Почему плита MgO превосходит традиционную обшивку пола: опубликованы результаты испытаний

Плата MgO — замечательный строительный материал, который выдерживает температуру до 780°C (1436°F), не горя и не образуя дыма. Строители выбирают плиты MgO чаще, чем традиционные варианты обшивки пола, из-за их удивительной огнестойкости.

Эти панели из оксида магния имеют нулевой индекс распространения пламени, что означает, что они вообще не способствуют распространению огня. Кроме того, они невероятно прочны в суровых условиях и поглощают менее 15% воды даже после двухчасовых испытаний на погружение. MgO тверже и прочнее гипсокартона, а также лучше борется с насекомыми, плесенью, грибком и гниением. Испытания более чем 1000 образцов в течение двух лет показали, что оболочка из оксида магния остается стабильной даже во влажном состоянии.

Поначалу цена может быть выше по сравнению с традиционными вариантами, но платы MgO со временем экономят деньги за счет меньшего обслуживания и более длительного срока службы. В этой статье мы рассмотрим результаты испытаний, которые показывают, почему технология плит MgO — это будущее для профессионалов в области строительства, которым нужны более высокие характеристики и безопасность.

Состав материала MgO по сравнению с традиционной оболочкой

Плиты MgO обладают структурной прочностью и отличными эксплуатационными характеристиками главным образом благодаря уникальному химическому составу и способу их изготовления. Эти основные различия объясняют, почему платы MgO работают лучше, чем обычные варианты, в тяжелых условиях эксплуатации.

Состав панели из оксида магния: MgO, перлит, сетка из стекловолокна.

В современных панелях из оксида магния используется тщательно продуманная смесь минералов и армирующих материалов. В сердечнике содержится 56-58% оксида магния (MgO), что делает его невероятно прочным и огнестойким. Этот основной ингредиент работает либо с 27-29% сульфатом магния, который связывает все вместе.

Другие ключевые части:

3-4% перлита: Это вулканическое стекло расширяется под действием тепла и делает доску огнестойкой и изолирующей, оставаясь при этом легкой.

4-6% стекловолоконная сетка: Это повышает прочность, предотвращает появление трещин и сохраняет устойчивость доски под давлением.

5-6% древесного волокна: Меньшая усадка и простота использования во время строительства.

0,1-0,3% фосфата: Это сохраняет стабильность химической матрицы в процессе реакции гидратации.

Эти минералы создают цементоподобный материал, который сохраняется невероятно долго. Удивительная прочность доски обусловлена ​​прочными атомными связями между магнием и кислородом, которые создают кристаллы оксида магния.

Основные слои и клеи для фанеры и OSB

Обычные материалы для пола, такие как фанера и ориентированно-стружечная плита (OSB), сильно различаются по своему составу и процессу изготовления. В OSB используются деревянные пряди, склеенные прочным клеем, наложенные слоями в виде перекрещивающихся узоров. Такое перекрестное наслоение делает его прочным, но не придает ему естественной огнестойкости, которой обладают панели на минеральной основе.

Клеи, используемые в древесных плитах, имеют некоторые ключевые различия:

Фенолформальдегид (ФФ): Это был лучший клей для OSB, но сейчас производители чаще используют другие варианты.

Метилендифенилдиизоцианат (МДИ): Европейские производители любят этот материал, потому что он хорошо связывается с гидроксильными группами древесины.

Меламин-мочевина-фенол-формальдегид (ММФ): Еще один распространенный выбор, который довольно хорошо справляется с влажностью.

Количество клея существенно влияет на качество работы этих досок. Исследования показывают, что увеличение количества клея в два раза с 3% до 6% позволяет плитам OSB намного лучше справляться с водой и оставаться прочными. Но даже эти улучшенные платы не могут сравниться с тем, насколько хорошо платы MgO справляются с экстремальными условиями.

Влагостойкие составы сульфата магния и хлорида

Технология изготовления плит из MgO сделала большой шаг вперед, когда производители сменили связующие вещества. Они перешли от хлорида магния (MgCl₂) к сульфату магния (MgSO₄), и это изменение значительно улучшило работу плат.

