Свойства материалов пропускать тепло и передавать его холодным участкам называют теплопроводностью. Определяет эту способность у гипсокартона коэффициент теплопроводности. В среднем он составляет от 0,21 до 0,34 Вт/ (м×К). Самые лучшие показатели у плиты ГКЛ “Кнауф”-0,15 Вт/ (м×К). По этим параметрам его приравнивают к одному из самых теплых экологичных материалов – дереву. А по сравнению с фанерой или гипсовой штукатуркой теплопроводность гипса ниже.

Понятно, что в силу своей ограниченной толщины, стеновой лист 12,5 мм, не может обеспечить полную теплоизоляцию стен. Но, в сочетании с утеплителями прекрасно удерживает тепло. Еще одним преимуществом конструкций, монтированных на профиль, является то, что внутри образуется прослойка из воздуха, которая становится дополнительным теплоизолятором. Чем больше слой воздушной прослойки, тем ниже показатель теплопроводности. К тому же это обеспечивает дополнительную вентиляцию стены, препятствует скоплению влаги и образованию конденсата. На стыке соприкосновения холодных и теплых температур образуется конденсат (“точка росы”). Воздушная прослойка обеспечивает дополнительную вентиляцию стены, которая препятствует накоплению конденсата.

Как еще можно понизить теплопроводность: дополните свойства гипсокартона

Необходимо сразу отметить, что правильнее стены утеплять снаружи, особенно пенопластом и полистиролом. Это не “дышащие” материалы, поэтому если их использовать для утепления наружных стен внутри помещения, создается эффект термоса. Возникает угроза образования конденсата.

Такие помещения нуждаются в регулярной принудительной вентиляции. Их можно использовать для простеночных перегородок из листов ГКЛ внутри помещения, так как там нет резких колебаний температуры, а роль дышащей мембраны выполняю листы гипса.

Любой утеплитель в сочетании с листами ГКЛ, кроме теплоизоляционных свойств, одновременно выполняет функцию шумоизоляции.

Какие утеплители используют в сочетании с гипсокартоном

1. Для того чтобы конструкция “съедала” минимум площади, лучше всего подойдет изолон. Это относительно новый материал, представляет собой вспененный пенополиэтилен, внутри которого находятся закрытые воздушные пузырьки. Существует достаточно много видов этого материала по толщине и характеристикам. Он может быть фольгированным с одной или двух сторон. Отличается от объемных утеплителей тем, что при низкой теплопроводности изолон имеет минимальную толщину. По этой причине можно сделать минимальную ширину гипсокартонного слоя. Но следует обратить внимание на необходимость наличия воздушной прослойки, он тоже не пропускает влагу.
2. Различного типа стекловата в матах и плитах довольно часто используется для теплоизоляции в сочетание с листами ГКЛ, монтированных на профиль. Она изготавливается из тонких нитей стекла, образующиеся при высоких температурах. Основной недостаток в том, что микрочастицы материала при монтаже могут спровоцировать раздражение кожных покровов. Поэтому лучше работать в спецодежде, надевать перчатки.
3. У базальтовых утеплителей технология изготовления подобная стекловолокну. Только в этом случай до температуры плавления доводят различные горные породы, после чего они образуют тонкие нити. Преимущество базальтовых утеплителей в их безвредности для здоровья человека. Как и стекловолокно, эти утеплители имеют в своей структуре микропоры, благодаря чему могут впитывать и испарять влагу.

По теплопередаче все утеплители имеют в несколько раз меньший коэффициент теплопроводности (в среднем 0,03-0,04 Вт/ (м×К)). В сочетании с гипсокартоном, образуют непреодолимый барьер для холода.

Правила монтажа листов ГКЛ с утеплителем: уменьшаем теплопроводность

При монтаже гипсокартонных конструкций на профиль, между стеной, полом и потолком на металлокаркас клеят уплотнительную ленту из вспененных материалов. Она выполняет две основные функции: служит утеплителем между бетонными конструкциями и профилем, предотвращает возникновение дребезжания при вибрации металла.

Прежде чем монтировать каркас, нужно решить, какой вид утеплителя будет использован. От этого зависит толщина конструкции. Расстояние между листами должно соответствовать ширине утеплителя.

На наружных стенах необходимо после слоя утеплителя закрепить пароизоляцию (мелко перфорированную пленку). Она создаст влагонепроницаемый барьер, препятствующий проникновение конденсата в гипсокартон, а влажные потоки помещения будут впитываться в листы ГКЛ и удаляться через них.

Советуем посмотреть: как утеплить стену минватой.

Гипсокартон с минимальной теплопроводностью

Последнее время на рынке появился новый материал – “теплый гипсокартон”. Он выпускается нескольких видов. Утеплитель приклеивают к одному листу ГКЛ либо закреплен между двумя. Используется как для наружных, так и внутренних работ. Толщина плит с одним слоем достигает 60 мм, двухслойный до 100 мм, размер 1200 х 2500 мм. Основная сфера применения: быстровозводимые конструкции, летние дачные дома, подсобные помещения. Внутри зданий его приклеивают к стенам. В качестве утеплителя чаще используют полистирол, толщина слоя варьируется в зависимости от его ширины. Основным преимуществом материала является низкая теплопроводность и высокая скорость монтажа.

Низкая теплопроводность листов ГКЛ – еще одно дополнительное преимущество материала, которое делает его востребованным на строительном рынке.

коэффициент, виды, сравнения и свойства материала

Среди основных преимуществ гипсокартона следует выделить его способность к низкому проведению тепла. Плиты способны дышать, а значит, впитывают и отдают влагу. Полотна соответствуют экологическим нормам, а в их основе сухой гипс, бумага и крахмал. Все это и обеспечивает хорошую теплоизоляцию, а также позволяет создать комфортную температуру в помещении.

Теплопроводность

Теплопроводность гипсокартона — это свойство материала пропускать тепло и передавать его холодным участкам. Эту способность у описываемого материала определяет коэффициент теплопроводности. Как правило, характеристика варьируется от 0,21 до 0,34 Вт/ (м×К). Лучшие показатели теплопроводности — у гипсокартона «Кнауф». В данном случае они составляют 0,15 Вт/ (м×К). По данному параметру материал можно сравнить с одним из самых экологичных и теплых материалов — древесиной. Если же осуществляет сравнение с гипсовой штукатуркой или фанерой, то теплопроводность гипса будет ниже.

Но в силу своей малой толщины даже такая теплопроводность гипсокартона (для утепления его используют довольно часто) не способна обеспечить хорошую изоляцию стен. Лист обладает средней толщиной в 12,5 мм. С его помощью нельзя обеспечить полную теплоизоляцию. Однако если сочетать полотна с другими утеплителями, материалы будут хорошо удерживать тепло.

Дополнительные плюсы

В качестве еще одного из главных преимуществ следует выделить то, что листы можно использовать для создания конструкций, устанавливаемых на основе профиля. В результате этого внутри образуется прослойка из воздуха, которая способствует тому, что теплопроводность ГКЛ становится меньше. Это обеспечивает еще и дополнительную вентиляцию стен, что исключает скопление влаги и препятствует образованию конденсата. На стыке, где теплые и холодные температуры соприкасаются друг с другом, образуется точка росы, конденсат. Воздушная прослойка необходима для вентиляции стены, что препятствует накоплению конденсата.

В подтверждение можно отметить, что воздух является лучшим теплоизолятором, поэтому использовать его совместно с ГКЛ принято повсеместно. Кроме того, это может позволить обеспечить еще и звукоизоляцию конструкций и перегородок, которые довольно часто устанавливаются в маленьких квартирах-студиях.

Виды, их сравнение и свойства

Гипсокартон — это многослойная плита из бумаги и гипса. Такая конструкция позволяет использовать материал в роли отделки, а также создавать из него межкомнатные перегородки. Если соблюдать определенные правила при монтаже, на стены можно будет вешать полки и клеить обои.

Но теплопроводность гипсокартона — это еще не единственный показатель, которым следует руководствоваться при выборе полотен. Важно обратить внимание на разновидности материала. Он может быть:

• стандартным;
• огнестойким;
• влагостойким;
• огне- и влагостойким.

Посетив магазин, вы увидите гипсокартон «Кнауф», коэффициент теплопроводности которого является самым низким среди остальных разновидностей. Кроме того, этот материал предлагается к продаже в разновидности «суперлист». Он отличается волокнистой структурой, что улучшает свойства листов, облегчает процесс раскроя и повышает прочность. Суперлист удобен при монтаже межкомнатных перегородок.

Вообще, теплопроводность гипсокартона — это не единственная характеристика, на которую следует обращать внимание. Вы должны выбрать один из множества вариантов полотен, среди которых:

• акустический
• арочный;
• виниловый.

Например, арочный картон обладает меньшими толщиной и весом, что позволяет создавать изогнутые сложные конструкции. При использовании винилового вы почувствуете, что материал удобен в работе, ведь его поверхность готова к декоративной отделке и не требуют шпаклевки.

Теплопроводность гипсокартона была упомянута выше, но вы должны знать еще и о других свойствах ГКЛ, среди которых:

• безопасность;
• гладкость;
• легкость в обработке;
• высокие шумоизоляционные характеристики;
• невысокая стоимость;
• относительно небольшой вес;
• механическая прочность;
• экологичность.

ГКЛ специального назначения

Если проводить сравнение утепленного листа со стандартным, у первого с одной стороны будет слой пенополистирола, который будет снижать теплопроводность. Такой материал не обладает картонным покрытием, что делает его устойчивым к открытому огню и воздействию влаги. Такие листы хорошо противостоят огню благодаря армирующим включениям из стекловолокна. Что касается влагостойких листов, то они содержат специальные добавки против плесени и силикон. Листы выполняются в другой цветовой гамме и могут быть зелеными или розовыми.

Свойства гипсокартона «Кнауф» и его сравнение со стандартным гипсокартоном

Теплопроводность ГКЛ «Кнауф» вам уже известна. Настало время узнать о плотности листов. Она равна 10,1 кг/м², что составляет 30,3 кг на один лист. Если проводить сравнение с обычным ГКЛ, то у описываемого в данном разделе имеется еще и зеленая картонная оболочка. Этот материал имеет стандартную толщину в 12,5 мм и обычно используется для внутренней отделки помещений, которые эксплуатируются при повышенной относительной влажности. Это могут быть:

• душевые;
• ванные комнаты;
• бассейны;
• прачечные.

Это выгодно отличает данный гипсокартон с теплопроводимостью, которая гораздо ниже, чем у стандартных листов. Последние обычно не используются при повышенной влажности. Дополнительным отличием выступает еще и наличие во влагостойких листах от производителя «Кнауф» водоотталкивающих модификаторов и антисептической пропитки. Последней покрывается картонный слой. Это позволяет защищать лист от поражения плесенью и грибком.

Еще одним отличием является то, что сердечник гипсокартона «Кнауф» при повышенной влажности не теряет своих геометрических форм и не разбухает. Обычный дышащий гипсокартон, если влажность воздуха превышает 70 %, начинает терять форму, а при высыхании растрескивается и крошится. Влагостойкие листы лишены этого свойства, поэтому использовать их можно для отделки стен внутри помещений, где относительная влажность воздуха может достигать 90 %.

Сравнение видов гипсокартона по дополнительным свойствам

Коэффициент теплопроводности ГКЛ — это одна из важных характеристик, однако при выборе этого материала необходимо обратить внимание еще и на назначение. Разные виды ГКЛ имеют свои свойства. Например, стандартный лист не содержит добавок, а его цвет может быть светло-серым или синим. Предназначаются такие листы для эксплуатации при влажности не больше 70 %. Из этого материала создаются декоративные конструкции, перегородки, его используют для обшивки потолков и стен, а также при создании конструкции большой площади.

Теплопроводность и плотность гипсокартона вам теперь известны, однако необходимо поинтересоваться еще и основными свойствами некоторых видов этого материала. Среди последних следует выделить влагостойкий лист, который имеет в составе фунгицидные и гидрофобные модификаторы. Это позволяет использовать материал во влажных помещениях. Узнать такие полотна вы можете по маркировке синего цвета. Эксплуатация ГКВЛ возможна во влажных помещениях. Наиболее часто такие листы устанавливаются на балконах, лоджиях, кухнях и ванных. Использовать материал можно для монтажа откосов окон, устанавливая совместно с гидроизоляцией.

