پلی استایرن,Polystyrene
فوم پلی استایرن
:پلی استایرن انبساطی در واقع قبل از تبدیل به شکل نهایی خود دارای دو شکل است
الف) ذرات و قطعات پلی استایرن یا ترکیبات پلی استایرنی حاوی چند درصد از یک عامل منبسط کننده مانند حلالهای سبک آلی که به نحوی به آن افزوده شده است(EPS).
ب)دانه هاد پلی استایرن معروف به کریستال(XPS).
ساختارفوم پلی استایرن
ساختار فوم پلی استایرن شامل سه جز پلیمر , عامل انبساط و مواد افزودنی به شرح زیر است:
1)پلیمر:
پلی استایرن علی رغم سادگی ساختمان شیمیایی اش دارای شکلهای متفاوت است وقابل کوپلیمر شدن بامنومرهای دیگر نیز هست.
2) پلی استایرن آمورف یا آتاکتیک:
این نوع پلیمر عمدتا از روش رادیکالی بدست می آید و در آن ترتیب قرارگیری فضایی حلقه های فنیل روی زنجیر نامنظم و اتفاقی میباشد.
3)پلی استایرن ایزوتاکتیک:
این نوع پلی استایرن از روشهای پلیمریزاسیون فضا ویژه بدست می آید و در آن موقعیت فضایی تمامی حلقه های فنیل یکسان است.
4) پلی استایرن سیندیوتاکتیک:
این نوع پلی استایرن از روشهای پلیمریزاسیون فضا ویژه بدست می آید و آرایش و جایگیری حلقه های فنیل روی زنجیره پلیمر به صورت یک در میان میباشد.
5) پلی استایرن اشعه دیده:
شبکه ای کردن پلی استایرن انبساطی با تشعشع های یونیزه کننده,دمای مجاز بهره برداری فوم را به مقدار زیادی افزایش میدهد.
6)آمیزه های پلی استایرن:
اگر پلی استایرن با درصد کمی از پلیمرهای دیگر مخلوط شود , فوم حاصل میتواند دارای خواص جالب توجهی باشد.
7)کوپلیمرهای استایرنی:
کوپلیمرهای استفاده شده به سه دسته تقسیم میشوند:
معمولی(شبکه ای نشده),شبکه ای شده و واکنش شده.
دسته اول:جایگزین کردن 20 تا 30% از منومراستایرن با اکریلونیتریل مقاومت خیلی زیادی در برابر بنزین و روغن ای روان کننده,به فوم به دست آمده میدهد.
دسته دوم: پلی استایرن اندکی شبکه ای شده توسط 0.01 تا0.25% دی وینیل بنزن منبسط شده با کربن دی اکسید یا گازهای دیگر ,قابلیت انبساط فوم را بالا برده و آن را در برابر فروپاشی در دماهای زیاد مقاوم می سازد.
دسته سوم:دمای سرویس دهی پلی استایرن از طریق هیدروژنه کردن آن, قبل از تشکیل فوم به مقدار خیلی زیاد افزایش میابد. آلکیله کردن پلی استایرن در حضور کاتالیزور مناسب آن را غیر قابل ذوب میسازد.از این طریق فوم بدست آمده در دماهای بسیار زیاد پایدار خواهد بود. این نوع پلی استایرن از روشهای پلیمریزاسیون فضا ویژه بدست می آید.
پلی استایرن اتساعی EPS:
پلی استایرن انبساطی یا به اختصار EPS پلی استایرن ضد آتش می باشد، گرانولی سبک و سفید رنگ است. این ماده اولین بار در سال 1950 تولید گردید. انبساط این محصول در اثر وجود مقداری گاز پنتان است که به صورت حل نشده در هنگام تولید در داخل آن محبوس می شود. این گاز در اثر حرارت ناشی از بخار آب از داخل دانه های پلی استایرن خارج شده و باعث انبساط آن می گردد. در اثر خروج این گاز حجم دانه های پلی استایرن تا 40 برابر اندازه اولیه آنها افزایش می یابد. بعد از عملیات انبساط، دانه های منبسط شده بر حسب نوع کاربرد قالب گیری می شوند.
پلی استایرن انبساطی محصولی است که برای محیط زیست و انسان مشکلی ایجاد نمی کند. عدم آسیب رسانی به محیط زیست در تمام مراحل ساخت، کاربرد و بازیافت یا دور ریزی این محصول به چشم می خورد. فوم پلی استایرن ضد آتش در واقع پلی استایرن مقاوم در برابر آتش می باشد.
شرکت BASF در ابتدای سال 1950 یک فرآیند دو مرحله ای برای تولید فوم پلی استایرن را گسترش داد. در این فرآیند مرحله اول شامل تهیه دانه های حاوی توزیع یکنواخت عامل پف زا توسط روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی مونومر استایرن بوده که در مرحله دوم این ماده در داخل یک قالب فرآیند می گردد. سهولت تولید محصول به هر شکل و اندازه از مزایای این روش بوده که باعث توسعه آن شد. با معرفی فوم پلی استایرن به بازار و کاربردهای آن در صنعت ساختمان و سایر صنایع، این فوم جایگاه خود را در این صنعت یافته است.
ویژگی های فو م پلی استایرن ضد آتش :
– ضد حریق
– عایق حرارتی خوب
– خواص مکانیکی ایده ال (مقاومت در برابر فشار و میرا نمودن شوک وارده)
– غیر حساس بودن به آب
– توانایی قالب گیری و برش در اشکال مختلف
هزینه کم به ازای واحد حجم
– بالا بودن نسبت سفتی به وزن به طوری که قطعات ساخته شده دارای وزن کم و استحکام خوب هستند.
