Стекломагниевый лист − материал без недостатков?

Стекломагнезитовый лист сегодня представляется поставщиками и производителями как инновационный отделочный материал – альтернатива панелям ГКЛ, ГВЛ, СП − и рекомендуется для использования во всех вариантах: съемная и несъемная опалубка под фундамент, внешняя и внутренняя отделка, конструктивная огнезащита, кровля, полы, ванны и бассейны, как часть различных типов фасадов основа для нанесения штукатурки.

Стекломагнезитовый лист (СМЛ ) позиционируется как современный экологический строительный материал нового поколения: влагостойкость, негорючесть, прочность, экономичность и экологичность выше, чем у других строительных материалов для выполнения аналогичных функций. При этом фундаментальных исследований свойств этого материала практически не проводится.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ
Стекломагнезитовый лист – композиционный материал из магнезиального связующего на основе оксида магния MgO (40–50 %), затворяемого хлоридом магния MgCl2, и/или сульфата магния MgSO4 (30–35 %) – называемый по имени первооткрывателя в 1887 году С. Сореля ≪цемент Сореля≫, −, перлита (SiO2, вулканического стекла) – 3–8 %, деревянных стружек (опилки) – до 15 %, воды, стекловолокна, полипропиленовой ткани или стекловолокна. СМЛ обладает низкой теплопроводностью (0,2–0,5 Вт/м oС) и повышенной устойчивостью к высоким температурам (до 1200 °С).

Коррозия стальных конструкций фасада библиотечного комплекса Dokk1

На качество СМЛ влияет ряд параметров, а именно качество и количество слоев стекловолокна, наличие минеральной ваты и ее тип, процентное содержание оксида магния, влажность и тип (сорт) используемых древесных опилок, соблюдение технологического процесса, качество пресс-форм для отливки плит необходимой толщины. Очевидно, что наличие и пропорции в составе СМЛ деревянной стружки, стекловолокна и полипропиленовой ткани снижают величину негорючести (НГ).

Коррозия стальных конструкций фасада библиотечного комплекса Dokk1

РЕАЛИЗАЦИЯ В РОССИИ
Основные производители СМЛ и сырья для его выпуска (магний, магнезит и магнезия) находятся в Китае. Число компаний, импортирующих СМЛ в Россию, растет с каждым годом. Наиболее известные из них Fedmet Resources Corporation, Fengchi Imp. and Exp. Co., Ltd. of Haicheng City (Fengchi Co.), Fengchi Mining Co., Ltd. of Haicheng City (Fengchi Mining), Fengchi Refractories Corp.(Fengchi Refractories), Puyang Refractories Co., Ltd. Импорт СМЛ из Китая в Россию составляет 90 % [1].

В Китае СМЛ производится в соответствии со стандартом JC688–2006 ≪Стекломагниевый лист≫, согласно которому подразделяется на семь классов: A (1 750 ρ), B (1 500 ρ≤1 750), C (1 200 ρ≤1 500), D (1 000 ρ≤ 1 200), E (700 ρ≤1 000), F (500 ρ≤700), G (ρ≤500), кг/м3. Сопротивление на излом для СМЛ класса A составляет 45 мПа, класса G – 4 мПа (уменьшается в 11 раз), ударопрочность для класса A – 12 кДж/м2, класса G – 1,5 кДж/м2 (уменьшается в 9 раз) при толщине листа 6–10 мм. Стандарт КНР JC688-2006 определяет предельный размер СМЛ по длине (3 000 мм), ширине (1 300 мм) и толщине (2–20 мм), наиболее распространенная толщина перемещаемого листа – 8 мм. Стандарт КНР JC688–2006 определяет требования к обозначению товара: названиетовара, класс, размеры и номер стандарта, например ≪Стекломагниевый лист D 2 440 х 1 220 х 3 JC688–2006≫ [1].

