Brandwerende bescherming van betonnen kanaalplaten met Rockfon Facett platen

Transcriptie

1 Efectis Nederland BV Efectis Nederland-rapport 2010-Efectis-R0778 Brandwerende bescherming van betonnen kanaalplaten met Rockfon Facett platen Efectis Nederland BV Centrum voor Brandveiligheid Lange Kleiweg 5 Postbus CB Rijswijk T F E nederland@efectis.com Datum september 2010 Auteur(s) P.W.M. Kortekaas Ir. L.M. Noordijk Aantal pagina's 10 (exclusief bijlagen) Aantal bijlagen 3 (A t/m C) Opdrachtgever Rockwool / Rockfon BV Industrieweg JG Roermond Postbus KD ROERMOND Projectnaam Brandwerendheid bescherming van kanaalplaten Projectnummer Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, foto-kopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van Efectis. Indien dit rapport in opdracht werd uitgevoerd, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor onder-zoeksopdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het Efectis-rapport aan direct belang-hebbenden is toegestaan Efectis Nederland BV: een TNO bedrijf Voor u ligt een rapport van Efectis Nederland BV (voorheen TNO Centrum voor Brandveiligheid). Efectis Nederland BV en het zusterbedrijf Efectis Frankrijk, zijn sinds volle dochters van de Efectis Holding, waarin TNO en het Franse CTICM, participeren. De activiteiten van het TNO Centrum voor Brandveiligheid zijn al sinds ondergebracht in Efectis Nederland BV. Dit is ingegeven door de internationale marktontwikkelingen en klantvragen. Om de klantvragen nog beter te kunnen beantwoorden, en een breder pakket aan diensten en faciliteiten van een hoge kwaliteit aan te kunnen bieden, is de internationale samenwerking verder uitgebreid. Dit is gedaan met ervaren, en in de brandveiligheids sector bekende, partners in Noorwegen (Sintef-NBL), Spanje (Afiti- Licof), Duitsland (IFT), de Verenigde Staten (SouthWest Research Institute) en China (TFRI). Nadere informatie hierover is te vinden op onze website.

2 2 / 10 Inhoudsopgave 1 Onderwerp Onderzoek Opdrachtgever Plaats en data van het onderzoek Onderzochte constructie Algemeen Methode van assemblage Materialen Afmetingen en montage Kanaalplaat Panelen Montage Algemeen Mechanisch bevestigen - haken Verlijmen Wijze van onderzoek Verificatie proefstuk Conditionering Volumieke massa en evenwichtvochtgehalte Naadwijdten Brandproef Condities Metingen Resultaten van de brandproef Waarnemingen tijdens de verhitting Grafieken van de meetresultaten Meetonzekerheid Conclusies Voorwaarden en toepassingsgebied Figuren...10 Bijlage(n) A Ovencondities B Positie thermokoppels en meetresultaten C Foto s

3 3 / 10 1 Onderwerp In dit meetrapport is de thermische isolatie van Rockfon Facett platen bepaald bij toepassing ter bescherming van betonnen kanaalplaten bij blootstelling aan de standaardbrandkromme. 2 Onderzoek In dit onderzoek is de benodigde dikte van Rockfon Facett panelen bepaald om betonnen kanaalplaten brandwerende te beschermen bij blootstelling aan de standaardbrandkromme. Dit onderzoek wordt uitgevoerd om te voldoen aan de criteria zoals gesteld in de brief van de Bond van Fabrikanten van Betonproducten in Nederland d.d. 16 november 2009, met kenmerk WWE/YHE, waarin wordt gesteld dat de betontemperatuur van de kanaalplaten bij brand beperkt moet worden voor specifieke situaties. Kort samengevat, betekent dit dat voor specifieke situaties de betontemperatuur van de kanaalplaten beperkt dient te blijven tot maximaal 200ºC of 400ºC, afhankelijk van de situatie. In dit onderzoek wordt dit gerealiseerd door de kanaalplaten aan de verhitte zijde te voorzien van een plaatmateriaal. De thermische isolatie van het plaatmateriaal zal dan ook op twee criteria getoetst worden: 1) Tijdsduur tot het bereiken van een interfacetemperatuur van 200ºC op de interface tussen plaatmateriaal en beton 2) Tijdsduur tot het bereiken van een interfacetemperatuur van 400ºC op de interface tussen plaatmateriaal en beton 3 Opdrachtgever Rockwool / Rockfon BV Industrieweg JG Roermond Postbus KD Roermond 4 Plaats en data van het onderzoek De montage van de panelen heeft plaatsgevonden op 28 mei Het onderzoek heeft op 31 mei 2010 plaatsgevonden in het laboratorium van Efectis Nederland BV in Rijswijk.