– چگالی پایین
فوم پلی استایرن ضد آتش، این حسن را دارد که آتش را پخش نمی کند و با دور شدن شعله مستقیم از آن، خیلی زود خاموش می شود. به عبارتی، اگر شما با یک فندک به مدت 20 الی 30 ثانیه در زیر آن یک شعله روشن کنید، هیچ دود غلیظی و سیاهی از آن بلند نمی شود و همچنین با خاموش شدن شعله فندک، شعله ای باقی نمی ماند.
از دیگر مزایای استفاده از این بلوک های جدید، پایداری آنها در مقابل زلزله است. زیرا به دلیل کاستن بار مرده در مقابل زلزله پایداری بیشتری دارد و خرد نمی شود.
فرآورده‌های عایقکاری حرارتی جدید
هدف از عایقکاری حرارتی، کاهش گرمای انتقال یافته یا به حداقل رساندن اثرات شیوه‌های جداگانه انتقال حرارت است و فرآورده های جدید سعی در تحقق بهتر این هدف دارد چندی پیش دوره‌های تخصصی آموزش آشنایی با مصالح ساختمانی جدید در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن برای گروهی از متخصصان و دست‌اندرکاران امر ساختمان برگزار شد.
بخشی از این دوره آموزشی به فرآورده‌های عایقکاری حرارتی جدید در ساختمان اختصاص داشت که سهراب ویسه و ناهید خدابنده در این دوره‌های آموزشی به ارایه این مباحث و معرفی عایق های حرارتی جدید پرداختند. شرح این مباحث در پی می آید. اگر عایق به درستی نصب شود، انتقال گرما که از طریق جدارهای ساختمان انجام می‌شود کاهش می‌یابد. هدف از عایقکاری حرارتی، کاهش گرمای انتقال یافته یا به حداقل رساندن اثرات شیوه‌های جداگانه انتقال حرارت است.
برای مثال عایق پتویی پشم شیشه یا یک تخته صلب پلی استایرن که فضای خالی دیوار دو جداره را پر می‌کند، انتقال حرارت را با تبدیل فضای خالی به تعداد زیادی فضاهای هوایی بسیار کوچک کم می‌کند. فضاهای هوایی کوچک حرکت هوا را کاهش داده و جریان همرفت را به حداقل می‌رساند تا از توان عایقکاری هوای ساکن استفاده شود. به طور کلی اثربخشی یک فرآورده عایقکاری حرارتی به نوع مصالح و در نتیجه ضریب هدایت حرارتی، چگالی و ضخامت آن بستگی دارد.
این موارد باید همراه با سایر مشخصات لازم از جمله شماره استاندارد ویژگی فرآورده مربوط، مقاومت‌های مکانیکی و خواص انتقال بخار آب روی برچسب فرآورده عایقکاری حرارتی ثبت شود. چند نوع عایق حرارتی تجاری برای دستیابی به مقاومت حرارتی مورد نیاز در دسترس است. انواع اصلی عایق‌های موجود در کشور پشم شیشه، پشم سنگ، پشم سرباره، پلی استایرن منبسط، فوم پلی یورتان صلب و فرآورده‌های پرلیت منبسط است. سایر عایق‌های رایج در کشورهای صنعتی عبارتند از: فرآورده‌های فوم فنولیک، فرآورده‌های پشم و الیاف چوب، فرآورده‌های پشم و پنبه و فرآورده‌های شیشه سلولی.
در استاندارد اروپا (EN) برای فرآورده‌های عایقکاری زیر استاندارد ویژگی جداگانه وجود دارد: فرآورده‌های پشم معدنی مصنوعی، فرآورده‌های پلی استایرن منبسط ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های فوم پلی استایرن اکسترود شده ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های فوم پلی یورتان صلب ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های فوم فنولیک ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های پشم چوب ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های پرلیت منبسط ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های الیاف چوب ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های پشم پنبه ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های شیشه سلولی ساخته شده در کارخانه انواع مصالح و فرآورده عایق حرارتی شرح داده شده در زیر به عنوان جایگزین برای انواع متداول آنها مطرح شده است: پشم شیشه جدید بعضی از تولیدکنندگان اخیرا فرآورده‌های عایقکاری نوار پشم شیشه با چگالی متوسط و زیاد تولید می‌کنند که مقاومت حرارتی آنها قدری بیشتر از انواع قدیمی است. فرآورده‌های سنگین‌تر برای قسمت‌های عایقکاری با فضای خالی محدود مورد نظرند. یکی از تولیدکنندگان، یک محصول عایق الیافی غیرسنتی را بازاریابی می‌کند. این محصول ترکیبی از دو نوع شیشه است که با هم ذوب میشوند.
همان طور که دو ماده در طی تولید سرد میشوند پیچ و تاب‌های اتفاقی مواد را به وجود می‌آورند. این باعث می‌شود که مواد، تحریک پوستی کمتری ایجاد کند. این محصول نیازی به چسباننده شیمیایی برای چسباندن الیاف به هم ندارد. همچنین در یک روکش استوانه‌ای پلاستیکی سوراخ‌دار عرضه می‌شود که حمل و نقل را آسان میسازد. انواع مختلفی از پشم شیشه فله‌ای نیز وجود دارد که برای استفاده با دستگاه‌های دمنده عایق در نظر گرفته شده‌اند. بعضی تولیدکنندگان ادعا می‌کنند که مواد بازیافتی بیشتری به کار می‌برند تا بتوانند در رقابت با تولیدکنندگان دیگر پیشی گیرند.