Коэффициент теплопроводности гипсокартона вам теперь известен, но важно знать еще и о том, что в продаже встречается огнестойкий материал, цвет которого может быть красным или светло-серым. Маркировка имеет красный цвет. В составе листа имеется стекловолокно, которое препятствует возгоранию. Материал применяется для пассивной защиты помещений от пожаров. Узнать листы вы сможете по маркировке ГКЛО. Рекомендуются они для строительства и ремонта конструкций в местах массового скопления людей. Это могут быть вокзалы или торговые центры. Такие полотна отлично проявили себя в качестве противопожарных перегородок. С их помощью можно формировать короба и вентиляционные шахты, обшивая последние.

Коэффициент теплопроводности гипсокартона не является основополагающей характеристикой при выборе материала, который будет эксплуатироваться при особых условиях. В данном случае речь идет о листах, к которым предъявляются повышенные требования по огне- и влагостойкости. Такие листы имеют зеленый цвет и красную маркировку. Данная разновидность довольно редка на рынке и изготавливается не многими компаниями. Материал универсален.

Еще одна разновидность — дизайнерский гипсокартон, который имеет способность к изгибанию. Его обычно используют для создания арок. Этот вид разрабатывается для создания сложных конструкций произвольных форм. С его помощью можно украсить жилую площадь, изготовив разные элементы интерьера и даже мебель. Лист имеет незначительную толщину и высокую гибкость за счет армирующих слоев стекловолокна. Толщина варьируется от 6 до 6,5 мм.

Среди основных достоинств следует выделить отсутствие необходимости замачивать полотна для придания им нужной формы. Листы обладают противопожарными свойствами. В продаже можно встретить еще и акустический гипсокартон, который отличается отверстиями в 1 см. Обратная сторона имеет звукопоглощающий слой. Используется этот тип в тех условиях, где необходима защита от внешнего шума, сюда можно отнести концертные залы или студии звукозаписи. Шпаклевать поверхность такого гипсокартона не рекомендуется, а вот окрашивать вполне возможно.

Теплопроводность гипсокартона при сравнении некоторых видов этого материала может отличаться. Об этом велась речь выше. Однако перед выбором материала важно обратить внимание еще и на свойства. Вы можете приобрести материал повышенной прочности, который маркируется как ГКЛВУ. Материал усилен и может противостоять высоким механическим нагрузкам. На стену или потолок вешается тяжелая бытовая техника по типу телевизора. Допускается использование в разных помещениях. Такой лист может быть влагостойким или огнестойким.

Сравнение гипсокартона по типам кромок

Если вы взглянете на лист гипсокартона, то обратите внимание, что длинная сторона имеет кромку, которая необходима для создания точности сопряжения. Длина ее доходит до 5 см с внешней стороны. В зависимости от типа кромки, нанесение шпаклевки может осуществляться с армирующей лентой или без нее. Узнать о типе кромки вы сможете, если обратите внимание на заднюю часть полотна. В продаже встречаются листы со следующими кромками:

• прямая;
• полукруглая;
• закругленная;
• утоненная.

Выбор типа обуславливается предпочтениями потребителя, который будет шпаклевать поверхность.

Дополнительные свойства: недостатки и достоинства

Среди положительных свойств гипсокартона следует выделить высокую прочность на изгиб, плохую горючесть, способность переносить низкие температуры, высокий коэффициент теплопроводности, экологичность, незначительный вес, удобства монтажа. Есть у этого материала и свои недостатки, а именно — слабая влагостойкость, хрупкость при транспортировке и монтаже, а также недостаточная прочность. Кроме того, без каркаса листы довольно сложно поддаются установке.

Что касается прочности на изгиб, то об этом свойстве можно сказать, что квадратный метр полотна способен выдержать до 15 кг нагрузки при толщине в 1 см. Довольно важной характеристикой является еще и плохая горючесть. Она обеспечивается гипсовой основой. Материал плохо воспламеняется и относится к группе Г1 по горючести и В2 — по воспламеняемости.

Материал хорошо выдерживает низкие температуры. На морозе он не растрескивается и не лопается, а вот если температура повышается, то физические свойства восстанавливаются. Нельзя не упомянуть еще и о коэффициенте теплопроводности. Полотна регулируют уровень влажности, что особенно касается ГКЛВ.

Сравнение теплопроводности гипсокартона с другими материалами

Для того чтобы более подробно разобраться в вопросе теплопроводности, следует сравнить этот показатель с соответствующими показателями, свойственными другим материалам. Коэффициент теплопроводности у гипсокартона от компании «Кнауф» равен 0,15 единицам. При сравнении с другими материалами этот показатель значительно ниже.

Например, теплопроводность железобетона составляет 1,5 единиц, тогда как у древесины коэффициент теплопроводности равен все тем же 0,15 единицам. Это касается фанеры и других отделочных материалов из древесины. А вот относительно штукатурки — у нее этот показатель может варьироваться от 0,21 до 09, что зависит от вида материала.

В заключение

Гипсокартон является универсальным материалом, который используется во многих областях деятельности человека. Сюда следует отнести строительство, ремонт и отделку. Из гипсокартона можно создавать даже перегородки, которые позволяют справиться с работами гораздо быстрее и помогают сэкономить средства.

в чем разница, размеры листа, виды, что лучше

В последнее время все популярнее становятся «сухие» технологии строительства и отделки. Оно и понятно. При меньших затратах времени результат получается очень даже достойный. Вот только надо правильно подобрать материалы. Если вы хотите выровнять стены, потолок, сделать пол или обшить каркас, но не хотите использовать потенциально опасные для здоровья материалы, содержащие формальдегид, выбирать придется из листовых материалов, сделанных на основе гипса. Это гипсоволокно (ГВЛ) и гипсокартон (ГКЛ). Но вот решить что лучше использовать — ГВЛ или ГКЛ — не так то и просто. У обоих материалов есть свои плюсы и минусы. И, самое разумное, использовать оба, но на тех участках, где их свойства будут востребованы. 

Содержание статьи

ГВЛ и ГКЛ: что это в строительстве

Гипсокартон и гипсоволокно — относительно новые строительные материалы. Они появились пару десятков лет назад, но уже уверенно потеснили традиционные материалы. Чтобы понять ГВЛ или ГКЛ вам лучше использовать, надо иметь четкие представления о том, что это за материалы, в чем их достоинства и недостатки. На основании этих знаний вы сами сможете принимать оптимальные решения. Потому что нельзя однозначно сказать, что лучше — ГВЛ или ГКЛ. Где-то больше подходит один материал, где-то лучше использовать второй. Так что давайте разбираться с тем, что это за материалы и какие виды ГКЛ и ГВЛ существуют.

ГКЛ: что это и какие бывают виды

ГКЛ — это аббревиатура названия ГипсоКартонный Лист. Этот материал представляет собой два картонных листа, между которыми находится слой гипса. Соединяются между собой они при помощи строительного клея. Называется часто «гипсокартон», или используется аббревиатура ГКЛ, иногда можно услышать «гипрок». Последнее название встречается зонально — более распространено в Петербурге и окрестностях. В этом регионе гипсокартон поставлялся финской фирмы Gyproc («Гипрок»), которое постепенно стало именем нарицательным.

Используется ГКЛ для «сухого» выравнивания стен или обшивки каркасов при каркасном домостроении. Пригоден для внутренних работ, для наружных слишком хрупкий. Используют гипсокартон для стен, перегородок, потолков.

При производстве ГКЛ используют плотный и гладкий картон. Он служит как армирующий и придающий форму элемент. Гипсовая прослойка придает прочность, держит форму. В большинстве случаев лист гипсокартона имеет более тонкий край по длинной стороне (есть и ровные, с прямыми углами). Это позволяет при стыковке аккуратно шпаклевать стыки. Так что под некоторые виды отделочных материалов не надо шпаклевать всю площадь.

Выпускают гипсокартон для разных условий эксплуатации, для легкого распознавания применяют картон разного цвета (серого, зеленого, розового):

• Для помещений с нормальными условиями эксплуатации —  стандартный ГКЛ. Имеет серый цвет.
• Для помещений с повышенным уровнем влажности — влагостойкий ГКЛВ. Окрашивается в зеленый цвет.
• Для пожароопасных помещений/зданий — огнестойкий — ГКЛО. Имеет розовый цвет.
• В помещениях с повышенной пожарной опасностью и высокой влажностью используют ГКЛВО — огнеупорный влагостойкий гипсокартон.
• В последнее время, стал пользоваться популярностью звукоизоляционный гипсокартон (ГКЛЗ). Он обладает повышенной плотностью гипсового сердечника и армирован стекловолокном. Предназначен для увеличения звукоизоляции каркасно-обшивных конструкций стен, потолков и перегородок. Лист имеет фиолетовый или синий цвет.

Теперь вы знаете что такое ГКЛ, какие виды гипсокартона есть и где они применяется. Это популярный материал для внутренней отделки. Он не содержит вредных веществ, хотя, некоторую опасность может представлять гипсовая пыль, которая может появиться в процессе эксплуатации. Чтобы решить, что лучше ГВЛ или ГВК, теперь поговорим о гипсоволокне.

ГВЛ — что это, из чего делают, какие есть виды

Название ГВЛ — это тоже аббревиатура от технического названия листового строительного материала: ГипсоВолокнистого Листа. Этот материал изготавливается из смеси гипса с волокнами целлюлозы (распушивают макулатуру). Масса замешивается с водой, из нее под прессом формуются листы, которые доводятся до нормальной влажности (высушиваются).

ГВЛ также используется для сухого выравнивания стен и потолков, обшивки каркасов, настила полов. В отличие от ГКЛ, имеет «базовую» негорючесть, так как целлюлоза покрыта слоем негорючего материала — гипса. Выпускается ГВЛ с двумя видами кромки — ровной и фальцевой. Фальцевая кромка снимается рубанком, глубина фаски около 2 мм, ширина около 30 мм. При монтаже на стены, это позволяет дополнительно укрепить шов (проложить армирующую сетку) и зашпаклевать его.

Гипсоволоконные плиты при помощи специальных добавок приобретают специальные свойства. По этому признаку существуют следующие виды:

• Стандартные — ГВЛ. Для монтажа в помещениях с нормальной влажностью.
• Влагостойкие — ГВЛВ. Используются в помещениях с повышенным уровнем влажности, для выравнивания пола без стяжки.
• Влагостойкий материал повышенной прочности для устройства пола. Маркируется ГВЛВ ЭП (влагостойкий ГВЛ Элемент Пола).

Внешне, влагостойкие листы от стандартных ничем не отличаются. Если производитель нормальный, на листе нанесена маркировка, в которой, кроме размеров листов проставлен тип — ГВЛ или ГВЛВ. Еще отличаются они по типу поверхности: ГВЛ бывают шлифованные и нешлифованные. Шлифованные («Кнауф») значительно выше по цене, но не требуют обязательной шпаклевки всей поверхности перед проведением отделочных работ.

ГВЛ и ГКЛ: свойства и сравнение

Пока особой разницы между ГВЛ И ГКЛ незаметно. И то, и другое — листовой материал, который можно использовать для обшивки стен и потолка. Только гипсоволокно подходит для устройства пола, а гипсокартон нет. Это только начало. Давайте разбираться дальше.

Плотность, прочность

Если сравнивать ГВЛ и ГКЛ, то гипсоволокно имеет большую плотность, и, соответственно, при одинаковой толщине, большую прочность и массу. Большая прочность — оно, вроде, хорошо. Во всяком случае ГВЛ не так просто пробить ударом. Плюс еще в том, что на каркасную стену, обшитую ГВЛ, можно без опаски навесить полки.

С другой стороны большая плотность — сложнее монтаж. Далеко не всякий саморез можно закрутить в гипсоволокнистую плиту без предварительно сделанных отверстий. Можно обойтись без сверления, но только если использовать винты с самонарезной головкой и мощный шуруповерт. Причем, без предварительной зенковки (сверления отверстия большего диаметра) «утопить» шляпку в гипсоволокне не получится. При обшивке ГВЛ в два слоя без предварительного сверления отверстий, может получиться так, что винт, закручиваемый во второй лист, «пытается» отжать нижний.

