas confirman que cualquier ajuste necesario para la resistencia al fuego de los paneles de densidad y peso reducido de la presente invencion puede hacerse ajustando las cantidades relativas de vermiculita de alta expansion y yeso para conseguir este comportamiento deseado ante un fuego.
Ejemplo 5
[0208] En este ejemplo, los espedmenes del panel de las Series de Muestras 1 a 20 se sometieron a una prueba de resistencia a la extraccion de clavos para determinar las propiedades de resistencia del panel conforme a este criterio utilizado comunmente. La prueba de resistencia a la extraccion de clavos es una medida de una combinacion de resistencias de un nucleo de un panel de yeso, sus hojas de cubierta, y la union entre las hojas de cubierta y el yeso. La prueba mide la fuerza maxima requerida para extraer un clavo con una cabeza a traves del panel hasta que la placa se agriete aun mas. En las pruebas de este Ejemplo, las pruebas de resistencia a la extraccion de clavos se llevaron a cabo conforme al Metodo B del ASTM C473-95.
[0209] En resumen, los espedmenes sometidos a ensayo se condicionaron a 21 °C (aproximadamente 70 °F) y una humedad relativa de aproximadamente el 50 % de humedad relativa durante 24 horas antes de las pruebas. Se utilizo una fresa de 0,28 cm (7/64 pulgadas) para taladrar orificios grna a traves del espesor de los espedmenes. Despues, los espedmenes se situaron en una placa de soporte de espedmenes con un agujero de 7,62 (3 pulgadas) de diametro en el centro, que era perpendicular al trayecto del clavo de la prueba. El agujero grna se alineo con la punta de la cana del tornillo. Se aplico una carga a una velocidad de deformacion de 1 pulgada (2,54 cm) por minuto hasta que se alcanzo la carga maxima. A aproximadamente un 90 % de la carga maxima tras pasar la carga maxima, se paro la prueba y la carga maxima se anoto como la resistencia a la extraccion de clavos.
[0210] Los resultados de la resistencia a la extraccion de clavos se resumen en la Tabla XII en la FIG. 30 para las Series de Muestras 1 a 20. Tal como se indica en la Tabla XII, cuatro muestras adicionales, las Series de Muestras 23 a 26, tambien se sometieron a la prueba de resistencia a la extraccion de clavos. Las Series de Muestras 23 a 25 eran ejemplos de paneles de yeso con un peso reducido y una densidad reducida siguiendo los principios de la presente invencion y fabricados conforme a la formulacion de la Tabla I de la FIG. 19, y las Series de Muestras 1 a 20 de la Tabla VII de las FIGS. 25a-b, con las variaciones en peso y densidad tal como se indican en la Tabla XII en la FIG. 30. La Serie de Muestras 26 era un panel de yeso comercial de Tipo X marca SHEETROCK® FIRECODE® clasificado como "de una hora" de 1,6 cm (5/8 pulgadas) de espesor disponible comercialmente con un peso de 11 kg/m2 (aproximadamente 2250 lb/msf) y una densidad de 659 kg/m3 (aproximadamente 43 pcf).
[0211] Los valores medios de la resistencia a la extraccion de clavos para los paneles de ejemplo con un peso reducido y una densidad reducida creados conforme a los principios de la presente exposicion vanan desde 325 N (aproximadamente 73 lb-f) hasta mas de 476 N (aproximadamente 107 lb-f). Esto indica que, independientemente de la densidad reducida y el uso de vermiculita de alta expansion en los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion, los paneles de la presente invencion pueden conseguir un valor de resistencia a la extraccion de clavos mmimo comparable con paneles de yeso mucho mas pesados y densos resistentes al fuego. Tambien indica que los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion pueden conseguir valores de resistencia a la extraccion de clavos satisfactorios para fines comerciales, que para paneles de yeso con laminas de cubierta de papel de 1,6 cm (5/8 pulgadas) es de 427 N (aproximadamente 96 lb-f). Se obtienen resultados similares con paneles producidos a partir de otras combinaciones de los materiales constituyentes que estan dentro del alcance de la invencion.
Ejemplo 6
[0212] Algunos paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion y fabricados conforme a la Tabla I en la FIG. 19, y las Series de Muestras 17-19 de la Tabla VII de las FIGS. 25a-b se sometieron a las pruebas de resistencia a la flexion para determinar las propiedades de resistencia de los paneles conforme a este criterio utilizado comunmente. La prueba de resistencia a la flexion puede incluir en general un procedimiento para evaluar la habilidad de los productos de los paneles de yeso de resistir esfuerzos de flexion mientras se manipula o utiliza el material. Este metodo de ensayo evalua las propiedades de flexion de los productos de paneles de yeso al soportar el especimen cerca de los extremos y aplicar una carga transversal en medio de los soportes. En particular, la prueba de resistencia a la flexion se llevo a cabo en los paneles de prueba de las Series de Muestras 17, 18 y 19 conforme al Metodo B del ASTM C473-95.
[0213] En resumen, los espedmenes sometidos a ensayo se condicionaron a 21 °C (aproximadamente 70 °F) y a una humedad relativa de aproximadamente el 50 % de humedad relativa durante 24 horas antes de las pruebas. Se cortan cuatro piezas de muestra, cada una de 12" (305 mm) por aproximadamente 16" (406 mm) de cada especimen de panel de yeso, dos presentando la dimension de 16" paralela al borde y dos presentando la dimension de 16" perpendicular al borde. Se utiliza un aparato con soportes para el especimen en paralelo separado 14" (357 mm) del centro, medido en los puntos en que hace contacto con la superficie del especimen, y unido a una placa que esta unida de manera ngida al aparato de la prueba para soportar cada especimen de forma centralizada en los soportes paralelos fijos. Se aplica una carga en una direccion similar entre los soportes. Para espedmenes con la dimension larga paralela al borde, se somete al ensayo un especimen de cada producto de panel de yeso boca arriba y el otro boca abajo. Para espedmenes con la dimension larga perpendicular al borde, se somete al ensayo un especimen de cada producto de panel de yeso boca arriba y el otro boca abajo. Se calcula y presenta la carga de rotura en libras de fuerza (lb-f) o en Newtons (N) para cada condicion de ensayo. Las condiciones de ensayo son: (1) paralelo, boca arriba; (2) paralelo, boca abajo; (3) perpendicular, boca arriba; y (4) perpendicular, boca abajo.
[0214] Los resultados de la prueba de resistencia a la flexion se resumen en la Tabla XIII en la FIG. 31 para espedmenes de las Series de Muestras 17, 18 y 19. Tal como se indica en la Tabla XIII, los paneles de yeso creados conforme a los principios de la presente exposicion cumplen o superan los estandares de resistencia a la flexion establecidos en la especificacion ASTM C 1396 / C 1396M-06 para paneles de yeso de 1,6 cm (5/8") de espesor (es decir, 147 lb-f (654 N) con los bordes en una direccion perpendicular a la longitud del panel, y 46 lbf(205 N) con los bordes en una direccion paralela a la longitud del panel).
Ejemplo 7
[0215] Algunos paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion y fabricados conforme a la Tabla I en la FIG. 19, y las Series de Muestras 17, 18 y 19 de la Tabla VII de las FIGS. 25a-b se sometieron a las pruebas de dureza de los bordes, extremos y nucleo para determinar las propiedades de resistencia de los paneles conforme a estos criterios utilizados comunmente. Las pruebas de dureza pueden incluir en general un procedimiento para evaluar la habilidad de los bordes, extremos y nucleo de los productos del nucleo de los paneles de yeso de resistir la compresion mientras se manipula o utiliza el material. Este metodo de ensayo evalua la dureza de los productos de panel de yeso al determinar la fuerza requerida para presionar un punzon de acero hacia dentro del area de ensayo. En particular, el ensayo de la fuerza de los bordes, extremos y nucleo se llevo a cabo en los paneles de prueba de las Series de Muestras 17, 18 y 19 conforme al Metodo B del ASTM C473-95.
[0216] En resumen, los espedmenes sometidos a ensayo se condicionaron a 21 °C (aproximadamente 70 °F) y a una humedad relativa de aproximadamente el 50 % de humedad relativa durante 24 horas antes de las pruebas. Se corto una pieza de prueba para el ensayo de la fuerza del nucleo de no menos de 12" por 3" (305 mm por 76 mm) del centro de cada especimen del panel de yeso. Se corto una pieza de prueba para el ensayo de la fuerza del extremo de no menos de 12" por 3" (305 mm por 76 mm) de un extremo fresado de cada especimen del panel de yeso. La dimension de 12" (305 mm) para la dureza del nucleo y las muestras de dureza del extremo es perpendicular a los bordes del especimen del panel de yeso. Se corto una pieza de prueba para el ensayo de la fuerza del borde de no menos de 12" por 3" (305 mm por 76 mm) del centro de cada especimen del panel de yeso. La dimension de 12" (305 mm) de las muestras de dureza del extremo es perpendicular a los bordes del especimen del panel de yeso.
[0217] Se proporciona un medio de asegurar la muestra a la base del aparato de pruebas de manera que la cara de la muestra sea perpendicular a la base del aparato de ensayo y paralela al movimiento del punzon de acero. El punzon de acero se situa de manera que su eje central sea paralelo a la lmea de desplazamiento. La muestra se asegura en una posicion fija vertical en su borde de 12" (305 mm). Se llevaron a cabo tres ensayos, separados aproximadamente 4" (102 mm), en cada muestra, con la primera area de ensayo a 2 ±1/2" (51 ±13 mm) de un borde de la muestra. El punzon de acero se situa sobre el area de ensayo y se aplica la carga. La medicion de la dureza del borde, extremo o nucleo se muestra como la carga en libras de fuerza (lb-f) o Newtons (N) requeridos para empujar el punzon de acero una distancia de 1/2" (13 mm) hacia dentro del nucleo de la muestra. La dureza del borde, extremo y nucleo del especimen se muestra como la media de las tres mediciones de muestra.
[0218] Los resultados de las pruebas de dureza del borde, extremo y nucleo se resumen en la Tabla XIV de las FIGS. 3a-c para espedmenes de las Series de Muestras 17, 18 y 19. Tal como se indica en la Tabla XIV, los paneles de yeso creados siguiendo los principios de la presente exposicion cumplen o superan los estandares de dureza en los bordes, extremos y nucleo establecidos en la especificacion ASTM C 1396 / C 1396M-06 para los paneles de yeso (es decir, 11 lb-f (49 N)).
Ejemplo 8
[0219] Algunos paneles de ejemplo creados conforme a los principios de la presente exposicion y fabricados conforme a la Tabla I en la FIG. 19, y las Series de Muestras 17-19 de la Tabla VII de las FiGs . 2a-b se sometieron a las pruebas de la transmision del sonido y un valor de clasificacion de la transmision del sonido ("STC", por sus siglas en ingles). Los paneles de las Series de Muestras 17, 18 y 19 se sometieron a ensayos en dos ensamblajes de pared basicos preparados conforme a los procedimientos de ensayo de UL U305 y u419. El ensamblaje de tipo U305 se fabrico a partir de montantes de madera de 5 x 10 cm (aproximadamente 2 x 4 pulgadas), separados 41 cm (aproximadamente 16 pulgadas) del centro. Los ensamblajes de tipo U419 se fabricaron a partir de montantes de acero de 9,2 cm (3 5/8 pulgadas), calibre 25 (aproximadamente 0,015 pulgadas de espesor), dispuestos a 61 cm (24 pulgadas) del centro. Los dos tipos de montantes se dispusieron en un marco de 20,3 cm x 20,3 cm (8" x 8").
