انواع عایق ها برای سازه سبک ال اس اف

امروزه عایق های صوتی و حرارتی نقش مهمی در بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها علی الخصوص در سازه های LSF ایفا می کنند. سازه های ال اس اف که اساساً با هدف سبک سازی بنا وارد صنعت ساخت و ساز شده اند در رابطه با پایداری محیط زیست نیز از پیشروان صنعت ساخت می باشند. از انواع عایق های صوتی و حرارتی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

پشم سنگ (Rockwool)

پشم سنگ عایقی صوتی-حرارتی با الیاف معدنی می باشد. ماده اولیه ی عایق پشم سنگ، بازالت است که از گروه سنگ های آذرین و بازمانده فعالیت های آتشفشانی است. برای تولید پشم سنگ، بازالت را در دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد ذوب کرده و با استفاده از روشهای خاصی آن را به الیافی بسیار ریز با ضخامت میکرونی تبدیل می کند. ۹۷% کل محصول پشم سنگ را این الیاف تشکیل می دهد، ۳% باقی مانده رزین و روغن های مورد نیاز برای فرم دهی الیاف متناسب با نوع محصول مورد نیاز می باشد.

محدوده تحمل دمایی پشم سنگ از ۳۰- تا ۷۵۰ درجه سانتیگراد می باشد و ضریب انتقال حرارت آن بسیار پایین می باشد که این ویژگی باعث شده که نقش بسزایی در کاهش مصرف انرژی در بنا ها به ویژه در بناهای با سازه LSF داشته باشد. در کشورهای پیشرفته بیشترین مصرف انرژی مربوط به بخش صنعت می باشد اما در کشور ما بیشترین مقدار انرژی در منازل و بخش اداری مصرف می شود. این امرنه تنها باعث اتلاف بخش عمده ای ازسرمایه ملی کشور می شود بلکه باعث ایجاد آلودگی های زیادی درمحیط زیست نیز می شود که اثرات این آلودگی ها به صورت ضایعات زیست محیطی و یا کاهش سطح سلامت جامعه نمایان می شود. کاهش مصرف انرژی مضاف بر اینکه باعث کاهش هزینه های خانوار می شود بلکه باعث کاهش آلاینده ها نیز می گردد و این امر به حفاظت از محیط زیست کمک شایانی می کند. علاوه بر این پشم سنگ از نظر زیست محیطی و بهداشتی به عنوان عایقی مطلوب شناخته شده و هیچ یک از عوارض نامطلوب عایق های مشابه را ندارد، در واقع پشم سنگ بی ضررترین عایق حرارتی-صوتی شناخته شده می باشد. پشم سنگ علاوه بر اینکه یک عایق حرارتی بسیار عالی می باشد عایق صوتی خوبی نیز است. قدرت عایقی پشم سنگ ۳۳ برابر دیوار بتنی و ۲۲ برابر دیوار آجری است. این مسئله موجب شده که در ساخت و ساز مدرن یا سازه های ال اس اف که بین دیوارها لزوماً با عایق ها پر می شود پشم سنگ به پر مصرف ترین عایق در سازه های LSF مبدل شده است. از عایق پشم سنگ در صنعت ساختمان سازی به ویژه در ساختمان های با سازه های ال اس اف (LSF)، صنایع پتروشیمی و پالایشگاه، کوره ها، اجاق ها، کانال های هوا، دیگ های بخار، دودکش ها و همچنین به منظور عایق کاری صوتی استفاده می شود.

