Decken-Verbundelemente Treml 
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Fritz ; Tröger 
  
Sebastian Treml 
  
  
  
  
  
Ejwwp454_source 1 Zur Herstellung von dünnen Brandschutzplatten als Deckschicht nicht

In an exploratory study, different inorganic materials in mixture with various organic fibre materials were used for the manufacture of thin non flammable boards in order to optimize the mechanical characteristics. The material is intended to be used as a surface layer of lightweight non flammable boards for suspended ceiling elements as well as applications where a non flammable lamination is required.

Einleitung

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  Holzrahmenbauweise zugelassen. In diesem Anwendungsfeld (Gebäudeklasse 4) wird in Zukunft der Bedarf an leichten Brandschutzbaustoffen, z.B. für Bekleidungen, Deckenpaneele, etc. zunehmen (M-HFHHolzR 2004). Die zu entwickelnden dünnen Brandschutzplatten mit Faserarmierung (Kurzbezeichnung: düBraFa) sollen als Deckschicht im Verbund mit einer Wabenkern-Mittellage aus mineralisch hochgefüllten Papieren einen leichten und steifen Werkstoff mit höchster Klasse beim Brandverhalten ergeben. Hierdurch soll die Ejwwp454_source Möglichkeit geschaffen werden, große, freitragende Paneelflächen zu planen, wodurch einerseits die gestalterische Freiheit vergrößert wird und andererseits die bisher notwendigen, aufwändigen Untertrag-oder Aufhängekonstruktionen vereinfacht werden können. Andere potentielle Anwendungsfelder sind der Einsatz als freitragendes Akustikdeckensegel; die düBraFa sollte sich aber prinzipiell auch als nicht brennbare Beschichtung für Tragwerkskonstruktionen oder Wandaufbauten aus Holz oder Holzwerkstoffen einsetzen lassen. Fertigungstechnisch soll im Wesentlichen auf die Verfahrenstechnik zur Herstellung von mineralischen Holzwerkstoffen zurückgegriffen werden. Material und Methode Es wurden unterschiedliche Materialkombinationen zur Herstellung der düBraFa aus Blähglas und Perliten in Mischung mit Anteilen von thermomechanisch aufgeschlossenem Refinerfaserstoff (TMP) und Seegrasfasern untersucht. Das verwendete Blähglas lag in einem gemischten Sortiment mit Partikelgrößen vor, wie sie zur industriellen Herstellung von Blähglasplatten verwendet werden. Die Schüttdichte wurde mit 345 kg/m 3 bestimmt. Grobkörnige Perlite, die heute üblicherweise im Bauwesen als Schüttmaterial für Dämmzwecke zum Einsatz kommen, wurden auf einer Hammermühle mit einem Siebeinsatz von 1,5 x 20 mm (Sieblochung) gemahlen. Die Schüttdichte betrug oceanica -ein Seegras der Gruppe der Posidoniaceae. Dieses Material fällt an den Küsten rund um das Mittelmeer und an der Australischen Südküste in großen Mengen an und wird bislang stofflich nicht genutzt. Hervorzuheben ist die Nichtbrennbarkeit dieser Fasern. Eine Brennwertbestimmung ergab einen Mittelwert von ca. 13 MJ/kg (zum Vergleich: Holz: ca. 17 MJ/kg). Die Materialien wurden in einem schnelllaufenden Mischer mit einem Schaufelmesserring (Fa. Papenmeier) bei 800 1/min vermischt. Der Ejwwp454_source Klebstoff wurde während des Mischprozesses kontinuierlich zugeführt. Nach dem Einstreuen in einen Pressrahmen wurde die gestreute Fläche vorverdichtet und in einer Heißpresse bei 160°C mit einem Presszeitfaktor von 38 s/mm ausgehärtet. Die Plattendicke wird durch Distanzleisten eingestellt. Nach einer Lagerung im Normklima 20/65 wurden an den Varianten I -V die Biegefestigkeit, der Biege-E-Modul (EN 310) sowie die Brutto-Verbrennungswärme (PCS-Wert) nach EN ISO 1716 bestimmt. Resultate Eine auffallend gute Mischungsqualität zeigte sich bei der Verwendung von Perliten in Mischung mit Seegrasfasern. Hier bildeten sich im Gegensatz zu den Varianten mit TMP keine Faseragglomerationen in der Plattenfläche. Die untersuchten Mischungen IV und V zeigen bei 5 mm Plattendicke und einer Rohdichte von ca. 800 kg/m 3 einen hohen E-Modul. Die Biegefestigkeit ist dagegen gering. Um eine Einschätzung über das Brandverhalten der düBraFa zu geben, wurde an zwei Materialvarianten (Var. IV und V) der PCS-Wert mit der Kalorimetermethode nach EN ISO 1716 bestimmt. Eine Klassifizierung in die Klasse A1 nach EN 13501-1 ist möglich, wenn der PCS-Wert < 2,0 MJ/kg ist, und die Kriterien nach EN ISO 1182 (ISO-Ofen) eingehalten werden. Beide geprüften Varianten weisen einen PCS-Wert < 2,0 MJ/kg auf. Die Verwendung von Seegrasfasern bei der Variante V zeigt hier den Vorteil des geringeren PCS-Wertes der organischen Komponente. Bei gleichem organischen Anteil wie in der Variante IV, lässt sich so der PCS-Wert um ca. 22 % reduzieren, was eine deutliche Erhöhung des organischen Anteils zur Erzielung besserer Festigkeiten möglich macht, ohne die bezüglich des geprüften Kriteriums des PCS-Wertes geltende Mindestanforderung der höchsten Klasse (A1

5Figure 1 :6

 1 Abbildung 1: Oben links: Oberflächenstruktur Variante V; Oben rechts: Materialmuster; Unten: Oberflächenstruktur der Variante V nach Brandschachtversuch, unbeflammter Bereich A, beflammter Bereich B Figure 1: Top left: surface structure of variation V; top right: material sample; bottom: surface structure of variation V after Brandschacht test, not flame-impinged area A, flame-impinged area B

  

Table 1 :

 1 Mixing ratios and performance of investigated material options

		Material / Mischungsverhältnis	je 3 Platten	Biegefestigkeit		
	Var.	Organisch	Anorganisch Na 2 SiO 3 Dicke	ρ	f m	σ	E m	H 0
			%atro		%atro	%atro	mm kg/m³ n N/mm² N/mm² N/mm² MJ/kg
	I	TMP	15	BG	75	10	5	673 4	1,7	0,21	270	-
	II	TMP	14	BG	71	15	5	704 4	3,3	0,34	1310	-
	III TMP	14	Per.	71	15	5	708 4	2,8	0,61	820	-
	IV TMP	8,5	Per.	76,5	15	5	833 4	5,4	0,42	2100 1,462
	V	SG	8,5	Per.	76,5	15	5	807 4	4,5	1,24	2100 1,142
	VI	SG	8,5	Per.	76,5	15	3	850 -	-	-	-	-