[0220] Todos los ensamblajes consistfan en una unica capa de placas de yeso en cada cara del ensamblaje. Los ensamblajes, ademas, se sometieron a pruebas con y sin 8,9 cm (aproximadamente 3-1^") de aislamiento de fibra de vidrio en las cavidades de la pared. Los paneles de yeso del ejemplo con un peso reducido y una densidad reducida creados conforme a los principios de la presente exposicion teman un peso medio de 9,3 kg/m2 (aproximadamente 1900 lb/msf), y una densidad del nucleo de aproximadamente 36 pcf (576,66 kg/m3).
[0221] Los ensamblajes y los resultados de la prueba de transmision del sonido, incluidos los valores de la STC determinados conforme a las especificaciones ASTM E90/ASTM E413 se resumen en la Tabla XV de la FIG. 33. Estos ensamblajes fabricados a partir de montantes de acero y que utilizan paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion demostraron unos valores de la STC con aproximadamente 1-2 puntos menos que los que se encuentran normalmente con ensamblajes de montantes de acero correspondientes construidos con los paneles comerciales de Tipo X de mayor densidad. Sin embargo, en montantes de madera, los ensamblajes que utilizan paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion obtuvieron valores de STC muy similares a los valores tfpicos para ensamblajes comparables que utilizan los paneles comerciales de Tipo X. En general, se entiende que cualquier diferencia en la STC de menos de 3 puntos no es discernible por un ofdo humano sin entrenar, y en consecuencia, la mayona de los oyentes no debenan notar las diferencias totales de 1 a 2 puntos entre los valores de STC de los ejemplos de los paneles creados conforme a los principios de la presente exposicion y los paneles comerciales de Tipo X. Tal como han demostrado estos ensayos, los ejemplos de los paneles de yeso de densidad reducida y de peso reducido sorprendentemente presentan caractensticas de transmision del sonido muy similares a paneles de yeso mucho mas pesados y densos, ademas de otros beneficios expuestos en el presente documento. Se obtienen resultados similares con paneles producidos a partir de otras combinaciones de los materiales constituyentes que estan dentro del alcance de la invencion.
Ejemplo 9
[0222] Se fabricaron cubos de ensayo a partir de las formulaciones de paneles de yeso de la Tabla XVI en las FlGS. 34a-b para examinar el efecto de anadir siloxano a la lechada utilizada para fabricar paneles de yeso siguiendo los principios de la presente exposicion.
[0223] Se utilizo una mezcladora de cizalladura alta que funcionaba a 7500 RPM durante 2,5 minutos para hacer la emulsion de siloxano. La emulsion de siloxano se mezclo con estuco y aditivos para hacer una lechada con 10 segundos de remojo mas 10 segundos mezclandola a la alta velocidad de un mezclador Waring. La lechada se vacio en cubos de 5 cm x 5 cm x 5 cm (2"x2"x2") y se seco a 46 °C (115 °F) durante toda la noche. Las densidades se ajustaron al variar la proporcion agua/estuco. El metodo de ensayo de la absorcion de agua ASTM C1396 se llevo a cabo situando cubos secos en agua a 21 °C (70 °F) durante dos horas y se determino el porcentaje de ganancia de peso.
[0224] Los resultados se expusieron en la lmea final de la Tabla XVI. Estos datos muestran que se consiguio una absorcion de agua de menos de aproximadamente el 5 % con el uso de siloxano de 39 a 58,6 g/m2 (aproximadamente 8 a aproximadamente 12 lb/MSF) y aproximadamente un 2,15 % de almidon pregelatinizado a densidades de cubo tan bajas como 481 kg/m3 (aproximadamente 30 lb/ft3). Este ejemplo establece por tanto que la presencia de mas de un 2 % de almidon pregelatinizado trabaja en conjunto con el siloxano para conseguir un aumento inesperado de la resistencia al agua.
Ejemplo 10
[0225] Los efectos que tienen los cambios en la cantidad de vermiculita en las propiedades termicas que incluyen la Contraccion a Altas Temperaturas, la Expansion del Espesor a altas Temperaturas y las caractensticas de aislamiento termico de la vermiculita de alta expansion utilizada en paneles y metodos conforme a los principios de la presente invencion se evaluaron en condiciones de calentamiento sustancialmente identicas. En este estudio, se prepararon muestras de laboratorio que utilizaban 1000 gramos de estuco, 11 gramos de acelerador resistente al calor, 15 gramos de almidon pregelatinizado, 6 gramos de fibra de vidrio, y 2000 ml de agua a 21 °C (70 °F). Estas muestras de laboratorio se prepararon utilizando cantidades variables y tipos de vermiculita de alta expansion conforme a las formulaciones expuestas en la Tabla VII en la FIG. 35.
[0226] Las muestras de laboratorio solo se diferencian en el tipo y cantidad de vermiculita de alta expansion utilizada en la preparacion de las muestras. La Palabora micron y superfina (de Grado 0 y 1, respectivamente) estan disponibles comercialmente de Sudafrica. Como se muestra en la FIG. 19, estos grados sudafricanos de vermiculita pueden compararse con la vermiculita de Grado 4 utilizando el sistema de clasificacion estadounidense. La Palabora de Grado 0 tiene una distribucion granulometrica que se corresponde sustancialmente con la vermiculita de grado 4 en el sistema de clasificacion estadounidense disponible comercialmente. La Palabora de Grado 1 tiene una distribucion granulometrica que incluye una porcion mayor de partfculas mas grandes, pero se superpone con las muestras de vermiculita de grado 4 utilizando el sistema de clasificacion estadounidense.
[0227] Las muestras de laboratorio se evaluaron utilizando el protocolo de ensayo de la Contraccion a Altas Temperaturas descrito en la ASTM Pub. WK25392 y analizado en el Ejemplo 4B. La ASTM Pub. WK25392 y el analisis anterior correspondiente se incorporan en el presente documento. Los datos de estos ensayos se muestran en la Tabla XVII en la FIG. 35. Para cada Serie de Muestras, se evaluaron seis espedmenes utilizando los ensayos de Contraccion a Altas Temperaturas y de Expansion del Espesor a Altas Temperaturas (direccion z) descritos en la ASTM Pub. WK25392. La media de los resultados de los seis espedmenes de ensayo se encuentra en la Tabla XVII. El ensayo demuestra que la proporcion (TE/S) del Expansion del Espesor a Altas Temperaturas (direccion z) en relacion con la Contraccion a Altas Temperaturas generalmente aumenta con el aumento de la cantidad de vermiculita de alta expansion. Este cambio en el rendimiento disminuyo o menguo una vez que el uso de la vermiculita llego a aproximadamente el 10 % en peso del estuco. Estos resultados son coherentes entre los dos tipos diferentes utilizados de vermiculita de alta expansion.
[0228] Las muestras de laboratorio tambien se evaluaron utilizando el fndice de Aislamiento Termico de Altas Temperaturas descrito en la ASTM Pub. WK25392 y analizado en el Ejemplo 4D. La ASTM Pub. WK25392 y el analisis anterior correspondiente se incorporan en el presente documento. Los datos de estos ensayos se muestran en la Tabla XVIII en la FIG. 36. Para cada muestra, se evaluaron dos espedmenes de ensayo utilizando el fndice de Aislamiento Termico de Altas Temperaturas descrito en la ASTM Pub. WK25392. La media de los resultados de los dos espedmenes de ensayo se encuentra en la Tabla XVIII. El ensayo demuestra que el fndice de Aislamiento Termico de altas temperaturas de las muestras del laboratorio aumenta un poco con el aumento de la cantidad de vermiculita de alta expansion. Este cambio en el rendimiento disminuyo o menguo una vez que el uso de la vermiculita llego a aproximadamente el 10 % en peso del estuco. Estos resultados son coherentes entre los dos tipos diferentes utilizados de vermiculita de alta expansion.
Ejemplo 11
[0229] Los estudios de laboratorio se llevaron a cabo en relacion con la efectividad de un aditivo HEHS preferido, trihidrato de aluminio (ATH), utilizados en las formulaciones del nucleo de yeso siguiendo los principios de la presente exposicion. Las propiedades en los paneles de muestra fabricados utilizando esas formulaciones se evaluaron en lo que se refiere al fndice de Aislamiento Termico de Altas Temperaturas ("TI"), y la Contraccion a Altas Temperaturas ("SH %"), y la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas ("TE %"). En los Ejemplos 11A, 11B y 11C analizados a continuacion, las formulaciones del nucleo se prepararon utilizando cantidades variables de estuco, vermiculita de alta expansion, ATH, acelerador resistente al calor ("HRA"), almidon pregelatinizado, trimetafosfato, fibras de vidrio, dispersante de naftalensulfonato, y agua conforme a las formulaciones expuestas en cada Ejemplo para las Muestras 1 a 20 de formulaciones del nucleo.
[0230] Las cantidades de cada componente se proporcionan en "partes" en peso, que pueden estar en libras, gramos u otras unidades de medida. Donde un valor para un componente en una formulacion del nucleo se exprese como un porcentaje, esto hace referencia a la cantidad del componente en relacion con el componente de estuco como un porcentaje en peso. Donde la cantidad de componente se exprese en terminos de libras por mil pies cuadrados (lb/msf), el valor notificado es un equivalente calculado, aproximado a la cantidad en peso del componente en un panel de mil pies cuadrados (92,9 m2) de aproximadamente 5/8 pulgadas de espesor (aproximadamente 0,625 pulgadas, 15,9 mm), en funcion de la cantidad en peso de los componentes en la formula.
[0231] Para cada formulacion de la muestra, los ingredientes secos se combinaron con el agua en un mezclador Waring para obtener una lechada de yeso bien mezclada y consistente. Entonces, dos paneles de aproximadamente 12 pulgadas por 12 pulgadas (30,5 cm a 30,5 cm), de aproximadamente 5/8 pulgadas de espesor (aprox. 0,625 pulgadas, 15,9 mm), se formaron con cada formulacion de muestra. Para formar los paneles, las lechadas de cada formulacion de muestra se vaciaron entre un papel superior de 234 g/m2 (aproximadamente de 48 libras por msf) y una capa de papel inferior de 205 g/m2 (aproximadamente 42 libras por msf).
[0232] Se dejo que cada uno de los paneles moldeados fraguara hasta que la hidratacion del estuco se hubiera completado sustancialmente, y luego se seco a aproximadamente 350 °F (aproximadamente 177 °C) durante aproximadamente 20 minutos y aproximadamente a 110 °F (aproximadamente 40 °C) durante aproximadamente 48 horas. El contenido en agua de la formulacion se utilizo para proporcionar el peso y densidad indicados de las muestras moldeadas, secadas y fraguadas. No se anadio espuma a las formulaciones de muestra. Los valores aproximados para los siguientes se exponen en las FIGS. 38, 40 y 41, en las Tablas XXa a XXIIb, para los paneles creados a partir de las Muestras 1 a 20 de la formulacion: densidad del panel (libras por pie cubico), % de vermiculita de alta expansion, el peso del estuco aproximado en lb/msf, el ATH% aproximado, y el peso aproximado del ATH en lb/msf.
