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Dokumentenidentifikation DE3853163T2 22.06.1995
EP-Veröffentlichungsnummer 0375738
Titel FEUERBESTÄNDIGE ISOLIERZUSAMMENSETZUNG.
Anmelder The Dow Chemical Co., Midland, Mich., US
Erfinder APOSTOLOPOULOS, Ioannis, D-7573 Sinzheim, DE
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 3853163
Vertragsstaaten AT, CH, DE, FR, GB, IT, LI, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 24.08.1988
EP-Aktenzeichen 889085361
WO-Anmeldetag 24.08.1988
PCT-Aktenzeichen US8802911
WO-Veröffentlichungsnummer 8901864
WO-Veröffentlichungsdatum 09.03.1989
EP-Offenlegungsdatum 04.07.1990
EP date of grant 22.02.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.06.1995
IPC-Hauptklasse B32B 3/26
IPC-Nebenklasse B32B 7/00   E21D 11/38   

Beschreibung[de]

Eines der Probleme, das oft bei Tunneln auftritt, die in schwerem Frost ausgesetzten Bereichen liegen, ist das Problem des Grundwassers. Probleme treten deswegen auf, daß Wasser in das Innere des Tunnels über ein natürliches Netzwerk von Rissen und Brücken leckt und nicht trockengefriert. Im Winter, wenn die Temperatur unter 0ºC abfällt, friert diese kontinuierliche Strömung von Wasser und baut allmählich große Eissäulen auf, welche die Wände bedecken und massive Eiszapfen bildet, welche von der Decke herabhängen, im allgemeinen an oder nahe bei den Tunnelöffnungen. Selbst bei Temperaturen, welche etwas oberhalb Gefrierpunkt liegen, ergeben Unterschiede in den barometrischen Drücken bei jeder Tunnelöffnung Anlaß zu einem Venturieffekt, bei welchem manchmal starke kalte Winde einen Aufbau von massiven Eisformationen an den Eingängen der Tunnel ergeben.

Die Bildung von Eis längs der Tunnelwände und Entwässerungsgräben blockiert oft die Entwässerung, was bewirkt, daß Wasser auf das Straßen- oder Schienenspurbett überläuft, wo es gefriert. Das Befahren wird gefährlich, und die Straßenbette oder Spuren im Fall von Schienentunneln sind schwierig aufrechtzuerhalten, insbesondere bei vielbefahrenen Tunneln. In schweren Fällen können massive Eissäulen oder Eiszapfenbildungen an den Tunnelgewölben gewaltige Belastungen hervorrufen, welche elektrische Drähte und Tragklammern herabziehen, wodurch schwere Unfälle, insbesondere während Tauperioden hervorgerufen werden.

Verschiedene Methoden wurden angewandt, um diese Probleme zu lösen. Wartungsmannschaften können eingesetzt werden, um das Eis wegzumeißeln oder das Eis mit Salzlösungen zu besprühen. Solche Methoden sind dadurch kostspielig, daß sie den Einsatz von Arbeitskraft in großem Umfang erfordern und Korrosion bewirken oder die Ökologie beschädigen. Alternativ wurden auch Versuche unternommen, die Risse in Tunnelwänden durch Injektion von Chemikalien oder durch Verstemmen mit Spritzbeton abzudichten. Diese Methoden sind kompliziert und kostspielig, und die Ergebnisse sind in starkem Ausmaß unsicher. Falls man beabsichtigt, einen wasserdichten Schild rings um einen Teil oder Abschnitt des Tunnels aufzubauen, baut sich der Wasserdruck allmählich nur auf, um an irgendeiner anderen Stelle durchzusickern, in zahlreichen Fällen benachbart zu den Rissen, welche gerade aufgefüllt wurden.

