Новое поколение листовых гипсовых материалов для повышения огнестойкости строительных конструкций Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ц м

■I

УДК 678.049.91

Н.С. ТРОИЦКИЙ, директор бизнес-подразделения Гипрок, A.A. ФЕДУЛОВ, технический менеджер, ООО «Сен-Гобен Строительная продукция Рус» (Москва)

Новое поколение листовых гипсовых материалов для повышения огнестойкости строительных конструкций

Малоэтажное строительство в России набирает все большие темпы роста и становится востребованным на рынке жилых, общественных и некоторых промышленных зданий благодаря своей невысокой стоимости. В первую очередь это касается строительства зданий каркасного типа на основе деревянных и металлических конструкций, у которых стоимость квадратного метра укомплектованного дома заводского изготовления составляет 15-30 тыс. р. Спрос на такие здания, особенно жилые, растет, и производители этих зданий пытаются его удовлетворить.

Ключевые слова: гипсовые материалы, огнестойкость.

Особенно быстро растут темпы строительства домов на металлическом каркасе. Изготовление деталей металлического каркаса отличается от других аналогов высокой производительностью и точностью, а также высокой скоростью монтажа на стройплощадке.

Но металлические конструкции имеют один существенный недостаток: невысокий предел огнестойкости. Они требуют надежной огнезащиты.

Для повышения огнестойкости металлических конструкций компания «Сен-Гобен» предлагает российскому строительному рынку гипсофибровые и гипсоволокнистые листы, которые по своим техническим характеристикам являются продукцией нового поколения.

Экологичный гипсофибровый лист (далее Гласрок ГФЛ) представляет собой негорючий листовой отделочный мате-

риал, который состоит из гипсового сердечника, армированного стекловолокном и облицованного с двух сторон нетканым стеклополотном.

Гласрок ГФЛ применяется для огнезащиты металлических и деревянных конструкций, а также для устройства перегородок с повышенным пределом огнестойкости.

Материалы Гласрок ГФЛ могут иметь следующие геометрические размеры: длина - 2000; 2400; 2500; 2700; 3000

Таблица 1

Физико-технические и пожарные характеристики Гласрок ГФЛ

Рис. 1. Схема конструктивной огнезащиты стальной колонны материалом Гласрок ГФЛ: 1 — стальная колонна; 2 — листы Гласрок ГФЛ, скрепленные саморезами; 3 — стыки листов

№ Наименование показателя Единицы измерения Значение

1 Средняя плотность: толщина листа 6 мм толщина листа > 6 мм кг/м3 950 ± 50 850 ± 50

2 Поверхностная плотность кг/м2 6; 8,5; 10,6; 12,8; 17,0; 21,3; 25,5

при толщине листа мм 6; 10; 12,5; 15; 20; 25; 30

3 Предел прочности при изгибе, в продольном направлении, не менее Н 860

4 Предел прочности при изгибе, в поперечном направлении, не менее Н 336

5 Коэффициент теплопроводности Вт/(м-К) 0,3

6 Паропроницаемость мг/(м-ч-Па) 0,0625

7 Водопоглощение при полном погружении мас. % 5,5

8 Поверхностное водопоглощение кг/м2 0,06

9 Коэффициент размягчения 0,58

Пожарно-технические характеристики

Горючесть НГ

Класс пожарной опасности КМ0

Ш4 м

I

520 480 440 400 360 320 280 240 200 160 120 80 40

520 480 440 400 360 320 280 240 200 160 120 80 40

30 40 Время, мин

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140150 Время, мин

Рис. 2. Изменение температуры на необогреваемой поверхности: а — образца № 1Г (Гласрок ГФЛ 20мм); б — образца №2 Г (Гласрок ГФЛ20мм + 20 мм); 1 — значение первой термопары; 2 — значение второй термопары; 3 — среднее значение термопар 1 и 2

и 3200 мм; ширина - 1200 мм; толщина - 6; 10; 12,5; 15; 20; 25; 30 мм.

