NO178382B - Brannhemmende plate og fremgangsmåte for dens fremstilling - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår generelt brannhemmende produkter og er spesielt rettet mot brannhemmende plater.

Brannsikring er en viktig del av et totalsystem for brannbeskyttelse av folk og eiendom. Brannsikringen påføres et eller annet substrat eller basislag. Brannsikringen utføres vanligvis på byggeelementer i områder hvor det kan oppstå brann. Hvis det skulle oppstå en brann, vil brannsikringen forsinke temperaturøkningen i opp til flere timer. Under denne forsinkelsesperiode kan brannen bli slukket, eller konstruksjonen kan i det minste evakueres på en sikker måte. Når det ikke benyttes noe brannhemmende materiale, vil som kjent byggeelementene kunne svikte, slik at konstruksjonen vil falle sammen på mindre enn 15 minutter.

Brannhemmende elementer blir også påført vegger, skott eller dekk. Under en brann vil det brannhemmende materiale forsinke temperaturøkningen bak elementene. Når det bak et element er lagret brannfarlige materialer, kan brannsikringen hindre antennelse av materialet, forhåpentligvis inntil brannen er slukket.

Brannhemmende materialer blir også lagt på trykktanker. Brannsikringen vil da redusere mulighetene for at tanken vil sprekke. Brannsikringen vil derfor også redusere muligheten for eksplosjon eller frigivelse av farlige materialer fra tanken.

Brannhemmende materialer blir også benyttet over kabel-renner eller kabelgater. Brannsikringen kan da holde strømled-ningene i rennen i funksjon i lengre tid i tilfelle av en brann.

Et utstrakt brukt brannhemmende materiale er et tjæredan-nende belegg. Dette belegg kan kalles ablativt, sublimerende eller oppsvulmende. Disse belegg kan markedsføres i form av maling med lav viskositet eller et kittlignende stoff med høy viskositet. Disse belegg sprøytes, pusses eller børstes på et underlag.

Noen av disse belegg benyttes i kombinasjon med et nettingelement. Ved noen av beleggene benyttes det en brennbar netting, ved andre benyttes det en ikke brennbar netting, for eksempel en stålnetting. Sammen med noen av beleggene blir nettingen montert mekanisk på underlaget, sammen med andre belegg blir nettingen ganske enkelt innleiret i belegget.

Når slike belegg blir utsatt for en brann, vil de gjen-nomgå en rekke tilstandsendringer - fast til væskeformet, væskeformet til gass og fast til gass - idet noe av brannener-gien absorberes, og underlaget isoleres. Ved flammepåvirkning dannes det en tjæreformet forkulling som, avhengig av materialet, kan bli tykkere, like tykk eller tynnere enn tykkelsen på det ikke brannpåvirkede belegg.

Det foran nevnte nettingelement kan tjene en eller flere funksjoner. Nettingen kan benyttes til å fastholde forkulling-en på underlaget under en brann. Den vil også redusere mistil-pasningen mellom varmeutvidelseskoeffisientene for det brannhemmende belegg og underlaget, som f.eks. kan være stål eller betong. Nettingen tjener således til å hindre at belegget skrelles av underlaget, spesielt i omgivelser hvor tempera-turen svinger over et stort område. I andre tilfeller tjener nettingen til å armere det brannhemmende materiale før en brann, for derved å redusere skade på det brannhemmende belegg, som kan skyldes slag eller bevegelser i underlaget.

Et eksempel på en brannhemmende forbindelse som danner forkulling er CHARTEK oppsvellende epoksybelegg som er solgt av Textron Specialty Materials of Lowell, Massachusetts, USA. Andre materialer er beskrevet i US-patent nr. 3849178 til Feldman.

Det antas at installasjonsomkostningene for brannhemmende materiale kan reduseres, hvis underlaget var belagt med brannhemmende plater. Platene kan installeres uten bruk av spesial-utstyr til å påføre de brannhemmende belegg. Overflatebehand-lingen som er nødvendig før belegget påføres kan også elimi-neres, hvis det benyttes plater. Et belegg kan også påføres yttersiden på en konstruksjon bare hvis værforholdene er gunstige mens belegget påføres og herdes. Installasjon av plater er mye mindre avhengig av værforholdene.