Eine der einfachsten Lösungsmöglichkeiten dieses Problems ist die Ausnützung der Wärme des Gebirges im Inneren, um das Grundwasser am Gefrieren zu hindern. Indem die Temperatur des Grundwassers so oberhalb Gefrierpunkt gehalten wird, tropft es normalerweise in die vorgesehene Drainage, wodurch eine Beschädigung des Tunnelinneren, die durch Gefrieren des Grundwassers hervorgerufen wird, vermieden wird. Dies kann in effektiver Weise durch Isolierung der Oberflächenwände und -decken des Tunnelinneren erreicht werden.

Da die in dem Wasser enthaltene Wärme bei Exposition an der kalten Felsoberfläche und der kalten Außenluft abgegeben wird, folgt hieraus, daß das Volumen von Luft zwischen der Felsoberfläche und dem Isoliermaterial auf einem Minimum gehalten werden sollte. Daher ist es wesentlich, daß das Isoliermaterial flexibel ist und in einem gewissen Ausmaß in der Lage ist, den Konturen der inneren Felswand des Tunnels zu folgen. Zusätzlich sollte das verwendete besondere Isoliermaterial einen sehr geringen Wärmeleitungskoeffizienten besitzen und gleichzeitig gegenüber Wasser undurchlässig sein. Aus ökonomischen Gründen sollte ein solches Tunnelisoliermaterial ebenfalls leicht zu installieren sein und wenig Wartung benötigen.

Eines der besten Isoliermaterialien, das sich als am erfolgreichsten bei der Lösung von Tunnelvereisungsproblemen dieses Typs herausgestellt hat, ist ein extrudierter geschlossenzelliger Polyethylenschaum. Polyethylenschaum besitzt niedrige Wärmeleitfähigkeit und absorbiert eine vernachlässigbare Wassermenge, Eigenschaften, die er bis zu so niedrigen Temperaturen wie -40ºC beibehält. Er widersteht der Witterung und ist ausreichend fest, um den Mitreißdrücken von Wind, passierenden Lastwagen oder Zügen zu widerstehen. Er ist gegenüber geringerer mechanischer Beschädigung beständig, und die Flexibilität dieses Materials macht es möglich, sich an die gesprengten Felsoberflächen der inneren Tunnelwände anzupassen. Er kann leicht hergestellt werden, und sein leichtes Gewicht und seine leichte Verarbeitbarkeit machen seine Installation innerhalb Tunnelbegrenzungen einfach, siehe "Polyethylene Foam Insulation Solves Icing Problem in Rocky Mountain Railway Tunnels", Sally Woods, Engineering Digest, S. 13-16, August 1985 (siehe Oberbegriff des Anspruches 1).

Ein Nachteil bei der Verwendung von Polyethylenschaum ist jedoch seine Entflammbarkeit. Polyethylenschäume können durch Zugabe von Flammhemmstoffen flammhemmend gemacht werden. Im allgemeinen enthalten solche Flammhemmzusätze jedoch halogenierte Verbindungen, welche beim Brennen Brom- und Chlorgase freisetzen. Diese Gase sind schwer und toxisch und können gefährlicher als das Feuer selbst im Fall eines nicht flammhemmend behandelten Schaumes sein. Daher besteht die Notwendigkeit für ein Tunnelisoliermaterial, das alle Vorteile von Polyethylenschaum einschließlich der Isoliereigenschaften von Polyethylenschaum aufweist, das jedoch ebenfalls feuerhemmend ist.

Diese Erfindung betrifft eine feuerhemmende Tunnelisolierzusammensetzung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Tunnelisolierzusammensetzung zur Anwendung bei der Tunnelauskleidung, umfassend eine geschlossenzellige flexible Polyethylenschaumschicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß diese Schicht an ein Metallblech mittels eines Klebmittels, das eine Schmelztemperatur von annähernd derselben oder einem höheren Wert als der Schmelztemperatur dieses Polyethylenschaumes hat, zur Ausbildung einer feuerbeständigen Isolierzusammensetzung geklebt ist.