Гипсокартон имеет меньшую прочность, его можно пробить ударом кулака. Зато в него легко «заходят» обычные саморезы. При монтаже ГКЛ самое важное — не перетянуть и не порвать головкой шурупа картон. Иначе он проваливается в гипсовый слой, который лопается. Приходится крутить в другом месте. Если подряд так несколько раз «накосячить», придется менять лист, так как он держаться просто не будет.

И, кстати, на стену, обшитую в один лист ГВЛ,  правильно установленный специальный дюбель (бабочка или называют еще ромашка) длительное время выдерживает массу 80 кг. Вопрос в том, что надо соблюдать технологию.

Вес ГКЛ и ГВЛ

Теперь о том, чем плоха большая плотность. Первый минус уже описали: сложнее устанавливать крепеж. Второй — большая плотность — это большая масса.  То есть для монтажа ГВЛ при тех же условиях требуется более мощный каркас. При перевозке придется учитывать тоннаж, с тяжелыми листами сложнее работать. Вес одного листа ГВЛ исчисляется десятками килограмм. Например, у гипсоволоконных плит Knauf («Кнауф») такие параметры:

• лист размерами 2500*1200*10 мм весит около 36 кг;
• ГВЛ 2500*1200*12,5 мм имеет массу 42 кг;
• элемент пола 1550*550*20 мм имеет массу около 18 кг.

Гипсокартонные листы значительно легче (см. таблицу).

Если говорить о массе квадратного метра гипсоволокнистого листа, ее можно рассчитать по формуле:

• Масса квадрата ГВЛ не может быть менее 1,08*S,
• но не может быть больше 1,25*S.

Где S — номинальная толщина листа в миллиметрах. Так что диапазон значений определить достаточно легко. Вместе с тем, производители по какой-то причине не указывают массу одного листа. Эти данные можно найти только у Knauf. По их информации получается примерно такая картина:

• ГВЛ толщиной 10 мм — 12 кг/м²;
• ГВЛ толщиной 12,5 мм — 14 кг/м²;
• ЭП толщиной 20 мм — 21,5 кг/м².

Если сравнить со средней массой ГКЛ, волоконные гипсовые плиты будут несколько тяжелее. А при переноске  надо думать как их не поломать. Естественно, крепить ГВЛ надо на более мощное основание.

Гибкость и хрупкость

Гипсокартон, из-за того, что гипс находится между двух слоев картона, более гибкий. Картон выполняет задачу армирования, принимая значительную часть нагрузки на себя. Особенно при изгибающих нагрузках. Например, лист ГКЛ можно поднять с одной стороны, взявшись за короткую сторону. Он прогнется, но не треснет. Если ту же операцию попытаться провести с гипсоволоконным листом, он треснет.

Еще один плюс ГКЛ — им можно отделывать изогнутые поверхности. Есть несколько технологий, благодаря которым можно делать арки, колонны, плавно изогнутые рельефы на стенах и потолках. ГВЛ такой возможности не дает. Он очень плохо воспринимает изгибающие нагрузки как вдоль, так и поперек листа: волокна целлюлозы очень короткие и плита просто ломается. Так что если вам нужно отделывать гнутые поверхности, выбор между ГВЛ или ГКЛ сделать просто в пользу второго.

Звукоизоляция и теплопроводность

При выборе материала для обшивки, важны такие показатели, как теплопроводность и звукоизоляция. Как известно, они зависят от плотности, так как ГОСТами допускается достаточно широкая вилка в плотности ГВЛ, смотреть эти характеристики надо по каждому конкретному производителю. Чтобы можно было хотя бы примерно ориентироваться, есть такие данные:

• Теплопроводность ГВЛ плотностью от 1000 кг/м3 до 1200 кг/м3 имеет теплопроводность от 0,22 Вт/м °С до 0,36 Вт/м °С.
• Теплопроводность ГКЛ находится примерно в том же диапазоне —  от 0,21 до 0,34 Вт/(м×К).

Если говорить о звукоизоляции, наблюдается та же картина: характеристики примерно равны. ГВЛ дает лишь на 2 дБ лучшую защиту по сравнению с ГКЛ. Стоит также помнить, что при желании можно найти акустический гипсокартон. Он имеет специальные характеристики, применяется для обшивки магазинов, концертных залов, студий. Если говорить о частном домостроении его стоит использовать в спальнях.

Если смотреть на характеристики, разницы по звукоизоляции между ГКЛ и ГВЛ нет. Но этот параметр учитывает «проведение» звука. Тут, действительно, большой разницы нет. Вот по ощущениям она есть. И значительная. Помещение, обшитое гипсоволокнистыми плитами, намного тише. Оно не такое гулкое. Звуки от гладкого картона отражаются, а в неоднородной поверхности волоконных плит «вязнут». Так что если вам важна тишина в доме, выбирая между ГВЛ и ГКЛ останавливайте выбор на гипсоволокне.

ГВЛ или ГКЛ: что лучше?

И у того, и у другого материала есть почитатели и противники. Решать что лучше ГВЛ или ГКЛ вам придется самостоятельно. В этом разделе постараемся сравнить их по наиболее значимым параметрам. Сразу пройдемся по размерам. Гипсокартон выпускают в более широком диапазоне как по размерам листов, так и по толщине:

• Толщина листа ГКЛ: 6,5 мм, 8 мм, 10 мм, 12,5 мм, 14 мм, 16 мм, 18 мм, 24 мм. Последние три — это большая редкость.
• По высоте листа ГКЛ может быть от 2000 мм до 4000 мм с шагом в 50 мм.
• Ширина ГКЛ — 600 мм или 1200 мм.

Как видите, ассортимент более чем широкий. Другое дело, что в продаже обычно есть два-три вида. Но, при горячем желании, все можно найти/заказать. Хотя, обычно проще (и дешевле) купить то, что имеется.

С размерами ГВЛ повезло меньше. Имеем только два варианта плит из гипсоволокна: 2500*1200 мм (стандартный) и 1500*1000 мм (малоформатный). Оба варианта могут быть толщиной 10 мм и 12,5 мм. Всё. Других размеров по стандартам нет. Есть еще ГВЛ для пола. Его размеры 1200*600 мм, толщина 20 мм. Может быть с фаской или нет.

В итоге сказать, что лучше ГВЛ или ГКЛ, можно только конкретно по области применения и условиям эксплуатации. Если кратко, вот как можно разделить области применения:

• ГВЛ для стен и потолка лучше если требуется пожароустойчивость или надо повысить жесткость конструкции (в каркасниках).
• На пол лучше класть ГВЛ, так как он меньше реагирует на влажность, не меняет своих свойств.
• ГКЛ незаменим, если нужны плавные линии или сложные многоярусные конструкции. Многоуровневый потолок, арки, колонны, скругленные стены и углы — это только гипсокартон.
• Если надо добиться хорошей звукоизоляции второго этажа, потолок лучше подшивать ГВЛ.

Как вы понимаете, окончательно сказать что лучше ГВЛ или ГКЛ так и нет возможности. В одних условиях, для выполнения одной задачи лучше один материал, для другой больше подходят характеристики другого.

Виды и правила выбора гипсокартона

Современные листовые материалы значительно облегчают выполнение ремонтных и отделочных работ в доме или квартире. В зависимости от категории помещения, для обшивки стен и потолков могут использоваться разные виды гипсокартона. Востребованность материала объясняется отличными эксплуатационными качествами, но для правильного выбора необходимо учитывать особенности продукции.

Разновидности и маркировка гипсокартона

Плиты ГКЛ используются преимущественно для обшивки вертикальных оснований и возведения перегородок, но универсальность материала позволяет применять его и для облицовки потолков. При наличии некоторого опыта можно создавать многоярусные подвесные конструкции.

Для удобства производители выпускают следующие виды изделий, которые различаются свойствами:

• ГКЛ (GKB). Простая вариация – самая недорогая, популярная и часто встречающаяся. Материал подходит для выполнения работ в помещениях со стабильной влажностью в пределах 60% и постоянным отоплением. Продукция имеет серый цвет и синие обозначения.
• ГКЛВ (GKBI). Влагостойкая разновидность применяется для обшивки поверхностей в ванной, прихожей, кухне и лоджии. Устойчивость к воздействию обусловлена добавками в составе (в том числе антисептический компонент), а также водоотталкивающей пропиткой внешнего слоя картона. Плиты зеленоватого оттенка с синей маркировкой.
• ГКЛО (GKF). Огнестойкие листы применяются для отделки помещений, предрасположенных к появлению огня, и эвакуационных объектов. Продукция также подходит для облицовки участков каминов, вытяжек и отводящих труб котла отопления. Устойчивость достигается за счет включения в состав армирующих материалов и специальных добавок. Изделия розового цвета с красными обозначениями.

  На рынке наиболее востребованными считаются обычный, влагостойкий и огнестойкий гипсокартон, визуально их можно различить по цвету «рубашки»

• ГКЛВО (GKFI). Универсальный вид, объединяет в себе параметры огнестойкости и влагостойкости. Продукция имеет зеленый цвет и красную маркировку.
• ГКЛА (AKU-LINE). Акустические (звукоизоляционные) изделия с перфорированной поверхностью и облицовкой из нетканого материала с тыльной стороны подходят для звукозаписывающих студий и кафе.
• ГКЛД (GN 6). Дизайнерская вариация. Хорошо сгибается, сохраняя прочность, применяется для создания арки и других сложных форм.

  К дизайнерской продукции также можно отнести ламинированные листы, стоит такая отделка дороже, но она не требует шпаклевки и покраски

• ГКЛУ (GEK 13). Усиленный гипсокартон используется для возведения перегородок и различных конструкций. Встречается крайне редко, аналог – влагостойкий вариант ГКЛВУ, классифицирующийся как GRI 13.
• ГКЛЗ (GTS 9). Ветрозащитная или фасадная разновидность. Листовой материал отвечает всем требованиям, которые предъявляются к наружной продукции.

Но усиление некоторых свойств не дает полной защиты. Так, ГКЛВ не способен долгое время противостоять прямому контакту с водой, а ГКЛО при воздействии огня сохраняет целостность лишь немного дольше, чем обычный.

Типы кромок

Гипсокартонные плиты различаются не только свойствами, но и конфигурацией фаски. Разные варианты краев обеспечивают удобство финишной отделки.
 

Существуют следующие виды:

1. ПК (SK). Прямая, наиболее популярная вариация, которая характерна для стенового ГКЛ. Отличается простотой заделки швов, при стыковке вплотную обработка не требуется.
2. УК (АК). Утоненная, имеет конфигурацию «лодочка». Получаемый стык предполагает использование армирующей ленты, которая наклеивается во время шпаклевания.
3. ПЛК (HRK). Имеет полукруглую форму, расположенную с лицевой стороны плиты. Обеспечивает укладку раствора без применения армирующего материала.
4. ЗК (RК). Закругленная фаска обрабатывается аналогично предыдущему варианту.
5. ПЛУК (HRAK). Сочетает в себе технические параметры АК и HRK. Кромка полукруглая и утоненная. Для финишной отделки используется лента вместе со шпаклевкой.

Соответствующие обозначения присутствуют в описании на поверхности плиты, тип указывается рядом с видом гипсокартона.

На заметку! Хотя материалы с прямой кромкой созданы для плотного соединения деталей, такой монтаж не всегда возможен, поэтому фаска формируется самостоятельно.

Технические характеристики

Показатели плит ГКЛ регламентируются ГОСТом 6266-97:

К характеристикам гипсокартона относится и срок службы. Долговечность составляет не менее 10 лет, но зависит от правильности определения разновидности, точности монтажа и соблюдения условий эксплуатации.

Нюансы

При выборе плит ГКЛ необходимо учитывать некоторые рекомендации:

1. Лучше отдавать предпочтение известным брендам, их продукция реализуется в крупных строительных магазинах.

   Известная торговая марка уже сама по себе считается определенной гарантией качества, но эти бренды часто подделывают, поэтому следует помнить, что хороший товар не может стоить дешево

2. Обязательно производится расчет нужного количества материала с небольшим запасом. В зависимости от типа комнаты, подбирается соответствующая разновидность.
3. Оценивается нагрузка на стены из расчета среднего веса плиты 28 кг, а также способность выдерживать навешиваемые предметы интерьера и оборудование.
4. При визуальном осмотре листы должны иметь целостную структуру без дефектов и повреждений. Учитывается, что даже у известных марок бывают бракованные детали.