Plater fremstilt av brannhemmende materiale som ligner betong er alminnelig tilgjengelige. US-patent nr. 4567705 til

Carlson beskriver for eksempel slike plater. For å beskytte et underlag blir ståltapper sveiset til underlaget i et forutbes-temt mønster. Tapp-posisjonene tilsvarer tilsvarende hull i platene. Platene blir derpå montert på tappene og blir boltet til underlaget.

For å dekke et substrat som er større enn en enkeltplate, kan det monteres mange plater på underlaget. Rommet mellom platene blir tettet eller<1>dikket for å danne en fuktighets-sperre. Platene er imidlertid meget tunge og er vanskelig å installere noen steder. Slike plater blir heller ikke benyttet hvor brannsikringen må være av klasse A eller H.

Det er også foreslått å fremstille kulldannende forbindelser i lette stykker. US-patent nr. 4493945 viser lette

stykker av brennhemmende materiale, som benyttes til å belegge eller dekke et underlag. Det benyttes her relativt kompliserte festemekanismer. Det blir dessuten nødvendig fortsatt å benytte kulldannende forbindelser i væskeform (emulsjon) for å

tette skjøtene mellom stykkene.

De i US-patent nr. 4493945 viste stykker er også blitt formet til plater. Disse plater er blitt festet til vegger eller større underlag ved å bolte dem til tapper som er montert på underlaget. Skjøtene mellom platene og boltene er derpå blitt dekket med en kulldannende forbindelse i væskeform.

Selv om det er mange fordeler med å benytte plater, er det hittil ikke blitt utviklet egnede fremgangsmåter for montering av brannhemmende plater. Noen dekk på fralandsplatt-former som benyttes i hydrokarbonindustrien, hviler for eksempel på små bjelker i bjelkelag av betong. Disse plattformdekk benyttes ved boring etter olje og gass eller for prosessering av hydrokarboner. For å understøtte vekten av plattformdekket har hver bjelke et tverrsnitt på over 2,5 m<2.> Tradisjonelt støpes bjelkene på et skipsbyggingsverksted og derpå taues ut til det sted der oljeboreplattformen skal monteres.

For å oppnå stor styrke og lav vekt blir bjelkene fremstilt av spesielt modifisert betong. Selv om betong generelt er brannfast og under visse forhold benyttes som et brannhemmende materiale, kan denne spesielt modifiserte betong bli svekket under en brann. På grunn av de alvorlige følger ved svikt i en bjelke eller et bjelkelag, er det ønskelig å plassere et brannhemmende materiale over betongen for å hindre at armeringsmetallet inne i betongen skal nå svikttemperaturen.

På grunn av disse bjelkers størrelse og på grunn av plasseringen av bjelkene under dekket på oljeboreplattformen, er det vanskelig å påføre brannhemmende materiale på disse bjelker.

Med bakgrunn i det foranstående er det et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe brannhemmende plater som kan monteres på en lett og enkel måte.

Det er også et formål å tilveiebringe brannhemmende plater som kan dekke et stort underlag.

Et annet formål er å tilveiebringe brannhemmende plater som kan festes til et betongunderlag.

De foran nevnte og andre formål med oppfinnelsen kan oppnås med en brannhemmende plate hvortil det er festet et fremstikkende element. For å kunne feste platen til et støpt underlag blir forskalingen for støping av underlaget kledd med plater, der de fremstikkende elementer peker innad. Underlaget blir derpå støpt i forskalingen, slik at det fremstikkende element blir innleiret i underlaget.

Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen blir platene boltet til siden av forskalingen før underlaget støpes i forskalingen. Etter at forskalingen er blitt fjernet fra substratet, kan boltene også benyttes til å sikre skjøtene mellom platene.

Ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsen kan de brannhemmende plater fremstilles ved å innstøpe et åpent nettverk i et brannhemmende materiale. Det utstikkende element blir dannet ved innsetting av et klips som er i inngrep med nettverket.