Ein zweiter Aspekt dieser Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anbringen einer feuerbeständigen Tunnelisolierzusammensetzung gemäß der Erfindung auf das Innere eines Tunnels.

Die Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht der feuerbeständigen Tunnelisolierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Tunnels, der mit der feuerbeständigen Tunnelisolierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ausgekleidet ist.

Eine Doppelauskleidung aus Aluminium, welche zwischen den Aluminiumblechen ein Frostisoliermaterial gesandwicht enthält, ist aus "Insulated Panels for Protection Against Water and Frost", Krokeborg und Pedersen, Proceedings International Symposium, Oslo 1984, (TAPIR, Trondheim) bekannt. Die Aluminiumauskleidung umfaßt im wesentlichen eine Folie großer Dicke, annähernd 0, 5 bis 0,7 mm Dicke, welche eine Mineralwolleisolierung zwischen den Schichten der Aluminiumfolie enthält. Ein solches Isoliermaterial hat den Nachteil, daß es auf der rauhen Oberfläche einer Tunnelfelsfläche leicht reißt, wodurch das Isoliermaterial gegenüber der Felswandoberfläche freigelegt wird. Mineralwolle ist zur Verwendung als Tunnelisoliermaterial nicht sehr geeignet. Mineralwolle absorbiert rasch Wasser, welches anschließend gefriert und den Isolierwert dieses Materials zerstört. Zusätzlich schmelzen die Aluminiumfolienschichten bei relativ niedrigen Temperaturen von annähernd 660ºC. Im Falle eines heißen Feuers ist die Möglichkeit der Aluminiumschmelze und des Herbeiführens eines Kollabierens der Isolation und der Zerstörung oder des Kurzschlusses von Stromleitungen hoch.

Diese Probleme können dadurch überwunden werden, daß die feuerbeständige Tunnelisolierzusammensetzung dieser Erfindung eingesetzt wird. In der Zeichnung zeigt Fig.1 einen Querschnitt der feuerbeständigen Isolierzusammensetzung.

Geschlossenzellige Polyethylenschäume sind leicht in Form von extrudierten Platten (sog. Planks), welche von 20 bis 120 cm in der Breite und von 0,2 bis 5 m in der Länge messen, erhältlich. Diese Platten sind in Dicken von 30, 50, 70, 80 und 100 mm erhältlich. Die Dicke der speziellen Platten, welche verwendet werden, hängt von dem Klima und der Härte der Winterbedingungen, denen der Tunnel ausgesetzt ist, ab. Normalerweise werden Platten mit einer Breite von etwa 1 m, einer Länge von etwa 2 m und mit einer Dicke von etwa 50 mm verwendet. Da dieser Typ von Polyethylenschaummaterial aus Millionen von feinen geschlossenen Zellen aufgebaut ist, besitzt er eine hohe Isolierfähigkeit. Es ermöglicht nur vernachlässigbaren Durchtritt von Wasser oder Dampf, wodurch es eine ausgezeichnete Barriere für Grundwasser ist. Polyethylenschaum ist ausreichend flexibel und rückfedernd, so daß er auf gezackten Felswandoberflächen nachgibt und nicht reißt. Darüber hinaus behalten Polyethylenschäume ihre ausgezeichneten Eigenschaften über einen breiten Bereich von Temperaturen, der von -40ºC bis 70ºC reicht. Daher können sie innerhalb eines breiten Bereiches von Umgebungstemperaturen eingebaut werden, und zahlreiche Tunnels wurden erfolgreich mit Polyethylenschaum isoliert, um Grundwasser am Gefrieren auf Tunnelwandoberflächen zu hindern.