В России СМО выпускают в Подмосковье, Калужской, Самарской и Тамбовской областях. У российских производителей отсутствуют четкие разграничения между типами СМЛ, различающихся по плотности и качеству, и таким образом появляется вероятность использования на объекте контрафактного продукта или подмены более дорогого материала на низкокачественный. СМЛ в России реализуется под разными брендами, которые в основном делятся на четыре категории – ≪Премиум≫, ≪Стандарт≫, ≪Фасад≫, ≪Эконом≫ с характеристиками и областями применения в качестве фасадных облицовочных материалов с последующей отделкой, обшивки кровель, стеновых перегородок, оснований для пола и т.д.

Коррозия стальных конструкций фасада библиотечного комплекса Dokk1

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Плотность листа и доля содержания магнезита в составе – основные характеристики СМЛ . При низкой плотности (низкое содержание Мg) материал будет более пористый, рыхлый, соответственно, подвержен впитыванию влаги и склонен к повреждениям как при перевозке. При очень высокой плотности материала заметно уменьшается его гибкость, а также увеличивается содержание химически активного вещества. Визуально разные типы материалов различаются слабо. По данным, представленным на официальных сайтах компаний, водопоглощение лицевой поверхности СМЛ ≪Премиум≫ производства ПК ≪Интерпан≫ за 24 часа по ГОСТ 19592–80 составляет 5 %, водонасыщение по массе за 84 часа по массе – 21,3 %. По данным НПП ≪Укрмагнезит≫, для СМЛ ≪Стандарт≫ водопоглощение составляет не более 25 %, для ≪Премиум≫ – не более 15 % по BS ЕN 12467:2012. Данные параметры должны подтверждать режимы и условия применения, а именно ≪влажный режим помещения≫, когда относительная влажность, согласно СП 28.13330.2012 ≪Защита строительных конструкций от коррозии≫, превышает 75 % (≪мокрый режим≫ – режим эксплуатации помещения, при котором поверхность строительных конструкций увлажняется капельно-жидкой влагой (конденсатом, обрызгиванием, проливами).

Однако с момента открытия цемента Сореля в 1899 году известно, что магнезиальное вяжущее при относительной влажности более 93 % нестабильно, а процесс влагопоглощения начинается уже при относительной влажности 33 %. В технической литературе однозначно указывается, что цемент Сореля не обладает влагостойкими свойствами при уровне влажности более 80 %. В 1947 году установлено, что уровень относительной влажности 93 % – его критическая граница, а СМЛ подвергаются значительному изменению габаритных размеров при изменении температуры и влажности [2, 3]. Таким образом, возможно приобрести абсолютно разный по качеству материал, который в принципе нельзя использовать при относительной влажности более 33 %, при этом необходимо уточнять климатические условия эксплуатации, например относительная влажность воздуха в таких городах, как Санкт-Петербург и Москва, как правило, больше 70 %, а зимой достигает 85 %.

Коррозия на фасадных направляющих, контактирующих с СМЛ [5]

СКАНДАЛ В ДАТСКОМ КОРОЛЕВСТВЕ
В Дании широкий резонанс получили проведенные в 2015 году исследования СМЛ институтом Bunch Bygningsfysik [2, 3], с заключением о нецелесообразности применения СМЛ в строительстве. Исследования обусловлены в том числе, коррозией крепления стекломагниевых листов, приведшей к их обрушению с библиотечного комплекса Dokk1 в Орхусе. Повреждено порядка трех-четырех тысяч квадратных метров поверхности фасадов, и стоимость замены оценивается в 19 – 26 миллионов крон [4]. В институте Bunch проведен ряд экспериментов, в которых магнезитовые листы разных производителей (Power Board International Ltd, Nordisk Pladeindustri, Sto Danmark ApS, Ivarsson, Wekla AB) помещались в условия атмосферного воздуха с влажностью 85 и 93 %. В результате исследований в интервале от 7 до 14 суток на поверхности конденсировался концентрированный соляной раствор MgCl2 с рН в интервале семь-восемь. Такое значение рН не может считаться защитой от плесени. Более того, можно предположить, что рН еще снизится за счет поглощения магнезитом CO2 из воздуха при эксплуатации. При этом большинство производителей указывает в технической документации рН ~ 10, что уже считается достаточной защитой от появления плесени, но одновременно активизирует процессы коррозии при применении СМЛ совместно с металлоконструкциями. Получены экспериментальные данные, иллюстрирующие увеличение влагопоглощения образцов плит СМЛ с разными толщинами от времени. Некоторое снижение влагопоглощения после 30 дней испытаний объясняется разрастанием плесени (см. график).