با این وجود، همه آنها عملکرد حرارتی مشابهی دارند. یکی از انواع اصلی «در پتو دمیده» نام دارد. این شبیه به نوع سلولزی «اسپری _ تر» است که در آن ماده با یک چسبنده لاتکس مخلوط می‌شود، با آب کمی تر می‌شود تا چسب فعال شود. سپس آن را به داخل فضای خالی می‌دمند، آزمایش‌ها نشان داده‌اند که دیوارهای عایقکاری شده با سیستم BIB بسیار بهتر از انواع عایق پشم شیشه (مانند عایق‌نواری) پر میشوند.
پشم معدنی واژه پشم معدنی به سه نوع عایق که از اساس یکسان‌اند، گفته می‌شود: پشم شیشه یا فایبرگلاس که از شیشه بازیافتی ساخته می‌شود پشم سنگ که از بازالت که نوعی سنگ آذرین است به دست می‌آید و پشم سرباره که از سرباره ذوب آهن ساخته می‌شود. بیشتر پشم معدنی تولید شده در ایالات متحده پشم سرباره است. اکثر پشم‌های معدنی شکننده و سست هستند. پشم معدنی نیازی به استفاده از مواد شیمیایی اضافی برای آن که در برابر آتش مقاوم شود، ندارد. اخیرا یک شرکت کانادایی شروع به تولید یک محصول معدنی نوع نواری نرم‌تر کرده است. این محصول سنگین‌تر است و با استاندارد دیوار دو جداره مطابقت بیشتری دارد. اتلاف حرارتی همرفت هوا در آن تا حدی کمتر از فرآورده‌های نواری پشم شیشه متداول است. مقاومت حرارتی آن با عایق سلولزی اسپری شده یا نوارهای پشم شیشه با چگالی زیاد قابل مقایسه است.
فوم سیمانی ایرکرته یک عایق سیمانی (بر پایه سیمانی) سیلیکات منیزیم است که به صورت فوم در می‌آید و به داخل فضاهای خالی بسته پمپ می‌شود. غلظت اولیه فوم مشابه کرم ریش تراشی و پس از عمل‌آوری شبیه به پودینگ پرمایه است. به آسانی توسط آب آسیب می‌بیند چون از مواد استخراج شده از آب دریا ساخته شده است. غیرسمی است و نمی‌سوزد. قیمت آن نزدیک به فوم پلی یورتان است. الیاف پلاستیکی عایق الیاف پلاستیکی عمدتا از بطری‌های پلاستیکی شیر بازیافت شده (پلی اتیلن تترافتالات یا PET) ساخته می‌شود. سپس الیاف به صورت عایق نواری شبیه به پشم شیشه با چگالی زیاد شکل داده و بعد طی عملیاتی کندسوز میشوند. عایق الیاف پلاستیکی نسبتا غیرمحرک است و به سادگی نمی‌سوزد. با این وجود وقتی در معرض آتش قرار می‌گیرد، ذوب می‌شود. همچنین بنا بر گزارش‌ها با ابزار متداول کارگاهی، کار کردن و برش این نوع نوارها مشکل است.
عایق فوم شونده در محل این محصولات دارای چسباننده فوم بر پایه لاتکس هستند که یک ماده عایق (مانند پشم شیشه) را به داخل یک فضای خالی منتقل می‌کند. پس از آن که حباب‌های فوم از بنی رفت، به جای خود فضاهای خالی محبوس با توزیع یکنواخت باقی می‌گذارد که خاصیت عایق حرارتی مجموعه بدون تغییر می‌ماند. آن را برای فضاهای خالی بسته در ساختمان‌ها استفاده می‌کنند. پشم شیشه، پشم سنگ، پشم سرباره و سلولز برای این کار، مصرف می‌شود. پنل‌های عایقکاری سازه‌ای (SIP) پنل‌های عایقکاری سازه‌ای اغلب شامل یک هسته تخته فوم است که از یک یا دو طرف با تخته چندلا، تخته سیم بافته یا تخته گچی (درای وال) پوشانده می‌شود. عایق معمولا پلی استایرن یا ایزوسیانورات است اما گاهی کامپوزیت‌های فوم _ کاه نیز استفاده می‌شود.
محدوده اندازه پنل‌ها معمولا 2/1×4/2 متر تا 2/1×3 متر است. به دلیل مقاومت سازه‌ای، استفاده از SIP نیاز به الوار ساختمانی را کم می‌کند و امکان نشت هوا و پل‌های حرارتی را به دلیل ساختمان قاب استاد کاهش میدهد. همچنین سوار کردن دیوار SIP نسبت به سایر روشهای ساختمانی سریع‌تر است. اکثر بررسی‌های مقایسه‌ای بین دیوار بنایی و SIP نشان میدهد که SIP صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای در مصرف انرژی به همراه دارد. چون این پنل‌ها انتقال صوت را نیز کاهش می دهند، بعضی طراحان از آنها برای جداکننده‌های داخلی نیز استفاده می‌کنند.
پنل‌های SIP در بام نیز استفاده می‌شود. انواعی از این پنل‌های بام وجود دارد که دارای کانال‌های هوا درست در زیر پوشش خارجی برای تهویه بام است. قالب‌های بتن عایق (ICF) یک سیستم ICF از تخته‌های فوم درهم قفل شونده و گاهی از بلوک‌های فوم توخالی تشکیل می‌شود. قالب‌های تخته فوم توسط کلاف‌ها و میله‌های فولادی به صورت قائم و موازی با یکدیگر قرار داده می‌شود. پس از افزودن میله‌های فولادی مسلح کننده مناسب و ریختن بتن، نتیجه، دیوار بتنی عایقکاری شده و بسیار مستحکمی است. این نوع ساخت را می‌توان از پی تا بام انجام داد.
