現場模制的熱障的制作方法

專利名稱：現場模制的熱障的制作方法
本申請基于2001年10月31日提交的未決美國專利申請No.09/999307和2002年5月20日提交的未決美國專利申請No.10/151333。
發明領域 本發明涉及建筑構件，更具體地涉及用于墻頂和天花板之間的“墻頭(head-of-wall)”接縫組件、地板和直立墻之間的“周邊”接縫以及建筑構件中的其它接縫、間隙或孔中的可模制的熱障。

背景技術：
擋火物是熱障材料或用于填充例如建筑物的防火墻和/或地板之間的接縫中的間隙和開口的材料組合。例如，擋火物可用于墻壁或地板中，以防止火和煙霧穿過電纜、管子、管道或其它導管所用的間隙或開口。擋火物還用于填充墻壁之間的接縫間隙、天花板和墻頂之間的接縫間隙(“墻頭”接縫)，以及地板和直立墻之間的接縫間隙(“周邊”接縫)。
所謂的“墻頭”接縫對防火行業提出了許多挑戰。墻壁越來越多地用石膏壁板制成，這些壁板固定在頂上套有水平延伸的夾板(track)的金屬立筋框架上。天花板越來越多地通過將混凝土灌注到槽紋鋼上來制造。雖然墻頂處的水平延伸的夾板之間的距離相對于天花板來說通常是固定的，然而石膏壁板由于其它建筑構件的運動、地面沉降或其它因素會產生膨脹和收縮。
對于這種墻頭接縫來說，已經知道可采用礦棉絮作為耐熱的擋火材料，這是因為其具有在壁板材料中提供了周期性運動的能力。礦棉被切成單獨的薄片，它們根據槽紋鋼天花板的具體幾何形狀而被制成適當的尺寸。在填充到接縫間隙中時，這些薄片需要被堆疊且壓縮(例如至少壓縮50％)。在一些情況下將耐火材料噴涂到槽紋鋼天花板的空間中，以增強接縫中的礦棉。在這兩種情況下，采用礦棉的方案均要求大量的人工和時間。
在將礦棉絮填充到墻壁上方的位置中之后，施工人員必須在壓縮礦棉層的暴露出來的側面上噴涂彈性體涂層，該涂層的最小厚度為八分之一英寸。該涂層必須層疊在天花板和墻壁的表面上最小二分之一英寸。因此，使用礦棉絮和彈性體噴涂層為所得到的擋火物提供了這樣的能力，其能夠調節多個構件、例如墻頭接縫任一側上的石膏壁板的一些周期性運動(壓縮和伸展)。
所謂的“周邊屏障”系統也通常采用礦棉和彈性體涂層來作為地板和墻壁表面之間的接縫間隙內的擋火材料，這種墻壁可以是內隔墻或外墻。在這種情況下，礦棉絮必須緊密地填充到間隙中以提高其耐火性能，這樣，在間隙因地板收縮或墻壁運動而膨脹時，礦棉不會掉出到間隙之外和掉入到下方的樓板上。然后在所填充的礦棉絮的頂面上施加彈性體噴涂層，但在大多數情況下并不涂覆礦棉絮的底面。其原因通常是必須能從下方接觸到棉絮，這便要求梯子和噴涂設備應當移動到樓下并裝配好以進行工作。
本發明的一個目的是提供一種在例如處于“墻頭”接縫、“周邊”接縫中的復雜形狀的開口和接縫間隙中以及在其它各種大小和/或復雜形狀的間隙或開口、例如穿過墻壁的貫穿洞口中安裝熱障的更方便且成本效率更合算的方法。例如，具有塑料管或包有塑料的電線的開口通常需要有膨脹型擋火材料，以便在塑料于火中熔化后密封塑料留下的空間。有時可在這種貫穿洞口中填入可膨脹的封堵縫材料。在大直徑管的情況下，采用金屬套環來將堵縫材料固定住。在其它情況下，將包扎好的或裝成袋的具有膨脹型材料的礦棉填入到孔洞中。無論如何，這種擋火物的安裝是耗時且昂貴的。
本發明的另一目的是提供一種新穎的熱障，其可方便且安全地用于難以觸及的建筑物或船只的接縫間隙或孔洞中。例如，電梯井或管線空間附近的墻頭接縫的位置使得很難安裝礦棉/涂層系統，其原因是由于無法方便地接觸到，因此從兩側進行涂覆的任務十分困難。
本發明的另外一個目的是提高安裝的安全性。當在墻頭接縫組件上工作時，工作人員必須頻繁地在梯子上爬上爬下。在第一種情況下，需要用手將礦棉材料填充到接縫間隙中。在第二種情況下，需要涂覆彈性體材料以在天花板、擋火物和墻壁之間形成連續的表面。在這兩種情況下，梯子需要被頻繁地重新定位，當接縫間隙在長度上延伸了十到二十英尺或更長的距離時尤其如此。如果需要在已填充到地板和墻壁之間的礦棉擋火物的底面上施加彈性體涂層的話，那么在“周邊屏障”系統中也需要在梯子上頻繁地爬上爬下，這是因為安裝人員需要到達擋火物下方的地板處，以涂覆礦棉材料的底面。
鑒于現有技術的這些缺點，需要提出新穎的熱障及其方法。
發明概要 為了克服現有技術的缺點，本發明提供了一種用于在建筑構件如墻壁、天花板和地板中或在它們之間的開口和間隙中安裝熱障的方法和系統。這樣，與現有技術的礦棉/涂覆方法相比，本發明提供了更高的方便性、有效性和安全性。本發明的熱障具有可與各種大小和形狀的開口和間隙空間的形狀緊密貼合的能力。熱障還具有可允許開口或間隙周圍的各種建筑構件運動的能力。特別是，通過本發明的熱障和方法，可以容易地實現“墻頭”接縫組件(產生于墻壁和天花板之間)兩側上的保護以及“周邊屏障”組件(產生于地板和墻壁之間)的上下表面上的保護。
本發明的一個示例性方法包括提供具有開口(例如用于穿過或通入電纜、電線、管道、管子、配電板等的孔)的第一構件(建筑或船只構件，例如地板、墻壁或天花板)，或提供在其間形成有間隙(例如墻壁和天花板或地板之間的接縫間隙)的第一和第二構件；在該開口或間隙中引入至少一個(空的)熱障模制袋，其可用于容納和充分地含有可流動的擋火材料，這種材料優選可在袋中硬化；并且在該熱障模制袋中引入可流動的擋火材料，以使該袋在孔或接縫間隙中膨脹，從而在孔或間隙中形成了熱障。
本發明的示例性熱障模制袋優選由熱塑性薄膜材料制成(然而在下文中還介紹了其它的適宜材料)，并優選具有至少兩個或更多個開口，它們優選為可不止一次地打開和關閉的類型，并且允許在袋中引入可流動的擋火材料，例如水合膠結漿、膨脹型材料、超吸收性聚合物；聚氨酯(泡沫)；水合硅膠；無機干燥劑(例如分子篩，如沸石；硅膠；氧化鈣；硫酸鈣；氯化鈣；氧化鋇；五氧化磷)；纖維；礦棉；玻璃纖維；或它們的混合物。模制袋材料應當具有足夠的大小和形狀并且足夠柔性，以便在引入可流動的擋火材料時允許模制袋膨脹，并允許在至少一部分開口或接縫間隙內模制熱障。最好，袋足夠柔軟以允許它們可以緊密卷起的形式(在空的時候)被輸送，并且在開口或間隙空間中被展開(其中袋伸展開并被填充了可流動的擋火材料)。
根據本發明的上述現場方法所制造的擋火屏障提供了優良的耐火性和密封性，以及良好的隔煙和隔聲性能。它們還足夠堅固，因而可抵抗因壓力(例如來自水管的作用力)所引起的間隙或開口的移動，并且非常容易進行目測檢查。
在下文中將詳細地介紹本發明的其它特征和優點。
附圖簡介 結合附圖可更容易地理解示例性實施例的下述詳細描述，在圖中

圖1是現有技術的“墻頭”接縫組件的視圖； 圖2是圖1(現有技術)的另一透視圖； 圖3和4是本發明的示例性屏障的視圖； 圖5是具有褶的本發明的示例性屏障模制袋的示例性部件的視圖； 圖6是本發明的另一示例性屏障模制袋的視圖，其具有用于引入可流動的擋火材料的入口； 圖7是用于將可流動的擋火材料引入到本發明模制袋中的示例性入口的局部視圖； 圖8是示例性的管或套筒入口的局部視圖，其允許將可流動的擋火材料引入到模制袋中； 圖8A和8B是用于將管或套筒入口連接到本發明的模制袋上的示例性方法的局部視圖； 圖9是示例性“墻頭”屏障組件的視圖； 圖10是安裝在墻壁和地板之間的接縫間隙中的本發明的另一示例性屏障的視圖； 圖11顯示了本發明的另一示例性屏障； 圖12-14顯示了本發明的其它示例性方法和屏障； 圖15和16是本發明的另一示例性模制袋的圖示；和 圖17是本發明的另一示例性袋屏障組件的截面圖示。
示例性實施例的詳細描述 本發明使用了一個或多個熱障模制袋，它們可方便地置于諸如墻壁、天花板或地板等構件的開口中，或方便地置于例如形成于墻壁、天花板和/或地板之間的接縫內的間隙中。將空的模制袋置于孔或間隙中，并且將可流動的擋火材料引入到模制袋中，從而使袋膨脹以填充孔或間隙內的空間，然后使可流動的擋火材料在孔或間隙中硬化，以便提供堅固的熱障。本文所使用的用語“擋火物”大體上指本質上能夠阻燃或耐火的材料，在下文中提供了示例性的擋火物或耐火材料的詳細名錄。
如圖1所示，“墻頭”接縫間隙出現在直立墻的頂部和天花板之間(現有技術)。在該圖中，通過將水平的金屬夾板12或橫龍骨連接到帶有凹槽的金屬天花板10上來形成墻壁，天花板10顯示為與墻壁12垂直。天花板10具有凹槽部分10B，其比頂部天花板部分10A低一些，因此，在頂部天花板部分10A和墻頂之間形成了接縫空腔16，在這種情況下，墻頂為水平的夾板12。金屬立筋14連接在水平夾板12上并與下方的地板相連。如圖2所示，在立筋14的兩側上連接了石膏壁板18，從而形成了墻壁組件(現有技術)，在石膏壁板18的頂部和水平夾板12之間通常留有間隙20，以允許壁板18能夠運動。