Плиты из хлорида магния имеют ряд серьезных проблем:

Они впитывают слишком много влаги из воздуха.

Около 5% содержания хлоридов могут растворяться, что приводит к ржавчине.

Они могут «плакать», когда на их поверхности скапливается влага.

Металлические крепления могут ржаветь из-за перемещения ионов хлорида.

Новые плиты из сульфата магния устраняют следующие проблемы:

Только около 1% содержания хлоридов может раствориться.

Они не впитывают столько влаги

Водонепроницаемость намного лучше

Больше никаких выделений и скоплений белых кристаллов.

Химия объясняет, почему эти доски работают по-разному. Сульфат магния не дает влаге попасть обратно в галоген платы, что создает более стабильную и менее реакционноспособную структуру.

Это изменение ингредиентов знаменует собой огромный шаг вперед. Современные плиты из оксида магния на основе MgSO₄ работают намного лучше в тяжелых условиях, чем материалы на основе древесины и старые плиты MgO.

Результаты испытаний на огнестойкость и рейтинги безопасности

Испытания на огнестойкость показывают большие различия между строительными материалами. Эти тесты объясняют, почему плиты из оксида магния лучше работают в сферах, где важна безопасность. Лабораторные тесты дают четкие измерения для расчета этих различий в производительности с помощью стандартных методов тестирования.

ASTM E136 Порог отказа: 780°C

Тест ASTM E136 определяет, может ли материал гореть или нет. В ходе испытания образцы материала помещаются в вертикальную трубчатую печь при температуре 750°C (1382°F) не менее чем на 30 минут. Материалы выдерживают это жесткое испытание только в том случае, если их температура не превышает 780°C (1436°F).

Панели MgO работают по-разному в зависимости от их состава. Испытания, проведенные независимыми лабораториями в 2020 году, показали, что многие конструкционные панели из MgO, ведущие на рынок США, не прошли испытание ASTM E136. Эти образцы достигают температуры, намного превышающей предел в 780°C.

Содержание общего органического углерода (TOC), по-видимому, определяет, пройдет ли материал этот тест. В разделе X1.5.1.1 комментариев ASTM E136 говорится, что строительные материалы с содержанием горючих материалов 3% и более часто не проходят испытание на негорючесть. Испытанные панели MgO имели уровень TOC от 3,61% до 7,29%, что привело к их выходу из строя.

Индекс распространения пламени: MgO = 0 против фанеры = высокий

Туннельное испытание Штайнера (ASTM E84) измеряет скорость распространения огня по материалам. Этот тест дает нам индекс распространения пламени (FSI).

Качественные плиты из оксида магния блестяще выдержали этот тест:

Материал	Рейтинг распространения пламени	Развитие дыма
Совет MgO	0	0
Фанера	Высокий (необработанный)	Высокий
Гипсокартон	Высокийer than MgO	Умеренный

Нулевой рейтинг распространения пламени означает, что плиты MgO не загораются и не способствуют распространению огня. Стандартная фанера легко воспламеняется и способствует более быстрому распространению пожаров в зданиях. Даже фанера, обработанная антипиренами, не может сравниться с правильно изготовленными плитами из MgO.

4-часовой предел огнестойкости согласно ASTM E119 для плат MgO

ASTM E119 (также называемый ANSI-UL 263) проверяет, как целые стеновые системы справляются с огнем. Материалы подвергаются контролируемому огню, достигающему температуры более 1600°F (870°C).

Рейтинги огнестойкости говорят нам, как долго стены остаются прочными во время пожара. Эти рейтинги влияют на строительные нормы и правила и безопасность людей.

Качественные плиты из оксида магния превосходны и здесь:

До 4 часов огнестойкости при правильной настройке.

Соответствие стандартам ISO 9151, ISO 15025 и ISO 6942.

Оставайтесь сильными даже при температуре около 1200°C (2192°F).