Det blir lettere å forstå oppfinnelsen ved gjennomlesning av den følgende detaljbeskrivelse og av de medfølgende tegnin-ger hvor:

Fig. 1 er et isometrisk riss av en brannhemmende plate som delvis er utsnittet. Fig. 2 er et snitt av en form eller forskaling som benyttes til å forme platen på fig. 1. Fig. 3 er et snitt av en festemekanisme for platen, og

fig. 4 er en skjematisk skisse av et klips som benyttes som den på fig. 3 viste festemekanisme.

Fig. 1 viser en brannhemmende plate 10 som fremstilles i henhold til oppfinnelsen. Den brannhemmende plate 10 støpes eller fremstilles av et kjent brannhemmende beleggmateriale som senere skal beskrives mer detaljert.

Den brannhemmende plate har et anslag eller en avsats 12 langs to sidekanter. Når to brannhemmende plater 10 blir plassert side ved side og med samme orientering, vil anslaget eller avsatsen 12 på en plate og overhenget 14 på den andre plate låses sammen ved dannelse av en overlappskjøt.

I den brannhemmende plate 10 er det innleiret en trådnet-ting 16. Her er trådnettingen åpenmasket med åpninger 12,7 x 12,7 mm og er fremstilt av nr.19 tråd (19 swg wire) (standard wire gauge). Trådnettingen 16 danner armering i det brannhemmende materiale før en brann. Under en brann vil nettingen 16 forsterke den tjæreformede forkulling så snart den dannes. Andre dimensjoner og nettingtyper kan selvsagt benyttes for dette formål. Ekspandert metall eller strekkmetall, kylling-netting, jernduk og perforert metallplate er alle eksempler på materialer som kan benyttes. Herunder viser uttrykket "netting" generelt til ethvert materiale som er utformet med tallrike åpninger.

I den brannhemmende plate 10 er det også innleiret et annet nettingstykke. Her er dette nettingstykke en perforert metallplate 18. I motsetning til trådnettingen 16 er den perforerte metallplate 18 anordnet over bare en del av den brannhemmende plate 10. Den perforerte metallplate 18 er nemlig bare anordnet i anslaget eller avsatsen 12.

Når den brannhemmende plate 10 monteres for å beskytte et eller annet substrat (ikke vist) mot brann, vender frontflaten 20 bort fra substratet eller underlaget. Når flere brannhemmende plater monteres slik at de danner overlappskjøter, bør alltid den overlappende metallplate 18 være ved baksiden av overlappskjøten. En skrue eller bolt (skruen 308 på fig. 3) vil trenge gjennom trådnettingen 16 i den ene plate og den perforerte metallplate i den andre plate. De to plater vil derfor bli holdt fast sammen ved overlappskjøten ved hjelp av skruen (skruen 308, fig. 3). Her kan det benyttes nr. 22 perforert metallplate med 2,4 mm runde hull med 4 mm senterav-stand. Det kan også benyttes andre typer perforerte metallpla-ter 18, men det foretrekkes å benytte perforert metall med hulltetthet ikke mindre enn 4,8 mm hulldiameter og senterav-stand 6,4 mm. Hvis det benyttes perforert metall med større tetthet, må det være nok hull i det perforerte metall til at det brannhemmende materiale kan strømme gjennom det perforerte metall under støpingen, og at det perforerte metall 18 blir sikkert bundet til platen.

Det skal nå vises til fig. 2, der det er vist en form eller forskaling for forming av en brannhemmende plate 10. Formen er lagt på et bord eller et annet egnet underlag 30. Vinkelbraketter 3 2 er montert på bordet 30. Skruer, klemmer eller andre passende monteringsmidler kan benyttes. Vinkelbrakettene 3 2 danner avgrensningen for den brannhemmende plate 10. De brannhemmende plater 10 fremstilles i passende størrel-ser. Her er platene kvadratiske med sider på omtrent 0,9 m. Vinkelbrakettene 32 monteres på bordet 3 0 slik at de danner 0,9 meters sider i kvadratet.

Under fremstillingen plasseres en skulder eller brysting 34 i formen langs hver kant som skal ha et anslag 12 (fig. 1). Brystingen 34 er fremstilt av metall, plast eller tre og er festet på plass ved hjelp av en tapp 38 eller ved hjelp av en annen passende anordning, f.eks. skruer. Delene i formen er belagt med et kommersielt tilgjengelig formslippmiddel. Formen kan alternativt belegges med TEFLON.