[0233] Se cortaron diez discos de cuatro pulgadas (10,16 cm) de cada panel. Se utilizaron dos conjuntos (cuatro discos de los diez discos) para las pruebas de fndice de Aislamiento Termico de Altas Temperaturas. Los otros seis discos se utilizaron para las pruebas de Contraccion a Altas Temperaturas y de Expansion del Espesor a Altas Temperaturas. Los resultados del fndice de Aislamiento Termico a Altas Temperaturas son la media de las dos mediciones (es decir, la media de las mediciones de cada uno de los dos conjuntos). Los porcentajes de la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas y la Contraccion a Altas Temperaturas registrados son una media de seis mediciones (es decir, la media de las mediciones de seis discos). La prueba del fndice de Aislamiento Termico de Altas Temperaturas (expresando en minutos, tal como se ha mencionado anteriormente) se llevo a cabo utilizando el protocolo descrito en la ASTM Pub. WK25392 y analizado en el Ejemplo 4D. Los ensayos de Expansion del Espesor a Altas Temperaturas y de Contraccion a Altas Temperaturas (expresadas en % de cambio de dimensiones, tal como se ha mencionado anteriormente) se realizaron utilizando los protocolos descritos en la ASTM Pub. WK25392 y analizado en el Ejemplo 4B. Los datos de estos ensayos se muestran en las tablas de las FIGS. 38, 40 y 41 en terminos de la media de los resultados de cada conjunto de discos sometidos a las pruebas (es decir, la media de los dos conjuntos de discos sometidos a la prueba del TI y de las medias de los seis discos sometidos a las pruebas de la contraccion y expansion).
[0234] Las pruebas del fndice de Aislamiento Termico ("TI") de Altas Temperaturas analizada a continuacion en los Ejemplos 11A a 11C demuestra que una cantidad determinada de ATH en peso es mas eficiente para aumentar el fndice de Aislamiento Termico de Altas Temperaturas que una cantidad equivalente de estuco en peso. Con o sin la presencia de vermiculita de alta expansion, estos resultados de los ensayos muestran que en general, aproximadamente 40 a 50 lbs/msf de ATH pueden proporcionar una proteccion de aislamiento termico similar a aproximadamente 100 lbs/msf de estuco o mas (esta cantidad de estuco puede variar con la fuente y pureza del estuco). Esta prueba tambien demuestra que el ATH puede utilizarse con la vermiculita de alta expansion sin ningun efecto adverso considerable en las propiedades de Contraccion a Altas Temperaturas y Expansion del Espesor a Altas Temperaturas de los paneles. Los paneles de los Ejemplos 11A a 11C en general siguieron mostrando valores de Contraccion a Altas Temperaturas de aproximadamente 10% o menos y una proporcion (TE/S) de la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas (direccion z) en relacion con la Contraccion a Altas Temperaturas e aproximadamente un 0,2 o mas. En algunas formulaciones, los datos tambien indican que el aditivo ATH mejora las propiedades de Contraccion a Altas Temperaturas y de Expansion del Espesor a Altas Temperaturas de los paneles. Mientras que estos ensayos se llevaron a cabo en muestras creadas en laboratorio, se espera que se consigan resultados comparables utilizando procesos y formulaciones de produccion total que incluyan la adicion de espuma en la formulacion del nucleo para producir vados de aire en el nucleo de yeso fraguado de los paneles secados.
Ejemplo 11A
[0235] En este ejemplo, un estuco (estuco A) preparado a partir de una fuente de yeso sintetico se utilizo para preparar las formulaciones del nucleo para las Muestras 1 a 9. Los paneles de yeso producidos con este estuco de yeso sintetico normalmente muestran una mayor contraccion a altas temperaturas en relacion con los paneles creados a partir de yeso natural de alta pureza. La formulacion basica del nucleo se fabrico utilizando las siguientes cantidades aproximadas en peso: 600 partes (Muestras 1 a 8) o 579 partes (Muestra 9) de estuco; 6 partes de HRA; 4,2 partes de almidon pregelatinizado; 0,84 partes de trimetafosfato; 0 partes (Muestra 1) o 42 partes (Muestras 2 a 9) de vermiculita de alta expansion (0 % o 7 % en peso del estuco, respectivamente); 3 partes de fibras de vidrio; 0,8 partes de dispersante de naftalensulfonato; 0 partes (Muestras 1), 12 partes ( Muestra 4), 21,1 partes (Muestras 2, 5 y 9), 30 partes (Muestra 6), 42,2 partes (Muestra 7), y 60 partes (Muestras 8) de ATH (2 %, 4 %, 5 %, 7 % y 10 % en peso del estuco, respectivamente); y 1290 partes de agua.
[0236] Cada una de las formulaciones del nucleo de las Muestras 1 a 9 se vaciaron en los paneles y se sometieron a ensayos del fndice de Aislamiento Termico de Altas Temperaturas, la Contraccion a Altas Temperaturas y la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas, tal como se ha mencionado anteriormente. Los paneles secados y fraguados de cada una de las formulaciones de muestra presentaban los valores aproximados para la densidad, contenido de vermiculita de alta expansion, estuco, a Th y TI expuestos en las Tablas XXa y XXb, en las FIGS. 38A y 38B, respectivamente. La Tabla XXa tambien expone la diferencia entre las formulaciones del nucleo que no presentan ATH (Muestra 1), y las que presentan un 4% de ATH con un contenido de estuco reducido (Muestra 2), ambos sin vermiculita de alta expansion. La Tabla XXb expone de manera similar la diferencia entre una formulacion del nucleo que no presenta ATH (Muestra 3), y los valores de TI para las formulaciones del nucleo que presentan cantidades aumentadas de ATH con cantidades reducidas de estuco (Muestras 4 a 9), de las cuales todas conteman un 7 % de vermiculita de alta expansion. La Tabla XXc de la FIG. 38C, expone la densidad aproximada, el % de vermiculita de alta expansion, el % de ATH, los resultados de la Contraccion a Altas Temperaturas, y los resultados de la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas para los paneles fabricados a partir de cada una de las formulaciones del nucleo de las Muestras 1 a 9.
[0237] La Tabla XXa muestra que puede anadirse ATH en una cantidad (en este caso, un 4% en peso del estuco) que sea efectiva para aumentar la TI de los paneles en aproximadamente un minuto, independientemente de una reduccion de estuco de aproximadamente 20 libras/msf (97.65 g/m2). Este beneficio se consiguio sin el uso de la vermiculita de alta expansion. La Tabla XXb muestra el efecto de las formulaciones del nucleo, las Muestras 3 a 9, con cantidades aumentadas de ATH en relacion con el contenido en estuco, de 0 % hasta tanto como un 10 % en conjunto con el uso de vermiculita de alta expansion a un 7 % en peso del estuco.
[0238] Las formulaciones de las Muestras 3 a 9 proporcionaron un aumento en el TI de aproximadamente 23 a 26 minutos. El efecto de la adicion de ATH en estas formulaciones se resume adicionalmente en la FIG. 39, que representa el % de ATH frente al TI en minutos de los paneles fabricados con las formulaciones de las Muestras 3 a 9. Como se muestra en la FIG. 39 y la Tabla XXb, con hasta aproximadamente un 5 % de ATH, el TI de las formulaciones de las Muestras 3 a 6 aumento tanto como aproximadamente dos minutos, independientemente de una reduccion de la cantidad de estuco en la formulacion del nucleo de 122 g/m2 (aproximadamente 25 lb/msf) en las Muestras 5 y 6. De manera similar, el TI aumento tanto como aproximadamente 3,3 minutos en la formulacion de la Muestra 8, con un 10 % de ATH y una reduccion de estuco de 73 g/m2 (aproximadamente 15 lbs/msf). Los resultados de los ensayos de cada uno de las Muestras con el mismo contenido aproximado de estuco -las Muestras 5 y 6, 7 y 8 - tambien muestran que el aumento de la cantidad de ATH proporciona un aumento en valores de TI.
[0239] Las formulaciones de las Muestras 3 a 9 con ATH tambien muestran mejoras en los resultados de la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas y la Contraccion a Altas Temperaturas. La formulacion de la Muestra 1 sin ATH y sin vermiculita de alta expansion presentaba una Contraccion a Altas Temperaturas de aproximadamente el 19 % y una Expansion del Espesor a Altas Temperaturas de aproximadamente un -24 %. Con la adicion de un 4% de ATH en la Muestra 2, la Contraccion a Altas Temperaturas mejoro hasta aproximadamente el 9 % y la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas mejoro hasta aproximadamente un -11,5 %. La adicion de aproximadamente un 7 % de vermiculita de alta expansion a las Muestras 3 a 9 muestra una mejora adicional en la Contraccion a Altas Temperaturas hasta aproximadamente un 5 % y en la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas hasta aproximadamente un 18%, independientemente de una reduccion de estuco considerable (por ejemplo, la Muestra 8).
[0240] Ademas, la formulacion de la Muestra 9 muestra que es posible conseguir un TI deseado a o a mas de 23 minutos, mientras reduce el contenido en estuco de la formulacion en al menos 355 g/m2 (aproximadamente 75 lb/msf), utilizando aproximadamente un 4 % de ATH y aproximadamente un 7 % de vermiculita de alta expansion. La formulacion de la Muestra 9 tambien muestra que una formulacion del nucleo con tal contenido de estuco reducido puede mejorar las propiedades de Contraccion a Altas Temperaturas al reducir el porcentaje de contraccion en al menos aproximadamente un 12% y las propiedades de Expansion del Espesor a Altas Temperaturas al aumentar el porcentaje de expansion en aproximadamente un 30% o mas. Una comparacion de los paneles hechos con la formulacion de las Muestras 3 y 9, y las Muestras 4 y 5 muestra que el ATH puede sustituirse por estuco en una proporcion de aproximadamente 1 una parte de ATH a al menos aproximadamente 1,7 a aproximadamente 2 partes de estuco, a la vez que mantiene propiedades de TI similares. Las proporciones de sustitucion pueden variar considerablemente dependiendo de la fuente del estuco y las formulaciones del nucleo. Ademas, para una formulacion de estuco determinada, las proporciones de sustitucion pueden aumentarse si se desea una reduccion en el TI o disminuirse si se desean mayores propiedades de TI.
Ejemplo 11B
[0241] En este ejemplo, un estuco (estuco B) preparado a partir de una fuente de yeso natural de pureza relativamente alta (al menos aproximadamente un 90 % de yeso) se utilizo para preparar las formulaciones del nucleo para las Muestras 10 a 17. La formulacion basica del nucleo se fabrico utilizando las siguientes cantidades aproximadas en peso: 1000 partes de estuco B; 10 partes de HRA; 7 partes de almidon pregelatinizado; 1,4 partes de trimetafosfato; 70 partes de vermiculita de alta expansion (aproximadamente un 7 % en peso de estuco); 5 partes de fibras de vidrio; 1,4 partes de dispersante de naftalensulfonato; 0 partes (Muestra 10), 17,6 partes (Muestra 11), 35,2 partes (Muestras 12 y 17) y 70,4 partes (Muestras 13 a 16) de ATH (2 %, 4 %, y 7 % en peso del estuco, respectivamente); y 1800 partes (Muestras 10 a 14), 1900 partes (Muestra 15) y 2150 partes (Muestras 16 y 17) de agua.
