نمای مرکب عایق حرارتی بیرونی بر پایه پلی استایرن منبسط

مقدمه:
سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور ( I . F . C . O )
در راستای اجرای سیاست های استراتژیک بخش انرژی کشور و نیز طبق ماده ۱۲۱ قانون برنامه سوم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی کشور در بخش انرژی مبنی بر اعمال صرفه جویی، منطقی کردن مصرف انرژی و حفظ محیط زیست و تحقق هر چه بهتر سیاست ها با اهداف جلوگیری از اتلاف منابع تجدید ناپذیر و ارتقاء کارآیی مدیریت انرژی فعالیت می نماید. با توجه به موارد فوق الذکر سهم مصرف سوخت در ساختمان های حدود ۳۸% از سوخت کشور می باشد. چنانچه اقدامات بهینه سازی در ساختمان ها (مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان ) انجام نگردد و طبق روال کنونی به مصرف ادامه دهیم طی سالهای ۱۳۸۱ الی ۱۳۹۰  به میزان هفتاد میلیارد دلار مصرف سوخت خواهیم داشت. یکی از موارد بهینه سازی در ساختمانها استفاده از مواد و مصالحی است که برای عایق کاری حرارتی پوسته خارجی ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند یکی از این مواد یونولیت ( پلی استایرین ) است. با توجه به نوع مواد پلی استایرین انبساطی بهترین عایق از نظر نفوذ آب، گرما، سرما و صدا می باشد به استثنای پلی استایرین که نسبت به آب مقاوم است بقیه عایق ها بر اثر رطوبت کارایی آنها پایین می آید. در برخی عایق های آزاد مقدار مقاومت حرارتی متناسب با تراکم عایق است نه ضخامت آن. در این عایق ها مقدار مقاومت ممکن است بعد از مدتی تا ۲۰ درصد کاهش یابد.
۱- پلی استایرن چیست؟
پلی استایرن، پلیمری است که از مونومر استایرن ساخته شده است، هیدروکربن مایعی که در واقع یکی از مشتقات نفتی است. در دمای اتاق، پلی استایرن به صورت جامد و البته انعطاف پذیر است ولی در دماهای بالاتر می تواند ذوب شده و به صورت قالب هایی درآید . استایرن یک مونومر آروماتیک است، بنابراین پلی استایرن هم یک مونومر آروماتیک است.

مشخصات ظاهری:
بلوکها باید دارای ظاهر سالم و یکپارچه باشند. سطح بلوک باید نسبتا صاف باشد و بین دانه های پلی استایرن فاصله مشخص ظاهری وجود نداشته باشد. لازم است تا نام تولید کنندهبر روی بلوکهای تولیدی کارخانه حک یا چاپ شود.

در ساختمان :
ICF را می توان جهت دیوارهای محیطی و جداکننده های داخلی ساختمانها به کار گرفت بیشترین کاربرد این محصول در ساختمان های مرتفع می باشد زیرا در طراحی و ساخت چنین ساختمانهایی کاهش منطقی وزن مصالح ( بارر مرده ) مد نظر است که با استفاده از این محصول دستیابی به این مهم مقدور می گردد زیرا وزن یک متر مربع دیوار اجری ۲۲۱ سانتی متری با ملات ماسه سیمان و اندود طرفین بیش از ۴۵۰ کیلوگرم می باشد در اندودهای (از نوع سبک)   طرفین کمتر از ۱۰۰ کیلوگرم وزن دارد و طبعا به کار گیری ICF کاهش بار مرده ساختمانهای بلند مرتبه را به طرز چشم گیری موجب می گردد … با ICF می توان ساختمانهای یک یا دو طبقه را بدون استفاده از اسکلت فلزی بنا کرد و به عنوان دیوارهای باربر تقسیم کننده و همین طور سقف از آن بهره گرفت . ICF به جهت خود ایستا بودن در اجرای دیوار بلند سالن های سوله و سیلوها و آشیانه های هواپیما کاربرد موثر و مطمئن دارد.