如圖3所示，通過在將夾板12連接或以其它方式固定在天花板表面10B上之前將空的熱障模制袋30放置或粘附在水平夾板12的頂部上，就可制出本發明的示例性熱障1。在將垂直立筋和石膏板安裝在水平夾板12的下方以裝配好墻壁之后(在這種情況下墻壁相對于帶槽金屬天花板10的方位垂直地對齊)，可將可流動的擋火材料32引入到模制袋30中，從而填充帶槽金屬天花板10和裝配好的墻壁構件14上方之間的接縫空間16。熱障模制袋30最好具有在墻壁(12/14/18)的兩側上延伸到石膏壁板18的頂部之下的部分33，以保護水平夾板12附近的暴露出來的間隙20，因此，熱量和煙霧不會透過墻頂部分處的未被石膏壁板18所覆蓋的那些部分。
最好，將隔離材料(例如可彈性壓縮的泡沫條帶(泡沫聚苯乙烯型)，泡沫橡膠，膨脹聚苯乙烯，礦棉，氣球等)插入到角部間隙20中，從而在可流動的擋火材料32硬化時留出供壁板18周期性運動的空間。
如圖4所示，可在將帶槽金屬天花板10定位成與金屬立筋墻壁14處于相同方向時制出本發明的另一示例性熱障1。在這種情況下，在將水平夾板件12連接到(或以其它方式放在)天花板表面10B上之前，將屏障模制袋30放在水平夾板件12和天花板表面10B之間，并使袋的縱向邊緣33在墻壁和天花板之間的接縫兩側向外延伸。雖然在這種情況下在墻頂上不存在接縫空腔(這是因為形成于天花板表面10A和10B之間的空間處于墻壁的兩側)，然而通常存在于石膏壁板18頂部處的角部間隙20仍然使水平延伸的夾板件12未得到防火保護。因此，在模制袋30中引入可流動的擋火材料32，使得在石膏板18的頂部處在角部間隙20的上方沿著接縫模制出了擋火熱障。同樣，優選在間隙空間20中插入隔離材料(泡沫或礦棉條)，以允許板18可運動。
因此，本發明的示例性方法包括將熱障模制袋30插入到兩個構件如墻壁和天花板之間的接縫中，并將可流動的擋火材料引入到袋30中以使袋30從空的形狀膨脹到與這兩個構件之間或周圍的空間相貼合的形狀，并允許擋火材料在袋30內硬化，從而模制出熱障1。
本發明的熱障預期主要用于接縫組件(例如地板-地板接縫系統、墻壁-墻壁接縫系統、地板-墻壁接縫系統和墻頭接縫系統)以及“貫穿”孔(例如管子、電線、電纜、管道、配電板、儀表和其它導管或裝置所處的通道)中。
如圖3和4所示，在放置好的模制袋30中填充可流動的擋火材料32，其可被操作而在袋30中硬化，例如為水合膠結漿。模制袋30應當允許所引入的可流動的擋火材料32可完全地填滿孔或間隙空間，從而提供針對熱量和煙霧蔓延的有效屏障。雖然圖3和4顯示了用于密封在兩個構件之間的和/或沿著兩個構件形成的接縫的應用，然而可以理解，該示例性的方法和袋裝置還可用于填充或以其它方式保護一個構件中的不同大小和形狀的孔，或者填充或以其它方式保護兩個或多個構件之間的接縫間隙。兩個或多個袋30可一同用于較大的孔或接縫間隙中，這例如通過重疊各個袋的端部、堆疊袋或使兩個或多個袋以端對端結構形成對接的方式來實現。
本發明的示例性模制袋30可被制成單件式“管”或套筒，其可在端部處被密封或以其它方式封閉以形成一個容器。更優選的是，袋30可通過將兩個或多個薄片或薄膜熱封、熔合、粘附或焊接在一起來制成。薄膜或薄片可由不同的材料制成。例如，可以使用具有不同彈性模量(楊氏模量)的塑料片。例如，可采用高彈性的聚合物薄膜，以便實現袋能膨脹到孔或空腔的空間中的目的。
如圖5所示，可使用兩個單獨的薄片或薄膜30A和30B來制造本發明的另一示例性熱障模制袋30。這種示例性的薄片或薄膜部件30A包括一個或多個通過折疊材料而形成的褶34，在這種情況下，薄片或薄膜部件30A設計成可促進模制袋30膨脹到接縫空腔(在圖1-3中標為16)中。然后將折疊的頂部薄片或薄膜30A縫合(例如通過焊接或熔合)到底部薄片或薄膜30B上，從而得到模制袋30。最好，頂部薄膜30A具有一個或多個排氣孔36，以允許在引入可流動的擋火材料時使空氣從袋30中排出。在圖5中的上方顯示了示例性的可封閉入口38，其設計成可在袋位于孔或接縫中時允許將可流動的擋火材料引入到袋中。
或者，本發明的另一示例性模制袋30具有在填充袋時可膨脹的皺紋或皺折，以代替作為從袋的一條縱向邊延伸到相對邊的一系列大致均勻的折疊線的“褶”(在圖5中以標號34示出)。本文所使用的用語“皺紋”和“皺折”指基本上不規則的折疊線，它們隨機地分布但優選在一個方向上大致對齊。皺折或皺紋可以與圖5中一系列褶34類似的方式在基本上垂直于袋30長度的方向上對齊。因此，當填充了可流動的擋火材料時，示例性模制袋可膨脹以填滿墻壁和帶槽金屬天花板之間的“墻頭”接縫空腔(如圖5所示)。與圖5所示的一系列褶34類似，皺紋或皺折優選從袋的一條邊延伸到另一相對邊，然而這取決于袋的所需膨脹性能而并非必需的。
袋的每線性英寸長度上的褶或皺紋或皺折的大小和數量當然取決于所要填充的孔或空腔的高度或容積，以及袋本身的寬度和/或容積。所要填充的孔或接縫空腔越大，在袋中就需要越多的褶、皺折和/或皺紋，以允許袋膨脹而填滿孔或接縫空腔。
對于形成于墻壁和垂直定位的帶槽金屬天花板之間的“墻頭”接縫空腔(例如見圖3)來說，袋的上方薄片應當具有足夠大小和/或數量的褶、皺折或皺紋，以允許在袋中填充擋火材料時袋的上表面能膨脹或擴大到其原始大小的150-250％。
在另一示例性實施例中，模制袋可使用與彈性條相連的褶、皺折或皺紋，其方式與具有整體式彈性帶以幫助保持緊湊形狀的塑料浴帽類似。例如，可將處于拉伸狀態下的一個或多個彈性條或帶沿長度方向縫合在二十英尺的薄片上；當從彈性條或帶上釋放張力時，薄片的長度將從二十英尺縮短到十或十二英尺(取決于彈性條被拉伸的程度)，這樣，薄片就具有褶、折疊或皺折，它們可隨后在薄片成形為模制袋時膨脹。最好在模制袋的上方薄片30A上沿長度方向以相對于袋的縱向延伸邊基本上平行的方式使用至少兩個彈性條。
彈性的功能是使模制袋保持相對緊湊的薄片狀結構，從而促進將袋定位在管周圍的孔中或墻頭接縫空腔(水平夾板和帶槽金屬天花板之間)中，但當擋火材料被泵送而流到袋中時，彈性材料允許袋材料中的褶、折疊或皺紋膨脹到孔或接縫空腔中。
作為另一例子，彈性條或彈性帶可定位成沿長度方向正交于褶和/或皺紋的方向，或者平行于褶和/或皺紋的方向而橫向地對齊。
優選在塑料薄片材料中使用一系列褶而不是較小的皺紋或皺折，這是因為褶可實現沿著袋周邊的較大的熔合接縫強度，如圖5所示。然而，當用在由紙或縐紙制成的袋中、例如用在用于制造遮蓋紙帶的紙帶背襯中時，皺紋(或皺折)可提供顯著的優點。這種紙通常被浸漬到彈性體乳劑中并起皺(或卷曲)，使得它能夠拉伸和貼合不平的表面。因此，認為用于制造遮蓋紙帶的經乳劑浸漬且起皺(或有皺紋)的紙可用于制造模制袋的薄片部件，在袋中可在壓力下容納可固化的膠結漿而無明顯泄漏，并且可膨脹到其原始長度或寬度的至少150％，以便與孔或接縫空腔相貼合。
在其它的示例性實施例中，如圖5所示，與頂部薄片或薄膜30A相比，模制袋的底部薄片或薄膜30B可由具有較高彈性模量的材料制成。采用更堅固或更剛硬的材料來制造底部薄膜30B的一個原因是，這樣做可能更適宜于連接一個或多個可封閉入口38。另一原因是，底部表面30B可足夠剛硬以保持角部間隙20周圍的折疊或拱形，如圖2-4所示。在其它的示例性實施例中，當將袋30安裝在墻頂上時，可將擋水材料如剛性的塑料或金屬薄片粘附到底部表面30B上，并且其角部彎曲成與角部間隙20相符，從而可承受袋30和擋火材料32的重量。
如圖6所示，本發明的另一示例性熱障模制袋30具有至少兩個入口38，其用于在將袋置于孔或接縫中時將可流動的擋火材料引入到袋30中。最好，入口38沿著袋30的兩條縱向邊緣(位于頂部或底部的薄片或薄膜上)設置，使得當將袋安裝在“墻頭”接縫組件的墻頂上時，安裝人員可從墻壁的任一側將可流動的擋火材料引入到袋中。
構思用于本發明的示例性的可流動的擋火物或耐火材料32優選為能夠被泵送到袋30中且優選能夠在袋中固化或硬化的那種類型。用語“擋火物”或“耐火物”在這里可互換地使用，指能夠阻止或減小火勢蔓延的材料。本文所使用的用語“可流動的”意味著且包括干性材料和液體材料，優選指能夠在正壓力下通過軟管而被泵送的材料。例如，干性的可流動的擋火材料可包括纖維如礦棉纖維，膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、切碎的膨脹聚苯乙烯、粘土顆粒或小球，以及類似物，還可選擇性地含有粘合材料，例如乳劑、水泥和/或石膏漿。示例性的液態可流動的擋火材料可包括如下所述詳細介紹的水合膠結材料，以及合成聚合物(例如聚氨酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯)，它們優選含有無機填料以降低可燃性(例如沙子、粘土)。