[0242] Cada una de las formulaciones del nucleo de las Muestras 10 a 17 se vaciaron en los paneles y se sometieron a ensayos del fndice de Aislamiento Termico de Altas Temperaturas, la Contraccion a Altas Temperaturas y la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas, tal como se ha mencionado anteriormente. Los paneles secados y fraguados de cada una de las formulaciones de Muestra presentaban los valores aproximados para la densidad, contenido de vermiculita de alta expansion, estuco, % de ATH, TI expuesto en las FIGS. 40A y 40B, en las Tablas XXIa y XXIb, respectivamente. La Tabla XXIa expone la diferencia entre una formulacion del nucleo, fabricada utilizando estuco B, sin ATH (Muestra 10), y los valores del TI para la formulacion del nucleo con cantidades aumentadas de ATH y sin cambios en el contenido de estuco (Muestras 11 a 14). Cada una de las formulaciones del nucleo conteman aproximadamente un 7 % de vermiculita de alta expansion. La Tabla XXIb expone las diferencias en los resultados del TI entre las formulaciones del nucleo con aproximadamente un 7% (Muestras 15 y 16) y aproximadamente un 4% (Muestra 17) de ATH. Se retiro el equivalente de aproximadamente 100 lb/msf de estuco de las formulaciones de las Muestras 16 y 17, y todos esos ejemplos conteman un 7% de vermiculita de alta expansion. La Tabla XXIc de la FIG. 40C, expone la densidad, el contenido de vermiculita de alta expansion, el % de ATH y los resultados de la Contraccion a Altas Temperaturas y de la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas para los paneles fabricados a partir de cada una de las formulaciones del nucleo de las Muestras 10 a 17.
[0243] La Tabla XXa muestra el beneficio de anadir una cantidad de ATH (en este caso, 2 %, 4 % y 7 %) que sea efectiva para dar como resultado un aumento del TI con un contenido de estuco constante, en este caso de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1,5 minutos. La Tabla XXIb muestra el efecto de la formulacion del nucleo de las Muestras 15 y 16 en las que el % de ATH se mantiene constante y se retiran 100 libras (45,36 kg) de estuco. Esto produjo una reduccion del TI de 1,3 minutos, pero con un TI de mas de aproximadamente 24 minutos, ambas Muestras 15 y 16 senan aceptables para aplicaciones de resistencia al fuego. De manera similar, la Muestra 17 muestra que la cantidad de ATH puede reducirse hasta aproximadamente un 4%, y la cantidad de estuco en la formulacion del nucleo puede reducirse el equivalente de 100 lb/msf (488,24 g/m2), a la vez que mantiene un TI de aproximadamente 23 minutos. Esto tambien se considera aceptable para aplicaciones de resistencia al fuego. Los resultados de la Tabla XXIb muestran que puede utilizarse una cantidad eficaz de ATH para mantener la TI a un nivel predeterminado (por ejemplo, aproximadamente 23 minutos) a la vez que disminuye la cantidad de estuco utilizada en la formulacion.
[0244] La Tabla XXIc de la FIG. 40C muestra los resultados de la Contraccion a Altas Temperaturas y la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas de los paneles fabricados con formulaciones del nucleo de las Muestras 10 a 17. Estos resultados muestran que utilizando estuco B y las formulaciones de las Muestras 10 a 17, los resultados de la Contraccion a Altas Temperaturas y la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas se mantienen sustancialmente inalterados con la adicion en ATH. Esto es real incluso de las formulas con una reduccion de estuco que es equivalente a aproximadamente 100 lb/msf (veanse los Ejemplos 16 y 17).
Ejemplo 11C
[0245] En este ejemplo, un estuco (estuco C) preparado a partir de una fuente de yeso natural de pureza relativamente baja (aproximadamente un 80 % de yeso, y el resto arcillas y otras impurezas) se utilizo para preparar las formulaciones del nucleo para las Muestras 18 a 20. La formulacion basica del nucleo se fabrico utilizando las siguientes cantidades aproximadas en peso: 1000 partes (Muestras 18 y 20) o 975 partes (Muestra 19) de estuco C; 10 partes de HRA; 10 partes de almidon pregelatinizado; 2 partes de trimetafosfato; 100 partes de vermiculita de alta expansion (aproximadamente un 10% en peso de estuco); 5 partes de fibras de vidrio; 5 partes de dispersante de naftalensulfonato; 0 partes (Muestra 18), y 25 partes (Muestras 19 y 20) de ATH (0 %, y 3 % en peso del estuco, respectivamente); y 1750 partes (Muestra 18), 1725 partes (Muestra 19) y 1700 partes (Muestra 20) de agua.
[0246] Cada una de las formulaciones del nucleo de las Muestras 18 a 20 se vaciaron en los paneles y se sometieron a ensayos del fndice de Aislamiento Termico de Altas Temperaturas, la Contraccion a Altas Temperaturas y la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas, tal como se ha mencionado anteriormente. Los paneles secados y fraguados de cada una de las formulaciones de Muestra presentaban los valores aproximados para la densidad, contenido de vermiculita de alta expansion, estuco, a Th y TI expuestos en las Tablas XXIIa y XXIIb, en las FIGS. 41A y 41B, respectivamente. La Tabla XXIIa muestra la diferencia entre una formulacion del nucleo, fabricada utilizando estuco C, sin ATH (Muestra 18), y los valores de TI para las formulaciones del nucleo con aproximadamente un 3 % de ATH en peso de estuco, en las que la cantidad de estuco C aumento desde el equivalente de 7,1 kg/m2 (aproximadamente 1450 lb/msf) (Muestra 19) en hasta 13,6 kg (aproximadamente 30 libras) hasta 7,2 kg/m2 (aproximadamente 1480 lb/msf) (Muestra 20). Cada una de las formulaciones del nucleo conteman aproximadamente un 10% de vermiculita de alta expansion en peso del estuco. La Tabla XXIIb expone la densidad, el contenido de vermiculita de alta expansion, el % de ATH y los resultados de la Contraccion a Altas Temperaturas y de la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas para los paneles fabricados a partir de cada una de las formulaciones del nucleo de las Muestras 18 a 20.
[0247] La Tabla XXIIa muestra el beneficio de anadir una cantidad de ATH (en este caso, aproximadamente un 3 % en peso del estuco) que es eficaz para aumentar la TI en paneles fabricados con estas formulaciones en aproximadamente un minuto (comparese la Muestra 18 con las Muestras 19 y 20). La Tabla XXIIa tambien muestra que el TI de los paneles no se mejoro con la adicion de 146 g/m2 (aproximadamente 30 lb/msf) de estuco C a la formulacion (Muestra 20), anadiendo una cantidad considerable de material de relleno (impurezas) al nucleo. La Tabla XXIIb muestra que, en algunas formulaciones, la adicion de aproximadamente un 3% de ATH en peso del estuco mantiene valores aceptables para la Contraccion a Altas Temperaturas (S), como aproximadamente un 10% menos, y la Expansion del Espesor a Altas Temperaturas, como una expansion positiva. En algunos casos, la adicion de aproximadamente 25 partes de ATH en peso de estuco puede mejorar la Contraccion a Altas Temperaturas (comparese la Muestra 18 con la Muestra 19).
[0248] Ha de interpretarse que el uso de los terminos "un/una" y "el/la/los/las" y referentes similares en el contexto de la descripcion de la invencion (especialmente en el contexto de las siguientes reivindicaciones) cubre tanto el singular como el plural, a menos que se indique lo contrario en la presente memoria o se contradiga claramente por el contexto. La citacion de rangos de valores en la presente memoria pretende simplemente servir como un metodo abreviado para referirse de manera individual a cada valor independiente incluido dentro del rango, a menos que se indique lo contrario en la presente memoria, y cada valor independiente se incorpora en la memoria como si se citara de manera individual en la presente memoria. Todos los metodos descritos en la presente memoria pueden llevarse a cabo en cualquier orden adecuado, a menos que se indique lo contrario en la presente memoria o se contradiga claramente de otro modo por el contexto. El uso de todos y cada uno de los ejemplos, o del lenguaje de ejemplo (p. ej., "tal como") que se proporciona en la presente memoria pretende simplemente aclarar mejor la invencion y no supone una limitacion en el alcance de la invencion a menos que se reivindique lo contrario. Ninguna expresion en la memoria ha de interpretarse como indicativa de que cualquier elemento no reivindicado es esencial para la practica de la invencion.
Los aspectos y modos de realizacion preferidos de la presente invencion se describen en la presente memoria, incluyendo el mejor modo conocido por los inventores para llevar a cabo la invencion. Ha de entenderse que los modos de realizacion ilustrados son a modo de ejemplo unicamente y no deben considerarse limitativos del alcance de la invencion.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Un panel de yeso resistente al fuego comprendiendo un nucleo de yeso fraguado dispuesto entre dos hojas de cubierta, presentado el nucleo de yeso fraguado una densidad (D) de 40 libras por pie cubico (640 kg/m3) o menos y comprendiendo una matriz cristalina de yeso fraguado y pardculas de alta expansion, siendo las pardculas de alta expansion expansibles hasta un 300 % o mas de su volumen original tras calentarse durante una hora a aproximadamente 1560 °F (aproximadamente 850 °C), donde las partfculas de alta expansion comprenden partfculas de vermiculita sin dilatar y donde el nucleo de yeso esta formado a partir de una lechada comprendiendo agua; estuco; las partfculas de vermiculita en una cantidad hasta el 10% en peso en funcion del peso del estuco; y fibras de carbono, vidrio o minerales, o combinaciones de las mismas.
2. El panel de yeso resistente al fuego segun la reivindicacion 1, en el que la matriz cristalina de yeso fraguado comprende (a) paredes definiendo vados de aire, los vados de aire con un diametro esferico medio equivalente de 100 pm o mas o (b) paredes definiendo y separando vados de aire dentro del nucleo del yeso, presentando las paredes un espesor medio de 25 pm o mas.
3. El panel de yeso resistente al fuego segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que la matriz cristalina del yeso fraguado comprende paredes definiendo vados de aire con un diametro esferico medio equivalente desde 100 pm hasta 350 pm con una desviacion estandar de 100 a 225.
4. El panel de yeso resistente al fuego segun la reivindicacion 2 o la reivindicacion 3, en el que las paredes presentan un espesor medio de 25 pm a 75 pm con una desviacion estandar de 5 a 40.
5. El panel de yeso resistente al fuego segun las reivindicaciones 1 a 4, en el que la lechada comprende ademas un almidon en una cantidad de 0,3 % al 3,0 % en peso en funcion del peso del estuco y un dispersante en una cantidad de 0,1 % al 1,0 % en peso en funcion del peso del estuco.