4 4 / 10 5 Onderzochte constructie 5.1 Algemeen Onderzocht werd een kanaalplaat welke was afgewerkt met Rockfon Facett panelen in twee verschillende dikten. 5.2 Methode van assemblage Stap 1: Plaatsen van kanaalplaat op de oven Stap 2: Montage van Rockfon Facett platen 5.3 Materialen In de tabel hieronder is weergegeven wie de leverancier is van de gebruikte materialen. Tabel 1 Gebruikte materialen Fabrikant Rockfon Mechanische bevestiging VBI Materialen Facett panelen in de dikten 50 en 100 mm Rockfon Rapid Fix Facett lijm Facetthaken Metalen inslagpluggen type Powers fasteners 6 x 35 mm Kanaalplaten VBI 7 kanalen (LxBxH =1800 x 1200 x 200 mm)

5 5 / 10 6 Afmetingen en montage In dit hoofdstuk worden de afmetingen en de wijze van montage van de materialen weergegeven. 6.1 Kanaalplaat In Figuur 1 zijn de dimensies weergegeven van de gebruikte kanaalplaten van VBI met hoofdafmetingen: lengte x breedte x hoogte = 1800 x 1200 x 200 mm. Figuur 1 Dwarsdoorsnede van de gebruikte kanaalplaten. 6.2 Panelen 6.3 Montage De panelen waren van het type Rockfon Facett met de afmetingen 1200 x 600 mm in twee dikten, 50 en 100 mm Algemeen In de praktijk kunnen de panelen op twee manieren worden bevestigd, mechanisch bevestigen of verlijmen Mechanisch bevestigen - haken In de praktijk worden twee haken in een groot vlak toegepast per lange zijde, een in het midden en twee halve aan de uiteinden. In de test is dit ook gebeurd door aan de einden een deel van de haak weg te knippen. Er zijn dus drie haken gebruikt per plaat. Bij de twee buitenste haken was een van de twee lippen verwijderd. De aangepaste haak zoals gebruikt aan de uiteinden van de van de Rockfon Facett panelen is zoals hierna is weergegeven in Figuur 2.

6 6 / 10 Figuur 2 Aangepaste haak t.b.v. montage paneel tijdens de proef Verlijmen De lijm, type Rockfon Rapid Fix Facettlijm, is verpakt in folieverpakkingen van 600 ml, die geschikt zijn voor verwerking in kitspuiten (handmatig of luchtdruk). De lijm werd aangebracht op het Facett paneel volgens het patroon aangegeven figuur 3. Het patroon op het 100 mm is iets uitgebreider doordat daar een tweetal extra rillen in de breedte van het paneel werden aangebracht. De benodigde hoeveelheid lijm is ca. 1 verpakking per 3 platen. Vervolgens werd de plaat in de gewenste positie aangebracht. Daarna werd de plaat aangedrukt met een spaan over het gehele oppervlak. Figuur 3 Lijmpatroon op 50 mm dikke paneel

7 7 / 10 7 Wijze van onderzoek 7.1 Verificatie proefstuk Gedurende de inbouw werden de gebruikte materialen en onderdelen gecontroleerd aan de hand van de verstrekte gegevens. Efectis Nederland is op generlei wijze betrokken bij de selectie van de proefstukonderdelen. 7.2 Conditionering Vanaf de opbouw van de kanaalplaat met Rockfon Facett panelen tot aan de beproeving bevond de onderzochte constructie zich in de beproevingshal van Efectis Nederland. Gedurende deze periode waren de omgevingscondities van deze ruimte: Omgevingstemperatuur: 20±5 C; Relatieve vochtigheid: 50±10%. 7.3 Volumieke massa en evenwichtvochtgehalte De volumieke massa en het evenwichtsvochtgehalte van de gebruikte Rockfon Facett panelen zijn gegeven in Tabel 3. Tabel 3 Volumieke massa s en vochtgehalte van Rockfon Facett panelen Materiaal Dikte Volumieke massa [kg/m 3 ] Vochtgehalte [%] Rockfon Facett paneel ,3 Rockfon Facett paneel ,4 7.4 Naadwijdten De Rockfon Facet platen zijn met de kopse randen stotend tegen elkaar bevestigd. 7.5 Brandproef Condities Het proefstuk werd verhit volgens de standaard brandkromme zoals beschreven is in EN De overdruk in de oven bedroeg 20 Pa Metingen Gedurende de verhitting werden de hieronder vermelde zaken gemeten en geregistreerd.