در ویلا سازی:
ICF به جهت سبک بودن و حمل آسان آن در مناطق صعب العبور قطعه ای کاملا مفید جهت ویلاسازی و انبوه سازی می باشد. ایستایی و مقاومت بالای سیستم موجب می شود که ساختمان های یک تا دو طبقه را بدون استفاده از اسکلت فلزی بنا کرد و اجرای سقف مسطح و شیبدار و گنبدی و … از قابلیتهای کم نظیر این قطعه مفید ساختمانی می باشد. دیوار و سقف عایقدار ویلاهای احداثی موجب صرفه جویی انرژی بوده و پایداری بنا در برابر زلزله فرایند ویژه سیستم است.

در صنعت نفت و پتروشیمی و آب و فاضلاب :
ایجاد حفاظ بتنی مسطح عایقدار بر روی جداره خارجی مخازن فلزی مواد نفتی و آمونیاک همچنین منابع فلزی و یا بتنی آب و فاضلاب نیز یکی دیگر از ویژگیهای منحصر به فرد پانل می باشد ساخت مخازن هوایی آب مصرفی شهرها و روستاها در نقاط گرمسیر و یا سردسیر کشور با ICF موجب صرفه جویی در مصرف آب و انرژی خواهد بود.

در ساختمانهای بلند مرتبه :
استفاده از پانل ها در ساختمان های بلند مرتبه به عنوان دیوارهای محیطی و میانی به جهت سبک بودن نسبت به سایر مصالح و بار مرده ساختمان را به طور چشمگیری پایین آورده و در نتیجه فونداسیون و اسکلت با کاهش قابل توجهی رو به رو خواهد بود.سهولت بالا کشیدن قطعات در ارتفاع و دستیابی به فضای مفید بیشتر و حذف کنده کاری و تخریب تاسیساتی حذف گچ و خاک و عایق مناسب صوتی و حرارتی و برودتی، حذف نعل درگاه و سرعت در اجرا و در نهایت بازگشت سرمایه گذاری در کوتاهترین زمان از دیگر مزایای استفاده از سیستم ساختمانی پانل در بلند مرتبه سازی می باشد کاهش مصرف انرژی و پایداری اطمینان بخش ساختمان در برابر زلزله را نباید فراموش نمود.

در عایق بندی حرارتی و رطوبتی:
یکی دیگر از مشکلات اساسی که در اکثر سازه ها به چشم می خورد مشکل نم و رطوبت می باشد که در بعضی مواقع خسارات جبران ناپذیری را به سازه ها و ساختمان وارد می نماید و یکی از راهکارهای مقابله با آن عایقکاری رطوبتی می باشد.در ایران با توجه به اقلیم و آب و هوا و نیز وجود منابع عظیم نفتی متداولترین عایق رطوبتی قیر و گونی می باشد که با پیشرفت تکنولوژی این روش جای خود را به عایقهای پیش ساخته داده است. اما با پیشرفت علوم و نیز گرانی مواد نفتی و قیر در بعضی موارد عایقهای پیش ساخته نیز مقرون به صرفه نبوده . لذا این سازه ها به صورت عایق عمل میکند ..

درسوله و سیلو و سازه های بلند :
۱-سرعت اجرای بالا
۲- وزن کم دیوار  ( ۲۰۰kg/m^2 ) و تاثیر ان در کاهش وزن اسکلت و کاهش مقاطع شناژ و فونداسیون .
۳- کاهش ضخامت دیوار از۴۵cm (اندود سیمان + ۳۵cm دیوار )به ۲۵cm .
۴ – خاصیت جذب انرژی و نیرویی ارتعاش و ضربه ماشین آلات و جرثقیل های مورد استفاده در سالن .
۵- ضریب هدایت حرارتی پائین و تاثیر آن بر کاهش پرت حرارتی .
۶- شاخص کاهش موارد بالا نسبت به دیوارهای مشابه و کم نمودن آلودگی صوتی و جلوگیری از انتقال صوتی دستگاهها.
۷- قابلیت اجرایی  ICF برای دیوارهای بلند تا ارتفاع ۹ متر و دهانه ۸ متر بی نیاز مهاربندی جانبی و آهنکشی اضافی (ساپورت).
۸-کمک به سازه ساختمان در جهت تحمل نیروی جانبی.
۹-پایداری سیستم پوما در برابر طوفان و زلزله های مخرب.