Wie bei allen thermoplastischen Schaummaterialien brennt Polyethylenschaum jedoch bei einer kurzzeitigen Exposition gegenüber einer offenen Flamme. Wenn große Mengen von Polyethylenschaum brennen, werden darüber hinaus dichte Rauchwolken gebildet. Die Zugabe von feuerhemmenden Chemikalien kann dazu benutzt werden, Polyethylenschäume stärker flammhemmend zu machen. Wie bereits ausgeführt, enthalten diese Flammhemmzusätze im allgemeinen Halogenderivate, welche toxische Gase wie Brom und Chlor beim Brennen freisetzen. Diese toxischen Gase können in einem relativ eingeschlossenen Bereich wie beispielsweise in der Mitte eines langen Tunnels sogar gefährlicher sein als das Feuer selbst.

Um zu vermeiden, daß offene Flammen in direkten Kontakt mit dem Polyethylenschaum kommen, wurde ein Verbundmaterial oder Polyethylenlaminat entwickelt, bei welchem die Oberfläche des Polyethylenschaums, welche dem Tunnelinneren gegenüberliegt, von einer Metallfläche bedeckt ist. Die Verwendung eines Metallbleches als Abdeckung für brennbare Materialien ist nicht neu. Jedoch wird das Verbinden einer Metallfolie an ein solches Kunststoffschaummaterial zur Bildung einer feuerbeständigen Isolierzusammensetzung als neu angesehen. Bei einigen Anwendungen kann es wunschenswert sein, beide Oberflächen des Polyethylenschaums mit einer Metallfolie abzudecken, wodurch ein Verbundkörper aus Polyethylenschaum zwischen zwei Schichten einer metallischen Fläche gebildet wird.

Gemäß den Lehren dieser Erfindung werden die Metallfläche oder die Metallflächen mittels eines besonderen thermoplastischen Klebmittels oder Klebstoffes verklebt, das/der bei annähernd derselben oder einer höheren Temperatur schmilzt, als derjenigen, bei welcher der Polyethylenschaum schmilzt. So haben Labortests gezeigt, daß der Polyethylenschaum sich nicht als Folge einer schlechten Haftung entlaminiert, wenn eine freie Flamme in direkten Kontakt mit der Oberfläche der Verbundmetallfolie kommt. Darüber hinaus neigt der Polyethylenschaum zum Schrumpfen oder Wegschmelzen von der Wärmequelle unter Bildung von Hohlräumen oder Taschen hinter der Metallfolie, wodurch die Bildung von Zugluft und nachfolgendes Brennen minimiert wird.

Obwohl Folien aus Nichteisenmetallen für bestimmte Installationen angewandt werden können, ist die Verwendung eines Stahlbleches für die Installation von feuerbeständigen Tunnelisoliermaterialien bevorzugt. Die Dicke des Stahlbleches kann von etwa 0,01 bis 0,3 mm betragen, und sie ist bevorzugt von etwa 0,02 bis 0,2 mm, damit das Stahlblech flexibel ist.

Die Länge und Breite des Stahlbleches wird durch die Länge und Breite der verwendeten Polyethylenplatten bestimmt. Falls ein Verbund, der nur eine einzelne äußere Stahlschicht besitzt, angewandt wird, sollte die Stahlschicht etwa 50 mm zusätzliches Stahlblech einschließen, welches jede Kante der Polyethylenplatte überlappt. Diese Überlappung kann umgefaltet sein, um die Kanten der Polyethylenplatte abzudecken, so daß keine Polyethylenoberfläche gegenüber der inneren Fläche des Tunnels exponiert ist.

Die Klebemittel- oder Klebstoffschicht kann aus einer Vielzahl von Materialien bestehen, solange dieses in zufriedenstellender Weise an dem Stahlblech und dem Polyethylenschaum haftet. Es sollte ebenfalls bei annähernd derselben Temperatur oder einer höheren Temperatur als der Polyethylenschaum schmelzen, damit ein Schmelzen und Zurückziehen des Polyethylenschaumes von dem heißen Metallblech, wenn dieses einer direkten Hitzequelle ausgesetzt wird, möglich wird, und er nicht von dem Metallblech entlaminiert wird. Im Fall eines größeren Tunnelbrandes ermöglicht dies, daß der Polyethylenschaum eine vor einer offenen Flamme durch die Stahlschicht geschützte flüssige Schmelze bildet. Diese Schmelze kann durch Schwerkraft hinter der Stahlschicht in die Bodendrainage, die außerhalb des Gefahrenbereiches vorgesehen ist, strömen.