6. El panel de yeso resistente al fuego segun la reivindicacion 1 a la reivindicacion 5, en el que la lechada incluye ademas un componente que contiene fosfatos en una cantidad de 0,03 % al 0,4 % en peso en funcion del peso del estuco.
ES12709203T 2011-02-25 2012-02-24 Paneles de yeso ligeros resistentes al fuego con densidad reducida Active ES2695577T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161446941P 2011-02-25 2011-02-25
PCT/US2012/026613 WO2012116325A1 (en) 2011-02-25 2012-02-24 Lightweight, reduced density fire rated gypsum panels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2695577T3 true ES2695577T3 (es) 2019-01-09

Family

ID=45841626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES12709203T Active ES2695577T3 (es) 2011-02-25 2012-02-24 Paneles de yeso ligeros resistentes al fuego con densidad reducida

Country Status (20)

Country Link
US (6) US8323785B2 (es)
EP (2) EP2678289B1 (es)
JP (5) JP5815757B2 (es)
KR (3) KR101434488B1 (es)
CN (3) CN105731958B (es)
AR (2) AR085492A1 (es)
AU (1) AU2012222102C1 (es)
BR (1) BR112013021559B1 (es)
CA (2) CA2959263C (es)
DK (1) DK2678289T3 (es)
ES (1) ES2695577T3 (es)
HU (1) HUE041345T2 (es)
MX (4) MX358092B (es)
MY (1) MY175745A (es)
PL (1) PL2678289T3 (es)
PT (1) PT2678289T (es)
RU (3) RU2558057C2 (es)
TW (2) TWI706074B (es)
UA (1) UA108152C2 (es)
WO (1) WO2012116325A1 (es)

Families Citing this family (90)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11306028B2 (en) 2005-06-09 2022-04-19 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US9802866B2 (en) 2005-06-09 2017-10-31 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US11338548B2 (en) 2005-06-09 2022-05-24 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US9840066B2 (en) 2005-06-09 2017-12-12 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US8323785B2 (en) 2011-02-25 2012-12-04 United States Gypsum Company Lightweight, reduced density fire rated gypsum panels
EP2814786A1 (en) * 2012-02-17 2014-12-24 United States Gypsum Company Gypsum products with high efficiency heat sink additives
US10195764B2 (en) 2012-03-09 2019-02-05 Halliburton Energy Services, Inc. Set-delayed cement compositions comprising pumice and associated methods
US10202751B2 (en) 2012-03-09 2019-02-12 Halliburton Energy Services, Inc. Set-delayed cement compositions comprising pumice and associated methods
US8851173B2 (en) 2012-03-09 2014-10-07 Halliburton Energy Services, Inc. Set-delayed cement compositions comprising pumice and associated methods
US9790132B2 (en) 2012-03-09 2017-10-17 Halliburton Energy Services, Inc. Set-delayed cement compositions comprising pumice and associated methods
US10399899B2 (en) 2012-10-23 2019-09-03 United States Gypsum Company Pregelatinized starch with mid-range viscosity, and product, slurry and methods related thereto
US9540810B2 (en) 2012-10-23 2017-01-10 United States Gypsum Company Pregelatinized starch with mid-range viscosity, and product, slurry and methods related thereto
US9828441B2 (en) 2012-10-23 2017-11-28 United States Gypsum Company Method of preparing pregelatinized, partially hydrolyzed starch and related methods and products
ITTV20120242A1 (it) * 2012-12-21 2014-06-22 Mas Gianluigi Dal Dispositivo di illuminazione da incasso e relativo metodo di produzione
CN103278364B (zh) * 2013-06-07 2015-07-22 山东省产品质量检验研究院 一种制作不燃性试样的方法及装置
US20150104629A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-16 United States Gypsum Company Gypsum wallboard produced using a high water-to-stucco ratio
US8974925B1 (en) 2013-10-15 2015-03-10 United States Gypsum Company Gypsum board
US20150103861A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-16 United States Gypsum Company Testing apparatus and method
US20150125683A1 (en) * 2013-11-05 2015-05-07 United States Gypsum Company Gypsum products comprising silica gel
DE102014103253A1 (de) * 2014-03-11 2015-09-17 Pta Solutions Gmbh Feuerwiderstandskörper und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102014103250A1 (de) * 2014-03-11 2015-09-17 Pta Solutions Gmbh Feuerwiderstandskörper und Verfahren zur Herstellung desselben
US20150376063A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-31 Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited Ultra-Lightweight Gypsum Wallboard
US9593044B2 (en) 2014-11-17 2017-03-14 Georgia-Pacific Gypsum Llc Gypsum panels, cores, and methods for the manufacture thereof
GB201420768D0 (en) 2014-11-21 2015-01-07 Bpb United Kingdom Ltd Calcium sulphate-based products
CA2983007A1 (en) * 2015-04-16 2016-10-20 Premier Magnesia, Llc Magnesium-based cements and slurry precursors for the same
US10309771B2 (en) 2015-06-11 2019-06-04 United States Gypsum Company System and method for determining facer surface smoothness
US11040513B2 (en) 2015-06-24 2021-06-22 United States Gypsum Company Composite gypsum board and methods related thereto
WO2017058316A1 (en) 2015-10-01 2017-04-06 United States Gypsum Company Foam modifiers for cementitious slurries, methods, and products
US10662112B2 (en) 2015-10-01 2020-05-26 United States Gypsum Company Method and system for on-line blending of foaming agent with foam modifier for addition to cementitious slurries
US10407344B2 (en) 2015-10-01 2019-09-10 United States Gypsum Company Foam modifiers for gypsum slurries, methods, and products
US20170190147A1 (en) * 2015-12-31 2017-07-06 Saint-Gobain Placo Sas Fire Resistant Building Boards with Increased Amounts of Anti-Shrinkage Additives and Decreased Densities
US10737460B2 (en) 2016-01-10 2020-08-11 Georgia-Pacific Gypsum Llc Fibrous mats and panels having a gypsum-based coating and methods for the manufacture thereof
WO2017160907A1 (en) * 2016-03-16 2017-09-21 Georgia-Pacific Gypsum Llc Gypsum based compositions and processes for making and using same
WO2017218061A1 (en) 2016-06-17 2017-12-21 United States Gypsum Company Method and system for on-line blending of foaming agent with foam modifier for addition to cementitious slurries
US11225046B2 (en) 2016-09-08 2022-01-18 United States Gypsum Company Gypsum board with perforated cover sheet and system and method for manufacturing same
US10066392B2 (en) 2016-09-29 2018-09-04 United States Gypsum Company One hour fire rated wooden frame members using lightweight gypsum wallboard
US10737981B2 (en) * 2016-10-12 2020-08-11 United States Gypsum Company Method for making a lightweight gypsum composition with internally generated foam and products made from same
US10604929B2 (en) 2016-11-01 2020-03-31 United States Gypsum Company Fire resistant gypsum board comprising expandable graphite and related methods and slurries
US11339572B1 (en) 2017-01-23 2022-05-24 Gold Bond Building Products, Llc Method of manufacturing gypsum board with improved fire
US10564081B2 (en) 2017-02-03 2020-02-18 United States Gypsum Company System and method for evaluating edge hardness of cementitious boards and system for stacking cementitious boards inlcuding same
US10919808B2 (en) 2017-07-18 2021-02-16 United States Gypsum Company Gypsum composition comprising uncooked starch having mid-range viscosity, and methods and products related thereto
US11008257B2 (en) 2017-07-18 2021-05-18 United States Gypsum Company Gypsum composition comprising uncooked starch having mid-range viscosity, and methods and products related thereto
EP3702148B1 (en) * 2017-10-23 2022-10-19 Yoshino Gypsum Co., Ltd. Plasterboard manufacturing method and plasterboard
US11236234B2 (en) 2018-01-03 2022-02-01 United States Gypsum Company Joint compounds and plasters with a complexometric dye and methods
KR20200138356A (ko) 2018-04-30 2020-12-09 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 화재 진압 기능이 있는 보관 리셉터클
CN108892110A (zh) * 2018-07-03 2018-11-27 贵州大学 一种制取硫酸联产阻燃纤维板的方法
KR101900849B1 (ko) * 2018-07-17 2018-09-20 전일랑 난연성 건축용 경량 패널 및 그 제조방법
US11186066B2 (en) 2018-08-14 2021-11-30 United States Gypsum Company Gypsum board from gypsum having high level of chloride salt and a perforated sheet and methods associated therewith
US11186067B2 (en) 2018-08-14 2021-11-30 United States Gypsum Company Gypsum board from gypsum having high level of chloride salt and a starch layer and methods associated therewith
CN108979167B (zh) * 2018-09-18 2020-10-16 广东新潮建设有限公司 一种提高建筑墙板安装牢固性的方法
DE102018218512B4 (de) * 2018-10-29 2021-11-11 James Hardie Europe Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Gipsfaserplatte
US12303935B2 (en) 2018-11-16 2025-05-20 United States Gypsum Company Indicator for the sanding of joint compounds and spackles
BE1027024B1 (nl) * 2019-02-04 2020-09-02 Flooring Ind Ltd Sarl Vloerpaneel en werkwijze voor het vervaardigen ervan
CA3132802A1 (en) * 2019-05-06 2020-11-12 Georgia-Pacific Gypsum Llc Gypsum panels, systems, and methods
US11702373B2 (en) 2019-06-17 2023-07-18 United States Gypsum Company Gypsum wallboard with enhanced fire resistance, and related coatings and methods
US11993054B2 (en) 2019-11-05 2024-05-28 United States Gypsum Company Method of preparing gypsum wallboard from high salt gypsum, and related product
US11891336B2 (en) 2019-11-22 2024-02-06 United States Gypsum Company Gypsum board containing high absorption paper and related methods
US20210198148A1 (en) 2019-12-26 2021-07-01 United States Gypsum Company Composite gypsum board formed from high-salt stucco and related methods
US11834375B2 (en) * 2020-01-31 2023-12-05 United States Gypsum Company Fire resistant gypsum board and related methods
MX2021003837A (es) 2020-04-02 2021-10-04 Gold Bond Building Products Llc Metodo de formacion de un panel de yeso que incluye una capa de almidon.