Derpå plasseres avstandsblokker 112a, 112b i formen. Avstandsblokkene 112a og 112b holder nettingen borte fra formflaten 20. Tykkelsen på avstandsblokkene 112a og 112b er ikke kritisk. De bør ha omtrent halve tykkelsen av den ferdige plate.

Da avstandsblokkene 112a og 112b vil bli en del av den ferdige plate, er de laget av et brannhemmende materiale. Det brannhemmende materiale i avstandsblokkene 112a og 112b kan støpes i de ønskede dimensjoner. De kan alternativt utstøpes som en plate og kan skjæres til de rette dimensjoner etter herdingen. Et egnet materiale er også beskrevet i US patent 4529467, men mange kommersielt tilgjengelige brannhemmende produkter er akseptable.

Derpå helles det brannhemmende materiale i formen inntil det brannhemmende materiale kommer omtrent til toppen av brystingen 34. Materialet kan være ethvert kjent brannhemmende materiale som vanligvis tilføres i væskeform og derpå herdes.

Derpå legges trådnettingen 16 i formen. Brystingen 36 blir også plassert i formen og holdes på plass ved hjelp av tapper 40. Brystingen 36 holder en av kantene på trådnettingen 16 på plass.

En brysting 36 plasseres langs hver kant som ikke allere-de har en brysting 34. Den del av platen 10 som ligger under brystingen 34 danner et overheng 14.

Derpå tilføres mer brannhemmende materiale 44 til formen for å dekke trådnettingen 16. Den perforerte metallplate 18 plasseres i formen over brystingen 34. Tapper 42 innsettes for å sikre at den perforerte metallplate 18 forblir innleiret i det brannhemmende materiale 44. Formen blir derpå fylt med brannhemmende materiale til toppen av brystingen 36.

Det brannhemmende materiale 44 blir derpå glattet ved stryking eller ved å vibrere bordet 30. Det brannhemmende materiale 44 behøver ikke å være fullstendig jevnt, fordi flaten ved toppen av formen vil bli montert vendende mot et substrat og vil ikke bli synlig. I motsetning til dette vil den øvre overflate 20 (fig. 1) bli den flate som i formen vender mot bordet, og denne flate vil være glatt og jevn.

Det brannhemmende materiale kan derpå herde. Materialet kan lufttørkes, eller herdingen kan påskyndes ved å plassere hele formen i en ovn. Når platen er herdet, kan den fjernes fra formen.

Platen 10 kan modifiseres til å omfatte en rekke fremstikkende elementer for at platene lettere skal kunne festes til utstøpte flater. Fremspringene kan festes på en rekke måter, for eksempel ved skruing eller liming av metallstrimler eller netting til baksiden av platene. De perforerte metall-plater eller nettingen ved platens innside kan alternativt bøyes utad før ifylling av brannhemmende materiale i formen. En foretrukken fremgangsmåte for fremstilling av fremspring i platene er vist på fig. 3.

Fig. 3 viser et fjærklips 302 som innsettes i platen under utstøpingsoperasjonen. Klipset griper inn i en del av platen, for eksempel nettingen 16 i platen. Klipset 302 er fremstilt av et fjærende materiale, f.eks. rustfritt fjærstål. Under fremstillingsoperasjonen blir sidene 314 og 316 klemt sammen, slik at endene 318a og 318b vil innpasses i en åpning i nettingen 16. Når klipset 302 er innført langt nok inn i platen 10, slik at endene 318a og 318b passerer gjennom nettingen 16, blir sidene 314 og 316 frigjort. På grunn av klips-ets 302 fjærende egenskaper, vil sidene 314 og 316 da fjære fra hverandre og komme i kontakt med nettingen 16. Når klipset 302 trekkes ut fra platen, vil de krumme deler på endene 318a og 318b komme i inngrep med nettingen 16. Når det materiale som benyttes til fremstillingen av platen 10 blir herdet, vil klipset være godt fastholdt i platen 10 og vil da ha en frem-springende del.