Немаловажным моментом является последующая транспортировка и хранение материала: перед применением листы выдерживают в сухом помещении дома или квартиры не менее 24 часов.

Утепление стен под гипсокартон

Использование гипсокартона для внутренней отделки стен позволяет с минимальными финансовыми затратами получить идеально ровные стены. Кроме правильной геометрической формы, гипсокартонные листы обладают и другими преимуществами перед различными видами отделочных материалов. В сравнении с кирпичной облицовкой и перегородками гипсокартон обладает лучшими звукоизоляционными качествами, а также хорошо сохраняет тепло и предохраняет от проникновения холодного воздуха внутрь помещения. Теплопроводность гипсокартонного листа прежде всего зависит от его толщины и структуры. Именно этом качестве гипсокартона и будет подробно рассказано в данной статье. Также будет рассмотрено утепление стен под гипсокартон.

Хорошо ли сохраняет тепло гипсокартон

Если делается выравнивание внутренних перегородок дома или квартиры, то утепление и отделка стен внутри помещения под гипсокартон не осуществляется. В этом совершенно нет никакой необходимости, ведь внутренние конструкции не контактируют с несущими стенами, через которые происходит основная утечка тепла. Если же гипсокартонные листы применяются для облицовки несущих стен, то даже несмотря на довольно низкую теплопроводность этого материала в обрешётку устанавливается слой утеплителя.

В качестве утеплителя для стен под гипокартон обычно используется каменная вата, но квартира может быть теплоизолирована и с использованием других материалов, плотность которых невысока. Особое внимание следует уделить при установке ГКЛ, если утепляется угол комнаты. В этом случае материал должен быть очень хорошо состыкован с перпендикулярной поверхностью.

Сохранение тепла гипсокартоном зависит от способа монтажа. Теплопроводность стен, отделка которых осуществлялась с применением ГКЛ, может существенно отличаться в зависимости от вида установки облицовочного покрытия. Если утепление и отделка стены дома изнутри гипсокартоном осуществляется с применением специального клея, то такая технология — самая неэффективная в плане сохранения тепла комнаты. Хорошо утеплить таким способом помещение с внутренней стороны вряд ли получится по причине высокой теплопроводности клея, который после застывания плотно прилегает к поверхности стены и гипсокартонного материала.

Если утепление стен под гипсокартон осуществляется с использованием обрешётки, то в этом случае утеплить стену можно довольно хорошо за счёт более значительной воздушной прослойки. Воздух является плохим проводником тепла, и если толщина такой прослойки между стеной и отделочным материалом будет значительной, то утеплить кирпичный дом получится довольно эффективно.

Если утепление стены в квартире изнутри гипсокартоном нужно осуществить с применением дополнительных материалов, то деревянный каркас под гипсокартон следует установить таким образом, чтобы между двумя параллельными досками или металлическим профилем расстояние равнялось ширине утепляющего материала. Плотно установленные плиты или рулонный утеплитель позволят минимизировать тепловые потери в зазорах между каркасом и материалом. В угол каркаса также должен быть установлен утеплитель без зазоров, иначе качественного утепления стены не получится.

Утепление и обшивка стен гипсокартоном может быть осуществлена с применением различных дополнительных материалов, которые можно купить практически в любом магазине стройматериалов.

Виды утеплителей под гипсокартон

В качестве материала, который размещается под гипсокартонным листом, наиболее часто используется пенопласт. Этот утеплитель обладает большим количеством достоинств, но главное преимущество пенопласта перед другими материалами — это низкая стоимость. Приобрести пенопласт можно в любом строительном магазине, а при самостоятельной доставке этот утеплитель порадует очень небольшим весом. Стоит пенопласт недорого, а его монтаж может быть осуществлён только с использованием обрешётки, без дополнительных клеевых составов или метизов.

Утеплять стену внутри помещения можно и с помощью базальтовой ваты. Минеральная вата будет стоить дороже пенопласта, но, в отличие от последнего, этот тёплый материал является пожаробезопасным. Базальтовая вата выдерживает температуру до +1100 градусов, но даже при достижении такого показателя, материал начинает плавиться, а не гореть. Для увеличения теплоотражающих свойств базальтовую вату можно фольгировать с использованием строительной рулонной фольги.

Стекловата в настоящее время используется крайне редко. Для работы с этим видом утеплителя необходима защита от мельчайших частичек стекла, которые обязательно появляются в воздухе при работе с этим видом утеплителя. Нельзя применять этот тёплый материал и для утепления гипсокартонных стен в помещениях, где влага может свободно проникать к слою утеплителя. Стекловата имеет сильный гигроскопический эффект, который во влажных помещениях приведёт к быстрому намоканию материала и значительному ухудшению теплоизоляционных свойств.

Изолон — относительно новый утеплитель под гипсокартон. Применяется как основной тёплый материал, который можно купить в любом магазине хозтоваров. Изолон — один из немногих утеплителей, который имеет не только сильный отражающий и, как следствие, тепловой эффект, но и выполняет функцию пароизолятора. Фольга, находящаяся на поверхности этого материала, не позволяет инфракрасному излучению проникать к стене, поэтому теплопроводность будет минимальной. Если вспененный полиэтилен не имеет дополнительного металлизированного слоя, то можно использовать домашний способ фольгировать поверхность. Для этой цели можно использовать строительную фольгу, которая приклеивается к поверхности. Для надёжного крепления тонкого слоя фольги используют специальный клей. Таким образом можно фольгировать практически любой материал, который применяется, чтобы утеплять помещение изнутри.

Теплоизоляция гипсокартонных стен: рабочий процесс

Утепление стен гипсокартоном изнутри, технология крепления которого подразумевает обязательную установку обрешётки, осуществляется в такой последовательности:

1. Поверхности тщательно очищаются от пыли и загрязнения и при необходимости выравниваются;
2. К стенам крепится металлический направляющий профиль, который размещается на ширине, достаточной для установки рулонного либо плиточного утеплителя;
3. Укладывается слой пароизоляции;
4. Производится теплоизоляция стен с помощью выбранного заранее утеплителя;
5. Осуществляется обшивка гипсокартоном.

Полезные советы

• При утеплении стен гипсокартоном сэкономить можно на приобретении некоторых видов материалов. Пароизоляционный слой может быть сделан из обычной полиэтиленовой плёнки толщиной 150 мкм, что значительно снизит расходы
• При использовании метизов следует выбирать саморез с широкой шляпкой, с помощью которого можно будет надёжно зафиксировать гипсокартон
• Экономить на приобретении гипсокартона не стоит. Затраты на досрочный ремонт из-за материала ненадлежащего качества значительно превысят выгоду, которую можно получить, приобретая залежалый материал, стоимость которого может быть значительно ниже качественного изделия
• Если утепляется деревянный дом, то рекомендуется использовать негорючий дополнительный утеплитель между стеной и гипсокартоном
• Даже тонкие листы гипсокартона должны быть установлены встык, иначе стена получится недостаточно ровной даже после оштукатуривания
• Если для изготовления обрешётки используется деревянный брус, то материал не должен иметь мест повреждения вредителями, а перед непосредственной установкой деревянные изделия должны быть обработаны антисептиком
• Размер и вид гипсокартона должны полностью соответствовать тому помещению, где производится монтаж этого строительного материала
• При установке утеплителя каждый угол материала должен быть надёжно закреплён, иначе малейшее неосторожное движение может привести к повреждению этой части листа

Как утеплить стену в квартире изнутри гипсокартоном, в общих чертах рассказано в данной статье. Вне зависимости  от того, кирпичный дом утепляется или деревянный, утепление и обшивка стен гипсокартоном должны быть на самом высоком уровне, иначе каждого домашнего строителя будет ожидать внеплановый ремонт гипсокартонной стены.

Понравилось? Поделитесь в соц. сетях!

Советуем почитать!

Страница не найдена | Американский гипс

Класс пожарной безопасности и звукоизоляции

Классы огнестойкости и шума установлены в сертифицированных лабораториях в соответствии с требованиями ASTM E119 или UL U263 для огнестойкости и ASTM E90 для систем с рейтингом звукоизоляции. Проекты, представленные на следующих страницах или на сайте www.americangypsum.com/resources/design-library, являются только сводками, и владельцам зданий, профессионалам-проектировщикам, строителям и подрядчикам настоятельно рекомендуется просмотреть список или отчет об испытаниях, чтобы убедиться, что каждый компонент конструкция используется и правильно собирается по их проектам.Для получения подробной информации о конкретном тесте звоните по телефону 1-800-545-6302 доб. 5607.

Дополнительная информация о классах пожарной безопасности и звукоизоляции

1. Указанные расстояния между стойками, фермами или балками являются максимальными. Для деревянных или металлических систем разрешается использовать стойки, фермы или балки большего размера / глубины.
2. Допускаются металлические шпильки и направляющие с большей / большей толщиной в мил, чем указанные в конструкции.
3. Использование более толстого / тяжелого элемента обрамления или уменьшение расстояния между такими элементами обрамления может снизить звуковой рейтинг системы по шкале STC или IIC.
4. Использование звукоизолирующих зажимов для отделения гипсовой панели от ее элемента каркаса улучшит звукоизоляционные характеристики сборки.
5. Назначенный рейтинг любой несущей системы должен также применяться к той же системе, когда она используется в качестве ненесущей системы.
6. 5/8 «FireBloc® Type C может быть заменен 5/8» FireBloc® Type X, но FireBloc® Type C должен использоваться в конструкциях, определяющих этот продукт.
7. Крепежные детали, показанные в проектах, имеют минимальную длину, диаметр головки и т. Д.Винты могут быть заменены на указанный гвоздь, если длина и диаметр головки равны или превышают диаметры гвоздей, а затем разнесены так, чтобы не превышать указанные для указанного гвоздя. Гвозди должны соответствовать требованиям ASTM F547 или ASTM C514, а винты должны соответствовать ASTM C1002.
8. Если в проекте не указано иное, на лицевом слое сборки (за исключением тех, которые имеют предварительно декорированные поверхности или внешнюю гипсовую обшивку) стыки должны быть заклеены, а головки крепежных деталей обработаны (минимальный уровень 1, как указано в GA-214 — Рекомендуемые уровни отделки для Гипсокартон, стекломат и гипсовые панели, армированные волокном).Кроме того, базовые слои в многослойных сборках не обязательно должны иметь стыки или крепежные детали, обработанные лентой и компаундом.
9. Для использования изоляции (стеклянной, минеральной или выдувной) в сборках пола / потолка и крыши / потолка пользователь должен определить требования к конструкции. Для огнестойких сборок без упоминания изоляции пользователь может добавить ее — когда на потолок добавляется дополнительный слой гипсокартона того же типа, который указан в проекте.Деревянные конструкционные панели (OSB, фанера) могут быть добавлены к противопожарной стеновой системе. Минимум 7/16 «OSB или 15/32» фанера, соответствующая DOC PS1 или PS2, или APA Standard PRP-108, может быть установлена ​​горизонтально или вертикально и применена в качестве основного слоя, между слоями стеновых панелей, или как лицевая или последний слой для завершения системы. При добавлении деревянных конструкционных панелей длину крепежа необходимо увеличить, чтобы компенсировать дополнительную толщину.

Почему гипсокартон? Физические свойства и огнестойкость.

Почему гипсокартон? Физические свойства и огнестойкость. Инспекция домов округа Дуглас

В моем недавнем посте «Самый дорогой гипсокартон в мире» появилось несколько вопросов о огнестойкости и требованиях к противопожарной защите в гараже.

Основной целью сборки в гараже является замедление огня и предотвращение миграции в дом и чердак на определенный период времени. Основным материалом, используемым для этого, является гипсокартон, чаще всего называемый гипсокартоном или гипсокартоном.