Geeignete Klebemittel schließen Klebstoffharze ein wie Ethylen-Vinylalkohol- und Ethylen-Acrylsäurecopolymere, wobei das zuletztgenannte das Klebstoffharz der Wahl ist. Das Klebstoffharz kann direkt auf das Stahlblech aufgebracht werden, indem das geschmolzene Harz auf das Metallblech durch ein Formwerkzeug bei Temperaturen von etwa 210ºC extrudiert wird. Das geschmolzene Klebstoffharz kann als ein fallender Vorhang direkt auf das Stahlblech, wenn dieses kontinuierlich unterhalb der Öffnung des Formwerkzeuges durchtritt, aufgebracht werden. Die Geschwindigkeit, mit welcher das Stahlblech wandert, bestimmt die Dicke des Klebstoffüberzugs. Bei Umgebungstemperaturen ist die Klebstoffschicht fest und nichtklebrig, so daß das mit Klebstoff beschichtete Stahlblech beispielsweise zu einer Rolle aufgewickelt werden und für weitere Verwendung gelagert werden kann.

Das die Klebstoffschicht aufweisende Stahlblech kann dann mit der Polyethylenschaumplatte mittels einer Heißluftlaminiertechnik laminiert werden. Heißluft von etwa 150ºC wird direkt gegen das mit Klebstoff beschichtete Metallblech zum Erweichen der Klebstoffschicht geblasen. Das mit erweichtem Klebstoff beschichtete Stahlblech wird dann fest gegen den Polyethylenschaum gepreßt und abgekühlt. Beim Abkühlen des Stahlbleches verbleibt dieses fest und flexibel an dem Polyethylenschaum verklebt. Für Polyethylenschaumverbundmaterialien, welche zwei Schichten von Metallflächen aufweisen, wird das Verfahren des Laminierens des mit Klebstoff beschichteten Stahlbleches auf der anderen Seite wiederholt. Der Auftrag des Klebstoffharzes auf das Metallblech, das Heißluftverkleben des erweichten Harzes mit dem Polyethylenschaum und das nachfolgende Schneiden der laminierten Platten auf ihre gewunschte Länge können sämtlich zu einem kontinuierlichen Arbeitsvorgang kombiniert werden, der einen Durchsatz von fertigem Verbundmaterial im Bereich von etwa 0,5 bis 2,0 m/min hat. Alternativ können die mit Klebstoff beschichteten Stahlbleche vorher hergestellt, gelagert und anschließend an den Polyethylenschaum je nach Erfordernis geklebt werden.

Im Anschluß an das Kleben der Stahlbleche auf die Polyethylenschaumplatte wird die äußere Oberfläche des Stahlbleches im allgemeinen beschichtet, um den Stahl vor Korrosion zu schützen. Alternativ kann eine Seite des Stahlbleches mit einem Schutzüberzug vor dem Auftrag des Klebstoffharzes auf die gegenüberliegende Seite vorbeschichtet werden. Eine beliebige Anzahl von Schutzüberzügen oder Anstrichüberzügen, die dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind, kann für diesen Zweck benutzt werden.

Bevorzugt wird ein Anstrichüberzug benutzt, welcher sowohl korrosionsfest als auch feuerbeständig ist. Ein solcher Überzug kann auf das Metallblech oder auf das fertige Metallverbundmaterial aufgesprüht, aufgebürstet oder aufgewalzt werden. Der feuerbeständige Überzug sollte derart sein, daß er ein Feuer, sobald dieses einmal entzündet ist, nicht weiter ausdehnt. Bevorzugt sollte er zu dem Typ gehören, der von selbst innerhalb weniger Minuten, nachdem der direkte Flammenkontakt entfernt wurde, erlöscht. Die Anstrichmasse sollte flexibel sein, so daß keine Risse oder ein Absplittern des Anstrichüberzuges während der Handhabung und des Einbaues auftritt. Gegenüber Kraftfahrzeugabgasen, insbesondere Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid, Stickoxiden, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und ihren entsprechenden Säuren chemisch beständige Überzüge sind besonders erwünscht.