US patentsøknad nr. 07/690519 som er inngitt den 24. april 1991 på "Et brannhemmende platesystem" ( som det skal henvises til) beskriver at et folieformet materiale kan pres-ses mot baksiden av platene mens de blir utstøpt. I tillegg til de beskrevne fordeler dette medfører kan et slikt folieformet materiale tjene til å skille det brannhemmende materiale i platen fra fuktighet som kan være igjen i det utstøpte materiale i konstruksjonen. Hvis det benyttes en slik folie, bør den påføres slik som beskrevet i den foran nevnte patent-søknad, og den kan derpå forsynes med en slisse for å kunne innføre klipset 302.

Det antall klips som må innsettes i i platen 10 er avhengig av den type materiale som platen 10 skal festes til og vekten av platen 10. Det foretrekkes å benytte adskillige klips pr. plate og i det minste et klips ved hvert hjørne. Større plater vil kreve enda flere klips.

Fig. 4 viser mer detaljert en foretrukken utførelsesform for et klips 302 som kan benyttes i en plate med nettingarme-ring. Klipset 302 kan fremstilles av en 6,5 mm bred strimmel av klasse 12 rustfritt fjærstål som bøyes til den ønskede form. Dimensjonen D velges til omtrent to åpningsbredder, slik at klipset vil gripe inn i nettingen 16, slik som vist på fig. 3. Dimensjonen L velges slik at den er større enn halvparten av bredden av en åpning i nettingen. Derved vil det sikres at endene 318a og 318b på klipset 3 02 vil kunne innføres i to naboåpninger i nettingen istedet for i samme åpning. De viste dimensjoner er bare illustrerende for ønskede dimensjoner for plater med nettingåpninger på 12,7 mm. Det kan benyttes andre dimensjoner, idet dimensjonene må velges avhengig av kjente utformingsteknikker for enkel fremstilling av et klips.

Det skal igjen vises til fig. 3 som viser hvordan plater kan festes til den ytre flate på en støpt konstruksjon. Slike konstruksjoner blir tradisjonelt fremstilt ved oppbygging av forskalinger i den ønskede form. Betongmaterialet blir derpå støpt i forskalingen for deretter å herde. Etter at materialet er herdet, fjernes forskalingen.

Når det skal festes brannhemmende materiale til konstruksjonen, kan innsiden av forskalingen kles med brannhemmende plater før betongen utstøpes i denne. Platene må holdes fast mot forskalingen for å sikre at de forblir fast på den ytre flate på konstruksjonen når forskalingen fjernes. Her legges platene, f.eks. platene 10 og 10b, overlappende ved sidene 12 resp. 14. Et hull blir derpå boret gjennom de overlappende deler av platene og gjennom forskalingen 306. En bolt eller skrue 3 08 innføres gjennom hullet og festes med en underlags-skive 310 og en mutter 312. Innsiden av forskalingen 306 kles med plater på denne måte i alle de områder hvor det ønskes brannsikring. Betong eller et annet byggemateriale blir derpå utstøpt i forskalingen.

Som vist på fig. 3, stikker klipset 302 inn i betongen 304. Når betongen herder blir platene 10a, 10b etc. sittende fast forankret til betongen 304. Mutteren 112 og underlagsskiven 310 kan fjernes, og da kan også forskalingen 304 fjernes.

Underlagsskiven 310 og mutteren 312 kan derpå plasseres på nytt på bolten 308. I denne utførelsesform holder bolten 308 skjøten mellom platene 10a og 10b fast sammen. Hvis det skulle være ønskelig kan den overskytende del av bolten 308 skjæres av ved linjen 320. Skjøten mellom platene 10a og 10b kan kittes med en værmotstandsdyktig kitt for å hindre at fuktighet trenger inn i konstruksjonen.

For å gjøre det enklere å transportere plater med fremstikkende elementer, kan de fremstikkende elementer lages av et materiale som kan bøyes flatt inn mot en flate på platen 10. Det beskrevne fjærstål egner seg for dette formål, men det kan også benyttes en lang rekke andre materialer. De fremstikkende elementer kan på denne måte bøyes ned etter at platene er blitt herdet, slik at de kan transporteres til arbeidsste-det. Fremspringene vil heller ikke være i veien når platene festes til forskalingen. Før utstøpingen av betongen kan de fremstikkende elementer bøyes på nytt i riktig stilling.