Мы должны понимать, что в гаражах гораздо больше шансов нести предметы, которые могут способствовать возгоранию (пожарная нагрузка), которые, скорее всего, не будут храниться в доме, например , бензин, пропановые баллоны, растворители для краски, инструменты и транспортные средства (в которых есть бензин и масло). Добавьте к этому тот факт, что пристроенный гараж обычно находится в непосредственной близости от многих распространенных источников возгорания, таких как сушилки для одежды, водонагреватели, электродвигатели, розетки, электрические панели и т. Д.…

Сейчас давайте посмотрим на некоторые свойства теплопередачи (проводимость) некоторых распространенных материалов; Шерсть- 0.07, Гипсокартон — 0,17, Серебро — 429 (единицы теплопроводности — Вт / (м · К) в системе СИ / метрическая система). Таким образом, чем выше число, тем лучше материал может проводить тепло. Как видите, гипс имеет довольно низкую проводимость.

Когда мы перерабатываем гипс в сборку плит, он руководствуется еще одним очень важным принципом: при воздействии высоких температур возникает реакция, называемая эндотермическим процессом. Эндотермический процесс определяется как реакция или процесс, сопровождающийся поглощением тепла или требующий его.

Эндотермический процесс в данном случае описывает процесс или реакцию, при которой система (наша сборка из гипсокартона) поглощает энергию из окружающей среды в виде тепла, обеспечивая защиту материалов, находящихся за ней.

Из нескольких исследований гипса, проведенных Mehaffey et al, Gerlich et al, McIntosh et al.

«Коммерческие гипсовые плиты состоят в основном из кристаллического минерального сульфата кальция в сочетании с прим.21% по весу химически связанной воды, известной как дегидрат сульфата кальция (CaSO4. 2h3O). Во многих случаях гипсовые плиты обычно содержат количество абсорбированной свободной воды (≤ 4%)

Когда гипсовые плиты нагреваются до температуры выше 80 градусов C, химически связанная вода диссоциирует из кристаллической решетки и вместе с свободная влага испаряется. Этот процесс, известный как «обезвоживание» гипса, происходит при температуре от ~ 80 до ~ 250 ° C.

Во время обезвоживания поглощается большое количество тепла, и передача тепла через гипсокартон практически задерживается до завершения процесса ».

Таким образом, гипсокартонные плиты способны замедлять проникновение огня и теплопередачу через стены и полы из-за выделения воды в пар (процесс эндотермической дегидратации гипса), который происходит при высоких температурах. настоящее время.

Из Руководства по проектированию огнестойкости гипса (2009) —

«Гипс представляет собой примерно 21 процент по весу химически смешанной воды, что в значительной степени способствует его эффективности в качестве огнестойкого барьера. Когда гипсокартон или гипсовая штукатурка подвергаются воздействию огня, вода медленно выделяется в виде пара, эффективно замедляя передачу тепла (рис. 1). В некотором смысле это можно сравнить с тем, что происходит, когда паяльная лампа включается на глыбу льда.Хотя лед тает, можно держать руку с противоположной стороны и не обжечься. Несмотря на то, что лед становится очень тонким, он эффективно блокирует передачу сильного тепла, и руки не обгорят, пока лед не растает. Когда защищенные гипсом деревянные или стальные конструкционные элементы подвергаются воздействию огня, химически объединенная вода (выделяющаяся в виде пара) действует как тепловой барьер до тех пор, пока этот медленный процесс, известный как кальцинирование, не завершится. Температура непосредственно за плоскостью прокаливания лишь немного выше, чем у кипящей воды (212 ° F), что значительно ниже температуры, при которой сталь начинает терять прочность или возгорается древесина.После завершения обжига кальцинированный гипс на месте продолжает действовать как барьер, защищающий нижележащие структурные элементы от прямого воздействия огня ».

Итак, вы можете видеть, что гипс фактически выполняет два очень важных процесса: он замедляет процесс горения за счет выделения воды, а затем образует барьер для защиты дерева или стали от прямого контакта пламя ».

Ссылка на документ —

http: // www.ncwhomeinspections.com/system/files/userfiles/org_gypsum_GA-600-09.pdf

Почему он так широко используется из-за его физических свойств и того, что гипс является обычным минералом, который встречается в земных корочка. Гипс обычно образуется в местах, где испарялась морская вода или где грунтовые воды растворяют ионы из горных пород. Гипс использовался в строительных материалах в виде гипса или алебастра, начиная с 3000 г. до н.э., когда он использовался в качестве раствора при строительстве пирамиды Хеопса.

Итак, в следующий раз, когда вы посмотрите на гипсокартон, кивните ему за то, что он может делать во время пожара. Вот почему так важно установить его правильно и там, где это необходимо.

«Через двадцать лет вы будете больше разочарованы тем, чего не делали, а не тем, что сделали».

Mark Twain

NCW Home Inspections, LLC — это лицензированная служба инспекции жилья штата Вашингтон, расположенная в Уэнатчи, Вашингтон, обслуживающая округ Челан, округ Дуглас, округ Киттитас, округ Оканоган и округ Грант Вашингтон, а также города Венатчи, Ливенворт, Кашмир, Оровилл , Cle Elum, East Wenatchee, Quincy и многие другие…

Служба профессиональной инспекции недвижимости, дома и структурных вредителей в Wenatchee and Chelan

Инструктор — Основы домашнего осмотра — Bellingham Technical College

www.ncwhomeinspections.com 509-670-9572

Вы можете следить за мной в Facebook, Twitter, Google+ и в моем блоге на сайте.

Эмпирический анализ теплового контроля »Албены Йордановой

Ключевые слова

Гипсокартон — добавки; Гипсокартон — теплопроводность; Изгиб;

Абстрактные

Гипсокартон, экономичный и прочный отделочный материал для строительства стен и потолков в Соединенных Штатах и ​​во всем мире, является компонентом с самыми низкими тепловыми характеристиками в типовой сборке наружных стен.Он также составляет значительную часть строительного мусора на свалках, потенциально вызывая вредное воздействие на окружающую среду и опасные газы. Чтобы свести к минимуму негативные последствия быстрорастущих строительных отходов в виде гипса на свалках и соответствовать более высоким стандартам энергоэффективности в строительстве, необходимо изучить устойчивые способы улучшения тепловых свойств гипсокартона и вторичного использования материала. Гипс можно переработать и использовать в сельском хозяйстве в качестве средства улучшения почвы и средства удержания воды.

Изменение климата и глобальное потепление приводят к нехватке воды. Необходимо учитывать возможные изменения почвы, которые могут улучшить окружающую среду. Биочар, известный в древних культурах долины Амазонки как долгосрочное средство для улучшения почвы, в настоящее время становится широко доступным в качестве побочного продукта производства биотоплива.

Biochar и гипс были использованы в настоящем исследовании для улучшения характеристик гипсокартона путем изучения теплопроводности, плотности и прочности на изгиб композита biochar-гипс.Результаты этого исследования доказали, что включение биоугля в гипс снижает теплопроводность, прочность на изгиб и плотность композита. Результаты испытания прочности на изгиб показали, что включение биоугля в определенном диапазоне дает композит, соответствующий, а в некоторых случаях превышающий, текущий стандарт ASTM C 1396.

Результаты этого исследования могут быть использованы в качестве основы для будущих исследований, потенциально позволяющих создать композитный материал на биологической основе для отделки стен и потолка, полностью пригодный для вторичной переработки в почву и действующий как фактор связывания углерода.

Рекомендуемое цитирование

Йорданова, Албена, «Biochar кукурузной соломы в гипсокартоне: эмпирический анализ теплопроводности и прочности на изгиб» (2016). Диссертация и тезисы @ UNI . 336.
https://scholarworks.uni.edu/etd/336

Рассмотрим стену размером 3,2 м на 3,8 м. Внутри стены температура составляет 25 градусов по Цельсию, а снаружи — -5 градусов по Цельсию. Стена состоит из 0,5 дюйма гипсокартона, 1,0 дюйма стеклопластика и 4.\ circ \ C {/ экв}. Стена сделана из {экв} 0,5 {/ eq} дюймов гипсокартона, {eq} 1,0 {/ eq} дюймов плиты из стекловолокна и {eq} 4,0 {/ eq} дюймов кирпича.

(а) Какова скорость теплопередачи через стену?

Скорость передачи тепла:

Физическая величина, которая описывает поток тепловой энергии через поверхность в единицу времени с колебаниями температуры, известна как скорость теплопередачи. Единица измерения скорости теплопередачи — джоуль в секунду.\ circ \; {\ rm {C}} {/ экв}.

• Толщина гипсокартона составляет: {eq} {x_a} = 0,5 \; {\ rm {дюймы}} = 0,0127 \; {\ rm {m}} {/ экв}.

• Толщина плиты из стекловолокна: {eq} {x_b} = 1.0 \; {\ rm {дюймы}} = 0.0254 \; {\ rm {m}} {/ экв}.

• Толщина кирпича: {eq} {x_c} = 4,0 \; {\ rm {дюймы}} = 0,1016 \; {\ rm {m}} {/ экв}.

Теплопроводность гипсокартона составляет: {eq} {k_a} = 0,28 \; {\ rm {W / m \ cdot K}} {/ экв}.

Теплопроводность плиты из стекловолокна: {eq} {k_b} = 0.04 \; {\ rm {Вт / м \ cdot K}} {/ экв}.

Теплопроводность кирпича: {eq} {k_c} = 0.80 \; {\ rm {W / m \ cdot K}} {/ экв}.

(а)

Выражение термического сопротивления, предлагаемого стеной, которая представляет собой комбинацию гипсокартона, стеклопластика и кирпича, выглядит следующим образом:

{экв} \ begin {align *} {R_o} & = \ dfrac {x_a} {{A_a} {k_a}} + \ dfrac {x_b} {{A_a} {k_b}} + \ dfrac {x_c} {{A_a} {k_c}} \\ & = \ dfrac {1} {A_a} \ left (\ dfrac {x_a} {{k_a}} + \ dfrac {x_b} {{k_b}} + \ dfrac {x_c} {{k_c}} \ right) \ end {выровнять *} {/ eq}

Выражение для скорости теплопередачи через стену:

{eq} {Q_o} = \ dfrac {{T_a} — {T_b}} {R_o} {/ eq}

Подставьте значения и решите указанное выше выражение,

{экв} \ begin {align *} {Q_o} & = \ dfrac {{T_a} — {T_b}} {\ left (\ dfrac {1} {A_a} \ left (\ dfrac {x_a} {{k_a}} + \ dfrac {x_b} {{k_b }} + \ dfrac {x_c} {{k_c}} \ right) \ right)} \\ & = \ dfrac {(25 — (- 5)) \ раз 3.2 \ times 3.8} {\ left (\ dfrac {0.0127} {{0.28}} + \ dfrac {0.0254} {0.04} + \ dfrac {0.1016} {0.80} \ right)} \\ & = \ dfrac {(25 + 5) \ times 3.2 \ times 3.8} {\ left (0,0453 + 0,635 + 0,127 \ right)} \\ & = \ dfrac {364.80} {\ left (0.8073 \ right)} \\ & = 451.87 \; {\ rm {W}} \ end {выровнять *} {/ eq}

Таким образом, скорость передачи тепла через стену равна {eq} 451,87 \; {\ rm {W}} {/ экв}.

Разработано ли в EnergyPlus кодирование EMS для определения свойств материалов, зависящих от температуры (например,Теплопроводность гипсокартона) на каждом временном шаге?

Вам не нужно использовать EMS, чтобы определить, как проводимость слоя материала изменяется с температурой. Вы можете использовать объект MaterialProperty: VariableThermalConductivity , который может устанавливать пары значений теплопроводности при определенных температурах (EnergyPlus будет линейно интерполировать теплопроводность для температур между заданными вами). Это требует использования алгоритма ConductionFiniteDifference или CondFD в объекте HeatBalanceAlgorithm , который влияет на все поверхности в модели.Вы можете определить дополнительные настройки для этого алгоритма с помощью объекта HeatBalanceSettings: ConductionFiniteDifference . Вы можете узнать больше о том, как использовать этот алгоритм здесь и здесь.

Если вы хотите определить, как другие свойства слоя материала (плотность, удельная теплоемкость и т. Д.) Изменяются в зависимости от температуры, то вы НЕ МОЖЕТЕ сделать это в EnergyPlus — даже через EMS. Это связано с тем, что исполнительные механизмы EMS, которые могут игнорировать нормальное поведение EnergyPlus, предопределены — вы можете игнорировать только некоторые входы моделей EnergyPlus, но не все входы. Это также относится к проводимости слоя материала — нет исполнительного механизма EMS, который бы напрямую настраивал этот параметр.