本文所使用的用語“水合膠結材料”指包括有至少一種水泥粘合劑的材料，該粘合劑在與水混合時開始硬化。這種粘合劑可以是普通水泥、砌筑水泥或灰沙水泥、石膏、灰泥、熟石膏、礬土水泥、火山灰水泥、氯氧化鎂、含氧硫酸鎂、硅酸鈣半水化合物，以及例如石灰石、熟石灰、飛塵、高爐礦渣和硅粉的材料。水合膠結材料還可選擇性地包括細骨料(例如沙子)，粗骨料(例如碎石、礫石、碳薄片)，或者其它填料。除水泥粘合劑之外，其它示例性的膠結材料還可含有膨脹型材料，其將在下文中進一步介紹。
優選的膠結材料包括目前在噴涂耐火材料行業中使用的那種可泵送的水泥和/或石膏漿。尤其優選的是還含有石膏的普通水泥漿。在Shu的美國專利4699822；Shu的美國專利4751024；Conroy、Hilton和Korenberg的美國專利4904503；Driscoll和Hilton的美國專利4934596；Hilton和Korenberg的美國專利5352490；Perito的美國專利5340612和5401538；Berneburg、Freitas和Pisaturo的美國專利5556576；以及Kindt、Hilton和Perito的美國專利6162288中公開了其它適當的耐火組合物。這種膠結漿是可泵送的，因為它們通常用于傳統的噴涂應用，并能夠快速地填充熱障模制袋30。雖然這種配方涉及到使用纖維、骨料和填料，然而它們也可選擇性地應用到本發明中，這是因為模制袋30主要用于保持膠結漿的整體性和形狀，直到其硬化為止。
用作本發明中的可流動的擋火材料32的示例性的水合膠結材料還可包括一種或多種外加劑或添加劑，例如促凝劑、緩凝劑、減水劑(包括高效塑化劑和流動增強劑)、流變性調節劑、加氣劑、色料或著色劑、多孔集料(例如切碎的膨脹聚苯乙烯、膨脹蛭石、珍珠巖等)、纖維、震凝劑(例如顆粒硅鎂土、海泡石或其混合物)、表面活性劑，以及本領域內傳統上已知的其它外加劑。
示例性的可流動的擋火材料32還可包括膨脹型組合物，它們在防火領域是已知的。在暴露于火、熱量或火焰下時，如同它們的名稱所指的那樣，這種膨脹型組合物的厚度可膨脹得相當大，從而生成碳化絕緣層和碳泡沫絕緣層。
多項專利和出版物已公開了含有一種或多種聚合材料并結合有含磷酸鹽材料和可碳化(carbonific)或可生成碳的材料的膨脹型組合物，如本領域所知的那樣，這種組合物被認為適于用作本發明的可流動的擋火材料30。例如可見Hahn等人的美國專利3513114；McGinniss等人的美國專利5487946；Deogon的美國專利5591791；Gottfried的美國專利5723515；Buckingham的國際專利No.WO94/17142(PCT/US94/00643)；以及Janci的國際專利No.WO98/04639(PCT/US96/12568)，所有這些專利均通過引用完全結合于本文中。在轉讓給Monsanto的美國專利3513114中，Hahn等人公開了一種膨脹型組合物，其包括含有聚乙酸乙烯酯的乳劑、溶劑增塑劑和可碳化的聚磷酸銨的水分散體。在Gottfried的美國專利5723515中公開了可結合有彈性劑如蛭石、珍珠巖、彈性體和丙烯酸，以便增強膨脹型涂料抵抗裂化和收縮的能力，并提高噴涂的便利性。
在Lawrence L.Kuo等人的國際專利申請PCT/US00/18887中公開了另一種適于用作本發明的可流動的擋火材料32的膨脹型組合物。該組合物包括用于提供碳化層和碳泡沫層的組分包裝(componentpackage)；乳狀液形式的聚合物粘合劑，其可在干燥組合物時形成薄膜；以及具有總共3到6個碳原子且沸點處于75-175℃范圍內的裂化控制劑，該裂化控制劑可由結構式R2-O-CH2-C(R1)H-O-R3表示，其中R1＝-H或-CH3；而R2和R3分別包括-H，-R4或-COCH3，其中R4包括C1-C3烷基。Kuo等人提出的優選裂化控制劑包括烷氧基乙二醇醚、烷氧基乙二醇乙酸酯、烷氧基乙二醇醚乙酸酯或其混合物。示例性的表面活性劑包裝包括非電離的烷基芳基聚醚醇，其通式為R-_-(OCH2CH2)xOH，其中R為C4-C8烷基(最好為分支的辛基)，_表示亞苯基，而″x″代表一個整數，優選在15-100的范圍內。優選的表面活性劑包裝還可包括分散劑，例如聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽(例如聚丙烯酸鈉)或其衍生物。
其它示例性的膨脹型材料包括用硫酸或硝酸浸漬的石墨薄片。在加熱時會脫落的無機材料薄片包括有蛭石和珍珠巖。
膨脹型材料可與本發明中的其它可流動的擋火材料32如普通水泥和/或含石膏漿體相結合地使用。例如，在Symons的美國專利5395571中公開了一種含有石膏和熱固性樹脂的組合物。因此，通過將下述材料結合在一起便可制出一種組合物(a)選自硫酸鈣半水化合物、氯氧化鎂、含氧硫酸鎂和水硬性水泥的無機原料；(b)在水中易混合的、可溶的或可分散的熱固性樹脂；(c)用于熱固性樹脂的適當量的催化劑；(d)足量的水，其足以使無機原料與存在于其它組分中的水分再水合；(e)可選擇的增塑劑，例如三聚氰胺甲醛冷凝物；(f)可選擇的聚乙烯醇；(g)可選擇的緩凝劑，其用于延緩無機原料的固化時間；(h)可選擇的纖維增強材料；以及(i)泡沫或發泡劑。因此，本發明的示例性可流動的擋火材料可包括水硬性膠結漿，其含有本領域所公知的一部分(例如1-90％)重量的聚合物、樹脂和/或膨脹型材料。
用于本發明的示例性的可流動的耐火材料32例如水合膠結漿應當優選含有殺菌劑，以便阻止霉菌、真菌和細菌的生長。這些殺菌劑可以干粉或液態的形式來提供。長期保持濕潤的材料容易長霉，因此應當優選在可流動的耐火材料中加入霉菌抑制劑，在這種材料為含水媒介如膠結漿時尤其如此。有效的可抑制霉菌的添加劑包括二甲基二硫代氨基甲酸鋅；1，3苯二腈；2，3，5，6-四氯噻唑苯并咪唑；5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮；2，3，5，6-1，3-二(羥甲基)-5，5-二甲基乙內酰脲，或者是二碘甲基對甲苯基磺內酯。更常用的殺菌劑如次氯酸鈉或四水合鄰苯基甲酚鈉可抑制細菌和霉菌。對于一些應用來說，重要的是使用對人體的毒害最小的殺菌劑。
其它的示例性的可流動的擋火材料32可包括超吸收性聚合物，它可單獨地使用或例如與水合膠結漿一起使用。超吸收性聚合物通常是交聯的親水性聚合物，其可結合水并因而提供一定程度的耐火或熱障保護。超吸收性材料的例子包括水解性馬來酸酐聚合物和共聚物，包括與乙烯醚、苯乙烯、乙烯和其它烯烴、聚乙烯吡咯烷酮、磺化的聚苯乙烯、聚丙烯酸巰基乙基酯(polysulfethyl acrylate)、聚(2-羥己基丙烯酸酯)、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)及其堿金屬鹽、聚(丙烯酸堿金屬鹽)、淀粉改性的聚丙烯酸及其堿金屬鹽、聚(淀粉改性的聚丙烯酸堿金屬鹽)、水解聚丙烯腈及其堿金屬鹽、聚(水解聚丙烯腈堿金屬鹽)、聚(乙烯醇丙烯酸堿金屬鹽)的共聚物，以及它們的鹽和混合物。超吸收性材料的其它選擇包括聚(丙烯酸堿金屬鹽)，例如聚(丙烯酸鈉)、聚丙烯酸羥基烷基酯和聚甲基丙烯酸羥基烷基酯、聚乙烯內酰胺、聚乙烯醇、聚氧化烯、天然的或合成的改性多糖、蛋白質、藻朊酸鹽、漢生膠、瓜耳膠和纖維素塑料。其它例子包括包括酸性或堿性功能基團的上述聚合物的單價和多價的無機鹽和有機鹽。對于酸性聚合物來說優選堿金屬鹽。
如上所述的本發明的示例性模制袋30應當足夠柔軟，以便在將空袋放入到各種大小和形狀的開口或間隙中提供方便，并且在引入水合膠結材料時提供尺寸方面的膨脹性能，這樣，模制袋能夠與接縫間隙或開口的至少一部分或整體相貼合。袋最好能以卷起來的形式被運送，這樣在安裝期間就可以方便地將其松開就位。
模制袋材料應當足夠堅固，以允許在壓力下填充膠結漿，并且在硬化前保持這些漿體。由于漿體在硬化時用作膠結材料以提供防熱和防火的屏障，因此模制袋材料本身不必是耐火的，并希望袋材料可以在暴露于火中時燃燒或甚至被消耗掉。