8 8 / 10 Ovencondities: De gastemperaturen in de oven met plaatthermokoppels; Overdruk in de oven, gemeten op 100 mm vanaf de onderzijde van het proefstuk. Proefstuk: De temperatuur aan het oppervlak in de kanaalplaat, m.b.v. 9 thermokoppels. Omgeving: Omgevingstemperatuur in de beproevingshal. De op het proefstuk aangebrachte thermokoppels zijn aangegeven in Figuur C1. 8 Resultaten van de brandproef 8.1 Waarnemingen tijdens de verhitting Tijdens de verhitting zijn de observaties gedaan zoals hieronder besproken wordt. Foto s van voor en tijdens de beproeving zijn opgenomen in Bijlage C. Codes A = 50 mm verlijmd B= 50 mm mechanisch bevestigd C = 100 mm verlijmd Tijd Waarneming 0 Aanvang verhitting 15 Glasvlies laat plaatselijk los 45 Glasvlies bij B laat los 58 Vlies van paneel A,gelijmd dun, komt los en valt 80 C beton spat 90 Bij plaat A scheuren in oppervlak zichtbaar 122 Plaat bij B komt los 151 Einde van de verhitting 8.2 Grafieken van de meetresultaten De meetresultaten in de vorm van grafieken zijn gegeven in Bijlagen A, B en C. Gedurende de verhitting voldeden de temperatuur en luchtsnelheid buiten de oven aan de gestelde eisen in EN : Meetonzekerheid Door de aard van brandwerendheidsproeven, waarbij verschillende niet-lineaire effecten in zowel de testopstelling als ook het proefstuk een rol spelen die elkaar onderling beïnvloeden, is het op dit moment niet mogelijk om een onderbouwde kwantificering van de meetonzekerheid te geven.

9 9 / 10 9 Conclusies Doel van het uitgevoerde onderzoek was om de benodigde dikte van de Rockfon Facett vast te stellen, zodanig dat de oppervlaktetemperatuur van een voorgespannen betonnen kanaalplaat onder de 200 C of 400 C blijft bij blootstelling aan de standaardbrandcurve. Deze criteria zijn vastgelegd in de brief van de Bond van Fabrikanten van Betonproducten in Nederland d.d. 16 november , waarin voor een aantal gevallen aanvullende criteria ten aanzien van brandwerende isolatie van kanaalplaten gesteld zijn. De uitkomsten van de testen zijn hierna in tabelvorm weergegeven. Tabel 4 Tijdsduur tot het bereiken van de criteria bij verschillende dikten van de Rockfon Facett panelen Dikte (mm) Bevestigingsmethode Tijdsduur (min) Criterium: T < 200 C 50 verlijmd mechanisch verlijmd Tijdsduur (min) Criterium: T < 400 C 10 Voorwaarden en toepassingsgebied Dit rapport geeft de methode van assemblage, de test condities en de resultaten weer van Rockfon Facett als brandwerende isolatie voor voorgespannen betonnen kanaalplaten. Het testresultaat is uitsluitend geldig voor enkellaags systemen met gelijke bevestigingsmiddelen en ankerpatronen zoals getest. De volgende wijzigingen mogen worden aangebracht: plaatdikten 50 mm en 60 mm mogen worden bevestigd met verlijming. Het lijmpatroon dient dan gelijk te zijn aan die van het geteste 50 mm dikke paneel; plaatdikten 80 mm en 100 mm mogen worden bevestigd met verlijming. Het lijmpatroon dient dan gelijk te zijn aan die van het geteste 100 mm dikke paneel. P.W.M. Kortekaas Ir. L.M. Noordijk Voor u ligt een rapport van Efectis Nederland BV (voorheen TNO Centrum voor Brandveiligheid). Efectis Nederland BV en het zusterbedrijf Efectis Frankrijk, zijn sinds volle dochters van de Efectis Holding, waarin TNO en het Franse CTICM, participeren. De activiteiten van het TNO Centrum voor Brandveiligheid zijn al sinds ondergebracht in Efectis Nederland BV. Dit is ingegeven door de internationale marktontwikkelingen en klantvragen. Om de klantvragen nog beter te kunnen beantwoorden, en een breder pakket aan diensten en faciliteiten van een hoge kwaliteit aan te kunnen bieden, is de internationale samenwerking verder uitgebreid. Dit is gedaan met ervaren, en in de brandveiligheids sector bekende, partners in Noorwegen (Sintef-NBL), Spanje (Afiti- Licof), Duitsland (IFT), de Verenigde Staten (SouthWest Research Institute) en China (TFRI). Nadere informatie hierover is te vinden op onze website. 1 kenmerk WWE/YHE