CN111395554A (zh) * 2020-04-16 2020-07-10 张峻华 一种避震安全仓用门坎墙板及其安装方法
FR3113410A1 (fr) 2020-08-17 2022-02-18 Luc De Moustier Utilisation de grains de céréales éclatés comme granulats pour la fabrication de matériaux de construction allégés
GB2602152B (en) * 2020-12-21 2023-12-20 Saint Gobain Construction Products Uk Ltd A plasterboard, a stucco slurry, use of a stucco slurry and a partition
US12304871B2 (en) 2021-01-13 2025-05-20 Knauf Gips Kg Open-celled gypsum core, gypsum acoustic panel, and method for making same
US11492800B2 (en) * 2021-01-20 2022-11-08 Easi-Set Worldwide Building panel fire blocking system
WO2022233455A1 (en) * 2021-05-07 2022-11-10 Knauf Gips Kg High temperature sag resistant lightweight gypsum board
US20220356114A1 (en) * 2021-05-07 2022-11-10 Knauf Gips Kg High temperature sag resistant lightweight gypsum board
US12612334B2 (en) 2021-06-23 2026-04-28 Knauf Gips Kg Gypsum wallboard having multiple blended surfactants
US12415765B2 (en) 2021-07-09 2025-09-16 Knauf Gips Kg Board with fiber-reinforced dense layer
US12448334B2 (en) * 2021-07-23 2025-10-21 Knauf Gips Kg High temperature sag resistant gypsum panel
CN113772985B (zh) * 2021-09-06 2022-11-08 北新建材(苏州)有限公司 一种高效促凝剂的制备方法及系统
WO2023091880A1 (en) 2021-11-16 2023-05-25 United States Gypsum Company High salt gypsum wallboard containing salt absorbents and methods of making same
US11999658B2 (en) 2021-11-16 2024-06-04 United States Gypsum Company High salt gypsum wallboard containing salt absorbents and methods of making same
US12448328B2 (en) 2022-02-08 2025-10-21 Knauf Gips Kg Gypsum panel containing ammonium-exchanged vermiculite and methods
MX2024008866A (es) 2022-02-08 2024-07-25 Knauf Gips Kg Panel de yeso que contiene vermiculita intercambiada con amonio y metodos.
US12297151B2 (en) 2022-05-04 2025-05-13 Knauf Gips Kg Gypsum board from gypsum having high level of chloride salt and a polymer layer and methods associated therewith
EP4534511A1 (en) * 2022-05-24 2025-04-09 Kao Corporation Cured gypsum object
US12558811B2 (en) 2022-07-29 2026-02-24 Knauf Gips Kg Method and apparatus for making a gypsum board
IL318400A (en) 2022-07-29 2025-03-01 Knauf Gips Kg Method and apparatus for making gypsum board, and gypsum board produced according to the method
US12552713B2 (en) 2022-08-05 2026-02-17 Knauf Gips Kg Low-cost, effective phosphate-based lime bucking inhibitor
EP4349555A1 (en) * 2022-10-05 2024-04-10 Saint-Gobain Placo Method of forming a gypsum panel, method of analyzing a gypsum core and gypsum core analysis tool
WO2024118429A1 (en) 2022-12-01 2024-06-06 United States Gypsum Company Coated gypsum set stabilizing particles having a hydrophobic gypsum core, gypsum board including same, process for making the particles, and processfor making the gypsum board
US11944858B1 (en) 2023-05-04 2024-04-02 E-Firex Fire suppression composition and method of encapsulation, thermal runaway prevention
AU2024288184A1 (en) 2023-07-10 2026-02-26 Knauf Gips Kg Method and apparatus for making a gypsum board
WO2025049443A1 (en) 2023-09-01 2025-03-06 United States Gypsum Company Gypsum boards prepared using eco-friendly dispersants and related slurries and methods
WO2025064299A1 (en) 2023-09-19 2025-03-27 United States Gypsum Company Gypsum boards prepared using uncalcined gypsum and slurries and methods related thereto
US20250091321A1 (en) * 2023-09-20 2025-03-20 Gold Bond Building Products, Llc Fire Resistant Gypsum Panel
WO2025072074A1 (en) 2023-09-28 2025-04-03 United States Gypsum Company Fire resistant gypsum board comprising silica fume and related methods
WO2025136879A2 (en) 2023-12-20 2025-06-26 United States Gypsum Company Methods of preparing gypsum board using cellulosic fiber
WO2025184152A1 (en) * 2024-02-28 2025-09-04 Gold Bond Building Products, Llc Wallboard assembly having enhanced fire resistance

Family Cites Families (193)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1971900A (en) 1933-05-09 1934-08-28 Charles J Cerveny Decorative and acoustic composition
US2083961A (en) 1936-06-10 1937-06-15 Thurlow G Gregory Insulating plaster
US2078199A (en) 1936-10-02 1937-04-20 United States Gypsum Co Heatproofed set-stabilized gypsum plaster
US2342574A (en) 1938-10-11 1944-02-22 F E Schundler & Co Inc Lightweight mineral material
US2213603A (en) 1938-10-14 1940-09-03 Robertson Co H H Fireproof building structure
US2322194A (en) 1939-08-14 1943-06-15 United States Gypsum Co Process for making cement products
US2340535A (en) 1939-10-12 1944-02-01 Robertson Co H H Building material
US2526066A (en) 1944-09-08 1950-10-17 Certain Teed Prod Corp Plastic composition materials and products made therefrom
US2744022A (en) 1952-07-30 1956-05-01 Certain Teed Prod Corp Plaster compositions and products
US3454456A (en) 1965-06-01 1969-07-08 United States Gypsum Co Fire resistant plaster product
US3513009A (en) 1965-12-27 1970-05-19 Nat Gypsum Co Method of forming fissured acoustical panel
US3616173A (en) 1967-08-29 1971-10-26 Georgia Pacific Corp Fire resistant wallboard
GB1242697A (en) 1967-11-13 1971-08-11 Nat Gypsum Co Fibreboard
US3573947A (en) 1968-08-19 1971-04-06 United States Gypsum Co Accelerator for gypsum plaster
NO126524B (es) 1970-12-08 1973-02-19 Norsk Spraengstofindustri As
US3719513A (en) 1971-03-10 1973-03-06 Grace W R & Co Sprayable gypsum plaster composition
US3839059A (en) 1971-03-10 1974-10-01 Grace W R & Co Sprayable gypsum plaster composition
US3741929A (en) 1971-04-06 1973-06-26 Itt Inorganic flameproofing composition for organic materials
US3853689A (en) 1972-06-01 1974-12-10 Johns Manville Sag resistant gypsum board and method
US3830687A (en) 1972-08-04 1974-08-20 Dyna Shield Inc Flame retardant and fire resistant roofing material
US3920465A (en) 1973-05-07 1975-11-18 Nat Gypsum Co Gypsum set accelerator
US3944698A (en) 1973-11-14 1976-03-16 United States Gypsum Company Gypsum wallboard and process for making same
US3908062A (en) 1974-01-21 1975-09-23 United States Gypsum Co Fire-resistant, composite panel and method of making same
GB1505834A (en) 1974-06-13 1978-03-30 Bpb Industries Ltd Plasterboard manufacture
US4019920A (en) 1974-10-15 1977-04-26 National Gypsum Company Gypsum set accelerator
ZA763556B (en) 1975-06-20 1977-05-25 Masonite Corp Product containing aluminia trihydrate and a source of b2o3 and method
US4159302A (en) 1975-10-14 1979-06-26 Georgia-Pacific Corporation Fire door core
JPS5287405A (en) * 1976-01-19 1977-07-21 Mitsui Toatsu Chemicals Fireeresistant gypsum boards
JPS531220A (en) 1976-06-25 1978-01-09 Central Glass Co Ltd Lighttweight plaster board coated with woven fabric or nonwoven fabric and production thereof
DE2726105A1 (de) 1977-06-10 1978-12-21 Basf Ag Nichtbrennbarer daemmstoff
DE2831616C2 (de) 1978-07-19 1984-08-09 Kataflox Patentverwaltungs-Gesellschaft mbH, 7500 Karlsruhe Verfahren zum Herstellen eines nicht brennbaren Formkörpers
US4343127A (en) 1979-02-07 1982-08-10 Georgia-Pacific Corporation Fire door
DE2919311B1 (de) 1979-05-14 1980-09-18 Gert Prof Dr-Ing Habil Kossatz Verfahren zum Herstellen von Gipsbauteilen,insbesondere Gipsplatten
JPS5617963A (en) 1979-07-19 1981-02-20 Kuraray Co Gypsum composition with good fireproofing property
US4278468A (en) 1979-09-10 1981-07-14 United States Gypsum Company Gypsum fire barrier for cable fires
EP0033391B1 (de) 1980-01-31 1983-10-12 Alfons K. Herr Verfahren zum Herstellen schwer entflammbarer oder nicht brennbarer Produkte auf der Basis fasriger Materialien
US4287103A (en) 1980-02-11 1981-09-01 Georgia-Pacific Corporation Joint composition including starch
SU887506A1 (ru) 1980-02-13 1981-12-07 Государственный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов И Изделий Композици дл приготовлени газогипса
DE3113682A1 (de) 1981-04-04 1982-10-28 Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim Bauplatte aus gips und verfahren zu deren herstellung
US4392896A (en) 1982-01-18 1983-07-12 Sakakibara Sangyo Kabushiki Kaisha Method of producing a gypsum plaster board
US4564544A (en) 1983-12-01 1986-01-14 National Gypsum Company Fire-resistant gypsum board
US4647486A (en) 1983-12-28 1987-03-03 United States Gypsum Company Fire resistant gypsum board . . . anhydrite
US5148645A (en) 1984-02-27 1992-09-22 Georgia-Pacific Corporation Use of fibrous mat-faced gypsum board in shaft wall assemblies and improved fire resistant board
DE3407007A1 (de) 1984-02-27 1985-08-29 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Feuerhemmende verschlussmassen
US5220762A (en) 1984-02-27 1993-06-22 Georgia-Pacific Corporation Fibrous mat-faced gypsum board in exterior and interior finishing systems for buildings
US4664707A (en) 1985-04-09 1987-05-12 Georgia-Pacific Corporation Fire resistant gypsum composition
US4748771A (en) 1985-07-30 1988-06-07 Georgia-Pacific Corporation Fire door
CA1279877C (en) 1986-08-28 1991-02-05 Richard J. Flanagan High-strength, fire-resistant gypsum composition
US4939192A (en) 1987-06-17 1990-07-03 Aqualon Company Building composition containing 3-alkoxy-2-hydroxypropylhydroxyethyl cellulose
IT1218203B (it) 1988-03-31 1990-04-12 Tecniche Ind Srl Composizioni induribili a base di leganti idraulici
JPH02137781A (ja) * 1988-11-17 1990-05-28 Chiyoda Kenzai Kogyo Kk 軽量石膏ボード
KR970005867B1 (ko) 1988-11-18 1997-04-21 유나이티드 스테이트 집섬 캄파니 석고 합성물 및 그 제조방법
DE68929291T2 (de) 1988-12-06 2001-10-31 Shaikh, Ghaleb Mohammad Y.A. Verfahren und Anlage zur Herstellung eines streckbaren Produkts zum Gebrauch beim Löschen von Bränden und zur Verhütung von Explosionen
AU638696B2 (en) 1989-02-17 1993-07-08 Domtar Inc. Improved gypsum board
US5116671A (en) 1989-02-17 1992-05-26 Domtar, Inc. Gypsum board
US5085929A (en) 1989-02-17 1992-02-04 Domtar Inc. Gypsum board
US5171366A (en) * 1989-10-12 1992-12-15 Georgia-Pacific Corporation Gypsum building product
US5155959A (en) 1989-10-12 1992-10-20 Georgia-Pacific Corporation Firedoor constructions including gypsum building product
US5116537A (en) * 1989-11-15 1992-05-26 W. R. Grace & Co.-Conn. Low temperature expandable vermiculite and intumescent sheet material containing same
JPH0699170B2 (ja) * 1990-01-19 1994-12-07 日東紡績株式会社 耐火被覆材
DE4008084A1 (de) 1990-03-14 1991-09-19 Pro Mineral Ges Verfahren zur herstellung von gipsfaserplatten, insbesondere von fussbodenplatten
CA2060106A1 (en) 1991-02-25 1992-08-26 Lawrence L. Nelson Mineral-filled fibrous sheet/foil laminate for use as a flame spread barrier
FR2673620B1 (fr) 1991-03-04 1994-04-08 Dowell Schlumberger Cie Services Composition pour la cimentation de puits petroliers a basse temperature.