بعضی سازندگان مبتکر بام را نیز با ICF می‌سازند. به دلیل قابلیت اشتغال، هر ICF در معرض فضای داخلی ساختمان باید با یک ماده مناسب مقاوم در برابر آتش پوشانده شود. اکثر آیین‌نامه‌ها یک تخته گچی نیم اینچی (7/12 میلی‌متر) را قابل قبول می‌دانند. نمای خارجی ساختمان را می‌توان با هر چه که طراح مطلوب تشخیص دهد، پوشش داد. در سایر سیستم‌ها از تخته عایق صلب در مرکز دیوار بتنی استفاده می‌شود. دیوارها در داخل یک قالب روی یک کف تخت ریخته میشوند و پس از عمل آوری آن را با یک جرثقیل بر پا داشته و به محل خود می‌برند. چون تخته عایق در داخل دیوار قرار دارد، مشکلات ناشی از آتش و هجوم حشرات کاهش می‌یابد. سیستم‌های بلوک عایق معمولا بلوک‌های پلی‌استایرن توخالی هستند که در هم قفل می شوند تا سیستم دیوار ICF را تشکیل دهند. میله‌های فولادی مسلح کننده اغلب در داخل فضاهای خالی بلوک استفاده میشوند تا دیوار تقویت شود.
یکی از معایب ICF آن است که فاصله بین فوم و بتن، دسترسی آسان برای حشرات و آب زیرزمینی برای ورود به ساختمان ایجاد می‌کنند برای به حداقل رساندن این مشکلات، بعضی تولیدکنندگان قالب‌های بهسازی شده با حشره‌کش‌ها را می‌سازند و اغلب روشی برای آب‌بندی بلوک‌های فوم اجرا می‌کنند. بلوک‌های بتنی عایق بلوک‌های بتنی عایق با اشکال و ترکیب‌های متفاوتی ساخته می شوند. واحدهای بنایی بتنی بهتر، سطح شبکه اتصال دهنده را تا حد امکان کاهش می‌دهند.
هسته‌ها با عایق به صورت‌های در جا ریخته، دمیده یا فوم شده در محل پر میشوند، مگر برای آن سوراخ‌هایی که لازم است در آنها فولاد مسلح‌کننده سازه‌ای و بتن پرکننده قرار گیرد. این امر میانگین مقاومت حرارتی دیوار را بالا می‌برد. بعضی از تولیدکنندگان بلوک دانه‌های پلی‌استایرن را با لایه نازکی از بتن پوشش می‌دهند. بتن کمک می‌کند که دانه‌های پلی‌استایرن به هم بچسبند در حالی که یکپارچگی سازه‌ای محدودی به‌وجود می‌آید. دانه‌های پلی‌استایرن منبسط مخلوط شده با سیمان پرتلند، ماسه و افزودنی‌های شیمیایی، متداول‌ترین گروه تشکیل‌دهنده‌هاست.
علاوه بر این بلوک‌های توخالی با مخلوطی از تراشه‌های چوب و بتن نیز تولید می‌شود. آنها را می‌توان بدون استفاده از ملات روی هم چید (خشکه چینی). پایداری سازه‌ای توسط بتن پرکننده و آرماتور مناسب در سرتاسر دیوار سازه‌ای به دست می‌آید. یکی از معایب این نوع بلوک‌ها آن است که جز چوب در معرض اثر رطوبت و حشرات است. دو نوع بلوک بنایی بتنی اتوکلاوی پیش‌ساخته توپر در ایالات متحده تولید می‌شود: _ بتن هوادار اتوکلاوی (AAC) _ بتن سلولی اتوکلاوی (ACC) این گروه از مصالح در ساختمان‌های اروپا از اواخر سال‌های 1940 متداول بوده است. هوا تا 80 درصد (حجم) مواد را تشکیل میدهد. مقاومت حرارتی این بلوک‌ها 10 برابر بلوک‌های معمولی است.
آنها بزرگ، سبک و دارای سطح تختی هستند که به نظر اسفنج ریزسوراخ سختی می‌آید. از ماستیک یا یک ملات نازک برای ساخت دیوار با این بلوک‌ها استفاده می‌شود. سپس اغلب یک لایه گچ به عنوان پرداخت به کار می‌رود. بتن اتوکلاوی به راحتی اره می‌شود. در آن میخ فرو می‌رود و با وسایل معمولی شکل می‌گیرد. از آنجایی که این مصالح به آسانی آب جذب می‌کند، به محافظت در برابر رطوبت نیاز دارد.
در بتن سلولی اتوکلاوی پیش‌ساخته از خاکستر بادی به جای ماسه سیلیسی استفاده می‌شود. خاکستر بادی، خاکستر باطله تولید شده ناشی از سوزاندن زغال سنگ در نیروگاه‌های برق است. خاکستر بادی ماده‌ای است که ACC را از AAC متمایز می‌کند. الیاف طبیعی الیاف طبیعی مختلفی از نظر خواص عایقکاری مورد بررسی قرار گرفته‌اند. انواع قابل توجه شامل پنبه، پشم، کنف و کاه است. عایق حرارتی پنبه‌ای دیگر در ایالات متحده تولید نمی‌شود اما در بعضی مناطق هنوز آن را می‌توان یافت. عایق بر پایه پنبه شامل پنبه بازیافت شده و الیاف پلاستیکی است که با همان کندسوز کننده و دافع حشرات و جوندگان مورد استفاده در عایق سلولزی بهسازی می‌شود. عایق پنبه خواص حرارتی مشابه پشم شیشه و عایق سلولزی دارد. بعضی مصرف‌کنندگان حساس به مواد شیمیایی احساس می‌کنند که استفاده از این نوع عایق از نظر سلامتی بر سایر انواع برتری دارد.
