Megapan – stavební deska s výjimečnými vlastnostmi

Stavební desky Megapan předčí všechny běžné desky na bázi cementů nebo sádry, zejména v pevnosti v tlaku, ohybu a ve střihu, která je násobně větší. Jsou určeny do nosných konstrukcí i jako pohledový obklad. Základem je cementové pojivo z oxidu a chloridu hořečnatého a vody. Dále je to výztužná síť ze skelných vláken a specifické plnivo. Na trhu v ČR a SR je výhradně dodává společnost Xnergie, s.r.o.

Jde o stavební desku, kde je použit jako pojivo Sorelův, neboli hořečnatý oxychloridový cement. Další složkou je blíže nespecifikované lehké plnivo, odolné vůči působení alkalických látek (vápno, cement, mýdlo, louhy) a konečně deska Megapan obsahuje výztužnou síť ze skelných vláken. Vlastnosti této desky jsou v některých případech pozoruhodné:

• odolává hoření do teploty 800 °C a nevznítí se do teploty 1200 °C,
• má nízkou objemovou hmotnost, podle typu a obsahu plniva od 900 do 1 400 kg/m³,
• má vysokou pevnost v ohybu – přes 16 MPa a vynikající rázovou pevnost – přes 3,6 kJ/m²,
• nepropouští vodu a odolává vlhkosti, je tvarově stálá v mokrém, vlhkém, suchém i horkém prostředí,
• dobře pohlcuje zvuk, má dobré zvukoizolační vlastnosti,
• součinitel tepelné vodivosti je 0,216 W/(m.K),
• je odolná vůči usazování halogenů a zachovává tvar i rozměry při mechanickém namáhání,
• je mrazuvzdorná, nezaznamenává žádnou ztrátu vlastností po 25 zmrazovacích cyklech (může být použita do stěn a stropů chladíren při teplotách až do –40 °C),
• může být překryta jakoukoliv pohledovou či fasádní úpravou nebo upravena barvou,
• snadno se krájí, řeže, přibíjí hřebíky,
• neobsahuje škodliviny jakéhokoliv typu (je prosta azbestu, formaldehydu, amoniaku atd.).

Plošné rozměry desek Megapan

• 2500 mm × 1200 mm,
• 2600 mm × 1200 mm,
• 2800 mm × 1220 mm,
• 3000 mm × 1200 mm.

Tloušťky desek Megapan

Deska se vyrábí v tloušťkách 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 20, 22, 25, 28, 34 nebo 38 mm.

Zvláštní rozměry lze vyrobit dle konkrétních požadavků.

Použití Megapanu

Megapan lze lámat, stříhat, zkracovat, opracovávat běžným elektrickým nebo ručním nářadím do správných tvarů. Lze jej samozřejmě vrtat i zabrušovat. Megapan lze připevňovat sponkami nebo nekorodujícími vruty s kónickou hlavou určenými pro sádrokartonové desky. Šrouby lze zavrtat 0,5 mm do povrchu materiálu. Nedoporučuje se desky Megapan připevňovat k nosné konstrukci ve vzdálenosti menší než 15 mm od okraje desky a 50 mm od rohu desky. Výjimečné vlastnosti této desky se uplatní v řadě stavebních aplikací.

Protipožární ochrana

Je důležité, že hořečnaté pojivo v Megapanu obsahuje 44 hmotnostních procent vody. Trochu tím připomíná sádru, která v krystalické struktuře také váže molekuly vody, ale procentuálně méně než polovinu. Hořečnaté oxychloridové pojivo v Megapanu ovšem váže vodu mnohem pevněji, takže ta se začíná uvolňovat až při teplotách nad 800 °C. To má mimořádný význam při protipožární ochraně. Např. sádrové materiály, u nichž je požární odolnost dobře známá, ztrácejí 3/4 vody už při teplotě 128 °C a zbytek vody při teplotě 163 °C. S dehydratací sádry zároveň dochází ke ztrátě soudržnosti.