CH681442A5 (es) 1991-04-10 1993-03-31 Alusuisse Lonza Services Ag
US5389716A (en) 1992-06-26 1995-02-14 Georgia-Pacific Resins, Inc. Fire resistant cured binder for fibrous mats
US5401588A (en) 1992-12-23 1995-03-28 Georgia-Pacific Resins Inc. Gypsum microfiber sheet material
DE4316518C2 (de) 1993-05-18 1996-11-07 Ruetgerswerke Ag Verfahren zur Herstellung eines hydraulischen Gemisches und dessen Verwendung
JP3301216B2 (ja) 1994-06-03 2002-07-15 三菱化学株式会社 撥水性石膏組成物
JP3284756B2 (ja) 1994-06-03 2002-05-20 三菱化学株式会社 撥水性石膏ボード
JPH0842098A (ja) 1994-08-01 1996-02-13 Stylite Kogyo Kk 建築物の外壁用パネル
CA2158820C (en) 1994-09-23 2004-11-23 Steven W. Sucech Producing foamed gypsum board
DE19513126A1 (de) 1995-04-07 1996-10-10 Sueddeutsche Kalkstickstoff Copolymere auf Basis von Oxyalkylenglykol-Alkenylethern und ungesättigten Dicarbonsäure-Derivaten
JPH09142915A (ja) 1995-11-21 1997-06-03 Yoshino Sekko Kk 撥水性石膏ボード
US5683635A (en) 1995-12-22 1997-11-04 United States Gypsum Company Method for preparing uniformly foamed gypsum product with less foam agitation
US5962119A (en) 1996-08-02 1999-10-05 Celotex Corporation Gypsum wallboard and process of making same
US5922447A (en) 1996-09-16 1999-07-13 United States Gypsum Company Lightweight gypsum board
US5817262A (en) 1996-12-20 1998-10-06 United States Gypsum Company Process of producing gypsum wood fiber product having improved water resistance
JP3988843B2 (ja) 1997-03-24 2007-10-10 株式会社エーアンドエーマテリアル 湿式吹付耐火被覆組成物
AT406048B (de) 1997-07-18 2000-01-25 Cement Intellectual Property L Verfahren zur herstellung eines flüssigen zusatzmittels auf der basis von wasserlöslichem welan gum
US5911818A (en) 1997-08-20 1999-06-15 Usg Interiors, Inc. Acoustical tile composition
US6342284B1 (en) 1997-08-21 2002-01-29 United States Gysum Company Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it
US6632550B1 (en) 1997-08-21 2003-10-14 United States Gypsum Company Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it
WO1999016984A1 (en) 1997-09-26 1999-04-08 Ibiden Co., Ltd. Composite refractory building material, method of manufacturing the same, gypsum board, and resin composition
US6228914B1 (en) 1998-01-02 2001-05-08 Graftech Inc. Intumescent composition and method
US6228497B1 (en) 1998-01-13 2001-05-08 Usg Interiors, Inc. High temperature resistant glass fiber composition and a method for making the same
DE19803915C1 (de) 1998-02-02 1999-06-10 Infra Folienkabel Gmbh Verfahren zur Herstellung von Baustoffplatten unter Verwendung von Gips und nach dem Verfahren hergestellte Baustoffplatte
US6221521B1 (en) 1998-02-03 2001-04-24 United States Gypsum Co. Non-combustible gypsum/fiber board
US6102995A (en) 1998-03-06 2000-08-15 Georgia-Pacific Resins, Inc. High performance intumescent system for imparting heat/flame resistance to thermally unstable substrates
CN1181002C (zh) 1998-06-08 2004-12-22 曹龙 水泥
US6409819B1 (en) 1998-06-30 2002-06-25 International Mineral Technology Ag Alkali activated supersulphated binder
EP1008565A1 (en) 1998-12-11 2000-06-14 Choshu Iwashita Process for the preparation of thread, string, rope or woven fabric with photocatalyst for decomposing organic compounds
DE19857728C2 (de) 1998-12-12 2001-11-29 Maxit Holding Gmbh Fließestrich-, Putz-, Beton- oder Mörteltrockenmischung mit wenigstens zwei pulverförmigen Mehlkornanteilen und Verfahren zu deren Herstellung
US6162288A (en) 1999-05-19 2000-12-19 W. R. Grace & Co.-Conn. Sprayable fireproofing composition
US6406535B1 (en) 1999-04-16 2002-06-18 Takachiho Corp. Material for constructional finished wallboard
DE19926611A1 (de) 1999-06-11 2000-12-14 Sueddeutsche Kalkstickstoff Copolymere auf Basis von ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäure-Derivaten und Oxyalkylenglykol-Alkenylethern, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung
US6290769B1 (en) 1999-06-22 2001-09-18 Siplast, Inc. Lightweight insulating concrete and method for using same
US6309740B1 (en) 1999-07-20 2001-10-30 W. R. Grace & Co.-Conn. High temperature heat transfer barrier and vapor barrier and methods
US6398864B1 (en) 1999-11-30 2002-06-04 United States Gypsum Company Pottery plaster formulations for the manufacture of plaster molds
KR100715592B1 (ko) 1999-12-02 2007-05-10 켐트라 코포레이션 불포화 모노머의 중합 억제방법
US6387172B1 (en) * 2000-04-25 2002-05-14 United States Gypsum Company Gypsum compositions and related methods
US6409824B1 (en) 2000-04-25 2002-06-25 United States Gypsum Company Gypsum compositions with enhanced resistance to permanent deformation
US20020096278A1 (en) 2000-05-24 2002-07-25 Armstrong World Industries, Inc. Durable acoustical panel and method of making the same
US6387171B1 (en) 2000-05-25 2002-05-14 Grain Processing Corporation Concrete compositions and methods for the preparation thereof
FR2812012B1 (fr) 2000-07-18 2003-06-13 Lafarge Platres Plaque de platre a resistance au feu amelioree et sa reparation
FR2811980B1 (fr) * 2000-07-18 2003-04-25 Lafarge Platres Composition pour plaque de platre, preparation de cette composition et fabrication de plaques de platre
WO2002012141A1 (en) 2000-08-07 2002-02-14 Lafarge North America Inc. Lightweight gypsum board product and method of manufacture
DE10042580A1 (de) 2000-08-30 2002-03-28 Hilti Ag Flexible Brandschutzplatte und deren Verwendung zum Brandschutz von Mauer-, Boden- oder Deckendurchbrüchen
CN101089323A (zh) 2000-10-10 2007-12-19 詹姆斯哈迪国际财金公司 复合建筑材料
GB2368364B (en) * 2000-10-12 2004-06-02 Mdf Inc Fire door and method of assembly
JP4027029B2 (ja) * 2000-11-10 2007-12-26 三菱商事建材株式会社 建材組成物
AU780369B2 (en) 2000-11-10 2005-03-17 Mitsubishi Shoji Construction Materials Corporation Composition for building material and building material
JP2002154812A (ja) 2000-11-14 2002-05-28 Joko Tatsuya 耐熱耐火材料とその製造方法
US6406537B1 (en) 2000-11-22 2002-06-18 United States Gypsum Company High-strength joint compound
US6409825B1 (en) 2000-11-22 2002-06-25 United States Gypsum Company Wet gypsum accelerator and methods, composition, and product relating thereto
US6340389B1 (en) 2000-12-18 2002-01-22 G-P Gypsum Corporation Fire door core
US20030084980A1 (en) 2001-11-06 2003-05-08 Seufert James F Lightweight gypsum wallboard and method of making same
US6815049B2 (en) 2001-12-11 2004-11-09 United States Gypsum Company Gypsum-containing composition having enhanced resistance to permanent deformation
US6881247B2 (en) 2003-01-09 2005-04-19 Vernon H. Batdorf Protective barrier coating composition
US6893752B2 (en) 2002-06-28 2005-05-17 United States Gypsum Company Mold-resistant gypsum panel and method of making same
US6641658B1 (en) 2002-07-03 2003-11-04 United States Gypsum Company Rapid setting cementitious composition
CN1182065C (zh) 2002-07-11 2004-12-29 武汉武大巨成加固实业有限公司 一种快锚型无机粘结灌注材料及其制备工艺
US6774146B2 (en) 2002-08-07 2004-08-10 Geo Specialty Chemicals, Inc. Dispersant and foaming agent combination
US6746781B2 (en) 2002-08-21 2004-06-08 G-P Gypsum Corporation Gypsum board having polyvinyl alcohol binder in interface layer and method for making the same
US6869474B2 (en) 2002-08-29 2005-03-22 United States Gypsum Company Very fast setting cementitious composition
AU2003273011B2 (en) 2002-10-29 2007-07-19 Yoshino Gypsum Co., Ltd. Method for producing light gypsum board
US20040121152A1 (en) 2002-12-19 2004-06-24 Certainteed Corporation Flame-resistant insulation
US20050281999A1 (en) 2003-03-12 2005-12-22 Petritech, Inc. Structural and other composite materials and methods for making same
RU2360883C2 (ru) 2003-03-19 2009-07-10 Юнайтед Стейтс Джипсум Компани Акустическая панель, содержащая переплетенную фиксированную матрицу из затвердевшего гипса, и способ ее изготовления
US6832652B1 (en) 2003-08-22 2004-12-21 Bj Services Company Ultra low density cementitious slurries for use in cementing of oil and gas wells
ATE463471T1 (de) 2004-02-24 2010-04-15 Lafarge Platres Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines hydraulisch abgebundenen porenkörpers
CN1946649A (zh) 2004-04-27 2007-04-11 赫尔克里士公司 使用由原棉绒制得的保水剂的石膏基灰浆
US20050263925A1 (en) 2004-05-27 2005-12-01 Heseltine Robert W Fire-resistant gypsum
US7892472B2 (en) 2004-08-12 2011-02-22 United States Gypsum Company Method of making water-resistant gypsum-based article
DE102004040879B3 (de) 2004-08-24 2006-05-04 Bk Giulini Gmbh Verwendung einer Zusammensetzung zur Abbindeverzögerung von Gips- und Gipszubereitungen sowie diese Zusammensetzung enthaltende Zubereitungen
US7700505B2 (en) * 2004-09-01 2010-04-20 Lafarge Platres Gypsum board and systems comprising it
KR20060068785A (ko) * 2004-12-17 2006-06-21 주식회사 시공테크 무기질계 조습패널 및 그 제조방법
US7849648B2 (en) 2004-12-30 2010-12-14 United States Gypsum Company Non-combustible reinforced cementitious lightweight panels and metal frame system for flooring
WO2006073215A1 (en) 2005-01-07 2006-07-13 Jong-Won Park Method of producing recycled hardened materials using waste gypsum
FR2880624B1 (fr) 2005-01-11 2008-09-12 Fabrice Visocekas Procede pour fabriquer un materiau mineral solide.