Стены на основе MgO дают людям больше времени для побега, чем традиционные материалы. Стандартная фанера служит всего 30 минут, прежде чем сломается. Платы MgO остаются прочными до четырех часов, в восемь раз дольше.

Плиты MgO остаются прочными при сильной жаре, потому что они обугливаются и впитывают тепло, а не горят. Это дает людям больше времени на эвакуацию, а пожарным – на работу.

Эти результаты доказывают, что хорошо изготовленные плиты из оксида магния лучше защищают от огня, чем обычные материалы для пола. Это отличный выбор, когда пожарная безопасность важнее всего.

Водопоглощение и устойчивость к плесени в лабораторных условиях

Лабораторные испытания показывают, почему плиты из оксида магния сохраняют свою структуру неповрежденной во влажной среде, где обычная обшивка не работает. Эти испытания доказывают, почему панели MgO становятся лучшим выбором для жестких условий эксплуатации.

Водопоглощение 0,34% при 2-часовом тесте на погружение

Водостойкость строительного материала во многом зависит от скорости поглощения влаги его поверхностью. В этой области плиты из MgO превосходны – они поглощают всего 0,34% воды по весу. Эта крошечная скорость впитывания объясняет, почему эти панели остаются стабильными даже после длительного воздействия влаги.

Цифры говорят ясно по сравнению с другими материалами:

Материал	Поверхностное поглощение влаги
Совет MgO	0.0034
Силикат кальция	0.03
Гипсокартон		Фанера/OSB	Более 20%

Высококачественная оболочка из оксида магния поглощает менее 10% воды по массе в ходе стандартных двухчасовых испытаний. Эти плиты соответствуют гипсовым панелям в контролируемых условиях и превосходят варианты на основе древесины, которые впитывают на 20% больше воды.

Стандарты контроля качества гарантируют, что плиты MgO премиум-класса сохраняют коэффициент поглощения на уровне 0,34% по весу или ниже. Эта особенность помогает плитам выдерживать суровые условия окружающей среды, не теряя при этом своих структурных свойств.

ASTM G21 Устойчивость к плесени: рейтинг 0/0/0 для MgO

Устойчивость к плесени – еще один ключевой фактор при выборе строительных материалов. Стандартный тест ASTM G21 проверяет, насколько хорошо пластиковые изделия и полимерные материалы противостоят грибкам. Плиты MgO имеют идеальный рейтинг 0/0/0, что означает, что они полностью противостоят росту плесени.

Эти превосходные характеристики обусловлены несколькими защитными функциями:

1. Неорганический состав: Плиты MgO состоят в основном из минералов, которые не способствуют росту грибков.

2. Естественные антимикробные свойства: Материал предотвращает появление плесени, грибка, грибка и гниения.

3. Низкое удержание влаги: Минимальное водопоглощение предотвращает рост спор плесени.

Лабораторные испытания подтверждают эти свойства. Оболочка из MgO хорошо работает без пароизоляции во всех климатических зонах. Внутренняя влажность досок остается ниже уровня, необходимого для роста микробов, независимо от того, насколько влажно на улице.

Изделия из древесины, такие как фанера, содержат целлюлозу и лигнин – пищу для грибов. Вот почему они склонны к образованию плесени. Плиты MgO не покрываются плесенью на протяжении всего срока службы и не требуют химической обработки.

Время высыхания фанеры — 25 дней против 4 дней для MgO

Время высыхания после намокания имеет большое значение в реальных строительных ситуациях. Лабораторные испытания показывают, что плиты из оксида магния полностью высыхают примерно через четыре дня после полного насыщения. Фанере и OSB требуется почти 25 дней, чтобы вернуться к нормальному уровню влажности.

Это преимущество быстрого высыхания означает:

Строительство может возобновиться раньше после дождя

Меньше шансов попадания влаги в стены.

Снижение риска повреждения близлежащих материалов

Меньше времени для развития плесени во время сушки

Полевые испытания подтверждают эти лабораторные результаты. Плиты MgO сохраняют свою форму после намокания, не разбухая, не деформируясь и не распадаясь. Они сохраняют почти 100% своей прочности на изгиб после 25 циклов влажной/сухой эксплуатации. Фанера в тех же условиях теряет прочность на 9 %, а гипс – на 36–52 %.