Beispiele der Anstrichüberzüge, welche verwendet werden können, sind Überzugsmassen, die Harze auf Phenolbasis, Phenol-Aldehydharze, Acrylharze oder Epoxyharze umfassen. Auf Epoxyharz basierende Anstrichüberzüge sind der Überzug der Wahl. Zusätzlich zu guter Haftung ergeben sie ausgezeichnete Korrosionsfestigkeitseigenschaften und können so formuliert werden, daß sie verschiedene Werte der Feuerbeständigkeit ergeben. Zusätzlich können solche Filmüberzüge ausreichend elastisch gemacht werden, daß ein Reißen und Absplittern des Überzuges während der Handhabung und der Installation vermieden wird. Ein weiterer bevorzugter korrosionsbeständiger Überzug ist ein Ethylen-Acrylsäurecopolymeres.

Feuerbeständige Tunnelisolier-Verbundplatten, die gemäß der Erfindung hergestellt sind, können unter Verwendung dem Fachmann auf dem Gebiet bekannter, einfacher Arbeitsweisen installiert werden. So werden, wie aus Fig.2 ersichtlich ist, die Polyethylenplatten an ihren langen Kanten zur Bildung einer Matte miteinander verbunden. Die Breite der Matte ist der Länge der Verbundplatten gleich. Die Länge der einzelnen Matte sollte aus einer ausreichenden Anzahl von Platten bestehen, so daß ein größerer Teil oder der gesamte Querschnitt einer Tunnelwand und eines Tunnelgewölbes bedeckt wird. Bevorzugt sind die Verbundplatten mittels eines thermoplastischen Heißschmelzklebstoffes wie beispielsweise eines Urethanelastomeren, kantenverklebt. Ein solcher Klebstoff wird leicht aufgetragen und behält ausreichende Flexibilität bei, selbst bei extrem heißem oder kaltem Wetter, so daß er während der Installation nicht reißt oder bricht.

In dieser Weise gebildete Matten werden an der Felsflächenwand mittels Bolzen, welche zuvor in die Felsflächenwand eingesetzt wurden, befestigt. Es werden Löcher in rechtem Winkel gebohrt, und die mit Gewinde versehenen Bolzen werden eingesetzt und permanent an Ort und Stelle mittels eines Epoxyharzes versiegelt. Dies dient der Verankerung des Bolzens an seinem Ort und verhindert, daß Grundwasser rings um jedes gebohrte Loch leckt. Die Bolzen sind so angeordnet, daß jede Verbundplatte einer Matte unabhängig an der Felsflächenwand befestigt ist, so daß das Zusammenfallen von einzelnen Verbundplatten im Falle eines Versagens des Klebstoffes vermieden wird.

Solche Verbundmatten können außerhalb des Tunneleinganges hergestellt und an den Montageplatz durch Gabelstapler- Montierfahrzeuge verbracht werden. Die Matten werden sorgfältig zentriert und an der Felsflächentunnelwand mittels Muttern und Unterlagsscheiben befestigt, die auf den zuvor angebrachten Bolzen festgezogen werden. Die Unterlegscheiben haben annähernd 200 cm² und nach oben gerichtete Kanten, so daß sie den behandelten feuerbeständigen Überzug des Verbundmaterials nicht zerkratzen oder hierin einschneiden. Diese Verfahrensweise der Präparation und Installation von Matten wird wiederholt, bis soviele Matten installiert sind, wie zum Bedecken der inneren Fläche des Tunnels erforderlich sind. Die Kanten jeder Matte sollten sich an den Kanten der benachbarten Matte um etwa 30 bis 50 cm überlappen, so daß absolut kein Polyethylenschaum irgendwo gegenüber der inneren Fläche des Tunnels freiliegt. Ebenfalls ist es wichtig, daß keine Luft hinter der Matte unter Bildung von Luftzug zirkuliert. Hohlräume einschließlich insbesondere der Öffnungskanten der Matte müssen mittels eines feuerbeständigen Füllstoffes, wie Mineralwolle, versiegelt werden.

