Einleitung: Brandschutzbeschichtungen – damit Stahlkonstruktionen im Feuer die entscheidenden 180 Minuten standhalten
Die fatale Schwachstelle von Stahlkonstruktionen – wenn die Temperatur auf >500 °C steigt, halbiert sich die Streckgrenze des Stahls – bei >600 °C geht die Tragfähigkeit verloren – Strukturzusammenbruch. Die unmittelbare Ursache für den Einsturz des WTC am 11.09. – nicht der Flugzeugaufprall – sondern das Brennen von Flugzeugkraftstoff (>1000 °C) – Versagen der Brandschutzbeschichtung der Stahlkonstruktion – Erweichung des Stahls – stapelförmiger Einsturz der Geschosse. Die Aufgabe von Brandschutzanstrichen – unter der Standardbrandkurve (ISO 834 – Raumtemperatur → >500 °C/5 min → >800 °C/30 min → >1000 °C/120 min) – die Temperatur der Stahlkonstruktion von >1000 °C auf <140 °C (Sicherheitsschwelle für Stahlkonstruktionen) zu verzögern – um für die Evakuierung der Personen und die Brandbekämpfung – 60–180 Minuten Goldzeit zu erkaufen.
Brandschutzbeschichtungen für Stahlkonstruktionen werden unterteilt in intumeszierende (dünnschichtig – DFT 0,5–3 mm – schäumt bei Feuer um das 50- bis 100-fache auf – bildet eine 2–5 cm dicke Schaumkohleschicht – Wärmedämmung – Feuerwiderstand >60–120 min) und nicht-intumeszierende (dickschichtig – DFT >10–25 mm – zementgebunden / Vermiculit / Perlit – Wärmeleitfähigkeit selbst 120–240 min). Chinesischer Standard GB 14907-2018 – Feuerwiderstandsdauer – R (Tragfähigkeit) / E (Integrität) / I (Isolierung) – >0,5 h – 1 h – 1,5 h – 2 h – 2,5 h – 3 h – sechs Stufen.
FAQ
Q1: Die „Drei-Quellen“-Chemie von intumeszierenden Brandschutzbeschichtungen – wie wirken APP/PER/MEL synergistisch?Säurequelle (APP/Ammoniumpolyphosphat –> bei 215°C Freisetzung von Polyphosphorsäure) – katalysiert Dehydratisierung und Veresterung der Kohlenstoffquelle (PER/Pentaerythrit) – Bildung eines Kohlenstoffgerüsts – Gasquelle (MEL/Melamin –> bei 300°C Sublimation mit Freisetzung von NH3/N2) – bläst die geschmolzene Kohleschicht auf – expandiert um das 50- bis 100-fache – bildet einen >2–5 cm dicken Schaumkohleschicht – Wärmeleitfähigkeit 1000°C – Stahltemperatur bleibt <140°C. „3:1:1 – APP:PER:MEL – = – das über – 40 – Jahre – bewährte – Goldene – Verhältnis“.
Q2: Nicht-intumeszierend – Warum bietet „durch Dicke“ bereits Feuerschutz?Zementbasiert / Vermiculit / Perlit „eigenes – ist – Dämmstoff“ Wärmeleitfähigkeit 800°C – Wärmestrom – Q≈ – 800/0,2=4000W/m2 – Stahlkonstruktion – verträgt „Temperatur – nicht – über – 140° – C“ „dick – = – sicher“ aber „20 – mm – dick – = – schwer – > – 20kg – / – m2 – Struktur – Last – muss – berechnet – werden“.
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Zusammenfassung
Brandschutzbeschichtungen für Stahlkonstruktionen – intumeszierend (dünnschichtig / APP-PER-MEL-Drei-Komponenten-System / 50–100-fache Aufschäumung – ästhetisch) – nicht-intumeszierend (dickschichtig / zementgebunden / wirksam durch Schichtdicke – schlicht). GB 14907, sechs Feuerwiderstandsklassen. Kexin New Materials bietet ein komplettes Sortiment an Brandschutzbeschichtungen und Unterstützung bei Feuerwiderstandsprüfungen. „Stahlkonstruktionen eine Feuerschutzkleidung anziehen“.