ОБНОВЛЕНИЕ

Если вы хотите установить проводимость слоя материала на основе нескольких параметров, а не только температуры слоя материала, то самое близкое, что вы могли бы получить, — это переопределить конструктивную сборку, назначенную поверхности, с помощью EMS. Идея состоит в том, чтобы определить логику, чтобы знать, какая проводимость должна применяться, иметь слой материала, уже определенный в модели для этого случая, и использовать EMS для назначения строительной сборки этому слою материала.

Это выполняется с помощью исполнительного механизма EMS для состояния поверхностного строительства. Вы можете увидеть пример этого для термохромных окон в Руководстве по применению EMS. Для каждой уникальной строительной сборки, которую вы хотите назначить поверхности, вам потребуется создать уникальный исполнительный механизм EMS для состояния конструкции поверхности. Используйте свою логику в программах EMS, чтобы определить, когда строительные сборки должны соответственно переключаться.

Если вы пытаетесь моделировать непрерывные изменения (плавление PCM, напр.g.), то я бы по-прежнему рекомендовал использовать пары значений температуры / проводимости, определенные объектом MaterialProperty: VariableThermalConductivity , чтобы учесть влияние температуры слоя материала. Чтобы учесть другие факторы, влияющие на проводимость (внешняя / внутренняя температура окружающей среды, относительная влажность и т. Д.), Определите новый экземпляр объекта MaterialProperty: VariableThermalConductivity .

Все пластины Tempshift (и плитки для гипсокартона) являются радиаторами: Oxygennotincluded

Вчера вечером я понял, что кое-что упустил по поводу пластин Tempshift.Я много читал о них, но еще не видел объяснения этого (по крайней мере, там, где я это заметил), поэтому я решил опубликовать.

1. Пластины из материалов с высокой проводимостью НЕ ВСЕГДА ускоряют теплопередачу. Это потому, что каждая пластина имеет массу 800 кг (!), Которая, в зависимости от вашей ситуации, также может изменять температуру и, таким образом, «украсть» часть изменения температуры для себя.

В нижней части корпуса установлены алмазные пластины Tempshift.H3 в правой комнате нагревается медленнее, чем соответствующая h3 в верхнем здании, хотя пластины отводят тепло быстрее с другой стороны.

2. На скриншоте выше конечная равновесная температура в нижней версии была ниже, чем в верхней. Пластины начинали при более низкой температуре, чем та, которой БЫЛО БЫЛО равновесие, поэтому они утвердили среднее значение в сторону уменьшения.

3. Однако в системе, которая постоянно работает в стабильном темпе (например,г. в традиционном SPOM с хрипами на другой стороне стены из металлочерепицы) пластины tempshift в конечном итоге достигнут равновесия с окружающей средой. Затем они перестают «красть» изменение тепла и могут постоянно передавать полученные / потери намеченным материалам.

4. Но если ваш SPOM на некоторое время остановится и начнется снова (что может происходить довольно регулярно), ваши пластины tempshift, вероятно, станут холоднее из-за хрипов по соседству. Поэтому, когда электролизеры снова включатся, ваш O2 будет очень холодным, пока пластины снова не достигнут равновесия.

5. Пластины с более высокой проводимостью не всегда лучше. Обратите внимание и на теплоемкость. Обычно это не имеет значения, но если у вас внезапное изменение температуры, пластина с меньшей теплоемкостью отнимет меньше тепла. Это может быть хорошо, если вы ХОТИТЕ, что окружающая атмосфера / жидкость / строения больше изменится. Если вы этого не сделаете, это может быть плохо.

6. Гипсокартон имеет те же проблемы, но с оговоркой, что он имеет половину массы (поэтому он не может поглощать столько тепла) и взаимодействует только со своим собственным пространством, а не с сеткой 3×3, окружающей его (так что он выиграл не веду так быстро). Это будет важно в пространстве , тем более, что вы не можете сделать гипсокартон из материалов с наибольшей проводимостью и наименьшей теплоемкостью. Если в примере с остановленным SPOM у вас было несколько десятков плиток гипсокартона в дополнение к плитам, плиты + стоящий O2 охлаждались бы медленнее, так как гипсокартон украл бы часть изменения тепла. Когда система снова запускается, исходный O2 не будет таким холодным, как без гипсокартона, но системе потребуется больше времени, чтобы снова достичь равновесия (например,g., если вы привыкли видеть, что O2 выходит при температуре 15 ° C, потребуется больше времени, чтобы он снова поднялся на дюйм). Что, наверное, ничего не сломает. Но не думайте, что все ваши подземные постройки будут одинаково работать в космосе!

Еще несколько примеров:

1. Вы растапливаете ледяной блок над маленьким водоемом с горячей водой. Вода будет меньше остывать, если она покрывает плиты / сушку той же температуры, что и сама.

2. Вы растапливаете ледяной блок над большим объемом горячей воды.Вода будет меньше остывать, если покрывать тарелки такой же температуры. Линия пластин на большом расстоянии, вероятно, заставит удаленных людей быстрее увидеть изменение, но изменение будет меньше.

3. Я не понимаю всего, что происходит, когда плиты закапывают в реголит, но я попробую. Если горячий реголит упадет на автоматическую подметальную машину, подметальная машина не станет настолько горячей, если у вас есть пластины Tempshift, потому что они будут поглощать часть тепла. Однако пластины с временным сдвигом могут вызвать более быстрое изменение температуры (из-за проводимости), даже если общее изменение меньше.

4. Предположим, вы добываете и сметаете упавший реголит, а также устанавливаете вентиль O2 для охлаждения подметальной машины. Некоторая часть охлаждения будет украдена пластинами Tempshift. Однако, поскольку мы находимся в космосе, у пластин есть дополнительное преимущество, заключающееся в том, что O2 не исчезает так быстро. И в следующий раз, когда реголит упадет, пластины смогут отводить часть тепла от подметальной машины, так как они также охлаждались кислородом.

5. Ваш полимерный пресс находится в небольшом помещении, заполненном h3, хрипами и пластинами Tempshift.Он перегревается, поэтому вы его выключите. Если у вас есть пластины с временным сдвигом, возможно, атмосфере потребовалось больше времени, чтобы достичь текущей температуры, и также потребуется больше времени, чтобы она остыла.

Ничто из этого не означает, что пластины tempshift плохие! Кроме того, многие из этих примеров могут быть тривиальными. Но я буду осторожнее использовать их в будущем.

Кроме того, я не проверял все эти утверждения, поэтому некоторые могут ошибаться.

TL; DR

1. Если у вас внезапное изменение температуры, любые пластины Tempshift в этой области поглотят часть изменения.Из-за этого даже пластины с высокой проводимостью иногда снижают желаемый эффект.

2. Обратите внимание на гипсокартон, потому что он также поглощает изменения тепла.

3. Это не так актуально для постоянно / плавно работающих систем (например, SPOM), потому что плиты / гипсокартон успевают достичь равновесия и затем могут действовать как простые проводники, за которые мы все верим.

Добавки порошка стеатита в древесно-цементные древесно-стружечные плиты

Материалы (Базель).2020 ноя; 13 (21): 4813.

³ FPInnovations, Квебек, QC G1V 4C7, Канада

Поступила в редакцию 23 сентября 2020 г .; Принято 2020 23 октября.

Abstract

Целью данного исследования было разработать новую древесно-стружечную плиту из гипсокартона в качестве альтернативы гипсокартону.Различные итерации разработки привели к использованию древесных частиц, стеатитового порошка и портландцемента. Полученный результат показывает, что сопротивление выдергиванию шурупов было улучшено на 37%, а свойства изгиба на 69% по сравнению с гипсокартоном аналогичной плотности (0,68–0,70). Необработанная поверхность плит хорошего качества и сопоставима с поверхностью гипсокартона с бумажной облицовкой. Кроме того, реакция на огонь оценивалась в лабораторных условиях с помощью конического калориметра. Исследуемая древесно-стружечная плита не показала визуальных признаков возгорания через 20 мин при воздействии лучистого тепла 50 кВт / м ² , в то время как горение накладной бумаги из гипсокартона произошло примерно через 57 с, что позволяет предположить, что древесно-цементно-стеатитовый порошковые древесно-стружечные плиты можно отнести к почти негорючим материалам.

Ключевые слова: стеатит, древесные частицы, портландцемент, огнестойкость

1. Введение

Стеатит (также известный как мыльный камень или мыльная порода) представляет собой тип метаморфической породы. Он в основном состоит из минерального талька, богатого магнием. Его основной компонент — гидратированный силикат магния: Mg ₃ Si ₄ O ₁₀ (OH) ₂ . Поскольку он относительно мягкий из-за высокого содержания талька, он тысячелетиями использовался в качестве материала для резьбы.Этот камень мягкий, плотный, жаростойкий и обладает высокой удельной теплоемкостью [1]. Стеатит можно прессовать в сложные формы перед нагреванием. Он также используется в лакокрасочной промышленности, особенно в морских красках и защитных покрытиях для керамики из-за его высокого удельного электрического сопротивления [2]. Из-за своих электрических характеристик стеатит чаще всего используется в электротехнике. На мировом рынке стеатит с белизной более 92%, менее 1,5% CaCO ₃ и менее 1% Fe ₂ O ₃ является предпочтительным для экспорта [3].

Было проведено множество исследований для оценки характеристик и применения древесно-цементных композитов из-за их низкой стоимости и важного вклада в смягчение жилищной проблемы в развивающихся странах [4]. Действительно, многие исследования показали, что древесно-цементные плиты можно использовать для облицовки потолков или стен [5,6]. Важнейшими достоинствами древесно-цементных плит являются их высокая устойчивость к насекомым, грибкам, гниению, акустическим волнам и огню [6,7]. Фактически, сахара, присутствующие в древесине, могут препятствовать схватыванию цемента.Поэтому основной проблемой при проектировании древесно-цементных плит является совместимость древесины и цемента [6]. Влияние древесины на схватывание цемента зависит от нескольких факторов, среди которых сезон лесозаготовки и породы древесины имеют большее влияние [8]. Появилось несколько специальных растворов на основе цемента с добавками мелкодисперсного порошка, такого как стеатит [9], стекло [10] и древесная зола [11].

Замена цемента на стеатитовый порошок (SP) уменьшает время схватывания цемента и увеличивает прочность кубика раствора на сжатие, но при этом увеличивается консистенция связующего материала [2].Сообщалось, что замена цемента на SP привела к улучшению микроструктуры раствора до максимальной степени замены порядка 20% по весу [12].

Гипсокартон (GB) широко используется в строительстве зданий Северной Америки для внутренних перегородок. Гипсокартон состоит из сульфата кальция в виде кристаллов дигидрата, покрытых бумагой с обеих сторон. Сердцевина плиты — негорючий материал. Он содержит почти 21% химически связанной воды, которая медленно выделяется в виде пара при воздействии высокой температуры.Поскольку температура пара не превышает 100 ° C при нормальном атмосферном давлении, он эффективно замедляет передачу тепла и распространение огня [13,14]. Даже после полного прокаливания, когда вся вода была выпущена из его сердцевины, GB продолжает служить теплоизоляционным барьером. При установке в сочетании с другими материалами, такими как стены и потолочные конструкции, GB служит для эффективной защиты элементов здания от огня в течение предписанного времени. Хотя GB не соответствует критериям воспламенения для определения негорючести материалов из-за бумажного покрытия [15], он обычно является приемлемым материалом для негорючих конструкций в большинстве строительных норм и правил из-за его хороших противопожарных характеристик.Однако бумажное покрытие играет жизненно важную роль в механической стойкости ГБ [16]. Кроме того, оказывается, что строительные отходы из этого материала представляют собой проблему [17], которая усугубляется его широким использованием. Экономическое давление и экологические проблемы являются одними из движущих сил современного промышленного развития. Таким образом, проводится множество исследовательских проектов для увеличения использования отходов, чтобы уменьшить угрозы для окружающей среды и упростить существующие методы удаления и переработки отходов, сделав их более доступными [17].На рынке используются несколько альтернатив гипсу, такие как пластиковые панели, фанера, ДВП и шпоновая штукатурка.