Плиты MgO хорошо противостоят воде, но не являются водонепроницаемыми. Прямое воздействие воды в течение более часа может привести к некоторому расширению. Несмотря на это, правильно установленные панели MgO работают лучше, чем традиционная обшивка, в реальных условиях влажности, особенно в ванных комнатах, кухнях и других влажных помещениях.

Эталоны структурной прочности и ударопрочности

Испытания показывают, что плиты MgO работают лучше, чем обычные материалы для обшивки пола. Цифры говорят нам, почему эти панели так хорошо работают, когда вам нужно что-то прочное, способное выдерживать большие нагрузки.

Прочность на изгиб: 15–22 МПа для плит MgO.

То, как материал сгибается под весом, многое говорит нам о том, насколько хорошо он выдержит. Плиты MgO хорошего качества могут сгибаться, не ломаясь, с номинальной прочностью от 15 до 22 МПа по ширине. Они еще прочнее в продольном направлении, достигая 30 МПа.

Вот что означают эти цифры на земле:

Материал	изгибная прочность	Что это значит
Совет MgO	15-22 МПа	Остается прочным при больших нагрузках
ОСБ/Фанера	Переменная (нижняя)	Скорее всего, провиснет
Гипс	Гораздо ниже	Трещины при напряжении

Высокая прочность MgO на изгиб обусловлена его уникальным составом и способом его изготовления. Связи между атомами магния и кислорода создают кристаллы, которые распределяют напряжение по всей панели. Это делает плиты MgO идеальными для мест, где вещи загружаются и выгружаются снова и снова.

Прочность на сдвиг: 280 фунтов на квадратный фут с одинарным крепежом.

Прочность на сдвиг показывает, насколько хорошо материалы справляются с параллельными силами, что имеет решающее значение для полов и стен. Полудюймовая оболочка из MgO выдерживает давление более 280 фунтов на квадратный фут, а некоторые топовые продукты выдерживают давление до 350 фунтов на квадратный фут.

Давайте посмотрим, насколько хорошо он держит крепеж:

Один винт № 10-13 с плоской головкой в оболочке из MgO выдерживает нагрузку более 155 фунтов.

Промышленность требует всего 32 фунта — это очень важно, поскольку это означает, что MgO намного прочнее.

Строителям нравится такой сильный захват крепежа. Они могут прикрепить облицовку прямо к обшивке MgO, не дотрагиваясь до рамы. Это делает строительство быстрее и прочнее.

Это означает, что вы получаете:

Требуется меньше материалов

Более простая конструкция

Лучшая стабильность

Крепежи, которые остаются на месте

Лучшая защита от ветра и землетрясений

Ударопрочность: >5 кДж/м² в местах с интенсивным движением транспорта

Ударопрочность показывает, насколько хорошо предмет выдерживает удар, не ломаясь, что крайне важно в оживленных помещениях. Плиты MgO могут выдерживать удары силой более 5 кДж/м² без особых повреждений. Панели MgO высшего качества могут выдерживать нагрузку более 20 кДж/м² в особых случаях.

Плиты MgO отлично работают в таких сложных местах, как:

Загруженные коридоры и лестницы

Коммерческие помещения, которые должны прослужить долго

Школы и больницы терпят поражение

Стены, которые подвергаются интенсивному использованию

Эти прочные панели служат дольше и требуют меньше затрат на обслуживание. Обычный гипсокартон мнётся, трескается и пробивается при нормальном использовании. Панели MgO остаются прочными даже в суровых условиях.

Эти показатели прочности — не просто характеристики на бумаге. Плиты MgO работают лучше, чем материалы старой школы, во всех отношениях. Они служат дольше, растут быстрее и продолжают работать год за годом в реальных приложениях.

Сравнение воздействия на окружающую среду и здоровье

Плиты из оксида магния меняют правила игры в строительстве. Эти плиты обладают экологическими преимуществами по сравнению с традиционными строительными материалами. Производственный процесс, влияние жизненного цикла и отсутствие вредных веществ делают их более экологичным выбором для устойчивого строительства.