۱-ضوابط فنی:
ضوابط فنی پیشنهادی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن برای استفاده از بلوک های ICF  و بلوکهای سقفی پلی استایرین منبسط شده در ساختمان  در صورتی عملکرد مناسب و قابل قبول خواهند داشت که مواردی از قبیل ایمنی در برابر آتش، مقاومت مصالح (که می تواند با دانسیته مصالح ارتباط داشته باشد ) و شکل هندسی مناسبی در آن رعایت شده باشد.
۱ – ۱ – الزامات ایمنی در برابر آتش استفاده از انواع معمولی ( قابل اشتعال ) بلوک پلی استایرین منبسط شده ممنوع بوده و تنها استفاده از انواع کند سوز شده ( fire retarded ) مجامی باشد. با توجه به نتایج آزمایشهای انجام شده، اتصال مستقیم اندود به بلوک با هر شکل هندسی ( اعم از معمولی یا دارای انواع شیار ) به هیچ وجه مجاز نبوده و ضرورتا باید از اتصالات مکانیکی مهار شده به تیرها و تیرچه ها ( نظیر سیستم رابیتس ) استفاده شود.در صورت وجود هر گونه دیوار مقاوم حریق در ساختمان ( مانند دیوار بین آپارتمانها در مجموعه های مسکونی )، این دیوارها باید از لایه بلوکهای پلی استایرن عبور کرده و تا زیر سقف سازه ای ( یعنی زیر تیرچه یا بتن ) امتداد داشته باشند یا به طور مناسب از مصالح حریق بند استفاده شود،به گونه ای که بلوک های پلی استایرن در این قسمت بین دو فضای مجاور پیوستگی نداشته باشند و از گسترش حریق احتمالی بین دو فضایی که به وسیله دیوار مقاوم حریق جدا شده اند، جلوگیری گردد.انبار کردن بلوکها در کارگاه ساختمانی: توصیه می شود که بلوکهای پلی استایرن منبسط شده در محل کارگاه ساختمانی به دور از هر گونه مواد قابل اشتعال (نظیر رنگها، حلالها یا زباله های قابل اشتعال ) نگهداری شوند.محل نگهداری باید به گونه ای باشد که از احتمال ریزش یا تماس براده های داغ یا جرقه های ناشی از جوشکاری یا هر گونه شیء داغ دیگر با بلوکها در کارگاه ساختمانی پیشگیری شود. توصیه می شود که محل انبار اصلی بلوکها حتی الامکان به دور از محل عملیات ساختمانی باشد تا از سرایت هر گونه شعله یا حریق احتمالی به محل انبار اصلی جلوگیری شود.