US7849650B2 (en) 2005-01-27 2010-12-14 United States Gypsum Company Non-combustible reinforced cementitious lightweight panels and metal frame system for a fire wall and other fire resistive assemblies
US7841148B2 (en) 2005-01-27 2010-11-30 United States Gypsum Company Non-combustible reinforced cementitious lightweight panels and metal frame system for roofing
US7849649B2 (en) 2005-01-27 2010-12-14 United States Gypsum Company Non-combustible reinforced cementitious lightweight panels and metal frame system for shear walls
CA2598442C (en) 2005-02-25 2011-02-08 Nova Chemicals Inc. Composite pre-formed building panels, a building and a framing stud
JP2008534418A (ja) 2005-03-22 2008-08-28 ノバ・ケミカルズ・インコーポレイテツド 軽量コンクリート組成物
US20110195241A1 (en) 2005-06-09 2011-08-11 United States Gypsum Company Low Weight and Density Fire-Resistant Gypsum Panel
US20080070026A1 (en) * 2005-06-09 2008-03-20 United States Gypsum Company High hydroxyethylated starch and high dispersant levels in gypsum wallboard
US20060278132A1 (en) 2005-06-09 2006-12-14 United States Gypsum Company Method of improving dispersant efficacy in making gypsum products
US9840066B2 (en) 2005-06-09 2017-12-12 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US9802866B2 (en) 2005-06-09 2017-10-31 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US7736720B2 (en) 2005-06-09 2010-06-15 United States Gypsum Company Composite light weight gypsum wallboard
US7731794B2 (en) * 2005-06-09 2010-06-08 United States Gypsum Company High starch light weight gypsum wallboard
US8088218B2 (en) 2005-06-14 2012-01-03 United States Gypsum Company Foamed slurry and building panel made therefrom
US20060281886A1 (en) 2005-06-14 2006-12-14 Manfred Bichler Polyether-containing copolymer
US20060280898A1 (en) * 2005-06-14 2006-12-14 United States Gypsum Company Modifiers for gypsum slurries and method of using them
US7572328B2 (en) * 2005-06-14 2009-08-11 United States Gypsum Company Fast drying gypsum products
US20060278127A1 (en) 2005-06-14 2006-12-14 United States Gypsum Company Gypsum products utilizing a two-repeating unit dispersant and a method for making them
US7875114B2 (en) 2005-06-14 2011-01-25 United States Gypsum Company Foamed slurry and building panel made therefrom
US7803226B2 (en) 2005-07-29 2010-09-28 United States Gypsum Company Siloxane polymerization in wallboard
US7413603B2 (en) 2005-08-30 2008-08-19 United States Gypsum Company Fiberboard with improved water resistance
KR100712474B1 (ko) * 2005-09-16 2007-04-27 손동일 천연섬유 석고보드의 제조방법
JPWO2007049346A1 (ja) 2005-10-26 2009-04-30 藤原　三洲男 内装用素材並びにそのコーティング方法及びコーティング材
US20100136269A1 (en) 2005-11-01 2010-06-03 E. Khashoggi Industries, Llc Extruded fiber reinforced cementitious products having wood-like properties and ultrahigh strength and methods for making the same
FR2899225B1 (fr) * 2006-03-30 2008-05-30 Lafarge Platres Plaque de platre allegee et composition de pate de platre utile pour sa fabrication.
US7870698B2 (en) 2006-06-27 2011-01-18 United States Gypsum Company Non-combustible reinforced cementitious lightweight panels and metal frame system for building foundations
US7776170B2 (en) * 2006-10-12 2010-08-17 United States Gypsum Company Fire-resistant gypsum panel
US20080152945A1 (en) 2006-12-20 2008-06-26 David Paul Miller Fiber reinforced gypsum panel
US7381261B1 (en) 2006-12-21 2008-06-03 United States Gypsum Company Expanded perlite annealing process
CN101012119A (zh) 2007-01-11 2007-08-08 云南天之豪装饰材料有限公司 轻质石膏吊顶天花板
US8070895B2 (en) 2007-02-12 2011-12-06 United States Gypsum Company Water resistant cementitious article and method for preparing same
US20080202415A1 (en) 2007-02-28 2008-08-28 David Paul Miller Methods and systems for addition of cellulose ether to gypsum slurry
US20080227891A1 (en) 2007-03-14 2008-09-18 Nova Chemicals Inc. Methods for making concrete compositions
US7754006B2 (en) 2007-03-20 2010-07-13 United States Gypsum Company Process for manufacturing ready-mixed setting alpha-calcium sulphate hemi-hydrate and kit for same
US8057915B2 (en) * 2007-05-31 2011-11-15 United States Gypsum Company Acoustical gypsum board panel and method of making it
US7803296B2 (en) 2007-06-11 2010-09-28 United States Gypsum Company Methods and systems for preparing gypsum slurry containing a cellulose ether
US20090012191A1 (en) * 2007-07-03 2009-01-08 Scott Deans Lightweight wall structure material and process for making
US8070878B2 (en) 2007-07-05 2011-12-06 United States Gypsum Company Lightweight cementitious compositions and building products and methods for making same
WO2009007971A2 (en) 2007-07-12 2009-01-15 Zvi Barzilai Flame- retardants for building elements
US8221542B2 (en) 2007-12-13 2012-07-17 Georgia-Pacific Gypsum Llc Non-cement fire door core
US8209927B2 (en) 2007-12-20 2012-07-03 James Hardie Technology Limited Structural fiber cement building materials
WO2009086390A1 (en) 2007-12-28 2009-07-09 United States Gypsum Company Decreased evaporation with retarder for a high water to stucco ratio lightweight board
WO2009111844A1 (en) 2008-03-14 2009-09-17 Bill Tassigiannakis Waterless construction materials and methods of making the same
US20090252941A1 (en) 2008-04-03 2009-10-08 Usg Interiors, Inc. Non-woven material and method of making such material
US8563449B2 (en) 2008-04-03 2013-10-22 Usg Interiors, Llc Non-woven material and method of making such material
US8133357B2 (en) 2008-04-18 2012-03-13 Usg Interiors, Inc. Panels including renewable components and methods for manufacturing same
US7935223B2 (en) 2008-04-18 2011-05-03 ISG Interiors, Inc. Panels including renewable components and methods for manufacturing
US8303159B2 (en) 2008-09-05 2012-11-06 United States Gypsum Company Efficient wet starch preparation system for gypsum board production
JP2012507421A (ja) 2008-10-30 2012-03-29 ユナイテッド・ステイツ・ジプサム・カンパニー マット張り表面を有するセメント質物品およびその製造方法
EP2230075A1 (en) 2009-03-17 2010-09-22 Lafarge Gypsum International Surface-treated nonwoven facer for gypsum wallboard
US8329308B2 (en) 2009-03-31 2012-12-11 United States Gypsum Company Cementitious article and method for preparing the same
US8062565B2 (en) 2009-06-18 2011-11-22 Usg Interiors, Inc. Low density non-woven material useful with acoustic ceiling tile products
US20110054081A1 (en) 2009-09-02 2011-03-03 Frank Dierschke Formulation and its use
AU2014201626B2 (en) 2011-02-25 2015-04-16 United States Gypsum Company Lightweight, Reduced Density Fire Rated Gypsum Panels
US8323785B2 (en) 2011-02-25 2012-12-04 United States Gypsum Company Lightweight, reduced density fire rated gypsum panels

Also Published As

Publication number Publication date
CA2828308A1 (en) 2012-08-30
CN103562153B (zh) 2016-02-03
JP6000424B2 (ja) 2016-09-28
US20120219785A1 (en) 2012-08-30
BR122015003966A2 (pt) 2019-08-20
CA2959263A1 (en) 2012-08-30
HUE041345T2 (hu) 2019-05-28
TW201237240A (en) 2012-09-16
WO2012116325A1 (en) 2012-08-30
JP2019006675A (ja) 2019-01-17
EP2678289A1 (en) 2014-01-01
RU2700540C2 (ru) 2019-09-17
RU2018107946A (ru) 2019-09-05
CN105731958B (zh) 2019-11-26
JP2017031047A (ja) 2017-02-09
US9623586B2 (en) 2017-04-18
US8323785B2 (en) 2012-12-04
MX358092B (es) 2018-07-31
CA2959263C (en) 2022-08-16
PL2678289T3 (pl) 2018-12-31
EP2781492A2 (en) 2014-09-24
MX395477B (es) 2025-03-25
PT2678289T (pt) 2018-11-29
US11780113B2 (en) 2023-10-10
EP2781492B1 (en) 2019-07-24
KR20140051464A (ko) 2014-04-30
CN105367029B (zh) 2022-03-01
JP2016052985A (ja) 2016-04-14
JP5815757B2 (ja) 2015-11-17
US20170183868A1 (en) 2017-06-29
US10850425B2 (en) 2020-12-01
AU2012222102A1 (en) 2013-10-10
UA108152C2 (uk) 2015-03-25
CN103562153A (zh) 2014-02-05
RU2018107946A3 (es) 2019-09-05
AR085492A1 (es) 2013-10-09
KR20180067721A (ko) 2018-06-20
BR112013021559B1 (pt) 2021-08-31
US20140158273A1 (en) 2014-06-12
US20210060816A1 (en) 2021-03-04
JP6396959B2 (ja) 2018-09-26
NZ715249A (en) 2017-06-30
MX2013009787A (es) 2013-09-26
US10245755B2 (en) 2019-04-02
AU2012222102B2 (en) 2013-12-19
CN105367029A (zh) 2016-03-02
KR20130126712A (ko) 2013-11-20
AU2012222102C1 (en) 2016-06-02
RU2013143230A (ru) 2015-03-27
RU2589784C1 (ru) 2016-07-10
MX395478B (es) 2025-03-25
CA2828308C (en) 2018-08-21
TWI619872B (zh) 2018-04-01
TWI706074B (zh) 2020-10-01
KR102279649B1 (ko) 2021-07-22
RU2558057C2 (ru) 2015-07-27
BR112013021559A2 (pt) 2017-05-30
NZ732855A (en) 2019-03-29
US8702881B2 (en) 2014-04-22
NZ615558A (en) 2016-03-31
JP6721643B2 (ja) 2020-07-15
US20130068364A1 (en) 2013-03-21
JP2014511333A (ja) 2014-05-15
EP2781492A3 (en) 2015-03-25
US20190248041A1 (en) 2019-08-15
KR101867977B1 (ko) 2018-06-18
KR101434488B1 (ko) 2014-08-27
TW201819729A (zh) 2018-06-01
DK2678289T3 (en) 2018-12-10
EP2678289B1 (en) 2018-08-22
MY175745A (en) 2020-07-07
AR100166A2 (es) 2016-09-14
JP3199586U (ja) 2015-09-03
CN105731958A (zh) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2695577T3 (es) Paneles de yeso ligeros resistentes al fuego con densidad reducida
ES2699227T3 (es) Panel de yeso resistente al fuego de poco peso y densidad
AU2016203707B2 (en) Lightweight, reduced density fire rated gypsum panels
BR122015003966B1 (pt) Sistema de parede e método para fabricar o painel de gesso resistente ao fogo