Выбросы CO2 на 73% ниже, чем у портландцемента

Производство MgO создает меньше парниковых газов по сравнению с традиционным портландцементом. Для процесса обжига необходима температура 700–1000°C, что очень важно, поскольку это означает, что она намного ниже, чем 1500°C, необходимые для портландцемента. Эта разница температур приводит к гораздо меньшему потреблению энергии в производстве.

Экономия выбросов рассказывает убедительную историю:

MgO-цементы производят всего 0,5-0,6 тонн чистого CO2 на тонну.

Это показывает снижение на 40-50% по сравнению с портландцементом.

Некоторые составы MgO могут поглощать CO2 на протяжении всего своего жизненного цикла.

Плиты MgO достигают большей экологической пользы за счет минерализации углерода. Более высокая доля реактивных оксидов в связующей системе обеспечивает поглощение CO2. Цементная промышленность производит около 8% всех антропогенных выбросов CO2. Переход на материалы на основе MgO может помочь быстрее достичь климатических целей.

Пригодность к вторичной переработке и жизненный цикл «от колыбели до колыбели»

Панели MgO являются экологически чистыми от производства до утилизации. Традиционные отходы гипсокартона подлежат строгим правилам захоронения. Однако платы MgO следуют принципу «от колыбели до колыбели»:

По окончании срока службы они подлежат вторичной переработке, что сокращает количество отходов на свалках.

Сырьем являются полезные ископаемые, а не лесные продукты.

Магнезит (MgCO3) не требует химической обработки.

Некоторые виды являются «пищевыми отходами», которые улучшают здоровье почвы.

Сырье повышает устойчивость. Магний является восьмым по распространенности элементом в земной коре и третьим по распространенности минералом в морской воде. Истощение ресурсов не является проблемой при производстве MgO.

Переработка плит MgO помогает сократить количество строительных отходов. Исследования по оценке жизненного цикла (LCA) показывают, что структурно-изолированные панели из MgO более экологичны, чем традиционные варианты. Их устойчивость к влаге и плесени означает, что они служат дольше, что делает их еще более экологически безопасными.

В плитах MgO отсутствуют летучие органические соединения, формальдегид и кремнезем.

Плиты MgO — более здоровый выбор. Эти панели свободны от:

Формальдегид

Летучие органические соединения (ЛОС)

Асбестовые материалы

Кристаллический кремнезем

Аммиак или бензол

Соли тяжелых металлов

Шестивалентный хром

Эти доски идеально подходят для помещений, чувствительных к здоровью. Жильцы здания дышат более чистым воздухом, поскольку плиты не выделяют вредных газов или химикатов. Установка также безопаснее: для резки оболочки MgO не требуются респираторы, одобренные OSHA, в отличие от материалов, содержащих кремнезем.

Если у вас повышенная чувствительность органов дыхания, доски MgO — отличный выбор, поскольку они не вызывают аллергенов и раздражителей. Они достигают идеального рейтинга 0/0/0 в испытаниях на устойчивость к плесени ASTM G21. Это делает их идеальными для людей, страдающих аллергией, астмой или чувствительностью к химическим веществам.

Доски остаются нетоксичными на протяжении всего срока службы. В условиях пожара они практически не производят дыма и токсичных выбросов. В отличие от традиционных материалов, которые выделяют вредные соединения при воздействии тепла или пламени.

Анализ затрат и долгосрочная рентабельность инвестиций

Инвестируя в плиты из оксида магния, строителям необходимо выходить за рамки технических характеристик. Эти платы демонстрируют впечатляющие характеристики, а понимание динамики их стоимости помогает принимать более разумные решения в отношении этого передового материала.

Первоначальная стоимость: 1,50–3,50 доллара США за кв. фут для MgO против 0,50–2,50 доллара США за фанеру.