如果模制袋30由不透氣的材料如塑料薄膜、紙、蠟紙或浸漬過的織造或非織造材料(例如浸漬過的紡粘非織造聚烯烴，例如TYVEK@信封材料)制成，那么袋應當優選具有一個或多個排氣孔36或狹縫，以允許在袋30中填充可流動的擋火材料32時空氣能夠逸出。然而這些孔應當足夠小，使得可流動的擋火材料32的泄漏非常少。這些孔應當優選位于最上表面(例如圖5所示的表面30B)，這是因為空氣在所進入的可流動的擋火材料32的壓力的作用下會在模制袋30內被向上推動。雖然可在初始時將模制袋30足夠緊地卷在一起以排出空氣，然而展開袋的這一簡單動作很可能會引入空氣，因此建議在袋中設置排氣孔。排氣孔36或狹縫的大小以及它們在袋上的分布和間距當然取決于多個因素，包括注入到袋中的擋火材料的特性、袋材料的拉伸性能，以及其它一些因素。
示例性的熱障模制袋30可由許多種材料制成，例如紙、蠟紙、涂料紙、棉、黃麻、塑料薄膜、毛氈、織造織物、非織造織物(例如類似于一些郵政信封用材料的浸漬過的紡粘聚烯烴)，或者是它們的組合物。塑料薄膜材料，尤其是熱塑性塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯或其混合物比較便宜，它們可方便地用于發明人所構思的用途。優選的袋可由尼龍和聚乙烯(如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯)的組合、例如聚乙烯/尼龍/聚乙烯的層合結構制成，這種結構被認為能夠提供強度和形成堅固熱焊縫的能力的所需組合。而且，塑料薄膜材料應當優選是完全透明的或部分透明的，以允許安裝人員和檢查人員通過目測來確定模制袋是否已經充分地填充了可流動的擋火材料32。
通常為狹長形狀以便能插入到延伸的接縫間隙中的其它示例性的熱障模制袋30優選具有標記或其它印記，其用作指示物以幫助安裝人員在接縫(例如墻頂上的水平夾板12)內正確地布置袋。例如，模制袋30可具有一條或多條沿袋縱向延伸的線，這些線例如位于袋的用作置于水平夾板件12上的底部的表面上，以用作將袋正確地定位在墻頂上的引導線。其它示例性袋30具有位于袋中的平行的縫線或折疊或脊，它們對應于墻頂的邊緣(如果墻頂由金屬立筋上的石膏板制成的話，它們的厚度通常為約2到6英寸，如果墻頂由砂漿塊制成的話，它們的厚度通常為約8英寸)。
在其它的示例性實施例中，可采用粘合劑或緊固件將模制袋30連接到水平夾板12上，形成一個整體式組件。
示例性的熱障模制袋30的壁厚(面厚)在0.1密耳到60密耳或更大之間，這取決于所采用的薄膜或薄片材料的強度或所采用的薄膜或薄片的數量。模制袋可包括狹長的管形，其在相對端處通過粘合、熱封、縫合、夾緊、捆結(用繩或線)或其它已知的方式密封起來。可通過折疊薄片或薄膜并沿周邊進行密封以得到袋閉合體，從而制出袋；或者，可通過將兩個單獨的薄片或薄膜密封在一起以形成袋，從而制出袋。因此，本發明的示例性模制袋20可具有“枕形形狀”，其適于在伸長的接縫間隙內、例如在上述“墻頭”接縫組件和“周邊屏障”組件內縱向地延伸。本發明的模制袋可由一層或者是兩層或更多層制成。
示例性模制袋30可包括用稀松窗簾用布或網狀物增強的塑料薄膜，其類似于用于包裝肉骨的袋。這種袋在食品包裝行業是眾所周知的，它們被認為可提供適用于本發明目的的提高的強度。例如，可用玻璃纖維網狀物來增強聚丙烯袋，但這會降低袋的可伸展性。
如圖7所示，示例性入口38采用了側翼(flap)件40，其可被彈性地偏壓到靠在袋材料的開口39上的閉合位置中。為了能夠被彈性地偏壓到閉合位置，側翼40可包括彈性體或熱塑性材料，其可部分地連接到袋30的內表面上，例如通過膠粘、熱熔粘合、熔合或熔融密封。入口38的大小和形狀最好選擇成與用于將可流動的擋火材料32(例如液態水合膠結漿)傳輸到袋30中(如箭頭“B”所示方向)的軟管、管子或噴嘴(未示出)相符。在這一特定的示例性入口側翼設計28中，可利用袋30中的可流動的擋火材料32的壓力來將側翼40偏壓到模制袋30的內壁上的密封位置中(如箭頭“C”所示方向)。安裝人員可通過入口孔38來進一步將可流動的擋火材料32引入到袋中，因此，閥38/40最好是可關閉的，至少一個入口38沿著模制袋30的兩條縱向邊緣定位，使得當袋30定位成與直立墻的頂部正確地對齊并且兩條縱向邊緣懸垂在墻壁的兩側上時，工人可從墻壁的任一側方便地接觸到入口孔38。在另外一個示例性實施例中，入口閥38可沿著模制袋30的一條或兩條縱向延伸邊緣朝向其中心而定位，從而減少被引入袋中的可流動的擋火材料32的運動距離，并且增大盡可能地填滿袋內模制空間的可能性，而不會在袋所處的孔或接縫中留出空氣空間。
在另一示例性入口中，可通過與人字形頂式橙汁盒或牛奶盒(例如上蠟紙板型)中的塑料蓋類似的方式而使用螺帽組件。還可以采用具有方向閥(例如如圖7所示的橡皮側翼)的螺帽組件。另一示例性的閥可包括球閥，其中球可在閉合位置和打開位置之間轉動，因此入口和出口通過貫穿該球的通道而相連。其它示例性的閥可包括截止閥，其中密封件可運動到壓在“火山”型閥孔上。其它的示例性閥可包括止回閥，其中安放于閥座上且處于入口孔上方的側翼或其它封堵件可在將可流動的擋火材料30引入到模制袋中時運動到打開的閥位置，然后通過偏壓件如彈簧、鉸鏈或將側翼或封堵件連接到閥座上的連接件而運動到關閉的閥位置。
如圖8所示，示例性入口閥可以管或套筒42的形式作為袋30的縫合邊緣31的一部分(即縫合線31連接了表面30A和30B)結合到其中，管或套筒42可用于將可流動的擋火材料輸送到袋30中(其流動方向如箭頭“D”所示)，還可在袋內的可流動的擋火材料的壓力作用下密封在閉合位置處(可流動的材料32所施加的用于關閉閥的壓力如箭頭“E”所示)。可在縫合處采用粘合、熔合密封或其它已知的方式將管或套筒42連接到袋30中；管或套筒42可延伸到模制袋30之外達任何所需的長度。使用長管42可在位于七英尺或更高的地面高度處的高墻頭接縫組件中提供便利，這是因為例如使用從墻頂處的袋中懸垂下來的伸長的管或套筒42，就可不必爬到梯子上而將可流動的擋火材料32引入到模制袋中。在填充后，可在墻壁頂部的下方采用繩子、橡皮帶、夾子或其它方便的裝置來系住或卡住管或套筒42，使其可以再打開和再關閉。
本發明的示例性方法和實施例涉及到使用這樣的模制袋，其最初不具備入口開啟或閉合裝置，這是因為這些開啟或閉合裝置可在使用地點安裝到袋上。關于這一點，圖8A和8B顯示了用于將管或套筒入口42連接到模制袋30上的示例性方法。如圖8A所示，在袋(用標號30示出了一部分)中切出大小與管42的寬度相對應的縫隙60，管42可經由縫隙60插入到袋30中，并熱封62或膠粘到袋壁材料30上。用于該目的的插電式或電池供電式熱封裝置是容易得到的。在熱封前建議在管或套筒42中插入紙板或其它絕緣條，這樣它不是自熱封的，因此對本發明目的而言不起作用。優選將套筒42的一段足夠長度插入到袋30的內部，這樣，當在袋中注入擋火材料時，套筒的插入長度便產生折疊以保持所注入的材料。管或套筒42的位于袋之外的部分可具有任何所需的長度，其可被系住或類似地夾住，從而提供進一步的封閉保護。
如圖8B所示，管或套筒42經由袋壁中的切口60或經由袋30的接縫而插入，并采用膠帶或膠條64粘合式密封在袋30上。例如，在圖中顯示了兩條膠帶或膠條64粘附在管或套筒42的任一側上，并定位成可粘附在袋30中的切口60周圍的袋壁或接縫處。可用可除薄片(例如蠟紙或硅化紙或塑料薄膜)來保護膠帶或膠條64的暴露出來的粘合面65，這種可除薄片在膠帶/膠條64即將施加到袋切口60的周圍之前被去掉。
可以設想，本發明的模制袋可用作熱障包裝的一部分。示例性的包裝包括有模制袋，例如這里介紹的卷成一個大卷的帶有橫向褶的袋。工作人員可將袋切成所需的長度，在需要密封袋的情況下采用熱縫合或膠帶來縫合各端。工作人員可加工出切口以用作入口孔，并在需要之時，例如在將模制袋安裝到墻頭接縫、周邊屏障的墻壁接縫或其它開口中之前、之中或之后，連接上述的管或套筒42。
如圖9所示，本發明的示例性熱障1可用于填充形成于帶槽金屬天花板10和金屬立筋組件之間的“墻頭”接縫內的一個或多個間隙或空腔。在將夾板12固定到天花板10的底部表面10B上之前(例如使用螺釘或其它緊固件)，將模制袋置于水平夾板12之間。然后將金屬立筋14安裝在夾板12和地板(未示出)之間，并將一個或多個石膏壁板18連接到夾板/立筋組件(12/14/18)的一側或兩側上。最好插入隔離條21(例如礦棉或發泡聚苯乙烯或其它可壓縮的材料)，以保護壁板18的頂部處的間隙。然后經由入口38將可流動的擋火材料引入到袋30中，該入口38優選沿著袋30的縱向邊緣而定位。袋最好具有一系列褶34，其在袋中填充了可流動的擋火材料時允許袋膨脹。可流動的擋火材料在壓力的作用下應沿著懸掛在墻壁組件(12/14/18)的兩側上的袋的縱向邊緣(由標號33示出)運動，并應最好填充墻頂12和最上方天花板表面10A之間的接縫空腔，并且在位于壁板18上方的角部接縫20之上對袋進行填充。