Etter denne beskrivelse av foretrukne utførelsesformer, er forskjellige alternative utførelsesformer åpenbare for fagfolk på området. Formen på og plasseringen av de fremstikkende elementer kan endres for å forenkle produksjonen av klipsene. Trådremser eller andre egnede materialer kan også benyttes til fremstilling av de fremstikkende elementer. Videre kan de fremstikkende elementer gis forskjellige former. De fremstikkende elementer kan for eksempel utformes med en større del som er innleiret i det utstøpte materiale. Det er dessuten ikke nødvendig å forme de fremstikkende elementer i en lukket sløyfe, slik som i den foretrukne utførelsesform.

Utenom boltene 308 kan det også benyttes andre festemekanismer. Hvis det videre benyttes plater uten overlappskjøter, vil det ikke være nødvendig å tiltrekke mutrene på boltene 308, fordi platene vil bli holdt på plass av de fremstikkende elementer i det utstøpte underlagsmateriale. Den synlige del av bolten kan skjæres av i disse tilfeller.

I en ytterligere alternativ utførelsesform kan den fremstikkende del inngå i selve bolten 308. Ved en slik utformning kan det fremstikkende element utelates på de brannhemmende plater. Da vil platene bli fastholdt til underlaget av bolten 308 alene.

Andre alternative utførelsesformer kan fremstilles ved å benytte dette festesystem for brannhemmende plater sammen med andre typer underlag. Støpt betong er bare blitt benyttet som et illustrasjonseksempel. Andre typer materialer som utstøpes kan også beskyttes på denne måte.

Claims (10)

1. Brannhemmende plate med et område som består av et brannhemmende materiale, karakterisert ved at et fremstikkende element (302) er forbundet med det brannhemmende materiale og strekker seg bort fra området der det brannhemmende materiale befinner seg.

2. Brannhemmende plate ifølge krav 1, karakterisert ved at det fremstikkende element (302) er formtilbøyd av en metallplatestrimmel.

3. Brannhemmende plate ifølge krav 1, karakterisert ved at platen omfatter et nettingverk (16) som er innleiret i det brannhemmende materiale, og at det fremstikkende element (302) er festet til nettingverket (16),

4. Brannhemmende plate ifølge krav 3, karakterisert ved at det fremstikkende element (302) omfatter et fjærklips som er låst fast til nettingverket (16).

5. Brannhemmende plate ifølge krav 4, der platen har i det minste en i hovedsaken plan flate, karakterisert ved at det fremstikkende element (302) stikker ut rettvin-klet på den plane flate, og at det fremstikkende element er så føyelig at det er bøybart mot den plane flate og vil vende tilbake til den rettvinklede stilling.

6. Fremgangsmåte til fremstilling av en brannhemmende plate ifølge kravene 1 til 5, karakterisert ved at a. det herdbare, brannhemmende materiale utformes som en plate (10), og at b. et fremstikkende element (302) innføres i det herdbare, brannhemmende materiale på en slik måte at en del av det fremstikkende element (302) stikker frem fra det brannhemmende materiale.

7. Fremgangsmåte for påføring av brannhemmende plater (10) ifølge kravene 1 til 5 på en støpt konstruksjon, karakterisert ved at a. en forskaling (306) kles med brannhemmende plater (10), der hver plate (10) har i det minste ett fremstikkende element som strekker seg bort fra forskalingen (306), og at b. materialet i konstruksjonen (304) utstøpes i forskalingen (306) .

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det brannhemmende materiale festes til siden av forskalingen før materialet i konstruksjonen (304) utstøpes.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at festearbeidstrinnet består i at en bolt (308) føres gjennom hver plate (10) og gjennom forskalingen (306) og i tillegg består i at a. forskalingsmaterialet fjernes, og at b. boltene (308) benyttes til å fastholde ved siden av hverandre liggende plater (10) av en rekke plater (10a,10b..).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at a. hver plate (10) omfatter et anslag (12) og et overheng (14), at b. platene (10) plasseres i forskalingen (306) på en slik måte at overhenget (14) på en plate (10b) overlapper anslaget (12) på en tilstøtende plate (10a), og at c. boltene (308) passerer gjennom anslagene (12) og overhengene (14).