Целью настоящего исследования было оценить механические, физические и термические свойства и реакцию на огонь древесно-цементных плит, содержащих SP в качестве дополнительного цементирующего материала, предназначенных в качестве экологически ответственной альтернативы GB. В данном исследовании два из трех видов сырья, используемого для производства древесностружечных плит, древесные частицы и SP, являются вторичными недорогими продуктами производства пиломатериалов и добычи стеатита.

2. Материалы и методы

2.1. Материал

В качестве первичного связующего был использован портландцемент типа 10 (GU, General Use), обычный CSA (Canadian Standards Association).

SP, выбранный для этого исследовательского проекта, был предоставлен Polycore Inc, Квебек, Канада.

Древесно-цементные смеси были приготовлены из высушенных на воздухе древесных частиц, полученных из деревьев белой ели ( Picea glauca ), собранных в Исследовательском лесу Петавава в Маттаве (Онтарио), Канада.Древесная щепа очищалась с помощью кольцевого рафинера Pallmann PSKM8-400 (Ludwig Pallmann K.G, Цвайбрюккен, Германия). Затем древесные частицы просеивали с использованием сит девяти размеров: 1,19, 1,40, 1,70, 2,38, 2,80, 3,35, 4,00, 4,46 и 5,00 мм.

Обычный GB, использованный в исследовании для сравнения, имел толщину 12,7 мм [1/2 дюйма]. Они продаются компанией Georgia Pacific под торговым наименованием ToughRock ^® . Это были типичные обычные гипсокартонные плиты, используемые для внутренних перегородок в строительстве.

2.2. Характеристика материала

2.2.1. Wood Particles

показывает распределение частиц древесины по размерам по массе. Согласно результатам, все частицы имеют размер менее 5 мм, а наибольшая объемная доля (37%) приходится на частицы диаметром 1,7 мм. В исследовании Vu et al. [11] размер древесных частиц был менее 3 мм, а максимальная объемная доля составляла 1,7 мм. Максимальный размер древесных частиц составляет 5 мм с целью повышения механической прочности ДСП.

Гранулометрический состав древесных частиц.

2.2.2. Стеатитовый порошок

Химический состав

показывает результаты химического анализа SP. Суммарное содержание оксида алюминия (Al ₂ O ₃ = 0,7%), оксида железа (Fe ₂ O ₃ = 6,32%) и диоксида кремния (SiO ₂ = 38,3%) достигает 45,32 %, в то время как минимальное значение, необходимое для того, чтобы материал считался пуццоланом, составляет 70%. Относительная потеря массы при сгорании при 950 ° C составила 20.4%, что значительно превышает максимальное требование для пуццоланов, установленное на уровне 12%. Зарегистрированное содержание щелочи (% Na ₂ O + 0,658 ×% K ₂ O) было менее 0,23%, что ниже максимального содержания щелочи 1,5%, необходимого для пуццоланов [18]. Следовательно, SP не считается пуццоланом. Удельный вес SP составил 2,91. Это ниже, чем удельный вес портландцемента (3,15), но больше, чем для минеральных заполнителей, обычно используемых в цементирующих материалах (известняк, гранит, кварцит).

Таблица 1

Состав и свойства стеатитового порошка.

Анализ размера частиц

Наиболее часто используемые метрики при описании распределения частиц по размерам — это значения D (D10, D50 и D90), которые являются отсечками для 10, 50 и 90% совокупной массы [19]. Согласно результатам, показанным на фиг. D10, D50 и D90, значения SP составляли 3,9 мкм, 18,5 мкм и 52,3 мкм соответственно. Значение D90 SP было меньше соответствующих значений (114.1 мкм), зарегистрированный для древесной золы в исследовании Vu et al. [11]. Кроме того, исследуемый материал содержал 14% сверхмелкозернистых частиц (ϕ <5 мкм). Таким образом, SP подходит для использования в качестве наполнителя для уменьшения пористости ДСП.

Анализ размера частиц SP.

Подготовка материала

Все смеси древесно-цементного стеатитового порошка (WCSP), испытанные в этом проекте, были приготовлены с одинаковым весовым соотношением древесного связующего и SP-связующего, где связующая фаза представляет собой сумму цемента и SP.Отношение древесины к связующему и отношение SP к связующему выбрано составляло 0,35 и 0,15 (Таблица 3-P3). После смешивания материалов в смесителе для раствора каждая древесностружечная плита была отлита с использованием одной и той же деревянной формы 450 × 330 × 14 мм ³ . Влажную смесь вылили в форму, затем поверхность выровняли деревянной стяжкой и, в конце концов, деревянную крышку закрепили сверху формы с помощью С-образных зажимов. Толщина ДСП уменьшилась до 13 мм из-за давления крышки. ДСП вынимали из формы в возрасте 3 дней и хранили в камере кондиционирования при 23 ° C и 60% R.H. Различные образцы для испытаний были вырезаны из ДСП с использованием пильного полотна толщиной 5 мм в возрасте 28 дней (). ДСП №№ 1, 2, 3, 6, 7 и 8 были испытаны на модуль упругости при изгибе (MOR) и модуль упругости (MOE), а позднее — на отвинчивание винта. Испытания на термические свойства и водопоглощение проводились на ДСП №№. 4 и 5. Реакцию на огонь определяли на ДСП №№. 9 и 10.

Эскиз вырезки образцов для ВЦСП (все размеры в мм).

Из-за оседания SP внизу панелей эта поверхность WSCP, которая контактировала с формой, имела менее пористую и более плотную микроструктуру, чем наверху. Это лицо наиболее гладкое и называется лицевым. Верхняя поверхность панели в форме, которая является самой шероховатой, в этом документе называется задней поверхностью () и должна использоваться против конструкции при монтаже стены. В Разделе 2 передняя поверхность будет использоваться для проведения испытаний на огнестойкость и сопротивления выдергиванию гвоздей, в то время как испытание на трехточечный изгиб применяется к обеим сторонам WCSP.

Кромки и грани древесно-цементно-стеатитного порошкового ДСП, распиленные пилой.

2.3. Методы испытаний

В этом исследовании механические свойства исследуемых древесностружечных плит и GB были определены в соответствии со Стандартными методами испытаний ASTM D1037-12 для оценки свойств древесных волокон и материалов для панелей [20]. Кроме того, испытание на сопротивление выдергиванию гвоздя было определено в соответствии со Стандартными методами испытаний ASTM C473-17 для физических испытаний изделий из гипсовых панелей [21].В обоих методах, MOR и MOE, сопротивление выдергиванию винта и сопротивление выдергиванию гвоздя определяли с использованием универсальной испытательной рамки MTS QTest-5 (корпорация MTS systems, Эден-Прери, Миннесота, США) с модульной системой управления Elite. Все эксперименты на тестовых образцах WCSP проводились в возрасте 28 дней. Как показано на, формованные образцы WCSP имеют форму панели. Следовательно, определение плотности основывалось на массе и средних размерах образцов.

Водопоглощение определяли в соответствии с ASTM D1037-12.Реакция на огонь была протестирована в соответствии с ISO 5660 [22] с использованием конического калориметра (Fire testing Technology Limited, Западный Суссекс, Великобритания). Теплоемкость, удельная теплоемкость и теплопроводность определялись с помощью измерителя теплового потока FOX 314 (TA instruments-LaserComp Inc., Уэйкфилд, Массачусетс, США) в соответствии с ASTM C518 [23]. Образец помещали между двумя пластинами измерителя теплового потока при контролируемой температуре. Измеритель потока был прикреплен с каждой стороны образца. Таким образом, температуру и тепловой поток можно было измерить на поверхности платы.Нижняя поверхность WSCP (в форме) — это открытая поверхность в тесте. Нижняя грань подвергалась прямому воздействию теплового потока и искрового воспламенителя. Затем четыре параметра (две температуры и два тепловых потока) можно использовать для расчета теплоемкости и теплопроводности образца.

Наконец, твердые образцы наблюдали под растровым электронным микроскопом с целью анализа их микроструктуры с помощью JEOL JSM-840A (JEOL USA Inc, Пибоди, Массачусетс, США), оборудованного системой энергодисперсионного рентгеновского анализа (EDS).Образцы помещали на двустороннюю липкую ленту и покрывали тонким сплавом Au-Pd. Условия эксплуатации были установлены на 15 кВ.

2.4. Предварительные работы

Предварительная программа испытаний была проведена для оценки эффекта SP при частичной замене цемента в смеси древесных частиц и цемента. Были исследованы семь смесей, переменной являлась доля цемента, замещенного SP. Последовательность перемешивания, используемая в смесителе для строительных растворов (HOBART A-120, Hobart Canada Inc, Don Mills, ON, Canada), представлена ​​в.

Таблица 2

Неудивительно, что присутствие стеатита, как было обнаружено, увеличивает количество воды, необходимое для получения смесей с адекватной удобоукладываемостью.Требуемое количество воды было оценено в соответствии с ASTM C1437 [24], чтобы убедиться, что вся смесь имеет такое же значение удобоукладываемости, что и P1 (). Оценка удобоукладываемости и прочности на изгиб смесей с различным процентным содержанием СП была предназначена для определения максимального количества СП, которое может быть использовано в смеси без отрицательного влияния на механические свойства ДСП по сравнению с эталонными древесно-цементными ДСП и ГБ. Для приготовления контрольной смеси (P1) были выбраны только частицы цемента и древесины, в то время как шесть других смесей были приготовлены путем включения SP с коэффициентами замещения 10, 15, 20, 30, 40 и 50% соответственно (P2 — P7).

Таблица 3

Массовое соотношение порошка стеатита, цемента и воды, используемых для семи рассмотренных смесей.

Предварительные механические результаты показали, что замена цемента на SP в WCSP имеет значительное влияние. Результаты испытания на трехточечный изгиб через 3, 7, 14 и 28 дней влажного отверждения показывают, что прочность на изгиб образцов древесностружечных плит увеличивается со временем отверждения, как и ожидалось для систем на основе портландцемента, хотя она не намного превышает возраст 14 дней.Испытание на изменение плотности показало, что масса всех древесностружечных плит была стабильной после 14 дней отверждения. В исследовании Vu et al. [8] также показали, что разница в сопротивлении изгибу между древесно-стружечной плитой, цементной древесиной и древесной золой при 7 и 28 днях отверждения не была значительной (4,2% макс.). В свежеуплотненной древесно-стружечной плите более тяжелые частицы SP имеют тенденцию оседать на дне, что приводит к неоднородным характеристикам по всей толщине плиты. Эта сегрегация приводит к получению неизотропных древесностружечных плит с различным MOR при изгибе в зависимости от того, какая сторона подвергается растягивающему напряжению во время испытания.Эти предварительные результаты показали, что древесно-стружечные плиты с заменой 15% цемента на SP (P3) являются оптимальными с лучшими механическими свойствами, полученными среди шести испытанных смесей. Действительно, исследование P. Kumar et al. [12] показали, что замену SP следует поддерживать на уровне ниже 20%.

3. Результаты

3.1. Изменение плотности

Изменение плотности древесностружечных плит определяли путем регистрации веса всех древесностружечных плит в начале и в конце периода отверждения в деревянной форме (от 0 до 3 дней).За этот период произошло снижение веса примерно на 5% из-за испарения воды через форму. После извлечения из формы масса ДСП обычно выходила на плато примерно через 6 дней, что означает, что к тому времени большая часть свободной воды в строительном растворе испарилась в камере кондиционирования при 23 ° C и относительной влажности 60%. Через 14 дней древесностружечные плиты имели удельный вес от 0,68 до 0,70.

3.2. Сканирующая электронная микроскопия

Согласно результатам, представленным в, оба материала показывают низкую пористость и размер пор менее 10 мкм.На основании исследования SEM разница микроструктуры смеси чистый цемент-древесина и смеси, содержащей 15% SP вместо цемента, несущественна. Оба материала демонстрируют однородную и плотную микроструктуру.

Изображения на сканирующем электронном микроскопе частиц цемента и древесины ( a ) и цемента + 15% замена порошкового стеатита + частицы древесины ( b ).

3.3. Свойства изгиба

представляет оценку свойств изгиба, полученных для WCSP и GB.Были протестированы три повтора для каждого продукта. Средние значения модуля упругости и прочности на изгиб для каждого испытанного образца приведены в.

Характеристическая кривая «напряжение – смещение» для испытания на трехточечный изгиб WCSP и GB в соответствии с ASTM D1037-12.

