Stahlträger im Schaummantel - Wacker Chemie AG


Stahlträger im Schaummantel

"Matrix für den Schaum" - Brandschutz schafft Zeit - und rettet Leben, sagt. Dr. Klaus Bender, Leiter des Bereichs Technical Marketing Intumescent Coatings bei Clariant

Dr. Klaus Bender leitet die Anwendungstechnik für Brandschutzbeschichtungen bei der Clariant AG.

Warum sind für Stahlbauten ganz spezielle Brandschutzvorkehrungen wichtig?

Während eines Feuers entstehen extrem hohe Temperaturen. Zwar brennt das Metall selbst nicht, aber ungeschützt können Stahlträger – je nach Heftigkeit des Brandes und Dicke der Stützen – in zehn bis 20 Minuten erweichen und zusammenbrechen. Um der Feuerwehr überhaupt ausreichend Zeit zur Evakuierung zu geben, müssen solche Gebäude besonders gut gegen Feuer geschützt werden. Intumeszenzbeschichtungen eignen sich hier besonders gut, um die Stahlkonstruktion vor der Hitzeeinwirkung zu schützen. Denn im Falle eines Brandes schäumen diese Beschichtungen bis zum Hundertfachen ihrer ursprünglichen Dicke auf. Der Hitze abweisende, kompakte Schaum besteht aus einem stabilen Kohlenstoffgerüst. Durch die Hitzeeinwirkung reagieren die Komponenten und verfestigen sich dadurch noch weiter.

Wie testen Sie Inhaltsstoffe für Brandschutzbeschichtungen?

Auf kleinen Stahlplatten prüfen wir auch in unseren Laboren in Hürth-Knapsack das Verhalten von Intumeszenzbeschichtungen unter Hitze. In speziellen Öfen können wir Brandszenarien simulieren und Brandkurven nach DIN 4102 Teil 8 durchspielen. Nach 35 Minuten sind darin beispielsweise 800 Grad Celsius erreicht. Anfangs sind die Schaumschichten schwarz, werden mit zunehmender Hitze immer heller und sind am Ende fast schneeweiß. Ähnlich wie verkohltes Holz, das sich später zu Asche verwandelt.

Welche Inhaltsstoffe sind in Intumeszenzbeschichtungen von Bedeutung?

Die Hauptkomponente bildet mit circa 20 bis 30 Prozent, je nach Formulierung, das Ammoniumpolyphosphat (APP), das Clariant unter dem Namen Exolit® AP in Deutschland produziert. In erster Linie besteht die schaumige Hitzebarriere aus den Zersetzungsprodukten dieser Substanz und einer weiteren Chemikalie, die als Kohlenstoffquelle fungiert. Eine Schlüsselkomponente für die Intumeszenzbeschichtung ist aber vor allem die Qualität des Bindemittels – damit steht und fällt eine gute Rezeptur. Denn das Bindemittel bildet die Matrix für den späteren Schaum.

Was müssen die aufgeschäumten Schutzschichten im Brandfall leisten?

Ihre wichtigste Aufgabe ist es, die Temperatur auf der Oberfläche des Stahls möglichst gering zu halten. Die Intumeszenzbeschichtungen verlängern damit vor allem die Zeit für Rettungsarbeiten. Je nachdem, welche Feuerwiderstandsklasse für das Gebäude vorgeschrieben ist – das ist von Land zu Land ganz verschieden– darf der Stahlträger die kritische Temperatur erst nach beispielsweise 30, 60, 90 oder 120 Minuten erreichen. Das ist wertvolle Zeit, um Menschen zu evakuieren. Gerade in Krankenhäusern, Flughäfen, Einkaufszentren oder Sportarenen, wo sich viele Personen gleichzeitig aufhalten, ist mehr Zeit zur Bekämpfung des Brandes lebensrettend. Wichtig ist auch, dass die Brandschutzbeschichtungen selbst eine lange Lebensdauer haben und auch nach vielen Jahren oder Jahrzehnten noch ihre volle Wirkung entfalten können. Für die tragenden Bauteile sind deswegen regelmäßige Kontrollen der Beschichtungen vorgesehen. Und falls die Schichten tatsächlich mechanische Schäden aufweisen, lassen sie sich auch durch lokales Abschleifen und Neulackieren ganz unproblematisch reparieren.