با این وجود، مطالعات میدانی نشان داده است که معمولا این مورد مهم نیست و سایر منابع آلاینده هوای داخل ساختمان اهمیت بیشتری نسبت به نوع عایقکاری دارند. عایق پشم و کنف در کشورهای صنعتی غرب مانند آمریکا نسبتا ناشناخته‌اند، اما در بعضی کشورهای کمتر صنعتی مصرف می‌شود. هر دو محصول مقاومت حرارتی سایر انواع عایق الیافی را ایجاد می‌کند. ساخت ساختمان با مکعب‌های به هم فشرده کاه، که در 150 سال پیش در دشت‌های بزرگ ایالات متحده رایج بود، اخیرا مورد توجه قرار گرفته است. پنل‌های کاه در سال 1930 میلادی فرآیند به هم پیوند دادن کاه در داخل تخته‌ها بدون چسباننده توسعه یافت. پنل‌ها معمولا دارای ضخامتی بین 5 تا 10 سانتی‌متر هستند و با کاغذ کرافت سنگین روی هر طرف پوشش داده می‌شود. همچنین پنل‌های عایق صوتی موثری برای جداکننده‌های داخلی تولید می‌شود. بعضی تولیدکنندگان SIP را با پنل‌های چند لایه، کاه فشرده توسعه داده‌اند. فوم‌های پلیمری فوم جسمی است که از دو فاز مختلف گاز و جامد تشکیل شده است.
در مورد فوم‌های پلیمری فاز جامد از پلیمر ساخته شده است. در یک توده فومی دو نوع فضای خالی در بخش پلیمری میتواند وجود داشته باشد که آنها را سلول می‌نامند. از این‌رو دو نوع سلول شامل باز و بسته در فوم‌ها وجود دارند. در مورد فوم‌های سلول باز فاز گاز موجود نیز پیوسته است در حالی که در فوم‌های سلول بسته فاز گاز ناپیوسته است. نوع سلول شدیدا خواص مکانیکی و حرارتی فوم‌های پلیمری را تغییر میدهد. انواع فوم‌های پلیمری به شرح زیر است: فوم پلی‌استایرن فوم پلی‌یورتان فوم فنلیک فوم اوره فرمالدئید فوم پلی وینیل کلراید فوم پلی وینیل الکل _ فرمالدئید فوم اپوکسی فوم‌های دیگر از میان این فوم‌ها مورد یک تا پنج در عایقکاری ساختمانی و پانل‌های ساندویچی به کار برده شده‌اند.
شایان ذکر است که در پانل‌های ساندویچی اغلب فوم‌های سخت که سلول باز هستند به کار برده میشوند. پلیمرهایی که در ساخت این فوم‌ها استفاده میشوند به دو دسته کلی گرمانرم و گرماساخت تقسیم میشوند. فوم‌های پلی‌استایرن و PVC مثال‌های مورد اول و فوم‌های فنلیک، اوره فرمالدئید و پلی‌یورتال مثال‌های مورد دوم هستند. از این رو بسته به نوع پلیمر به کار رفته در فوم ساخته شده نحوه تولید آن متفاوت است.با تحریریه معماری ارگان همراه باشید
آنچه که در مورد فوم‌های مختلف اهمیت دارد نوع پلیمر و نوع گازی است که در سلول‌های آن قرار دارند. این دو عامل ضریب هدایت حرارتی و یا توانایی یک فوم را در ایفای نقش عایق حرارتی تعیین می‌کند. پلی‌استایرن منبسط مصالح عایقکاری حرارتی فوم پلی‌استایرن صلب، مصالح پلاستیک سلولی صلبی با یک ساختار عمدتا سلول بسته است که از پلی‌استایرن یا از کوپلیمرهایی که تشکیل‌دهنده اصلی آنها پلی‌استایرن است، ساخته می‌شود.
بنابر روش تولید، تمایزی بین فوم پلی‌استایرن تولید شده با انبساط دانه‌های پلی‌استایرن برای تشکیل حبه‌ها (به اختصار فوم منبسط شده EPS) که پس از آن به هم متصل می‌شود تا تخته‌ها را تشکیل دهند و فوم پلی‌استایرن فوم شده با اکسترود کردن، (به اختصار فوم اکسترود شده XPS) وجود دارد. فوم پلی‌استایرن به طور وسیعی در عایق حرارتی به کار برده شده است. قیمت آن پایین بوده، در دسترس بوده و به راحتی ساخته می‌شود، محکم و پایدار بوده و در برابر تخریب مقاوم است. پلی‌استایرن اکسترود شده به صورت تخته در اندازه‌های مختلف جهت ساخت دیوار و عایق بام در دسترس است.
دانه‌های قابل انبساط پلی‌استایرن را نیز می‌توان به صورت صفحاتی برای نما در ساختمان‌سازی ساخته و به کار برد. در مواردی که کاربرد عایق حرارتی موردنظر است مقاومت بالا لازم نبوده و پلی‌استایرن منبسط به اندازه کافی مقاومت دارد. فوم پلی‌استایرن را در جرم ویژه‌های بسیار پایین نیز می‌توان تولید کرد ولی کاهش جرم ویژه به افزایش ضریب هدایت حرارتی با کاهش عایق حرارتی و افزایش انتقال بخار آب می‌انجامد. از این رو از این نوع فوم‌های بسیار سبک در کاربردهای بسیار حساس نمی‌توان استفاده کرد. فوم پلی‌یورتان فوم پلی‌یورتان صلب فرآورده یا مصالح عایقکاری پلاستیکی سلولی نیمه صلب یا صلب با یک ساختار سلولی اساسا بسته که بر پایه پلی‌یورتان قرار دارد. مصالح عایقکاری فوم پلی‌یورتان صلب (PUR) در حضور کاتالیزورها و مواد دمنده با واکنش شیمیایی پلی‌ایزوسیانات‌ها با ترکیبات حاوی هیدروژن اسیدی و یا با تریمریزاسیون پلی ایزوسیانات‌ها ساخته میشوند.