Таблица 4

Прочность на изгиб WCSP и GB (s = стандартное отклонение) в соответствии с ASTM D1037-12.

Как упоминалось ранее, через 28 дней после заливки ДСП испытывали на статический изгиб с использованием в каждом случае шести образцов. Были проведены отдельные серии испытаний с передней или задней поверхностью, подвергнутой испытанию на изгиб. Типичные кривые нагрузки-прогиба, полученные для этих различных конфигураций испытаний, показаны в.WCSP были испытаны с нагрузкой, прикладываемой к передней или задней стороне образцов. Как объяснялось ранее, из-за оседания SP раствор на передней поверхности WCSP имеет менее пористую и более плотную микроструктуру, чем на задней поверхности. Следовательно, прочность на изгиб при приложении нагрузки к передней грани образца ниже, чем на задней стороне WCSP. WCSP с нагрузкой на тыльную поверхность показал прочность на изгиб 5,1 МПа, что более чем в 1,9 раза больше, чем на лицевой стороне.Анализ кривых «напряжение-смещение» показывает, что существует три стадии поведения материала в ходе испытания, которые соответствуют механическому поведению составляющих композиционных материалов (дерево-цемент-стеатит). Каждая экспериментальная кривая включала линейный период в начале теста и нелинейный период позже. Линейный период представляет собой упругое поведение материала. Касательный модуль упругости уменьшается во втором периоде, что соответствует нелинейному пластическому поведению, третий период соответствует последней части кривой, когда WCSP начал разрушаться.MOE WCSP составляет около 1,7 ГПа с нагрузкой на переднюю поверхность и около 2,1 ГПа с нагрузкой на заднюю поверхность.

Для GB были проведены отдельные испытания на изгиб с образцами, ориентированными перпендикулярно и вдоль направления волокон верхнего слоя бумаги (). Соответствующие кривые напряжение-перемещение при изгибе были совершенно разными. В направлении волокон оверлейной бумаги GB проявляет хрупкость, тогда как в перпендикулярном направлении он более пластичен. Это происходит из-за различных свойств растяжения оверлейной бумаги в двух ортогональных направлениях.Следовательно, для образцов, ориентированных перпендикулярно направлению волокон бумаги, бумага разрушилась в начале испытания и не оказала значительного влияния на испытание на изгиб. Для образцов, ориентированных в направлении волокон бумаги, верхняя бумага имела значительный вклад в механические свойства и играла роль армирования. показывает, что MOR в направлении волокон оверлейной бумаги составляет 5,4 МПа, что в 3,4 раза выше, чем в перпендикулярном направлении. Он примерно равен MOR WCSP в случае нагрузки на заднюю поверхность и в два раза выше, чем в случае нагрузки на переднюю поверхность.Фактически, механическое качество ГБ в значительной степени зависит от свойств гипсового сердечника. Таким образом, вся ГБ вышла из строя, поскольку не удалось подкрепление. Вот почему поведение хрупкое (). Это механическое поведение ГБ было также замечено в исследовании P. Tittelein et al. [6]. MOE изгиба GB в направлении волокон оверлейной бумаги составляет 1,9 ГПа, что в 1,5 раза выше, чем в перпендикулярном направлении, в 1,1 раза меньше MOE изгиба WCSP в случае нагрузки на тыльную сторону и 1.В 1 раз выше, чем при загрузке на лицевую сторону. Результаты показывают, что MOR и MOE WCSP в случае нагрузки на лицевую сторону ниже, чем в направлении волокон оверлейной бумаги GB, и выше, чем в направлении оверлейных бумаг GB. Тем не менее, WCSP все же может заменить GB при регулировке расстояния стоек в стеновой композиции. Хорошая прочность на изгиб WCSP в случае нагрузки на заднюю поверхность является преимуществом при транспортировке и установке.

3.4. Испытание на извлечение шурупа и гвоздь

Результаты испытаний на выдергивание шурупа и сопротивление выдергиванию гвоздя показаны на рис. Согласно этим результатам, WCSP имеет лучшее сопротивление выдергиванию винта и гвоздя, чем GB. Зарегистрированное сопротивление извлечению винта и сопротивление выдергиванию гвоздя WCSP соответственно на 37 и 11% выше, чем соответствующие значения, зарегистрированные для GB. Значения сопротивления GB меньше изменяются, так как это более однородный материал, чем WCSP.

Таблица 5

Сопротивление выдергиванию винта и выдергиванию гвоздя для WCSP и GB (s = стандартное отклонение).

3.5. Водопоглощение

Результаты теста на водопоглощение показаны на рис. Хотя данные показывают, что водопоглощение WCSP лишь немного ниже, чем у GB, разница в отношении набухания значительна.Фактически, WCSP практически не набухает, тогда как при почти таком же водопоглощении GB увеличивается на 5%. В случае WCSP большая часть свободной воды в строительном растворе испарилась примерно через 6 дней после извлечения из формы в зависимости от веса образцов. Таким образом, цемент не затвердел полностью, что привело к усадке в воде. Кроме того, отрицательное значение может быть вызвано эрозией образца из-за потока воды во время испытания.

Таблица 6

Характеристики влагопоглощения WSCP и GB в соответствии с ASTM D1037-12.

3,7. Реакция на огонь

Тепловые свойства и результаты испытаний конусного калориметра представлены в и.

Измерения конического калориметра: ( a ) Скорость тепловыделения (HRR). ( b ) Относительная масса. ( c ) Общее тепловыделение (THR). ( d ) Лицевая сторона WCSP до ( слева, ) и после ( справа, ) тестирования. ( e ) Лицевая сторона ГБ до ( слева, ) и после ( справа, ) тестирования.( f ) Боковая поверхность гипсового образца до и после испытания. ( г ) Боковая поверхность WCSP до ( слева, ) и после ( справа, ) тестирования. ( h ) Задняя поверхность ( слева, ) до и после тестирования ( справа, ) WCSP.

Таблица 8

Результаты теста конуса калориметра для WCSP и GB в соответствии с ASTM E1354-17 (от начала теста +15 мин).

WCSP с коэффициентом замены SP 15% был протестирован для сравнения с GB. Результаты испытаний указывают на то, что скорость тепловыделения (HRR) GB увеличивается очень быстро и достигает максимума примерно через 65 с из-за горения оверлейной бумаги, происходящего примерно через 57 с ().WCSP показал очень низкий HRR на протяжении 20 минут. Пик тепловыделения не очевиден, так как горение не происходило (). HRR WCSP изменялась от -2 до 16 кВт / м ² , а также от -4 до 12 кВт / м ² в случае GB после зажигания. Такие вариации связаны с точностью конусного калориметра для материалов, демонстрирующих низкие характеристики горючести, например THR менее 15 МДж / м ² .

Национальный строительный кодекс Канады (NBCC) гласит, что материал может использоваться в негорючих конструкциях при условии, что при испытании в соответствии с CAN / ULC-S135 [25] при тепловом потоке 50 кВт / м ² , суммарное тепловыделение не более 3 МДж / м ² и общая площадь дымоудаления не более 1.0 м ² .

b показывает, что WCSP ведет себя аналогично GB в отношении потери массы. Действительно, оставшаяся масса GB через 15 минут составляет 81%, в то время как WCSP составляет 78%. Среднее общее дымообразование за 15 минут, зарегистрированное для обоих материалов, составляет менее 1 м ² (). Их среднее суммарное тепловыделение (THR) превышает в каждом случае 3 МДж / м ² (и). Хотя CAN / ULC-S135 немного отличается от ISO 5660, результаты показывают, что WCSP, скорее всего, не выполнит эти требования из-за его среднего THR, превышающего 3 МДж / м ² .Учитывая низкий порог значения 3 МДж / м ² , очень немногие продукты, полностью или частично состоящие из горючих материалов, пройдут этот тест [26]. Из NBCC неясно, как было определено это пороговое значение.

В Японии, основываясь на характеристиках во время испытания конического калориметра при уровне освещенности 50 кВт / м ² , реакция на огонь материалов внутренней отделки классифицируется как негорючая, квазинегорючая. или огнестойкий [27].Ни WCSP, ни GB на самом деле не соответствуют японским критериям негорючего материала: THR ≤ 8 МДж / м ² и пиковая скорость тепловыделения ≤200 кВт / м ² после 20 минут воздействия. Следует отметить, что пороговое значение THR в Японии, равное 8 МДж / м ² , намного менее жесткое, чем канадское значение 3 МДж / м ² . Однако оба они будут соответствовать критериям квазигорючего материала: THR ≤ 8 МДж / м ² и пиковая скорость тепловыделения ≤200 кВт / м ² после 10 минут воздействия.

Распространение пламени, которое используется для описания характеристик горения поверхности строительных материалов, является одной из наиболее часто проверяемых характеристик огнестойкости для ограничения роста пожара на ранней стадии развития пожара. Результаты, полученные в этом исследовании, показывают, что поверхность WCSP все еще не обгорела через 20 минут. Цвет поверхности практически не изменился, на d) не было обнаружено ни трещин, ни обгоревшей поверхности. Боковая поверхность образца потемнела из-за прямого контакта с металлическим держателем образца и алюминиевой оберткой, в то время как поверхность ГБ сгорела полностью (д).На боковой грани образца видно, что ГБ сгорел и стал темным (f) по толщине, в то время как 3-миллиметровый поверхностный слой WCSP почти не изменил цвет (g) и не сгорел. Однако древесные частицы на внутренней и задней стороне WCSP потемнели из-за высокой температуры и большой пористости (g, h). Это может объяснить, почему HRR WCSP (от -2 до 16 кВт / м ² ) был немного выше, чем у GB (от -4 до 12 кВт / м ² ) после окончания зажигания GB (a).

4.Выводы

Из-за осаждения стеатитового порошка сформированная поверхность (нижняя поверхность) древесно-цементной стеатитовой плиты (WCSP) имела хорошее качество даже без бумажного покрытия. Он выгодно отличается от поверхности гипсокартона с бумажной облицовкой. Кроме того, сопротивление выдергиванию шурупов по ASTM D 1037-12 и сопротивление вырыванию гвоздя по ASTM C473-15 древесно-цементно-стеатитных порошковых плит оказалось на 37% и 11% выше, соответственно. Когда нагрузка прикладывалась к лицевой стороне, их прочность на изгиб на 69% выше.Эти панели также демонстрируют лучшую водостойкость и лучшую реакцию на огонь, чем панели из гипсокартона. Действительно, что касается реакции на огонь, воспламенения для WSCP не наблюдалось, а оставшаяся масса плат обоих типов через 15 минут после начала испытания была одинаковой. Результаты испытаний, полученные в настоящем исследовании, фактически показывают, что древесно-цементно-стеатитные порошковые плиты можно отнести к квазинегорючим материалам. Хотя замена цемента на стеатитовый порошок на 15% улучшила механические и термические свойства панели, она также может способствовать сокращению выбросов CO ₂ , вызванных производством цемента.Две трети сырья, используемого для производства древесно-цементно-стеатитового порошкового картона, представляют собой недорогие вторичные продукты от добычи стеатита и производства пиломатериалов. Приведенные выше результаты показывают, что замена гипсокартона на такой инженерный материал может быть достойным выбором для зданий будущего.

Благодарности

Авторы также благодарны промышленным партнерам промышленной кафедры экологического деревянного строительства NSERC (CIRCERB).

Вклад авторов

Концептуализация V.-A.V., A.C., B.B., P.B. и C.D .; Формальный анализ V.-A.V., A.C., B.B., P.B. и C.D .; Финансирование приобретения A.C. и P.B .; Расследование V.-A.V., A.C., B.B. and P.B.; Методология V.-A.V., A.C., B.B., P.B. и C.D .; Администрация проекта A.C. и P.B .; Ресурсы A.C., B.B., P.B. и C.D .; Надзор A.C. и B.B .; Подтверждение V.-A.V., A.C., B.B. and C.D .; Написание — черновик В.-А.В .; Написание — просмотр и редактирование A.C., B.B., P.B. и C.D. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Эта работа является частью исследовательской программы Кафедры промышленных исследований Совета по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады (NSERC) по экологическому строительству из древесины (CIRCERB) в рамках программ IRC (IRCPJ 461745-12) и CRD ( RDCPJ 445200-12).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сноски

Примечание издателя: MDPI остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Список литературы