Лист толщиной 6 мм применяется для изготовления криволинейных поверхностей с радиусом кривизны не менее 600 мм. Гласрок ГФЛ обладает высокими прочностными характеристиками, что позволяет выполнять облицовку металлических конструкций высотой до 4 м бескаркасной, т. е. листы можно крепить друг к другу (табл. 1).

Для определения огнезащитной эффективности материала Гласрок ГФЛ в октябре 2009 г. в Испытательном центре ЗАО «ЦСИ «Огнестойкость-ЦНИИСК» были проведены огневые испытания по ГОСТ Р 53295-2009 «Средства защиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности» стандартных колонн двутаврового сечения № 20, облицованных Гласрок ГФЛ. Одна колонна имела однослойную защиту толщиной 20 мм, а другая - двухслойную защиту толщиной 40 мм (20 мм + 20 мм).

Монтаж огнезащиты осуществлялся при помощи самонарезающих винтов в коробчатое сечение. Плиты крепились друг к другу винтами с шагом 150 мм (без каркаса). Стыки плит и утопленные на 1 мм головки саморезов промазывались гипсовой шпатлевкой Гипрок Варио (рис. 1, табл. 2).

Таблица 2 Пределы огнестойкости перегородок, обшитых Гласрок ГФЛ

Толщина двусторонней обшивки, мм Предел огнестойкости, мин

2x12,5 R 60

2х(10+10) R 120

2х(15+15) R 180

2х(15+15+6) R 240

Таблица 3

Размеры Ригидур ГВЛ

Наименование Вид кромки Размеры, мм

длина ширина толщина

Малоформатный 1500 1000

Крупноформатный ПК, ФК 2000, 2500, 2540, 2750, 3000 1245, 1249 10 12,5 15

Достижение критической температуры 500оС произошло на первом образце через 66 мин, на втором - через 149 мин (протокол испытаний от 16.11.2009) (рис. 2).

На рис. 3 приведена диаграмма огнезащитной эффективности обшивок различной толщины из Гласрок ГФЛ в зависимости от приведенной толщины металла защищаемой конструкции.

Другим огнезащитным материалом, который компания «Сен-Гобен» поставляет на российский рынок, являются гипсоволокнистые листы Ригидур ГВЛ. Эти листы представляют собой экологичный листовой отделочный мате-

3,8

4,1

4,5

м м, 5

а, л тал 5,5

ет м 6,3

а н и 7,1

лщ 8,3

тол

я а 10

н е д 12,5

е в и р 16,6

с 60

25

50

30 мм

4,4

20 мм 35 мм

6 25 мм

7,4

15 мм

8,3 20 мм 30 мм

9

11,8 25 мм 14,3 20 мм

15 мм

15 мм

30 60 90 120

Время нагрева металла защищаемой конструкции до 500оС, мин

Рис. 3. Огнезащитная эффективность обшивок из Гласрок ГФЛ различной толщины (время нагрева стали до 500оС)

Рис. 4. Виды кромок гипсоволокнистыхлистов Ригидур: ПК— прямая кромка; ФК — фальцевая кромка

34

4'2010

ц м

■I

0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Время, мин Время, мин

Рис. 5. Изменение температуры на необогреваемой поверхности: а — образца № 1Р (Ригидур ГВЛ10 мм + 10 мм); б — образца №2 Р (Ригидур ГВЛ 10 мм + 10 мм + 10 мм + 10 мм); 1, 2, 3 — термопары

риал, изготовленный из строительного гипса марки не ниже Г4, содержащего различные технологические добавки, и распушенной целлюлозной макулатуры.

Листы Ригидур ГВЛ всех типов являются влагостойкими и поэтому не имеют в обозначении дополнительных индексов.

Ригидур ГВЛ предназначены для отделки стен, устройства перегородок, подвесных потолков, сборных оснований пола и огнезащитных конструкций.