График. Увеличение влагопоглощения по массе (ось ординат) от времени для СМЛ с разной толщиной плит, процесс заторможен разрастанием плесени

Установлено, что плесень развивается на самих магнезитовых плитах благодаря содержанию древесного волокна в составе материала [3]. Большинство марок СМЛ относятся к не горючим материалам, классу А согласно европейской классификации, классу пожар ной опасности строительных материалов КМ0. Предполагается, что СМЛ может выступать в роли конструктивной огнезащиты для повышения пределов огнестойкости строительных конструкций, сопоставимой с ГКЛО, ГКЛ.

Однако, поскольку СМЛ может изменять геометрические размеры (коробиться), вызывать коррозию на черных и цветных металлах обрамления и своей крепежной системы, предположительно и на самой конструкции – объекте огнезащиты, использование СМЛ в качестве конструктивного огнезащитного материала весьма спорно.

Плесень на деревянных конструкциях, контактирующих с СМЛ [5]

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МАТЕРИАЛА
Магнезиальное вяжущее до Сореля было известно – есть предположения, что этот цемент использовали при строительстве Колизея и Великой Китайской стены. Существуют исследования, направленные на снижение негативных свойств магнезитовых листов при эксплуатации в условиях повышенной влажности. Однако в целом результаты не приводят к существенному улучшению их эксплуатационных показателей. В Австралии, например, запрещается применять СМЛ в условиях повышенной влажности без влагостойкого покрытия [7]. Американская организация ICC-ES, которая является лидером в проведении технической оценки строительных материалов, отмечает, что магнезитовые плиты не могут быть использованы в среде с повышенным уровнем влажности. Так, согласно стандартам для общественных и жилых зданий, магнезитовые панели запрещено применять в душевых и ванных комнатах общественных зданий [8]. Другая американская фирма JamesHardie, занимающаяся производством облицовочных материалов, в 2007 году изучала магнезитные панели. По инициативе компании создан экспертный совет, который настаивал на исследовании панелей на магнезиальном вяжущем относительно их долговечности и влагостойкости [9]. В последнее время получает распространение декорированный СМЛ с повышенной водостойкостью за счет покрытия листов специальными пленками.

НЕОБХОДИМОСТЬ СТАНДАРТА
«СМЛ. Технические условия» Анализ современных исследований эксплуатации СМЛ показал, что материал может повести себя нестабильно и образовывать влагу на поверхности в виде концентрированного соляного раствора при определенных климатических условиях. Последний может вызывать коррозию стальных конструкций и гниение дерева. Необходимо выработать нормативные документы, устанавливающие классификацию СМЛ, терминологию, методы исследования и требования к качеству разных марок СМЛ с четким указанием режима эксплуатации, методов контроля и особенностями монтажа, для того чтобы избежать поставок в Россию низкокачественного СМЛ, однозначно классифицировать, идентифицировать данный продукт и правильно его эксплуатировать. Приказом Росстандарта от 30 декабря 2016 года № 2034 образован новый технический комитет по стандартизации ТК 144 «Строительные материалы, изделия и конструкции», в частности подкомитет ПК4, в сферу компетенции которого входят изоляционные и отделочные материалы и изделия, который основан на базе Инженерно-строительного института ФГАО У ВО «СПбПУ». Планируется привлечение к экспертизе стандартов по порученным направлениям стандартизации ведущих научных организаций строительной сферы Российской Федерации, а также в целях гармонизации отечественных стандартов с международными в отдельных экспортноориентированных отраслях промышленности ведущих зарубежных научных центров. Разработка стандарта, гармонизированного с китайским стандартом КНР JC688–2006, но с учетом климатических поясов и зон России, а также отечественных нормативных требований к отделочным материалам и средствам огнезащиты, является необходимым направлением с учетом сложившейся ситуации с СМЛ. Другими словами, без исследования этого материала и введения норм/стандартов по его эксплуатации в большинстве климатических зон России применять плиты на основе цемента Сореля не рекомендуется.