پشم سنگ تخته ای

پشم سنگ لوله ای

پشم سنگ لحافی

پشم سنگ فله

عایق الاستومری

امروزه در صنعت تاسیسات، استفاده از عایق الاستومری جهت عایق کاریِ سیستم کانال های تهویه مطبوع و سیستم های گرمایش- سرمایش از قبیل لوله های سرد و گرم ، مخازن ،قطعات و اتصالات و همچنین کانال های هوارسان و در صنایعی از قبیل تاسیساتِ ساختمانی ،صنعتی، نفت ،گاز و پتروشیمی به دلایل زیست محیطی و بهداشتی بودن و راندمان بالا و جلوگیریِ بیشتر از افت انرژی و سهولت در نصب و تقلیل زمانِ نصب به امری اجتناب ناپذیر و متداول مبدل گشته است. عایق الاستومری ساده نسبت به عایق‌های دیگر نظیر پشم شیشه و پشم سنگ گران‌تر است اما به دلیل بی‌نیاز بودن از پوشش‌های مضاعف جداگانه، عمر مفید بالا، بازدهی فوق‌العاده مطلوب، نصب سریع و کم‌هزینه و امکان چندین‌بار استفاده، عملاً بسیار مقرون به صرفه می‌باشد. عایق الاستومری همچنین در مقابلِ انتشارِ بخار آب مقاوم می باشد، تا حدی که جذبِ رطوبتِ این عایقها در دوره ی زمانیِ یک ماهه نهایتاً ۱۰ درصدِ وزنِ آنهاست که در مقایسه با عایقهای سنتی از قبیل پشم شیشه و پشم سنگ، جذبِ رطوبت ۱۰۰۰۰ برابر کمتر است. عایق الاستومری در هنگام حریق، شعله ور نشده و گازهای سمّی متساعد نمی نماید و همچنین مصون از هرگونه آسیب رسانی به لایه اُزن می باشد. این عایق نیز همانند دیگر عایق ها قابلیت استفاده در سازه های ال اس اف را دارا می باشد.

الاستومری شانه تخم مرغی

الاستومری لوله ای

پلی یورتان

پلی یورتان ها گروهی از مواد هستند که از طریق واکنش یک پلی ال با دی ایزوسیانات یا ایزوسیانات پلیمری در حضور کاتالیزورها و مواد افزودنی مناسب تولید می‌شوند. از آنجا که برای تولید پلی یورتان از انواع مختلف دی ایزوسیانات ها و طیف وسیعی از پلی ال ها استفاده می‌شود، می‌توان طیف گسترده‌ای از مواد را تولید کرد تا نیازهای کاربردهای خاص را برآورده کند. پلی‌اورتان‌ها را اولین بار اوتو بایر در سال ۱۹۳۷ در آلمان کشف کرد و بعد از آن این مواد با داشتن خواص ویژه پیشرفت بسیار زیادی را در انواع صنایع جهان داشتند. از میان گستره وسیع پلی یورتان‏‌ها، فوم‏‌های سخت از نظر کمیت تولید پس از فوم‏‌های نرم، مقام دوم را در اختیار دارند. فوم‌‏های سخت پلی یورتان، عایق گرمایی بسیار خوبی‌اند و بیشتر به عنوان عایق در ساختمان، صنایع سردکننده و حمل و نقل مورد استفاده قرار می‏‌گیرند. با توجه به افزایش قیمت انرژی مصرف این مواد به سرعت در حال افزایش است. همانگونه که اشاره شد، مصرف اصلی فوم‏‏‌های سخت پلی یورتان در عایق‌کاری است. ورق‏‌های چندسازه‌ای و پانل‏‌های ساندویچی به عنوان عایق در سقف، دیواره و کف ساختمان‌‏ها به کار می‌روند. همچنین آن‌‏ها را می‏‌توان در ساخت چادر‏های اضطراری نیز به‌کار برد. امروزه فوم‏‌های پلی یورتانی سخت در همه یخچال‏‌ها و فریزرهای خانگی به عنوان عایق به‌کار می‌روند و همچنین پر مصرفترین عایق برای فریزرهای صنعتی، سردخانه‌‏ها و وسایل نقلیه یخچال‌دار محسوب می‌شوند. حدود ۲۵ درصد بازار این فوم‏‌ها به صنایع سردسازی و حمل و نقل اختصاص دارد. پلی یورتان ها می توانند به عنوان عایق در دیوارها و سقف بناهای اخته شده با سازه های ال اس اف نیز استفاده شوند.

فوم پلی یورتان نیمه سخت از نظر خواص در بازه میانی فوم های پلی یورتان انعطاف پذیر (Flexible Polyurethane Foam) و فوم های پلی یورتان سخت(Rigid Polyurethane Foam) قرار می گیرند. در واقع بخشی از سلول های ساختاری تشکیل دهنده فوم پلی یورتان نیمه سخت همانند فوم های نرم پلی یورتان از نوع سلول باز بوده و بخش دیگر همانند فوم پلی یورتان سخت از نوع سلول بسته می باشند.