۲-مزایا:
۱-سبکی دیوارهای ساخته شده از ICF در مقایسه با دیگر مصالح
۲- سرعت حمل ونقل و سهولت بالا کشیدن بلوکها  در ارتفاع
۳- مقاومت زیاد در برابر نیروهای برشی ناشی از زلزله .
۴- عایق در برابر حرارت و برودت و رطوبت و صدا.
۵- مقاوم در برابر آتش سوزی .
۶- نفوذ ناپذیری ساختمان دربرابر حشرات.
۷- امکان حمل و بکارگیری بلوکها در مناطق صعب العبور جهت احداث ساختمان بدون نیاز به کارگران متخصص.
۸- دستیابی به فضای مفید بیشتر بعلت ضخامت ناچیز دیوارها .
۹- آزادی عمل در اجرای طرحهای متنوع و بعلت انعطاف پذیری بلوک ها .
۱۰- صرفه جویی در هزینه پی سازی و اسکلت ساختمان های بلند مرتبه بدلیل وزن اندک سقف و دیوار .
۱۱- صرفه جویی در هزینه تهویه مطبوع ساختمان در تابستان و یا زمستان بدلیل جلوگیری از تبادل حرارت و یا برودت و در نتیجه صرف انرژی کمتر اعم از مواد سوختنی و یا برق .
۱۲- افزایش عمر مفید ساختمان و دستگاههای تاسیساتی آن .
۱۳- عدم نفوذ نسبی آلودگی صوتی و ایجاد آلودگی صوتی و ایجاد آرامش برای ساکنین ساختمان در شهرهای بزرگ.
۱۴- بازگشت سرمایه گذاری در امور ساختمان سازی در کوتاهترین زمان.
۱۵- عبور دادن لوله های آب و فاضلاب و برق و تلفن به سادگی  و نصب چهار چوب درها و کلاف فلزی پنجره ها قبل از بتن ریزی و کلا اجرای تاسیسات ساختمان با کمترین هزینه .
۱۶- عدم نیاز به کنده کاری و تخریب تاسیساتی دیوارها و سقف در نتیجه عدم انباشت نخاله که صرفه جویی در هزینه و وقت را بدنبال دارد.
۱۷- پس از بتن ریزی سیستم بی نیاز از گچ و خاک بوده که با اجرای چند میلیمتر پلاستر گچ سفید کاری دیوارها و سقف آماده برای نقاشی خواهد بود.
۱۹- حمل و نقل بلوکها با هزینه کم صورت میگیرد بطور مثال یکدستگاه کانتینر قادر است بیش از ۷۰۰ متر مربع بلوک ICF را حمل نماید.
۲۰- استفاده از دیوار  در ساختمان سازی بهره وری مناسب آهن آلات مصرفی را موجب می گردد .به طورمثال با صرف ۱۷ کیلو گرم فولاد در هر متر مربع ساختمان بصورت مفتول و میلگرد میتوان یک واحد مسکونی یک طبقه را بنا کرد .
۲۱- عایق پلی استایرن که دیوار باربر میباشد از نوع کند سوز (گرید f) می باشد که پس از نصب و سیمکاری طرفین پانل با ضخامت ۵ سانتیمتر دیوار تا ۴ ساعت در مقابل آتش سوزی مقاوم خواهد بود.

 

تقریباً یک سوم مصرف جهانی انرژی مربوط به منازل شخصی است که از این مقدار بیش از 60% آن به گرم کردن فضاها اختصاص می یابد. که این امر ضرورت صرفه جویی در مصرف انرژی و سبک سازی ساختمان با استفاده از عایق کاری حرارتی از خارج به وسیله روش های تولید صنعتی را دوچندان می کند. یکی از این مصالح جدید، سامانه مرکب عایق حرارتی ETICS است که ضمن ایجاد نمایی زیبا، باعث حفاظت ساختمان در برابر هوازدگی می شود. این سامان ها یا بر پایه پلی استایرن منبسط هستند یا بر پایه پشم معدنی ، که شامل یک لایه عایق، یک لایه اندود زیرکار ، یک لایه مش الیاف مش، یک لایه اندود زیرکار و یک لایه اندود نمای نهایی هستند. در این مقاله تحلیل حرارتی یک اتاق، یک منزل و تمثیل استفاده از یک فوم مناسب در ETICS و مزیت اقتصادی آن مورد بررسی قرار گرفته است که نشان می دهد در صورت استفاده از xps به عنوان یک فرم مناسب می توان تا بیش از 60% در مصرف انرژی صرفه جویی کرد. که با در نظر گرفتن قیمت جهانی انرژی باعث بازگشت سرمایه در مدت کمتر از دو سال خواهد شد. همچنین به دلیل وزن کم، این سیستم عملکرد سازه ای بسیار مناسبی (مقاومت بالا در برابر زلزله) نسبت به دیگر دماهای رایج در محاسبات سازه ای را دارا می باشد .

عایق های پلی استایرن (Polystyrene – EPS & XPS)

استاندارد: ASTM C578

عایق های پلی استایرن که به آنها یونولیت نیز می گویند، از جمله عایق های سلول بسته صلب بوده و از پلیمرهای استایرول یا استایرن ساخته می شود. پلی استایرن به دوسته پلی استایرن منبسط شده (Expanded Polystyrene – EPS) و پلی استایرن اکسترود شده (Extruded Polystyrene – XPS) تقسیم بندی می شوند.

پلی استایرن یا یونولیت، علاوه بر عایق کاری، کاربردهای بسیار متنوع دیگری دارد و یکی از شناخته شده ترین مواد پلاستیکی در ساخت اقلام پلاستیکی است.