Литература:
1. В. И. Таскаев, Ю. А. Зозулинская. Стекломагниевые листы как объект таможенного контроля // Таможенная политика России на Дальнем Востоке, № 1(58), 2012. С. 87 – 95.
2. K. Hansen, T. Bunch-Nielsen, B. Grelk, C. Rode. Magnesium-oxide boards cause moisture damage inside facades in new Danish buildings. International RILEM Conference on Materials, Systems and Structures in Civil Engineering
Conference segment on Moisture in Materials and Structures 2016, Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark. http://www.bunchbyg.dk/wp-content/uploads/2016/08/MSSCE2016_Word_208.pdf.
3. BUNCH Bygningsfysik. MgO-pladerUndersøgelse af problemer med fug togcorrosion. Sag nr.:KON219-R001. 2015-09-16. URL: http://bsf.dk/media/1559/mgo-rapport.pdf.
4. «Når vi når hen til november, driver vandet ned ad pladerne». Jyllands-posten.dk. URL: http://jyllands-posten.dk/aarhus/erhverv/ECE8745371/naar-vi-naar-hen-til-november-driver-vandetned-ad-pladerne.
5. BYG-ERFA, Fugtsugende vindspærreplader, Erfaringsblad (21) // BYG-ERFA. 2005. URL: https://byg-erfa.dk/fugtsugendevindspaerreplader.
6. Danish Building Defects Fund. URL: http://bsf.dk/erfaformidling/mgo-problematikken/kortl%C3%A6gning.
7. Dincel & Associates, Non-Compliant Products – Fibre Cement (FC) Sheets & Magnesium Oxide (MgO) Boards as Permanent Formwork for Concrete Walls-Columns. URL: http://www.dincelandassociates.com/documents/
Non-CompliantProducts-FibreCement(FC)Sheets&MagnesiumOxide(MgO)BoardsasPermanentFormworkforConcreteWalls-Columns.pdf .
8. ICC-ES Report. «Section: 09 28 15 – Magnesium Oxide Backing Panels». URL: http://www.icc-es.
org/Reports/pdf_files/ESR-2880.pdf.
9. James Hardie Building Products Inc. Report «Subject: Comment to proposed Acceptance Criteria AC386. URL: http://www.icc-es.org/Criteria_Development/0710-pre/responses/AC386.pdf.

М. В. Гравит, к. т. н., доцент кафедры «Строительство уникальных зданий и сооружений» ФГАОУ ВО СПбПУ, член-корр. НАНПБ

Смотрите также

Огнестойкий пенопласт разработали в Перми

Ученые Пермского государственного национального исследовательского университета (ПГНИУ) разработали самозатухающий пенопласт. В отличие от аналогов  усовершенствованный …

3 Комментарии

  1. Сергей Антонов

    А я делал огневые испытания СМЛ. И хотя огнезащитная эффективность достаточно высока, испытания под нагрузкой по ГОСТ 30247.1-94 показали , что он настолько хрупок, что начал разрушаться почти сразу же

  2. Илья Данилов

    Стандарт необходим, но его разработку следовало бы совместить с проведением соответствующих испытаний, по результатам которых можно сделать классификацию материала по характеристикам и соответствующим областям применения

  3. Марина Гравит

    Согласна, что перед стандартом всегда должны быть исследования, результаты которых и будут в его основе. Надеюсь, что крупные производители СМЛ обратятся в ТК 144 «Строительные материалы (изделия) и конструкции», где планируется разработка данного стандарта, для совместной эффективной работы.

Добавить комментарий для Илья Данилов Отменить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Ваше имя

Ваш e-mail

Контактный телефон