Платы MgO стоят от 1,50 до 3,50 долларов за квадратный фут. Традиционная фанера оказывается дешевле: от 0,50 до 2,50 доллара за квадратный фут. Стандартный гипсокартон остается наиболее экономичным вариантом по цене от 0,30 до 0,70 доллара за квадратный фут. Разница в цене обусловлена ​​усовершенствованным составом материала панелей MgO и превосходными характеристиками.

Экономия на обслуживании благодаря устойчивости к плесени и вредителям

Расходы на строительство следуют предсказуемой схеме. Затраты на строительство составляют всего 10-20% затрат в течение всего срока службы. Оставшиеся 80-90% занимают техническое обслуживание и эксплуатация. Платы MgO требуют минимального ремонта на протяжении всего жизненного цикла и экономят деньги за счет:

Снижение влажности и ремонт повреждений от ударов

Нулевые затраты на удаление плесени

Меньше замен требуется в местах с интенсивным движением или во влажных помещениях.

10-летняя окупаемость инвестиций: снижение затрат на ремонт и страховые взносы

Долгосрочные финансовые выгоды советов директоров MgO перевешивают более высокие первоначальные затраты. Здания с панелями из оксида магния имеют право на более низкие страховые взносы из-за их огнестойкости. Эти панели сокращают расходы на страхование, обеспечивая экономичные противопожарные стеновые конструкции с системами, одобренными NFPA 285.

Плиты MgO сохраняют свою структурную целостность без ухудшения, деформации, набухания или расслоения в суровых погодных условиях. Инновационные стеновые панели из MgO могут оставаться полностью открытыми до шести месяцев во время строительства, при этом на продукцию предоставляется 10-летняя ограниченная гарантия. Эта функция значительно снижает затраты на замену, связанную с погодными условиями.

Заключение

Плиты MgO — лучший выбор для современных строительных проектов по сравнению с традиционными материалами для обшивки пола. Результаты испытаний, которые мы получили, показывают, что MgO работает лучше во всех критических областях.

Пожаробезопасность – самая впечатляющая особенность плит MgO. Эти плиты не горят даже при температуре выше 780°C и имеют нулевую степень распространения пламени. Это дает им огромное преимущество в безопасности. Обычная фанера быстро сгорает при пожаре, но MgO дает людям в четыре раза больше времени на эвакуацию в чрезвычайных ситуациях.

Устойчивость к воде и плесени, которую обеспечивает технология MgO, далека от того, что предлагают традиционные материалы. Благодаря водопоглощению всего 0,34% и идеальному рейтингу устойчивости к плесени 0/0/0 эти панели остаются прочными даже во влажных условиях. Кроме того, после намокания плиты из MgO сохнут в пять раз быстрее, чем фанера. Это означает меньше задержек и меньше повреждений во время строительства.

Результаты испытаний подтверждают структурную прочность MgO. Плиты обладают прочностью на изгиб 15-22 МПа, высокой прочностью на сдвиг и ударопрочностью выше 5 кДж/м². Благодаря этому создаются полы и стены, которые хорошо выдерживают большие нагрузки и устойчивы к ежедневному износу.

Экологические преимущества еще больше аргументируют необходимость использования MgO. Производственный процесс создает на 73% меньше CO2, чем портландцемент. Плиты не содержат вредных химических веществ, таких как летучие органические соединения или формальдегид, и могут быть полностью переработаны. Это делает их идеальными для устойчивого строительства.

Поначалу плиты из MgO стоят дороже (1,50–3,50 доллара за квадратный фут по сравнению с 0,50–2,50 доллара за фанеру), но их более длительный срок службы и меньшие затраты на техническое обслуживание того стоят. Владельцы зданий экономят деньги за счет меньшего количества ремонтов, снижения затрат на страхование и менее частой замены.

Результаты испытаний показывают, почему все больше специалистов в области строительства выбирают технологию MgO для тяжелых работ. Плиты MgO — это не просто еще один вариант — они представляют собой настоящий прогресс в области материалов для обшивки пола. Строители, которым нужна более высокая производительность в сложных условиях, без сомнения, выиграют от этого замечательного материала.