مزیت‌های فوم پلی‌یورتان عبارتند از: هدایت حرارتی کم که از تمامی مصالح عایق متداول دیگر کمتر است. وزن سبک و استحکام بالا قابلیت بسیار زیاد در پذیرش تغییر در فرمولاسیون جهت برآورده کردن انتظارات کاربردی چسبندگی قوی به بسیاری از مواد نفوذپذیری کم در برابر بخار آب مقاومت حرارتی در دمای بیش از 100 درجه سلسیوس قابلیت فوم شوندگی در محل برای پر کردن شکلهای پیچیده فوم سخت پلی‌یورتان در گستره وسیعی از دما به عنوان عایق حرارتی به کار برده شده است.
برای مثال، این نوع فوم در عایقکاری ازت مایع در 196- درجه سلسیوس و بخار در 126+ درجه سلسیوس به کار برده شده است. به دلایل ذکر شده در بالا فوم پلی‌یورتان در ساخت عایق پانل ساندویچی سبک به کار برده شده است. فوم انعطاف‌پذیر پلی‌یورتان نیز در عایقکاری لوله‌ها میتواند به کار برده شود. فوم‌های پلی‌یورتان به صورت یک لایه نازک با کارآیی بالا در عایقکاری بدنه یخچال‌ها و فریزرها به کار برده می‌شود. همه عایق‌های فوم پلی‌یورتان سلول بسته که امروزه در کشورهای صنعتی تولید می‌شود، با گازی غیر از CFC (کلروفلوئور کربن) به عنوان ماده دمنده ساخته می‌شود.
اگرچه این گازها به خوبی گاز CFC عایقکاری را انجام نمی‌دهند، به لایه ازن سیاره زمین آسیب کمتری وارد می‌کنند. چگالی فوم‌های ساخته شده معمولا 32 کیلوگرم بر متر مکعب است. فوم‌های پلی‌یورتان سلول باز با چگالی کم (8 کیلوگرم بر مترمکعب) نیز وجود دارد. اینها شبیه فوم‌های پلی‌یورتان معمولی هستند اما قابلیت انعطاف بیشتری دارند. بعضی انواع با چگالی کم از دی‌اکسیدکربن به عنوان ماده دمنده استفاده می‌کنند. فوم‌های کم چگالی به داخل دیوارهای دو جداره باز اسپری میشوند و به سرعت منبسط میشوند و فضای خالی را پر از درزبندی می‌کنند. حداقل یک تولیدکننده وجود دارد که فوم‌های آهسته منبسط شونده عرضه می‌کند. این نوع برای ساختمان‌های موجود که عایق حرارتی ندارند در نظر گرفته شده است. این فوم مایع بسیار آهسته منبسط می‌شود و بنابراین احتمال آسیب رسیدن به دیوار ناشی از انبساط بیش از حد کاهش می‌یابد. فوم در برابر بخار آب نفوذپذیر است، قابل انعطاف بوده و در برابر مکش آب (عمل کردن مانند فتیله) مقاوم است.
این عایق درزبندی هوای خوبی انجام میدهد. همچنین کندسوز است و بعد از برداشتن منبع آتش، شعله پایدار نخواهد بود. استاندارد بریتانیا الزاماتی برای تخته‌های لایه‌ای شامل یک هسته فوم پلی‌یورتان صلب که به دو روکش‌نمای انعطاف‌پذیر متصل شده است، ارایه میدهد. این صفحات برای مصرف در فضای خالی دیوارهای توخالی ساختمانی سنگین و به عنوان عایق حرارتی زیر لایه‌اندود، مناسب است اما برای مصرف در عایقکاری سقف و بام توصیه نمی‌شود.
به ویژه آنها را نباید در جاهایی که در موقع آتش‌سوزی امکان اینکه به طور مستقیم در معرض شعله قرار گیرند، به کار برد. مصرف‌کننده نهایی باید خود از اینکه ساختمان پایان یافته الزامات کافی مقررات ساختمانی مربوط به ویژه در رابطه با خواص آتش را برآورده میسازد، رضایت داشته باشد. فوم اوره فرمالدئید بر پایه نیتروژن فوم اوره فرمالدئید (UF) در طی دهه 1970 در ساختمان‌های مسکونی استفاده می‌شد. با این وجود، پس از چندین شکایت در دادگاه مربوط به مسایل سلامتی به دلیل اجرای نادرست از بازار ساختمان‌های مسکونی حذف شد و اکنون عمدتا برای دیوارهای بنایی در ساختمان‌های تجاری یا صنعتی استفاده می‌شود.