Das folgende Beispiel erläuteret die Feuerbeständigkeitseigenschaften einer Tunnelisolierzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem Polyethylenschaum des Standes der Technik.

BEISPIEL

Platten eines geschlossenzelligen Polyethylenschaums, eines geschlossenzelligen Polyethylenschaums, der feuerbeständig behandelt wurde, eines Polyethylenschaumverbundes, der mit einem Stahlblech mit einem korrosionsbeständigen und teilweise feuerbeständigen Uberzug auf seiner äußeren Oberfläche verklebt worden war, und eines Polyethylenschaumverbundes, der an ein Stahlblech mit einem korrosions- und feuerbeständigen Überzug auf seiner äußeren Oberfläche verklebt war, wurden einzeln in aufrechter Stellung angeordnet. Ein Bunsenbrenner wurde mit einem Winkel von 45º geneigt und so angeordnet, daß die Flamme in direktem Kontakt mit einem etwa 5 cm von der Basis einer jeden Testplatte entfernten Fleck war. Am heißesten Punkt des Flammenangriffs wurden Temperaturen von 900 bis 920ºC mittels eines Thermometers Technoterm 9500 aufgezeichnet.

Alle Proben bestehen aus einem extrudierten geschlossenzelligen Polyethylenschaum mit den Abmessungen 25 cm Breite, 30 cm Länge und 5 cm Dicke. Der Polyethylenschaumverbundkörper ist mit zwei verschiedenen korrosionsbeständigen Epoxyüberzügen beschichtet: (1) einem korrosionsbeständigen Überzug mit Feuerhemmeigenschaften, und (2) einem korrosionsbeständigen Überzug mit verbesserten Feuerhemmeigenschaften. Die Zusammensetzungen dieser korrosionsbeständigen Überzüge sind wie folgt:

Zusammensetzung (1)

(a) Ein Epoxyharz mit hohem Bromgehalt (20-21%) von niedrigem Molekulargewicht in Acetonlösung (80% Feststoffe) mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 480 bis 560, basierend auf Harzfeststoffen: 100 Teile

(b) Ein Polyamidhärter mit hohem Molekulargewicht mit einem Gewichtsdurchschnittsmolekulargewicht von 285.000:

52 Teile

Zusammensetzung (2)

(a) Ein festes bromiertes Epoxyharz von niedrigem Molekulargewicht mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 440 bis 470, einem Erweichungspunkt von 78-85ºC und einem Bromgehalt von 47 bis 51 Gew.-%: 80 Teile

(b) Ein Epoxyharz mit niedrigem Molekulargewicht in einer Xylollösung (75% Feststoffe) mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 435 bis 550, basierend auf Harzfeststoffe, und einem Erweichungspunkt von 71 bis 84ºC: 20 Teile

(c) Ein Polyamidhärter von hohem Molekulargewicht mit einem Gewichtsdurchschnittsmolekulargewicht von 285.000:

52 Teile

Die Viskositäten der fertigen Zusammensetzungen können mit zusätzlichem Lösungsmittel eingestellt werden, um die gewünschte Auftragungsart zu ermöglichen, d.h. Aufsprühen, Aufbürsten oder Aufwalzen.

Die Tabelle I beschreibt die Art der hergestellten Testproben und die erhaltenen Ergebnisse.