ساختار سلولی فوم پلی یورتان نیمه سخت

در گستره کاربرد، نمی توان مرز مشخصی میان درصد آماری سلول های باز و سلول های بسته در ساختار سلولی فوم پلی یورتان نیمه سخت تعیین نمود، ولی بطور کلی در پرکاربردترین انواع این فوم ها، حدود (۸۵-۹۰)% ساختار سلولی از نوع سلول های بسته و (۱۵-۱۰)% از نوع سلول های باز می باشد.

وجود سلول های بسته موجب استحکام و پایداری ابعادی ساختار فوم نیمه سخت در مقابل تنش و استحکام فشاری می گردد، حال انکه وجود سلول های باز در ساختار فوم نیمه سخت موجب بروز و ظهور خواص برگشت پذیری و جلوگیری از افت ساختار در مقابل استحکام فشاری و مشاهده رفتار جذب و اتلاف انرژی در آن می شود.

کاربردهای فوم پلی یورتان نیمه سخت

با توجه به خواص فیزیکی و مکانیکی فوم پلی یورتان نیمه سخت، این نوع فوم ها کاربردهایی همانند موارد زیر دارند:

• فوم ضربه گیر سپر خودرو
• فوم های ضربه گیر صنایع ریلی، دریایی و حمل و نقل
• قطعات مرتبط با تزیینات و تریم داخلی خودرو (دستگیره درب، زیر آرنجی، فوم داشبورد، فوم سقفی و . . .)
• جاذب های شوک، ارتعاشات و صوت
• قطعات تزیینی و اسباب بازی های کودکان

پلی یورتان ترموپلاستیک (TPU)

فوم پلی یورتان سخت

پشم سرامیک (Kaowool)

او‌لین مدل فیبر سیلیکات آلومینیوم که در دهه سال ۱۹۵۰ گسترش یافت، تحت عنوان پشم سرامیکی نسوز نام‌گذاری شد. پشم سرامیک در دهه ۱۹۶۰ در بازارهای اروپا با توجه به مقاومت بالای خود در برابر گرما و حرارت و خواص و ویژگی های فنی مورد توجه پیمانکاران در صنعت برای عایق کاری حرارتی قرار گرفت. پشم سرامیک (عایق سرامیکی) از بهترین و مقاوم‌ترین نوع عایق‌های نسوز به شمار می‌آید. این عایق از اکسید آلومینیوم و سیلیس تشکیل می‎‌شوند. عایق سرامیکی یکی از گونه‌های متفاوت پشم معدنی تصنعی و مصنوعی دارای تحمل حرارتی بسیار بالا در حدود ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد می‌باشد و در شکل‌های مختلفی از جمله فله‌ای، الیاف بافته شده، رولی و پتویی تولید می شود. الیاف سرامیکی جهت عایق کاری حرارتی در رنج دمایی ۱۰۰۰ تا ۱۷۰۰ درجه سانتی گراد استفاده می شوند. این الیاف از طریق دمش و سانتریفیوژ مذاب ترکیب اکسید آلومینیوم-سیلیس و … تولید می گردند. بدین ترتیب که جریان مذاب به وسیله دمش هوای فشرده به قطرات کوچک تبدیل گردیده و در ادامه فرایند با استفاده از نیروی گریز از مرکز غلطک های چرخان به صورت الیاف با طول های متفاوت (حداکثر ۲۵۰ میلیمتر) تبدیل می گردد. الیاف تشکیل شده سفید رنگ و آمورف (غیر بلوری) بوده و نسوزندگی و قدرت عایقی فوق العاده دارند و قابل تبدیل به اشکال مختلف جهت کاربردهای گوناگون صنایع می باشند. نوع دیگر این مواد، Bio soluble Fibers می باشند. BSF، الیاف سیلیکات قلیایی خاکی با مقاومت بالا در برابر اسید هستند که قابل جذب در بدن بوده و در شرایط حساس زیست محیطی قابل استفاده می باشند. مهمترین پیامدهای استفاده از پشم سرامیک ضخامت دیواره های کوچکتر و توده های بتنیبا حجم قابل ملاحظه ای پایین تر است