Ригидур ГВЛ выпускаются двух видов - гомогенные и разноплотные. Гомогенные ГВЛ имеют более высокую поверхностную плотность. Благодаря особенностям технологии производства Ригидур ГВЛ средний слой листов вместо распушенной целлюлозы может иметь перлитовый заполнитель. Такие листы имеют разную плотность по толщине и меньшую суммарную плотность. Обозначаются

Таблица 4

Физико-технические характеристики Ригидур ГВЛ

№ Свойства Значения

1 Толщина листа, мм 10,5 12,5 15

2 Поверхностная плотность, кг/м2 12 15 18

3 Средняя плотность, кг/м3 1200-1300

4 Прочность при сжатии, МПа 9 8,3 7,2

5 Прочность при изгибе, МПа 6,7 6,5 6,3

6 Прочность при растяжении, МПа 2,4 2,2 2

7 Твердость по Бринеллю, МПа >35

8 Паропроницаемость, мг/(м-ч-Па) 0,118

9 Коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К) 0,35

10 Водопоглощение при полном погружении, мас. % 25,1

11 Поверхностное водопоглощение, кг/м2 0,12

12 Коэффициент размягчения 0,21

13 Водопоглощение при полном погружении с загрунтованными гранями, мас. % 13,3

14 Поверхностное водопоглощение с загрунтованными гранями, кг/м2 0,07

15 Коэффициент размягчения с загрунтованными гранями 0,29

Пожарно-технические характеристики

Горючесть Г1

Класс пожарной опасности КМ1

листы следующим образом: Ригидур ГВЛ - гомогенный; Ри-гидур ГВЛ-Р - разноплотный.

Ригидур ГВЛ и Ригидур ГВЛ-Р выпускаются крупноформатными и малоформатными (табл. 3) с различными видами продольных кромок: прямая (ПК) и фальцевая (ФК) (рис. 4).

Ригидур ГВЛ применяют в помещениях с сухим, нормальным, влажным и мокрым режимами. При использова-ни Ригидур ГВЛ в санитарно-технических узлах, кухнях, прачечных и т. д. необходима защита лицевой поверхности водостойкими грунтовками, шпатлевками, красками, керамической плиткой или панелями из ПВХ. В самих помещениях должна быть предусмотрена вытяжная вентиляция.

Ригидур ГВЛ целесообразно применять для облицовки конструкций с целью повышения их огнестойкости в помещениях с повышенными требованиями к пожарной безопасности. Благодаря высоким прочностным характеристикам материала им можно облицовывать конструкции без каркаса, так как Ригидур ГВЛ можно крепить друг к другу в отличие от ГКЛ.

Ригидур ГВЛ применяется в деревянном домостроении для устройства перегородок и наружных ограждающих конструкций. В последнем случае листы Ригидур ГВЛ должны быть защищены от непосредственного воздействия атмосферных осадков.

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов Ригидур ГВЛ составляет не более 370 Бк/кг (НРБ-99), т. е. материал относится к I группе и не имеет ограничений в области применения (табл. 4).

Ригидур ГВЛ является паропроницаемым материалом; паропроницаемость составляет 0,118 мг/(мчПа).

Листы Ригидур ГВЛ прошли те же огневые испытания, что и Гласрок ГФЛ. Отличие состояло лишь в том, что одна колонна имела двухслойную защиту толщиной 20 мм (10 мм + 10 мм), а другая - четырехслойную защиту толщиной 40 мм (10 мм + 10 мм + 10 мм + 10 мм).

Монтаж огнезащитной облицовки осуществлялся так же, как и в первом случае: листы крепились друг к другу с помощью саморезов с шагом 150 мм, стыки зашпатлевывались.

Достижение критической температуры 500оС произошло на первом образце Ригидур ГВЛ через 55 мин, на втором -через 143 мин (протокол испытаний от 16.11.2009) (рис. 5).

Результаты проведенных испытаний показывают высокую эффективность использования материалов Гласрок ГФЛ и Ригидур ГВЛ в качестве огнезащиты металлических конструкций.