10 10 / Figuren Rockfon Facett haak

11 Bijlage A 1/5 A Ovencondities Figuur A1: Gemeten gastemperaturen in de oven Figuur A2: Relatieve afwijking van de oventemperaturen Figuur A3: Gemeten overdruk in de oven Figuur A4: Omgevingstemperatuur in het laboratorium tijdens de brandproef

12 Bijlage A 2/5 Efectis Nederland, Centrum voor Brandveiligheid Datum: 31-mei-10 gastemperaturen in de oven Project : Rockfonplaten Projectnr : Temperatuur [ C] ===> stbmax stbmin tov 1 tov 2 tov 3 tov 4 tov 5 tov Tijd [min] ===> Figuur A1

13 Bijlage A 3/5 Efectis Nederland, Centrum voor Brandveiligheid Datum: 31-mei-10 Afwijking stookcurve conform EN Project : Rockfonplaten Projectnr : Afwijking stookcurve [%] ===> EN+ ENafw_ISO Tijd [min] ===> Figuur A2

14 Bijlage A 4/5 Efectis Nederland, Centrum voor Brandveiligheid Datum: 31-mei-10 Project : Rockfonplaten Projectnr : Druk [Pa] ===> Tijd [min] ===> Figuur A3

15 Bijlage A 5/5 Efectis Nederland, Centrum voor Brandveiligheid Datum: 31-mei-10 Project : Rockfonplaten Projectnr : Temperatuur [ C] ===> Tijd [min] ===> Figuur A4

16 Bijlage B 1/5 B Positie thermokoppels en meetresultaten Figuur B1: Positie thermokoppels Figuur B2: Interface temperaturen systeem 100 mm gelijmd Figuur B3: Interface temperaturen systeem 50 mm gelijmd Figuur B4: Interface temperaturen systeem 50 mm mechanisch bevestigd

17 Bijlage B 2/5 Ingefreesde thermokoppels aan de verhitte zijde van het proefstuk 0.40m #1 #2 #3 1.20m oplegging 0.40m 0.20m #4 #5 #6 oplegging 0.20m #7 #8 #9 0.40m 0.20m 0.20m 0.40m 0.55m 0.15m 1.50m 0.15m 1.80m Figuur B1: Positie thermokoppels

18 Bijlage B 3/5 Efectis Nederland, Centrum voor Brandveiligheid Datum: 31-mei-10 dik gelijmd Project : Rockfonplaten Projectnr : Temperatuur [ C] ===> tkc 1 tkc 2 tkc 3 tkc 4 tkc 5 tkc 6 tkc 7 tkc 8 tkc C 400 C Tijd [min] ===> Figuur B2

19 Bijlage B 4/5 Efectis Nederland, Centrum voor Brandveiligheid Datum: 31-mei-10 dun gelijmd Project : Rockfonplaten Projectnr : Temperatuur [ C] ===> tka 1 tka 2 tka 3 tka 4 tka 5 tka 6 tka 7 tka 8 tka C 400 C Tijd [min] ===> Figuur B3

20 Bijlage B 5/5 Efectis Nederland, Centrum voor Brandveiligheid Datum: 31-mei-10 dun mechanisch Project : Rockfonplaten Projectnr : Temperatuur [ C] ===> tkb 1 tkb 2 tkb 3 tkb 4 tkb 5 tkb 6 tkb 7 tkb 8 tkb C 400 C Tijd [min] ===> Figuur B4