TABELLE I
Schutz-Stahlblech, verklebt mit Polyethylenschaum Probe Polyethylenschaum* Feuerbeständiger Polyethylenschaum* Überzug Zeit zum Zünden des Uberzuges Brennen - maximale Flammen Selbsterlöschen des Feuers Polyethylenschaum Schmelzen und Abplatzen des Schaums Geschmolzene brennende Masse keiner kein Feuer * Durchschnitt von zwei Proben

Anmerkungen: Probe 1 - Aktives Brennen einer Ansammlung von verbleibendem geschmolzenem Schaum - das Feuer mußte gelöscht werden.

Probe 2 - Großes Loch in der Testprobe, wo der Schaum schmolz und brannte - Selbsterlöschen des Feuers nach Entfernung der offenen Flamme.

Probe 3 - Metallbeschichtung wurde angesengt, verblieb jedoch intakt. Der Polyethylenschaum zog sich zurück und schmolz von dem Punkt der heißesten Flamme weg. Kein Brennen irgendeines Schaumes.

Probe 4 - Dieselben Ergebnisse wie Probe 3.


Anspruch[de]

1. Tunnelisolierzusammensetzung zur Verwendung bei der Tunnelauskleidung, umfassend eine geschlossenzellige flexible Polyethylenschaumschicht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schicht an ein Metallblech mittels eines Klebmittels, das eine Schmelztemperatur von annähernd derselben oder einem höheren Wert als der Schmelztemperatur dieses Polyethylenschaumes hat, zur Ausbildung einer feuerbeständigen Isolierzusammensetzung geklebt ist.

2. Feuerbeständige Tunnelisolierzusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Metallblech ein Stahlblech von 0,01 mm bis 0,2 mm Dicke ist.

3. Feuerbeständige Tunnelisolierzusammensetzung nach Anspruch 2, worin die geschlossenzellige flexible Polyethylenschaumschicht auf beiden Seiten an dieses Stahlblech geklebt ist.

4. Feuerbeständige Tunnelisolierzusammensetzung nach Anspruch 2, worin die Polyethylenschaumschicht an dieses Stahlblech mittels eines Ethylen-Acrylsäurecopolymeren geklebt ist.

5. Feuerbeständige Tunnelisolierzusammensetzung nach Anspruch 2 oder 3, weiter umfassend einen korrosionsbeständigen Überzug auf der Außenoberfläche dieses Stahlblechs.

6. Feuerbeständige Tunnelisolierzusammensetzung nach Anspruch 5, worin der korrosionsbeständige Überzug Ethylen- Acrylsäurecopolymeres ist.

7. Feuerbeständige Tunnelisolierzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossenzellige flexible Polyethylenschaumschicht mittels eines Klebmittels an ein Stahlblech mit einer Dicke von 0,01 mm bis 0,2 mm zur Ausbildung einer feuerbeständigen Isolierzusammensetzung geklebt ist, und weiter dadurch gekennzeichnet, daß sie einen feuer- und korrosionsbeständigen Überzug auf der Außenoberfläche dieses Stahlbleches besitzt.

8. Feuerbeständige Zusammensetzung nach Anspruch 7, worin das Klebmittel ein Ethylen-Acrylsäurecopolymeres ist und der feuer- und korrosionsbeständige Überzug ein Epoxyharzüberzug ist.

9. Verfahren zum Anbringen einer feuerbeständigen Tunnelisolierzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 - 8 auf das Innere eines Tunnels, welches umfaßt:

a) Herstellen dieser feuerbeständigen Tunnelisolierzusammensetzungen in Form von Platten mit Abmessungen in der Breite von 20 bis 120 cm und in der Länge von 0,2 bis 5 m;

b) Miteinanderverbinden der langen Kanten dieser Platten zur Bildung einer Matte;

c) Einsetzen und Verankern von Bolzen in das Tunnelgestein an Decke und Wänden; und

d) Befestigen dieser Matte an diesen Bolzen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, worin die Kanten dieser Platten mittels eines Heißschmelzklebers verbunden werden.







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