如圖10所示，本發明的示例性的熱障模制袋30和方法可用于將熱障安裝在直立墻44和地板46之間的接縫內的所謂“周邊組件”中。在這種情況下，優選使用間隔物21，其可以是填充了空氣或一卷礦棉的塑料袋，最好卷成套筒或信封的形式，或者是其它可被彈性壓縮的物體。間隔物21可通過已知的方式粘附或以其它形式緊固在地板46上。模制袋30例如可通過使用釘子或螺釘沿著袋的頂邊或接縫31連接到墻壁44上，例如可使用螺釘、釘子、大頭釘或粘合劑(例如用于防水構件的粘合劑)或其它已知的構件。模制袋30最好具有一個或多個入口38，例如螺帽，其朝向袋的頂部而定位。入口38還可用于在填充可流動的耐火材料32的過程中排出袋中的殘余空氣。最好，袋的一部分在地板46和墻壁44之間的間隙上延伸并靠在地板46的一部分上，無需連接或固定在地板上，從而不會阻礙地板或墻壁的運動。
在本發明的另一示例性實施例中，熱障模制袋可包括兩個或多個隔腔，或者包括兩個或多個相互連接的袋，以允許引入到一個袋(或隔腔)中的可流動的擋火材料能夠流入到第二個袋(或隔腔)中。如圖11所示，示例性的熱障袋1可包括多個袋或隔腔，它們在地板和墻壁之間的周邊接縫中縱向地延伸(或者轉向一旁，這可用于天花板和墻壁中)。袋閉合體可通過多個連接孔或導管48相互連接。例如，塑料的管狀袋可在孔48處例如通過使用熔融密封或索環沿其長度有規則地相互密封，以允許可流動的擋火材料從一個袋閉合體流動到另一袋閉合體。袋組件30優選通過粘合劑或機械緊固件來連接到墻壁44上。
本發明的示例性的熱障模制袋30還可具有壓敏粘結層、索環或其它裝置，以便將袋粘附或機械式連接到墻壁、天花板、地板或其它建筑或船只構件上。例如，圖5所示的袋30的底側30B可設有被可除薄片覆蓋住的雙面膠帶，以允許袋組件30在緊固到或放置到天花板上之前粘附到水平夾板12上，如圖3和4所示。
除了可用于在“墻頭”接縫和“周邊屏障”接縫中形成屏障之外，本發明的熱障和方法還可有利地用于保護“貫穿”開口，例如電纜、管道、管子、電線或配電板所處的“環形”空間。本發明的一種示例性方法包括在建筑構件(例如墻壁、地板或天花板)中提供開口，在所述開口中具有電纜、管道、管子、電線或配電板，并且在所述開口內形成了環形的或其它局部封閉的空間；將熱障模制袋插入到所述空間中；以及例如如上所述地將可流動的擋火材料引入到所述模制袋中。因此，袋在該開口中膨脹并形成密封，為墻壁、天花板或地板開口的兩側提供了屏障。在導管或配電板未與周邊的墻壁、天花板或地板物理性接觸的情況下，導管或配電板周圍的開口內的空間完全為環形(即該空間環繞著導管)，例如可通過將模制袋卷繞在導管上至少一圈來填充這一環形空間。如果導管是塑料管或包覆了塑料的電線或電纜，最好在模制袋中或在袋外但圍繞著導管使用膨脹型材料，使得如果導管(例如塑料管、電纜外護套)在大火中熔化，那么膨脹型材料就在熱量的作用下膨脹，從而填滿熔融塑料留下的空間。
當安裝在建筑構件的孔或接縫間隙中時，本發明的現場模制的熱障與包圍/限定了孔或接縫間隙的構件的形狀緊密地相貼合。可以設想，當安裝在接縫組件中時，本發明的優選熱障能夠通過耐火極限試驗和消防射流試驗，這些試驗按照“建筑接縫系統的防火性安全試驗的UL標準，UL2079”，第三版，1988年7月31日(UnderwritersLaboratories，Inc.，Northbook，Illinois)來進行，該標準通過引用完全結合于本文中。按照UL2079的耐火極限試驗涉及到將接縫組件的樣品部分暴露在試驗爐中。更準確地說，接縫組件被密封在爐上，并且在接縫組件和爐之間設置絕熱墊片(UL2079)。代表性的接縫組件例如為安裝在墻頭接縫中的熱障，其在金屬立筋的兩側上具有一個或多個石膏板以模擬墻壁(其總厚通常為2.5-8英寸或更大)，并具有帶槽金屬板以模擬天花板層面(如上所述)。接縫中的熱障的一側暴露在爐熱中，該熱量符合標準時間-溫度曲線(ASTM E119)。這一時間-溫度曲線具有下述特征點 0分鐘時為50-90華氏度(10-32攝氏度) 5分鐘時為1000華氏度(538攝氏度) 10分鐘時為1300華氏度(704攝氏度) 30分鐘時為1550華氏度(843攝氏度) 1小時時為1700華氏度(927攝氏度) 2小時時為1850華氏度(1010攝氏度)在熱障的冷端(即接縫上的與暴露在爐中的一側相反的未暴露端)上安裝一個或多個熱電偶，并監控熱電偶的溫度。然后該試驗一直進行到觀測到失效時為止。通過將棉絨墊(100×100×19毫米)直接保持在接縫系統中的所觀測到裂縫或孔上，離破壞面約25毫米，持續30秒的時間，便可檢測到失效。如果棉絨在這一期間點燃(灼熱或起火)，則已經達到了整體失效的情況。在另一情況下，在熱電偶的溫度升高到比初始溫度高至少325華氏度時被認為達到失效。因此，當在按照UL2079進行的上述耐火極限試驗中進行測試時，本發明的示例性熱障(現場制出或換句話說在接縫間隙中制出)具有可抵抗失效最短達至少60分鐘、優選達至少120分鐘的能力。
本發明的其它優選的示例性熱障在進行消防射流試驗時應當具有維持屏障整體性的能力，該試驗也由UL2079規定。例如，對墻頭接縫系統進行上述耐火極限試驗，持續時間不超過60分鐘，之后在10分鐘內對接縫組件噴射水流，該水流通過2.5英寸(64毫米)的軟管來輸送，并由裝有一又八分之一英寸(29毫米)的噴頭的相應大小的國標水槍射出，該噴頭具有標準錐形、光孔模式并在孔口處無臺肩。施加的水壓和持續時間在下表中指定 表1(消防射流試驗的壓力和持續時間)耐火等級的時間(每小時測一次)，分鐘噴嘴基部處的水壓， Psi (kPa)所施加的持續時間，秒每平 方英尺暴露區域(s/m2)a 240·時間＜480 120·時間＜240 90·時間＜120時間＜9045(310)30(210)30(210)30(210)3.0 (32)1.5 (16)0.90(9.7)0.60(6.5)a構件的其中安裝了接縫系統的矩形區域被認為是暴露區域，這是因為消防射流必須在施加期間穿過該計算區域。
因此，在進行了上述耐火極限試驗之后，本發明的優選熱障(制于接縫間隙中)能夠通過按照UL2079的消防射流試驗。換句話說，熱障表現出具有能夠在給定期間內抵抗因來自水管的水壓而產生的脫離接縫間隙的能力，這可從上表中所應用的每小時測一次的耐火等級的時間中得到。如果噴嘴定位成當其指向中心時其軸線垂直于接縫系統的表面，那么噴嘴孔20應當離接縫系統的暴露表面的中心為20英尺(6.1米)。如果噴嘴不能這樣定位，那么它應當處于與垂直于接縫系統中心的線偏開不超過30度的直線上。在這樣定位時，其距接縫系統中心的距離應小于20英尺(6.1米)，即每偏離法線方向30度就應等于1英尺(305毫米)。
圖12-14是安裝在墻頂且位于帶槽金屬天花板(未示出)下方的另一示例性模制袋屏障組件的平面剖視圖。
如圖12所示，將模制袋30置于或粘附在平板條50上，該平板條50可支撐袋30，使得在填滿袋時，袋30可在石膏墻壁板18的上方延伸，并留出了允許壁板18朝向袋30向上膨脹(因熱循環而產生)的空間。平板條50可由任何剛性材料構造而成，例如波紋狀塑料薄片，優選是具有相對于袋長度垂直地對齊的波紋結構的薄片。因此，本發明的另一示例性方法包括在將夾板連接到天花板上之前將縱向平板條30連接到水平夾板上。平板條30在其一側或兩側上具有粘合層，允許在安裝期間連接袋30和/或水平夾板件12，以及保持它們相互間的正確位置以及相對于夾板12的正確位置。
圖12還顯示了使用密封帶52來保證模制袋30的下部33(或“耳部”)和石膏板18之間的屏障密封。這些密封帶52可由具有條狀材料和粘合層的帶子制成，以允許帶52可緊密地粘附在模制袋30的下部33和石膏板18上。這些帶52可防止熱量和煙霧透過板18、水平夾板件12、平板條50和/或模制袋30之間的空間。帶52可由與如上所述的用于制造袋30的相同材料來構造。用于將帶52連接到袋30和石膏板18上的粘合劑最好選擇成能夠在高溫下抵抗降解(例如在200-425°F之間會發粘但不會降解)。如果帶52連接在袋30的朝外部分(即袋的背離石膏板面的表面)上，那么優選在袋30和石膏板18上的各個連接點之間使用折疊的或額外的材料，以便調節(墻壁和石膏板18的)周期性運動。在帶52安裝在袋的下部33中的緊靠在石膏板18上的表面上的情況下，這可能并非必需的。或者，可在袋的下部33和石膏板18之間噴涂彈性體材料，以達到類似的密封目的。
因此，本發明的其它示例性方法包括如上所述地在孔或接縫空腔中形成屏障，還包括將帶連接到袋和至少一個建筑構件如相鄰于所述袋的墻壁(石膏板)上，以便提供防止火和/或煙霧蔓延的另一屏障。
