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Main Title: Alterungsverhalten wasserbasierter intumeszierender Beschichtungen infolge künstlicher Bewitterung
Translated Title: Aeging behaviour of water based intumescent coatings as a result of artificial weathering
Author(s): Daus, Lars-Hendrik
Advisor(s): Auhl, Dietmar
Schartel, Bernhard
Referee(s): Auhl, Dietmar
Schartel, Bernhard
Granting Institution: Technische Universität Berlin
Type: Doctoral Thesis
URI: https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/17087
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-15866
License: http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Abstract: Intumeszierende Beschichtungen (I.B.) werden im Brandschutz eingesetzt um die Feuerwiderstandsdauer von Bauteilen zu erhöhen. Im Falle eines Brandes entfallten I.B. ihre schützende Funktion indem sie aufschäumen wenn sie erhitzt werden und zu einer Isolationsschicht anschwellen. Zu diesem Zweck sind in den Anstrichen zu hohen Massenanteilen verschiedene Substanzen enthalten, welche miteinander reagieren. Der ausgebildete Rückstand schützt das darunter liegende Bauteil vor den Einflüssen des Brandes. Bei der Anwendung auf Stahlbauteilen wird hierduch die Aufheizrate der Konstruktion verlangsamt, wodurch das Versagen der Konstruktion verzögert wird, sodass den im Gebäude befindlichen Personen ein längeres Zeitfenster besteht das Gebäude zu verlassen. In der Anwendung sind I.B. sowohl in der Außen- als auch in der Innenwendung verschiedenen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Infolge der äußeren Einflüsse degradieren die I.B. Beschichtungen, woraufhin die Funktionalität beeinträchtigt werden kann. In dieser Arbeit wird festgestellt, welche Mechanismen der Materialdegradation zugrunde liegen. Zu diesem Zweck werden die I.B. der künstlichen Bewitterung unterzogen und anhand von Brandversuchen und analytischen Messungen untersucht. Indem bei einer bestehenden Modellrezeptur einer kommerziellen I.B. die Inhaltsstoffe durch alternative Komponenten ausgetauscht oder ergänzt werden, wird ermittelt, anhand welcher Maßnahmen und Substitutionen die Witterungsbeständigkeit der Anstriche verbessert werden kann. Weiterhin werden die einzelnen Bestandteile der I.B. separat und in Kombinationen bewittert, um alterungsbedingte chemische Reaktionen aufzudecken. Ferner wird die Wirksamkeit einer Diagnoseoption zur Überwachung der Funktionalität während der Anwendungsdauer erörtert. Diese Arbeit dient als Ausgangspunkt zur Entwicklung einer neuen Generation wasserbasierter I.B..
Intumescent coatings are used for fire protection in order to enhance the fire resistance rating for construction units. In the case of a fire, intumescent coatings evolve their protecting function by foaming when they are heated up and form an insulation layer. For this purpose, the coatings contain high amounts of different substances that react with each other. The formed char protects the underlying construction from the effects of fire. When intumescent coatings are applied on steel members, the heating rate of the construction is slowed down and the time to failure is prolonged thus residing people have more time to escape from the building. Intumescent coatings are exposed to diverse environmental impacts when they are applied for outdoor and indoor use. As a result of the external influences, intumescent coatings are degrading followed by a potential loss of their function. This work examines the degradation mechanisms by artificial weathering, fire tests and chemical analysis. By replacing each ingredient with an alternative substance, the most vulnerable substances were identified. Furthermore, the weathering resistance of the system was improved by changing the formulations. Moreover, the single ingredients are weathered separate and in combinations to detect the weathering induced chemical reactions. In addition, a potential method for monitoring the functionality of intumescent coatings during the life time is discussed. The study lays the foundation for the development of a new generation of water-based intumescent coatings.
Subject(s): künstliche Bewitterung
intumeszierende Beschichtung
Alterung
wasserbasiert
Stahlbauteile
artificial weathering
intumescent coating
aeging
water based
steel members
Issue Date: 2022
Date Available: 29-Jun-2022
Exam Date: 29-Apr-2022
Language Code: de
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
TU Affiliation(s): Fak. 3 Prozesswissenschaften » Inst. Werkstoffwissenschaften und -technologien » FG Polymertechnik und Polymerphysik
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