در این نوع عایق فومی از هوای فشرده به عنوان ماده منبسط کننده استفاده می‌شود. فوم UF بر پایه نیتروژن ممکن است چند هفته طول بکشد تا کاملا عمل‌آوری شود. برخلاف عایق پلی‌یورتان، این محصول در حین عمل‌آوری منبسط نمی‌شود و اجازه میدهد که بخار آب به راحتی از میان آن عبور کند. فوم UF همچنین در هنگام قرارگیری طولانی در دماهای زیاد بیش از 88 درجه سلسیوس فرو می‌پاشد و حاوی هیچ ماده شیمیایی کندسوز کننده‌ای نیست. قیمت این عایق با عایق فله‌ای یا ریخته شده در محل قابل رقابت است. فوم فنولیک مصالح عایقکاری فوم فنلیک (PF) صلب، مصالح پلاستیک سلولی صلبی است که به طور عمده ساختار سلولی بسته دارد و از رزین فنلیک در ترکیب با یک ماده دمنده و یک کاتالیزور، با افزودن حرارت خارجی یا بدون آن ساخته می‌شود. چند سال پیش این نوع فوم به عنوان یک عایق تخته‌ای صلب تا حدی متداول بود. در حال حاضر تنها به صورت یک عایق فوم شده در محل در دسترس است. در تولید آن از هوا به عنوان ماده دمنده استفاده می‌شود.
عیب اصلی فوم فنولیک این است که میتواند پس از عمل‌آوری تا 2 درصد جمع شود. این مورد باعث شده است که این عایق امروزه کمتر متداول باشد، چون گزینه‌هایی وجود دارد که این عیب را ندارند. فوم فنلیک یک کامپوزیت گرماسخت ارزان قیمت دارای استحکام مکانیکی بالا و مقاومت عالی در برابر دماهای بالاست. برای مثال، حداکثر دمای پیوسته فوم‌های فنلیک 149 درجه سلسیوس است در حالی که فوم‌های پلی‌استایرن، پلی‌الفین و کوپلیمراستایرن را نمی‌توان در بالاتر از 79-71 درجه سلسیوس به کار برد. فوم فنلیک خود خاموشگر بوده و نسبت به فوم‌های پلاستیکی دارای دو مزیت است: اول آنکه در هنگام سوختن چکه نمی‌کند و دوم در هنگام سوختن زغال سختی تولید می‌شود که از توسعه شعله جلوگیری می‌کند چرم ویژه فوم‌های فنلیک به کار رفته بین 40 تا 64 کیلوگرم بر مترمکعب است و هدایت حرارتی آنها از فوم‌های پلی‌استایرن و پلی‌یورتان بیشتر است.
دلیل هدایت حرارتی بالاتر وجود سلول‌های باز و جذب آن نسبتا بالا و سرعت نفوذ بخار آب بالاست. از طریق ایجاد پوسته می‌توان کارآیی عایق حرارتی این نوع فوم‌ها را افزایش داد. یک نمونه اعمال قیر روی سطح این نوع فوم‌ها است. از نظر چسبندگی نیز اندود به خوبی به آنها می‌چسبد ولی سطح آنها را نمی‌توان رنگ کرد. عایق حرارتی EPDM EPDM مخفف اتیلن – پروپیلن – داین – منومر است و در واقع این ماده مخلوط اتیلن، پروپیلن و داین است. EPDM مصالح ساختمانی مناسب برای مناطق سردسیر است و حتی در دماهای زیر 30 درجه سانتی‌گراد خصوصیات عالی از خود نشان میدهد. محدوده دمایی آن 45- تا 120 درجه سلسیوس است. مقاومت زیادی در برابر ازن دارد.
زمان‌مند شدن، اکسیدشوندگی، پیرشدن ناشی از گرمای آن کم است. در برابر مواد شیمیایی آلی و غیرآلی مقاوم است. ضعف آن مقاومت کم در برابر مایعات بر پایه نفت است. EPDM انتخاب معمول در بین فوم‌هاست چون مقاومت عالی در برابر ازن، هوازدگی و زمان‌مندی دارد. همچنین مقاومت زیادی در برابر آب و بخار داشته و قابلیت انعطاف را در دماهای کم حفظ می‌کند. مقاومت شیمیایی آن در برابر فرآورده‌های بر پایه غیرمحلول کم است.
فوم پلی وینیل کلراید (PVC) محدوده وسیعی از تغییر شکل فشاری همراه با مزایای عالی عایق رطوبت و بخار ارایه میدهد. فوم PVC از طریق آمیزه‌سازی انواع مختلف نرم‌کننده و کوپلیمر به دو طریق فیزیکی و شیمیایی با خواص مختلف به دست می‌آید. این نوع فوم‌ها به صورت نرم، سلول باز، بخشی سلول باز، نیمه سخت و سخت سلول بسته میتوانند باشند. از نظر عایق حرارتی فوم PVC سخت دو برابر گران‌تر از فوم‌های پلی‌استایرن و پلی‌یورتان است. در مقایسه با دیگر پلاستیک‌های سول‌دار به کار رفته در عایق حرارتی PVC انبساطی مقاومت بالایی داشته و بسیار سخت است. فوم PVC سخت عایق حرارتی و صوتی بسیار خوبی بوده و نفوذ بخار و رطوبت در آن بسیار کم است. از آنجا که مقاومت برشی فوم PVC بالاست سطح آن برای اعمال سیمان و گچ بسیار مناسب است. مزیت عمده فوم‌های PVC عملکرد بهتر آنها در برابر آتش نسبت به سایر فوم‌های پلیمری است.
از این‌رو این نوع پانل‌ها در کاربردهای دریایی و ساختمانی در اروپا پذیرفته شده‌اند. نیتریل فوم دمای کار آن 30- تا 110+ درجه سلسیوس (150 درجه سلسیوس به طور متناوب) است. مقاومت عالی در برابر مایعات و روغن دارد. ضعف آن مقاومت کم در برابر ازن و عملکرد بد در دماهای پایین است اما آن را می‌توان با افزودن روان‌کننده‌ها بهبود بخشید. نیتریل (اکریلونیتریل – بوتادین) مقاومت بسیار خوبی در برابر روغن و بنزین دارد. مقاومت سایشی به طور متوسط زیاد است.