在如圖13所示的另一實施例中，可在袋30和平板條50之間(例如在條50的頂部上)放置墊片54并使其向下懸垂下來，這樣，相對的墊片邊緣54A和54B便停留在水平夾板12和石膏板18之間。墊片54可用于提供針對墻頂處的熱量或煙霧滲透的額外的屏障。或者，如圖14所示，可將墊片54置于水平夾板12和平板條50之間以達到相同的目的，這適用于平板條50預先連接在袋30上的情況。可以設想，在其它實施例中，模制袋30、平板條50和墊片54可在并置地放在或連接到水平夾板12上之前相互連接。
墊片54以及平板條50可由與模制袋30相同的材料制成。在另一示例性實施例中，所有這些(薄片54、條50和袋30)也可由碳纖維、難熔的陶瓷纖維、玻璃纖維，硅酸鈣纖維、礦棉，覆有箔片的玻璃纖維片、紙/玻璃纖維片或優選具有耐高溫性能的類似材料制成。
本發明還提供了屏障組件，其例子示于圖13和14中。這種示例性的屏障組件包括至少一個屏障模制袋30以及至少一個墊片54和/或至少一個支撐條50。在其它的示例性屏障組件中，將墊片54預先連接到袋30和支撐條50之間和之上，如圖13所示；或者更好的是，將支撐條50預先連接到袋30和墊片54之間，如圖14所示。可在支撐條50和/或墊片54上預先連接可選擇的粘合層(未示出)，以便于圖13和14所示的示例性屏障組件的制造或安裝。
如果使用了墊片54(例如如圖13和14所示)，那么使用模制袋30時就不必要求有向下懸垂的側翼33(或“卷角”)來保護干墻板18的頂部與水平夾板12相交處的接縫。然而，如果不采用側翼或向下伸出部分33，則最好在干墻板18的頂部上的小間隙內填充礦棉或其它保護材料，以提供對熱量和火的進一步保護(并且還可允許板18的周期性運動)。
在圖15中以剖視圖(橫向剖視圖)的方式顯示了本發明的另一示例性模制袋。采用頂部薄片30A和底部薄片30B來構造模制袋30，頂部薄片30A優選通過將處于展開狀態下的彈性條材料35縫合、粘附、熔合或以其它方式連接到薄片30A上，從而提供折疊、褶或皺折(以允許在引入可流動的擋火材料時袋30可膨脹)來形成。頂部薄片30A和底部薄片30B可通過使用粘結、縫合、熔合或其它已知的方式在邊縫處粘附在一起。
如圖15所示，采用了內部膨脹限制結構31來在將可流動的擋火材料引入到袋中控制袋30的形狀。從圖16中的局部透視圖中可更清楚地看到，示例性的內部膨脹限制結構31可包括材料的條或“帶”，其具有縱向延伸的相對的平行邊，它們可通過粘附、焊接、縫合或其它方式連接到底部薄片30B的材料上。在將可流動的擋火材料引入到袋中時，內部膨脹限制結構31可促進向下懸垂的側翼33或“卷角”的成形，以用于保護墻頭接縫組件中的水平夾板。閥38顯示為處于側翼33的底部，其可允許將可流動的擋火材料引入到袋30中。內部膨脹限制結構31應當優選具有穿孔或如圖16更清楚地顯示的較大開口31B(例如為1-3厘米)，以允許擋火材料從側翼部分33流到模制袋30的其余部分中。
在另一些示例性實施例中，內部膨脹限制結構31中的位于開口31B之間的部分的大小可選擇成當達到一定的壓力(由將可流動的擋火材料引入到袋30中所引起)時它們會裂開或破裂。換句話說，內部膨脹限制結構31中的位于開口31B之間的部分以及結構31與底部薄片30B相接觸的接縫或連接部分在其大小或壁厚方面可選擇成使得在袋中達到預定壓力時它們會破裂或分開。因此，例如本發明的其它示例性的袋和方法涉及到提供一種袋結構，其可在袋被充分地填滿時發出聲音和/或視覺指示(例如內部膨脹限制結構31的一部分壁突然爆開)。在內部膨脹限制結構31是由塑料制成的情況中，模制袋可在達到較高壓力(意味著袋被充分地填滿)時提供聲音和視覺指示，這是因為內部膨脹限制結構31的一部分會發出響亮的“爆音”或膨脹聲，因此，袋在內部膨脹限制結構31裂開或破裂的位置處產生了隆起。
在本發明的其它示例性方法中，可以使用能夠在模制袋膨脹成填滿了接縫間隙或空腔時提供指示的裝置。例如在墻頭接縫間隙中，特別希望知道模制袋的端部是否充分地膨脹到填滿了帶槽天花板中的間隙空間。無需在袋的注射期間使用梯子便可確定這一情況的一種方式是，在帶槽天花板的角部處安裝電氣開關，其可與膨脹的模制袋物理性地相接觸，使得指示燈或可聽蜂鳴器被觸發，從而指示出袋已經填滿了接縫空腔。電氣開關包括兩條起初間隔開但能夠運動到相互接觸的電線，這樣，在膨脹開的袋對其施加足以使電線相互接觸的作用力時，電路便接通。
在其它的示例性實施例中，模制袋端部處的頂部薄片部分30A和底部薄片部分30B可以不在袋端處直接縫合在一起，而是與一個可選擇的端壁部分縫合在一起，該端壁部分具有一個或多個折疊或褶，以允許袋在袋端處產生體積膨脹。這一特征在袋端位于帶槽金屬板的空腔(即形成于頂部天花板部分和墻頂之間的空腔)內時是有用的，當袋在空腔中與另一袋的端部靠在一起時尤其有用。因此，本發明的示例性模制屏障袋包括與第二主要薄片相連的第一主要薄片，所述屏障袋具有至少一個端部，所述第一和第二主要薄片在該端部處均連接在具有至少一個褶或多個皺折的端壁上，以允許所述模制屏障袋在所述至少一個端部處膨脹。
圖17是示例性方法和屏障組件的截面圖，其中模制袋30位于U形夾板13中，而U形夾板又位于帶槽金屬天花板上。該U形形狀限制了袋30在帶槽金屬天花板16的頂部表面10A上的膨脹；允許擋火材料32在天花板的底部表面10B下方流動；并且防止袋30和墻壁板18之間形成干涉。U形夾板13和夾板12一起形成了一個H形的形狀。
上述討論和例子只是出于說明的目的而提供的，并不限制如權利要求所述的本發明的范圍。
權利要求書
(按照條約第19條的修改)
1.一種安裝屏障的方法，包括
提供具有孔的第一構件，或者提供在其間形成有間隙的第一構件和第二構件；
在所述孔或間隙中引入至少一個屏障模制袋，所述袋可容納并充分地含有可流動的擋火材料，所述屏障模制袋具有至少兩個相互連接的隔腔，以允許引入到第一隔腔中的可流動的耐火材料能流入到第二隔腔中；和
在所述至少一個屏障模制袋中引入可流動的擋火材料，從而在所述孔或間隙中形成了屏障。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一構件為直立墻。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述直立墻包括由框架支撐的石膏板。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一構件為墻壁，所述第二構件為地板。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述直立墻包括由框架支撐的石膏板，所述天花板包括帶槽金屬件。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二構件為地板。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二構件為在其間形成有間隙的墻壁。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可流動的擋火材料包括水合膠結漿，其包括普通水泥、石膏或其混合物。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述水合膠結漿含有普通水泥。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述可流動的擋火材料還包括至少一種選自促凝劑、緩凝劑、減水劑、高效塑化劑、流動增強劑、流變性調節劑、加氣劑、色料或著色劑、骨料、纖維、震凝劑、表面活性劑、抗菌劑或其混合物中的外加劑。
11.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述可流動的擋火材料還包括加氣劑和減水劑。
12.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可流動的擋火材料包括膨脹型材料。
13.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可流動的擋火材料包括超吸收性聚合物、干燥劑、水合硅膠或其混合物。
14.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋包括選自紙、蠟紙、涂料紙、棉、黃麻、塑料薄膜、毛氈、織造織物、非織造織物或其混合物的材料。
