Fire barrier penetrations - Interactions between concrete and sealing materials

Abstract

Fire compartmentation is a crucial part of fire safety of buildings. Effective fire barriers are needed for effective fire compartmentation. Fire barrier is easy to design and manufacture if there is no penetrations in the structure. Penetrations cause problems in terms of integrity of fire barrier. In this case firestops determine the effectiveness of fire barrier against fire.

This thesis discusses different rules and regulations controlling the design and manufacture of firestops. Firestop regulations are going through transition phase, and there are many regulations and rules to follow. CE-marking of construction products is the biggest individual change affecting firestops and it is discussed in more detail.

Two case studies of different kinds of building fires were conducted to evaluate the importance of firestops. These case studies together with literature review acted as a basis for the experimental study.

In experimental study 5 different sealing materials were used to construct small scale penetrations in concrete pieces with plastic pipes. These samples were exposed to high temperatures for different times. After exposure samples were studied for changes in sealing materials as well as concrete. Visual inspection and SEM were used to study the changes.

Palo-osastointi on tärkeä osa rakennuksen paloturvallisuutta. Tehokkaan palo-osastoinnin edellytyksenä ovat toimivat paloseinät. Paloseinien ja -muurien suunnittelu ja toteutus on helppoa, jos rakenteessa ei tarvita läpivientejä. Läpivienneistä aiheutuu ongelmia rakenteen yhtenäisyyden ja tiiveyden kannalta. Tässä tapauksessa palokatkot määrittävät paloseinän toimivuuden tulipalotilanteessa

Tässä diplomityössä käydään läpi asetuksia ja ohjeita, joilla säädellään palokatkojen suunnittelua ja toteutusta. Säännökset ovat muutosvaiheessa ja noudatettavana on useita sääntöjä. Rakennustuotteiden CE-merkitsemiskäytäntö on suurin yksittäinen palokatkoihin vaikuttava muutos ja sitä käsitellään tarkemmin.

Kahdesta erilaisesta tulipalosta tehtiin case-tutkimukset, joiden tarkoituksena oli valottaa palokatkojen merkitystä. Nämä tutkimukset yhdessä kirjallisuustutkimuksen kanssa toimivat lähtökohtana kokeelliselle tutkimukselle.

Kokeellisessa tutkimuksessa viidestä erilaisesta palokatkomateriaalia käytettiin betonin ja muoviputken kanssa pienen mittakaavan läpiviennin tekemiseen. Nämä näytteet altistettiin vaihtelevin ajoin korkeille lämpötiloille. Lämmityksen jälkeen näytteistä tutkittiin muutokset palokatkomateriaaleissa ja betonissa. Tutkimus toteutettiin visuaalisesti sekä hyödyntäen SEM-tutkimusta.