[发明专利]基于石膏的预制建筑构件、特别是具有改进耐火性能的石膏板

说明书

本发明涉及含有硬化和干燥的石膏基基底的耐火预制建筑构件。本发明更具体地涉及平均厚度比较薄比如在优选的方向或尺度上有具有1至几厘米并且具有有限表面质量如十几kg/m²的预制建筑构件。作为优选但非限定性例子，涉及到的构件可以是在其两面均覆盖有增强板比如纸板或无机纤维(如玻璃纤维)衬垫石膏板型，也可以是其中石膏整体上含有均匀分散的纤维(比如纤维素纤维)通常用英文词GFB(石膏纤维板)表示的纤维板型。

“耐火”一词指的是预制建筑构件的阻燃能力，此能力可被理解为如下性能之一：

—在预先确定的温度范围内，在曝露在升温下以后，所述构件的尺寸稳定性；

—所述构件的在升温下的机械稳定性；

—所述的构件在升温下的绝热性；

根据国家不同，对耐火性能制订出具体的标准。比如在联邦德国，对于所谓的GKF板(即其基于石膏的基底的两个表面各覆盖含有混杂的纤维素纤维的增强片，比如纸板)，要参照与包括这种板的隔墙或衬里的体系有关的标准DIN18180(1989年9月版)和标准DIN4102(第IV部分)(1994年3月版)

这两个标准特别要求板的试样在大约850℃的温度下经受拉伸大约30分钟或1小时。本申请人在更苛刻条件下，即在970～1020℃下进行此测试大约1小时，在这样的条件下确定试样的内聚力和收缩。当涉及机械稳定性时，应该持续1/2小时以上；而涉及到尺寸稳定性时，收缩应该尽可能地小，比如在冷却状态下测定大约为4％。

如今，本申请人进一步认识到，尚未制造出具有耐火性能的GFB板，即所谓的GKF板。

按照文献US-C-3,616,173，叙述并提出了一种前面定义的(厚度小并且具备有限表面质量)预制建筑构件，在这种情况下，石膏板在其硬化石膏基底的两面上各覆盖一片纸板。此基底能够例如通过含有至少以下各成分的干物质加水拌和进行水合而得到：

—主要是大约71.5～99％可水合硫酸钙(CaSO₄·1/2H₂O)；

—大约0.1～1％玻璃纤维；

—含有粘土质、胶体硅石、氧化铝或这些化合物中至少两种的混合物的无机添加剂；这些无机添加剂含量为大约0.5～20％。

这些板具有有限的耐热机械稳定性。

按照属于本申请人的文献EP 0,409,914，叙述并提出了一种硬化石膏板，它不仅能够耐火，而且具有不传播火灾的能力。按照此文献，硬化石膏基底在其两面上均覆盖有玻璃衬垫。而且，硬化石膏基底还含有基于结晶硅石、滑石粉和云母的无机添加剂。

另外还知道，作为无机填料的各种结晶硅石对暴露于火焰的各种硬化石膏基底具有有益的影响。特别是，结晶硅石如石英在约600℃时具有一个膨胀平台区，能够以某种方式补偿严格意义上的石膏的收缩。

这样，对粉末状的结晶硅石(SiO₂)特别是可能含有小尺寸颗粒如小于5μm的颗粒在各种工业生产条件和环境下进行处理显然是困难和棘手的操作过程。

本发明的目的是通过限制石膏基底中硅石的含量改善如前面所定义的建筑构件，特别是所谓GFB纤维板或贴有纸板的石膏板的耐火性能，以使其在火焰中的性能达到如今已知的最高水平，即按照前面所规定的标准DIN18180和4102(第IV部分)的GKF板。

按照本发明，当使用含有粘土质的无机添加剂以增强耐火性能时，我们发现，所述添加剂的无机硅石的重量含量能够降低到15％，而不会影响建筑构件的耐火性能，其中所述添加剂是在被补充与粘土质相容并可分散在硬化石膏基底中的惰性无机材料的条件下被加入和分布的。

因此，按照本发明，该无机添加剂主要含有粘土质，其中结晶硅石的量最多等于所述无机添加剂重量的大约15％，还含有与粘土质相容并可分散在硬化石膏基底中的惰性无机补充材料。

由于本发明，在涉及到比如所谓GFB纤维板或贴纸板的石膏板时，无机添加剂的重量含量是这样的，即使该无机添加剂赋予建筑构件以与德国标准DIN18180和4102(第IV部分)所定义的所谓GKF板相同的耐火性能，特别是收缩率不超过4％。

此外，本发明的解决方案在本质上不对至今已知的各种用于制造这些建筑构件的方法加以改变，其中：

a)通过在两片纸板或两层玻璃纤维衬垫之间浇注基于石膏的膏状物，得到石膏板；

b)按照造纸类型的工艺过程过滤基于纤维素纤维和石膏的浆液以便得到所述GFB板；

c)通过半湿或半干的途径倾倒和压制纤维素纤维和水组成的混合物以便得到所述GFB板。