15.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋主要由塑料薄膜制成。
16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述塑料選自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或其混合物。
17.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述塑料薄膜是基本上透明的。
18.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋由第一塑料薄膜和第二塑料薄膜構成，它們熱封在一起以形成所述袋。
19.根據權利要求18所述的方法，其特征在于，至少一個所述塑料薄膜包括至少一個折疊的褶。
20.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個屏障模制袋包括一系列褶或多個皺折。
21.根據權利要求1或15所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋具有大致狹長的主體，所述主體具有相對的縱向延伸的第一和第二邊緣，所述模制袋還具有多個沿著所述狹長主體的孔，其可在將可流動的擋火材料引入到所述模制袋中時促進空氣的排出。
22.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋具有至少一個沿著至少一條所述邊緣而定位的入口，以便允許將可流動的耐火材料引入到所述袋中。
23.根據權利要求22所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋具有至少一個入口，其沿著各所述第一和第二縱向延伸的邊緣來定位。
24.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋具有入口側翼件，用于使可流動的擋火材料流入到所述模制袋中。
25.根據權利要求24所述的方法，其特征在于，所述側翼件的隔腔位于所述屏障模制袋上，使得當所述屏障模制袋位于天花板和直立墻之間時，所述側翼件的隔腔處于所述屏障模制袋的兩側上。
26.根據權利要求25所述的方法，其特征在于，通過使用具有穿孔的內部膨脹限制結構來形成所述側翼件的隔腔，以允許擋火材料能夠從所述側翼部分流入到所述模制袋的其余部分中。
27.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋可插入到具有位于其中的管子、管道、電纜、電線或配電板的構件的孔中。
28.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可流動的擋火材料能夠硬化。
29.一種屏障，其包括根據權利要求1所述的方法制成的具有擋火材料的袋。
30.根據權利要求29所述的屏障，其特征在于，所述模制袋含有硬化的擋火材料，其在按照UL2079進行試驗時具有至少60分鐘的耐火極限。
31.根據權利要求29所述的屏障，其特征在于，所述模制袋含有硬化的擋火材料，其在按照UL2079進行的消防射流試驗中在至少一個下述每小時測一次的耐火等級的時間中能夠避免失效
耐火等級的時間(每小時測一次)，分鐘噴嘴基部處的水壓，Psi (kPa)所施加的持續時間，秒每平 方英尺暴露區域(s/m2)a240·時間＜480120·時間＜24090·時間＜120時間＜9045(310)30(210)30(210)30(210)3.0 (32)1.5 (16)0.90 (9.7)0.60 (6.5)a構件的其中安裝了接縫系統的矩形區域被認為是暴露區域，這是因為消防射流必須在施加期間穿過該計算區域。
32.根據權利要求30所述的屏障，其特征在于，所述模制袋含有硬化的擋火材料，其在按照UL2079進行試驗時具有至少120分鐘的耐火極限。
33.一種接縫組件，其包括至少兩個在其間形成有間隙的相鄰構件，所述間隙包含有根據權利要求1所述的方法制造的屏障。
34.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將具有縱向延伸邊緣的空的所述模制袋置于水平夾板和帶槽金屬天花板的底面之間；將具有石膏板的直立墻置于所述水平夾板的下方；以及使所述模制袋的縱向延伸邊緣向外延伸到形成于所述夾板/墻壁和所述帶槽金屬天花板之間的接縫兩側上的側翼隔腔的形狀中；以及之后將可流動的擋火材料引入到所述模制袋中，從而形成了位于所述接縫內的擋火屏障。
35.根據權利要求34所述的方法，其特征在于，所述模制袋具有多個設置在相對于所述袋的縱向延伸主體為橫向方向上的褶。
36.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一構件包括天花板，所述第二構件包括墻壁，在將所述模制袋放在所述天花板上且將所述墻壁裝配在所述定位好的袋的下方之后，所述模制袋和墻壁定位成形成了間隙，
37.一種用于在孔或間隙中安裝屏障的方法，包括提供模制袋裝置，所述袋可容納并充分地含有可流動的擋火材料，所述材料包括水合膠結材料，所述模制袋具有基本上狹長的形狀以及縱向延伸的邊緣，所述袋具有至少兩個沿著所述縱向延伸邊緣而延伸的側翼隔腔。
38.根據權利要求37所述的方法，其特征在于，所述模制袋位于形成在帶槽金屬天花板和墻壁之間的接縫中，所述金屬天花板的所述凹槽垂直于所述墻壁。
39.根據權利要求38所述的方法，其特征在于，所述模制袋位于形成在帶槽金屬天花板和墻壁之間的接縫中，所述金屬天花板的所述凹槽平行于所述墻壁。
40.一種用于在孔或間隙中安裝屏障的方法，包括提供模制袋裝置，所述袋可容納并充分地含有可流動的擋火材料，所述材料包括水合膠結材料，所述模制袋具有大致狹長的形狀以及縱向延伸的邊緣，所述袋由至少兩片塑料薄膜制成，所述塑料薄膜沿著所述邊緣密封在一起，并且在所述兩片塑料薄膜的至少其中之一上具有多個橫向的褶，所述褶可用作隔腔，以便在將擋火材料引入到所述袋中時允許所述模制袋膨脹。
權利要求
1.一種安裝屏障的方法，包括
提供具有孔的第一構件，或者提供在其間形成有間隙的第一構件和第二構件；
在所述孔或間隙中引入至少一個屏障模制袋，所述袋可容納并充分地含有可流動的擋火材料；和
在所述至少一個屏障模制袋中引入可流動的擋火材料，從而在所述孔或間隙中形成了屏障。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一構件為直立墻。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述直立墻包括由框架支撐的石膏板。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一構件為墻壁，所述第二構件為地板。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述直立墻包括由框架支撐的石膏板，所述天花板包括帶槽金屬件。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二構件為地板。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二構件為在其間形成有間隙的墻壁。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可流動的擋火材料包括水合膠結漿，其包括普通水泥、石膏或其混合物。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述水合膠結漿含有普通水泥。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述可流動的擋火材料還包括至少一種選自促凝劑、緩凝劑、減水劑、高效塑化劑、流動增強劑、流變性調節劑、加氣劑、色料或著色劑、骨料、纖維、震凝劑、表面活性劑、抗菌劑或其混合物中的外加劑。
11.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述水合膠結漿還包括加氣劑和減水劑。
12.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可流動的擋火材料包括膨脹型材料。
13.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可流動的擋火材料包括超吸收性聚合物、干燥劑、水合硅膠或其混合物。