خصوصیات بارز انواع الیاف سرامیکی بشرح زیر است:

• وزن سبک
• قابلیت انعطاف پذیری همراه با استحکام کششی بالا
• قابلیت نصب سریع
• هدایت حرارتی پایین
• ذخیره سازی پایین انرژی گرمایی
• مقاومت بالا نسبت به شوکهای حرارتی
• مقاومت بالا به خوردگی
• پایداری حرارتی بالا
• بدون آزبست و جایگزین مناسب آزبست

معایب

• هزینه نسبتا بالا
• مقاومت ناچیز در مقابل اسید‌فسفریک و هیدروفلوریک و بازهای توانا
• تنفس ریز الیاف پشم سرامیک به شدت سرطان زاست

پشم سرامیک پتویی

پشم سرامیک طنابی

پشم سرامیک پانلی

پلی ایزوسیانورات

عایق پلی ایزوسیانورات (PIR) از خانواده عایق های پلی یورتان است و دارای مواد تشکیل دهنده و کاربری یکسانی هستند. این محصول در دسته بندی عایق های سرد بوده و از آن ها در ساختمان های بتنی، فولادی، ال اس اف و صنایع مختلف استفاده می شود. عایق پلی ایزوسیانورات یک نوع پیشرفت در پلی یورتان بوده و از آن در اسلب های پیش ساخته نیز استفاده می شود و همچنین در تولید ساندویچ پانل ها یا به صورت اسپری از این عایق استفاده می شود. دامنه کاربرد عایق های پلی ایزوسیانورات به اندازه پلی یورتان نیست. این محصول به صورت تخته ای، لوله، نیم لوله و اسپری در بازار موجود می باشد. نوع تخته ای پلی ایزوسیانورات را می توان با استفاده از دستگاه های CNC به دقت برش داد و برای کاربرد های مختلف ساختمانی از آن ها استفاده نمود. عایق پلی ایزوسیانورات از لحاظ ویژگی های فیزیکی شبیه به عایق پلی اورتان است اما در این حالت سعی شده است که ویژگی های عایق بهبود پیدا کند. این عایق را می توان برای رنج دمای گسترده تری استفاده کرد. داشتن مقاومت در برابر آتش و دود نیز از جمله ویژگی های بارز این عایق است. این عایق به تنهایی در برابر رطوبت مقاوم است پس شما نیاز ندارید که از لایه های اضافی جهت عایق رطوبتی استفاده نمایید.

پلی ایزوسیانورات

کلسیم سیلیکات (Calcium Silicate)

کلسیم سیلیکات برای اولین بار در سال ۱۹۵۰ از تکامل عایق های دما بالای دیگری چون کربنات منیزیم تهیه شد. در ابتدا از آزبست به عنوان الیاف تقویتی استفاده می شد. در سال ۱۹۷۲، به دلیل سمی بودن آزبست، تولیدکنندگان عایق به سمت الیاف های شیشه، گیاهی و پنبه ای روی آوردند. در دهه ۱۹۷۰، کلسیم سیلیکات، بدون آزبست، به عنوان عایق حرارتی مناسب در بسیاری از پالایشگاه ها و پتروشیمی ها، استفاده شد. سیلیکات کلسیم ماده ایست عایق که فرمول شیمیایی آن با نسبت های مختلف اکسیژن، کلسیم و سیلیس تشکیل شده است که از سیلیکات کلسیم آبدار به همراه الیاف تقویت کننده می باشد. سیلیکات کلسیم به عنوان یکی از بهترین عایق های ضدآتش شناخته می شود. در صورتی که از سیلیکات کلسیم به عنوان عایق ضدآتش استفاده شود، معمولا آن را برروی سطح اسپری می کنند (روش اروپایی) و یا آن را به صورت روکش های نازک برروی سطح می کشند (روش آمریکایی). از آنجایی که سیلیکات کلسیم به آب و رطوبت حساس است و با آب واکنش می دهد، استفاده از روکش ها و پوشش های ضد رطوبت و ضدآب برروی آن اجباری است. همچنین سیلیکات کلسیم یکی از مواد سازنده سرباره آهن در کوره ذوب و کوره بلند است و از آن در افزایش pH اسیدها استفاده می شود.