مقاومت در برابر حلال آن بیش از نئوپیرن است اما در کاربردهایی که در معرض شرایط جوی سختی قرار می‌گیرد، توصیه نمی‌شود. این ماده عاری از CFC، آزبست و کلر است و باعث حساسیت پوستی نمی‌شود. باعث رشد باکتری و قارچ نمی‌شود. یکی از انواع فوم‌های نیتریل، سلول بسته است. این محصول برای عایقکاری حرارتی و صوتی طراحی شده است. علاوه بر این زیباست و عمر درازی دارد. قابلیت صدابندی بیشتر و صرفه اقتصادی بالاتری نسبت به انواع معمول مصالح عایقکاری صوتی سلول بسته یا سلول باز دارد.
نیتریل فوم را معمولا در عایقکاری اتاقک‌های موتور کامیون‌ها، اتومبیل‌ها، هواپیماها، کشتی‌ها (رطوبت جذب نمی‌کند)، ژنراتورها و سیستم‌های تهویه هوا و کانال‌های مربوط استفاده می‌کنند. شیشه سلولی عایق شیشه سلولی از شیشه خرد شده تشکیل می‌شود که با یک ماده سلول‌ساز ترکیب می‌شود. این اجزا با یکدیگر مخلوط میشوند، در یک قالب ریخته و سپس در یک دمای حدود 510 درجه سلسیوس حرارت داده می‌شود. در طی فرایند حرارت دادن، شیشه خرد شده به یک مایع تبدیل می‌شود و تجزیه ماده سلول‌ساز باعث می‌شود که مخلوط منبسط شود و قالب را پر کند. همان‌طور که مخلوط منبسط می‌شود، میلیون‌ها سلول بسته، یکسان به وجود می‌آید که ماده عایق حرارتی سختی تشکیل میدهد. عایق بام شیشه سلولی از سال 1943 برای اولین بار در سیستم‌های بام تجارتی مورد استفاده قرار گرفت. عایق بام شیشه سلولی به صورت تخته‌های مسطح و دارای کام و زبانه و همچنین بلوک‌های تخت و دارای کام و زبانه عرضه میشوند.
تخته‌های عایق شیشه سلولی با رویه‌های با کاغذ کرافت با لایه قیری تولید میشوند در حالی که بلوک‌های شیشه سلولی پوشش داده نمی‌شوند. شیشه سلولی دارای خواص مطلوبی است. بعضی از این خواص عبارتند از: – این فرآورده‌ها غیرقابل نفوذند، – زمان‌مند نمی‌شوند، – از نظر ابعادی پایدارند، – غیرقابل اشتعال هستند، – مستحکم‌‌اند و در برابر مواد شیمیایی مقاوم‌اند. شیشه سلولی غیرقابل نفوذ است یعنی رطوبت را به سادگی جذب نمی‌کند. بنابراین عایقی است که حفظ ثمردهی عایقکاری آن بهتر از سایر انواع عایق است. ضریب انبساط حرارتی شیشه سلولی مشابه فولاد و بتن است. این ضریب به قدری کوچک است که در 38 درجه سلسیوس در یک متر تنها حدود 4/0 میلی‌متر منبسط می‌شود. این انبساط کم یک کف پایدار برای سیستم پوشش بام ایجاد می‌کند.با تحریریه معماری ارگان همراه باشید
از آنجا که عایق شیشه سلولی غیرآلی است و 100 درصد از شیشه تشکیل می‌شود، عایقی غیرقابل اشتعال است و کم‌ترین نرخ گسترش شعله را دارد. مقاومت فشاری این عایق نسبت به سایر عایق‌ها زیاد و در حدود 7 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع است. بنابراین برای عایقکاری در جایی که بام باید بارهای متمرکز ناشی از عملیات ساختمانی و دستگاه‌ها و همچنین بار رفت و آمد را تحمل کند، ایده‌آل است. شیشه سلولی با داشتن این خواص دلخواه، معایبی نیز دارد. رویه‌های کاغذ کرافت روی تخته‌ها به رطوبت حساس است و بنابراین باید از رویارویی محافظت شود تا از جذب رطوبت و تخریب آن جلوگیری به عمل آید. به دلیل مقاومت فشاری زیاد، عایق ممکن است با ناهمواری‌های سطح کف بام مطابقت نیابد. این به ویژه وقتی بحرانی است که عایق با قیر داغ به کف بام متصل شود. از طرف دیگر باید توجه داشت که این عایق‌ها ارزان نیستند.
فرآیند تولید این عایق شامل ایجاد سلول‌های شیشه‌ای بسیار ریز است که از طریق واکنش شیمیایی شیشه اکسید شده بسیار ریز آسیاب شده با کربن در دمای زیاد تشکیل می‌شود. همه مواد اولیه مورد استفاده مواد طبیعی هستند که به فراوانی در طبیعت یافت میشوند. هیچ جزیی از آنها خطری برای انسان یا محیط زیست ایجاد نمی‌کند. در فرآیند تولید شیشه سلولی CO2 به وجود می‌آید که به وسیله سلول‌های شیشه کوچکی احاطه می‌شود. هیچ ماده فوم‌کننده دیگری مانند HCFC، چسباننده‌های آلی یا مواد زبان‌آور استفاده نمی‌شود و باعث آلودگی هوا نمی‌شود. در مرحله پرداخت، بلوک‌های ناصاف شیشه سلولی بریده میشوند و به ابعاد موردنظر در می‌آیند.
تحریریه معماری ارگان_
پایگاه معماری ارگان
از منوی محصولات دیدن فرمائید