14.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋可由紙、蠟紙、涂料紙、棉、黃麻、塑料薄膜、毛氈、織造織物、非織造織物或其混合物制成。
15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋主要由塑料薄膜制成。
16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述塑料選自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和其混合物。
17.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述塑料薄膜是基本上透明的。
18.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋由第一塑料薄膜和第二塑料薄膜構成，它們熱封在一起以形成所述袋。
19.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，至少一個所述塑料薄膜包括至少一個折疊的褶。
20.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個屏障模制袋包括一系列褶或多個皺折。
21.根據權利要求1或15所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋具有大致狹長的主體，所述主體具有相對的縱向延伸的第一和第二邊緣，所述模制袋還具有多個沿著所述狹長主體的孔，其可在將可流動的擋火材料引入到所述模制袋中時促進空氣的排出。
22.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋具有至少一個沿著至少一條所述邊緣而定位的入口，以便允許將可流動的耐火材料引入到所述袋中。
23.根據權利要求22所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋具有至少一個入口，其沿著各所述第一和第二縱向延伸的邊緣來定位。
24.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，為了在墻頭接縫中安裝屏障，所述屏障模制袋具有入口側翼件，用于使可流動的擋火材料流入到所述模制袋中。
25.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋具有至少兩個相互連接的隔腔，以允許引入到所述第一隔腔中的可流動的耐火材料能流入到所述第二隔腔中。
26.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一引入步驟包括引入與第二屏障模制袋相連的第一屏障模制袋，因此，引入到所述第一模制袋中的可流動的擋火材料可流入到相連的模制袋中。
27.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述屏障模制袋可插入到具有位于其中的管子、管道、電纜、電線或配電板的構件的孔中。
28.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可流動的擋火材料能夠硬化。
29.一種屏障，其包括根據權利要求1所述的方法制成的具有擋火材料的袋。
30.根據權利要求29所述的屏障，其特征在于，所述模制袋含有硬化的擋火材料，其在按照UL2079進行試驗時具有至少60分鐘的耐火極限。
31.根據權利要求29所述的屏障，其特征在于，所述模制袋含有硬化的擋火材料，其在按照UL2079進行的消防射流試驗中在至少一個下述每小時測一次的耐火等級的時間中能夠避免失效耐火等級的時間(每噴嘴基部處的水壓，所施加的持續時間，秒每平 小時測一次)，分鐘Psi (kPa)方英尺暴露區域(s/m2)a 240·時間＜480 120·時間＜240 90·時間＜120 時間＜9045(310)30(210)30(210)30(210)3.0 (32)1.5 (16)0.90 (9.7)0.60 (6.5)a構件的其中安裝了接縫系統的矩形區域被認為是暴露區域，這是因為消防射流必須在施加期間穿過該計算區域。
32.根據權利要求30所述的屏障，其特征在于，所述模制袋含有硬化的擋火材料，其在按照UL2079進行試驗時具有至少120分鐘的耐火極限。
33.一種接縫組件，其包括至少兩個在其間形成有間隙的相鄰構件，所述間隙包含有根據權利要求1所述的方法制造的屏障。
34.一種擋火模制袋，包括第一表面和第二表面，所述第一和第二表面在周邊邊緣的周圍相互連接，從而形成了一個可容納可流動的耐火材料的袋閉合體，所述第一和第二表面中的至少一個表面具有多個孔，其可在所述袋閉合體填滿了可流動的耐火材料時釋放空氣壓力；所述袋具有由長度尺寸超過寬度尺寸所形成的大致狹長的主體，所述第一和第二表面中的至少一個表面具有垂直于所述長度尺寸而定位的褶或皺折，所述褶或皺折可在引入可流動的耐火材料時允許所述袋膨脹。
35.根據權利要求34所述的屏障模制袋，其特征在于，所述第一和第二表面中的至少一個表面包括透明塑料薄膜，所述袋還具有至少一個用于將可流動的耐火材料引入到所述袋中的入口。
36.根據權利要求34所述的屏障模制袋，其特征在于，所述袋具有兩個相對的端部，在這兩個端部之間形成了狹長的主體，所述狹長主體具有相對的縱向延伸的縫，以及沿著所述相對的縱向延伸的縫而定位的至少一個入口，以允許將可流動的耐火材料引入到所述袋中。
37.根據權利要求34所述的屏障模制袋，其特征在于，所述褶或皺折連接在彈性帶上。
38.根據權利要求34所述的屏障模制袋，其特征在于，所述袋連接在沿著所述狹長主體延伸的支撐條上。
39.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括提供支撐條，以便在所述模制袋位于墻頂上時支撐所述模制袋。
40.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將帶件連接到袋和至少一個相鄰于所述袋的建筑構件上，以便提供防止火和/或煙霧蔓延的另一屏障。
41.根據權利要求20所述的方法，其特征在于，所述褶或皺折通過將處于展開狀態下的彈性材料連接到所述模制袋的薄片部件上來形成。
42.根據權利要求34所述的屏障模制袋，其特征在于，所述袋具有至少一個端部，所述表面在所述至少一個端部處均連接在具有至少一個褶或多個皺折的端壁上，以允許所述袋在所述至少一個端部處膨脹。
43.一種示例性的屏障組件，包括具有用于接受可流動的擋火材料的入口的袋、用于在安裝到墻頭接縫中時支撐所述袋的支撐條，以及墊片。
44.根據權利要求43所述的屏障組件，其特征在于，所述袋、支撐條和墊片連接成一個整體。
45.根據權利要求44所述的屏障組件，其特征在于，所述支撐條連接在所述袋和墊片之間。
46.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述袋插入在U形夾板中并固定在帶槽金屬天花板上。
47.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述模制袋與套筒相連，所述套筒用于將可流動的擋火材料引入到所述袋中。
48.根據權利要求47所述的方法，其特征在于，所述套筒通過熱封連接到所述袋上。
49.根據權利要求48所述的方法，其特征在于，所述套筒通過至少一條膠帶連接到所述袋上。
50.根據權利要求34所述的擋火模制袋，其特征在于，所述袋包括至少一個用于將可流動的擋火材料引入到所述袋中的管或套筒，所述管或套筒熱封或粘結式連接到所述袋的壁或邊縫上。
全文摘要
本發明提供了一種用于在構件如墻壁、天花板和地板之中或之間的開口或間隙中安裝屏障的方法、系統和裝置。在孔或間隙中安裝至少一個屏障模制袋，并在袋中引入可固化或硬化的可流動的擋火材料如水合膠結材料，從而在該孔或間隙中形成屏障。
文檔編號F16L5/04GK1610786SQ02826358
公開日2005年4月27日 申請日期2002年10月28日 優先權日2001年10月31日
發明者M·D·摩根, X·孫, L·A·滕嫩霍斯, R·A·維爾欽斯基, B·戴爾, A·J·小阿爾迪基維茨, L·巴布羅茲安, L·沙皮羅, W·J·小胡爾利 申請人:格雷斯公司