کلسیم سیلیکات تخته ای از آهک و تقویت شده توسط ذرات سیلیکات با ساختار یک پارچه به همراه مواد معدنی و غیرقابل احتراق با عملکرد فیزیکی و شیمیایی پایدار ساخته شده است. این عایق هنگام سوختن در دمای بالا گاز و دود مضر آزاد نمی کند و همچنین به عنوان مصالح سبز ساختمانی شناخته شده است. سیلیکات کلسیم مخلوط سیمان مانندی است با طول عمر زیاد و مقاومت فشاری بالا که به سهولت آب جذب می کند. پوشش سیلیکات کلسیم بسیار سبک بوده، میتواند تا ۴۰۰ % وزن خود آب در خود نگاه دارد. سیلیکات کلسیم معمولاً سفید یا خاکستری می باشد، این ماده به عنوان عایق حرارتی جهت عایقکاری مخازن و تانکها در تأسیسات نفت و گاز مورد استفاده فراوان دارد .نکته حائز اهمیت در خصوص عایقکاری حرارتی آن است که این عمل باید بگونه ای انجام شود که آب در زیر آن نفوذ و تجمع پیدا نکند، در غیر این صورت رطوبت محبوس در زیر عایق باعث بروز پدیده خوردگی می شود. کلسیم سیلیکات کاربردهای فراوانی برای عایق کردن سقف و دیوار ساختمان دارند. از این عایقمی توان به منظور عایق کاری دیوارها و سقف در سازه های ال اس اف (LSF) استفاده کرد.

فوم گلاس

دانه های فوم گلاس یکی از بهترین مواد برای اهداف ساخت و ساز و مصالح ساختمانی است. عایق فوم گلاس یا سلولار گلاس یک عایق سبک وزن که دانه های به شدت به یکدیگر فشرده شده اند. همین خاصیت باعث می شود تا این عایق در مقابل نفوذ آب و سایر مواد به خوبی مقاومت کند. عایق فوم شیشه یا فوم گلاس یا سلولار گلاس نسل جدیدی از انواع عایق ها هستند که جزء عایق هیا غیر معدنی محسوب می شوند. قسمت عمده این عایق از شیشه ساخته شده است که مقداری فوم نیز به آن اضافه شده و بعد از گرما دیدن و پختن در دمای بالا و سپس خنک سازی به عایق مورد نظر تبدیل می شود. همین شرایط تولید موجب می شود تا این عایق در مقابل با مواد شیمیایی پایداری خوبی از خود نشان دهد. در ابتدا این عایق برای مصارف معمولی مورد استفاده قرار می گرفت اما خیلی زود متوجه شدند که این عایق در مقابل با حرارت و صدا نیز دارای عملکرد مناسبی است.

عایق سلولار یا فوم گلاس به عنوان یکی از چدیدترین سیستم های عایقی در مدارک و مشخصات فنی اکثر شرکت های نفت و گاز، پتروشیمی و نیروگاهی به عنوان اولویت اول سیستم عایق یا کاربری توأم عایق گرم و سرد می باشد. به علت دارا بودن مزایایی از جمله استحکام فشاریو خمشی بسیار بالا، عدم جذب آب و بخار آب، قابلیت کاربری در کف مخازن و عایق خطوط لوله زیرزمینی، مقاومت شیمیایی بسیار بالا و عدم تخریب محیط زیست و لایه ازن می توانند جایگزین بسیار مناسبی برای عایق های رایج از جمله PUR, PIR و پشم سنگ باشند.

ویژگی های عایق فوم شیشه :

• چگالی کم
• هدایت حرارتی کم
• عدم نفوذ پذیری بخار
• عدم جذب آب
• مقوم در برابر آتش گرفتن
• حفاظت در برابر خوردگی توسط حیوانات
• مقاومت مکانیکی بالا
• برش آسان
• مقاوم در برابر انواع مواد شیمیایی به جز اسید هیدروفلوئوریک