Megapan až do teplot 800 °C plní všechny konstrukční požadavky a teprve při vyšších teplotách začne uvolňovat molekuly vody, přičemž se až do jejího odbourání adekvátně zpomalí nárůst teploty. To může zejména v případě, že zdroje hoření začínají být vyčerpány, významně snížit škody.

Megapan může sloužit jako bariéra proti šíření ohně v mezipokojových či mezibytových příčkách včetně nosných. Jako fasádní či interiérový stěnový obklad může bránit rozšíření požáru do nosné konstrukce nebo tepelných izolací. Lze z něho vytvářet požární uzávěry, mimo jiné i v polystyrénových izolacích, kde při případném požáru zabrání komínovému proudění horkých plynů. Přínosné z požárního hlediska by bylo i jejich zabudování do meziokenních vložek panelových domů.

Statika a prostorová tuhost lehkých staveb

Výjimečná pevnost, tuhost a geometrická či tvarová stálost předurčuje Megapan pro použití v dřevostavbách nebo konstrukcích lehkých střech. Vedle protipožárních hodnot přispěje k docílení požadované statiky těchto staveb a jejich prostorové tuhosti. Může být aplikován prakticky všude, kde se do konstrukcí a obkladů používají deskové materiály nejrůznějších typů a to i do míst s vysokou vlhkostí. Je dobrý předpoklad, že zde Megapan zvýší nejen užitné vlastnosti, ale i životnost a solidnost staveb.

Obkladový materiál do interiéru i venkovní použití

Ne každý materiál lze aplikovat jak uvnitř, tak venku. Pro vyšší variabilitu mají desky Megapanu na každé straně různě upravený povrch. Hladký povrch Megapanu je vhodný pro nátěry nebo tapetování bez předčištění. Hrubá strana slouží k upevnění keramické dlažby nebo natažení fasádní barvy. Lze použít nátěry jak na olejové, tak i na vodní bázi. Pokud jsou panely přímo vystaveny dešti a venkovním povětrnostním podmínkám, doporučuje se nejprve aplikovat akryl-siloxanovou základní vrstvu a teprve pak barvu na olejové bázi. Pokud se na Megapan lepí keramický obklad (koupelny), doporučuje se používat lepidlo na bázi ředidel.

GIGATHERM^® – systém vnějšího zateplení

Jedna z velmi užitečných aplikaci Megapanu patří do kategorie jeho využití jako obkladu nebo či finálního pohledového materiálu. Megapan je totiž důležitou součástí vnějšího systému zateplení se vzduchovými mezerami pro rodinné a bytové domy s názvem GIGATHERM^®. Zde je použit jako fasádní obklad či záklop, který se vyznačuje vysokou odolností proti působení povětrnosti a dále vysokou mechanickou a již popsanou protipožární odolností. U zateplení bytových domů je pomocí vodorovných přepážek z Megapanu zabráněno, aby v případě požáru vzniklo komínové proudění horkých plynů a šířil se oheň. Blíže o tomto systému v článku [3].

Megapan, který je z výroby expedován jako bílá deska, může být v aplikaci zateplení GIGATHERM^® použit přímo tak jak je, lícovým, tzn., leštěným povrchem ven. Nebo může být upraven barevným nátěrem. Třetí možnost je orientovat Megapan opačně, tzn. hrubým povrchem ven a aplikovat keramický či jiný obklad nebo omítku, včetně klasické silnovrstvé.

Příčina výjimečných vlastností Megapanu

Cementové směsi na bázi oxidu a chloridu hořečnatého žijí trochu ve stínu obecně známých portlandských, tedy vápenokřemičitanových cementů, i když jejich historie sahá daleko do historie.

V [1] je uvedeno, že cementové směsi z oxidu hořečnatého (MgO) byly používány už v antických dobách, mezi jinými zeměmi i v Německu, Francii, Mexiku, Latinské Americe, Švýcarsku, Indii, Číně a Novém Zélandu. Např. Velká čínská zeď a mnoho stúp (buddhistických sakrálních staveb) v Indii, které dodnes stojí, byly zhotoveny z cementů na bázi hořčíku. Také staří evropští řemeslníci používali výplně z oxidu hořečnatého mezi dřevěné rámy ve výstavbě domů. Ani po 800 letech nejsou na těchto zdech, které stále slouží, patrné praskliny nebo trhliny.

Tuto bohatou historii přerušila na dlouhých 175 let až éra portlandského cementu na bázi vápence, sádry, jílů a písku. Stalo se tak trochu paradoxně, protože do výzkumu a vývoje portlandských a podobných cementů musely být vloženy obrovské prostředky, aby se jejich vlastnosti přiblížily vlastnostem, které u hořečnatých cementů byly samozřejmostí. Navíc se dokazuje [1], že hořečnaté cementy jsou šetrnější ke zdraví i k životnímu prostředí.

Hořečnaté cementy

Hořčík (magnesium) je prvek ležící v 2. hlavní podskupině Mendělejevovy periodické soustavy prvků, hned nad vápníkem ze stejné podskupiny, která nese také označení kovy alkalických zemin. Hořčík se chemickou reaktivitou a dalšími vlastnostmi blíží vápníku, projevuje se jimi však výrazněji. Oxid hořečnatý MgO tvoří zásaditou surovinu hořečnatých cementů, podobnou roli má oxid vápenatý CaO u běžných cementů. Dále chlorid hořečnatý MgCl₂, přesněji anionty či radikály Cl^–, jsou u hořečnatých cementů obdobou křemičitanových aniontů SiO₃^2– nebo SiO₄^4–, jejichž zdrojem je u běžných cementů písek.

Stanislas Sorel, francouzský inženýr, který se narodil roku 1803 do chudé rodiny výrobce hodin, jako první uveřejnil v roce 1867 složení cementu z oxidu a chloridu hořečnatého a vody s molárním podílem MgO:MgCl₂:H₂O ≈ 5:1:13. Cement tohoto typu je dnes znám pod různými anglickými jmény, česky se mu říká Sorelův, hořečnatý nebo hořečnatý oxychloridový cement (z angl. Magnesuim Oxychloride Cement). Ve srovnání s portlandským cementem, píše S. Sorel či jiní autoři, např. [1] a [2], má špičkové vlastnosti.

Hydratace a tvrdnutí hořečnatých cementů

Probíhá analogicky k portlandským cementům. Do suché směsi MgO a MgCl₂ (ve výše uvedeném molárním poměru) přidáme odpovídající množství vody, čímž spustíme chemické reakce, na jejichž konci je vysoce tuhá a pevná hmota. Dochází k hydrataci (podobně je tomu i u běžných cementů), kdy se molekuly vody jednak slučují s oxidem hořečnatým za vzniku hydroxidu, jednak se váží k atomům hořčíku za vzniku tzv. komplexních složených molekul, které způsobují tuhnutí. Přitom se uvolňuje hydratační teplo. Hlavním, chemicky velmi stabilním složeným komplexem, nalezeným v tuhé hmotě, je podle [2] komplex 5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O, kterému citovaný zdroj říká 5-forma (angl. 5-form).

Betony vyrobené z tohoto cementu dosahují pevnosti v tlaku od 60 to 300 MPa a v tahu přes 5,5 MPa, což je mnohokrát více, než u konvenčních betonů. Jsou také poměrně lehké, neboť jsou složeny z lehčích prvků.

Literatura a zdroje:

[1] Swanson, George: Magnesium Oxide, Magnesium Chloride and Phosphate-based Cements, Building Biology Based New Building Protocol, Greenhomebuilding.com, www.greenhomebuilding.com/pdf/MgO- GENERAL.pdf.

[2] Shand, Mark A.: Magnesia Cements, Premier Chemicals Research Center, 2007, www.premierchemicals.com/corner/art icles/cements.htm

[3] Hejhálek, Jiří: GIGATHERM^® – tepelněizolační fasáda se vzduchovými mezerami, Stavebnictví a interiér 9/2010, str. 32-33.