مشخصات عایق های پلی استایرن

کاربری عایق های پلی استایرن

–          مناسب برای قالب گیری و عایق کاری شکل های پیچیده ماننده اتصالات زانویی، تی – شکل – پمپ ها و غیره

–          عایق کاری سطوح سرد و جلوگیری از چگالش (Condensation)

–          به صورت بلوک های پیش ساخته ساختمانی قابل عرضه است

مزایای پلی استایرن

–          مقاومت بسیار خوب در مقابل نفوذ رطوبت و بخار آب

–          خواص مقاومت در مقابل رطوبت بسیار خوب و جذب آب بسیار کم

–          وزن کم و نسبت استحکام به وزن بسیار عالی

–          پایداری بالا

–          قابلیت قالب گیری شدن به دور شکل های پیچیده را دارد

–          100% قابل بازیافت

–          قابلیت جذب ضربه بسیار خوب

–          هزینه مناسب در کاربردهای مسکونی و صنعتی

–          غیر سمی

–          مقاوم در مقابل آلودگی های میکروبی و قارچی، روغن ها و حلال ها

معایب پلی استایرن

–          حساس به حرارت بالا و عدم مقاومت در مقابل آتش سوزی و انتشار شعله

–           مقاومت برشی پایین

تولید عایق پلی استایرن منبسط شده (EPS)

تولید پلی استایرن در 5 مرحله صورت می گیرد.

1- مرحله قبل از انبساط: در این مرحله دانه های پلی ا ستایرن به طور مستقیم با بخار در معرض حرارت با بخار خواهند بود. به این ترتیب دانه های پلی استایرن، بدون ایجاد هیچ گونه اتصالی به هم، بزرگ تر می شوند.

2- تهویه: پس از عملیات بخاردهی و بزرگ شدن، دانه های پلی استایرن حاوی بخار آب و گاز پنتان خواهند بود. در گذاشتن دانه های بخار دیده در جریان هوای آزاد، هوا به آرامی به درون دانه ها نفوذ کرده و جای بخار و پنتان را می گیرد.

3- قالب گیری: پس از مرحله دو، دانه های پلی استایرن به درون قالب مورد نظر ریخته می شوند. قالب به صورت شکل نهایی مورد نظر طراحی شده است مانند اسلب، اتصال زانویی و غیره. دانه ها مجداد در معرض بخار قرار می گیرند و منبسط می شوند. با تحت فشار قراردادن دانه ها و انبساط آنها و حرارت گرفته شده از بخار، دانه های پلی استایرن با دانه های مجاور خود اتصال برقرار می کنند و به هم جوش می خورند و محصول همگنی را بوجود می­آورند.

4- شکل دهی: پس از یک مرحله کوتاه خنک سازی و تهویه، بلوک پلی استایرن ساخته شده از قالب خارج شده و به شکل نهایی مورد نظر بریده می شود. عمل برش با استفاه از سیم داغ انجام می گردد.

5- عملیات نهایی: پس از تولید و برش بلوک پلی استایرن به شکل مورد نظر، می توان بلوک را با فویل آلومینیومی، کاغذ کرافت و انواع مختلف پوشش های ضد بخار و ضد UV و ضد آتش، پوشش داد.

فوم پلی استایرن به طور طبیعی سفید رنگ است ولی می توان با اضافه کردن افزودنی هایی به ترکیب شیمیایی یا ریزدانه های رنگی، رنگ آن را در طی فرآیند تغییر داد.

تولید عایق پلی استیارن اکسترود شده (XPS)

در تولید پلی استایرن اکسترود شده، دانه های پلی استایرن ذوب شده و به طور پیوسته به درون یک قالب اکسترود تحت فشار، تزریق می شوند. در حین فرآید اکسترود، گاز منبسط کننده به درون مذاب پلی استایرن تزریق می شود و پس از خروج از دهانه قالب، به علت اختلاف فشار پدید آمده، منبسط شده و فوم پلی استایرن را به صورت فومی سلولی و همگن، تشکیل میدهد. یکی از رایج ترین گازهای منبسط کننده CO₂ است.

پس از گذشتن از دهانه قالب اکسترود، فوم منبسط شده و وارد یک ناحیه خنک کننده می شود. پس از سرد شدن، لبه های فوم با سیم داغ بریده شده و فوم به شکل بلوک موردنظر در می آید. با تغییر پارامترهای فرآیند می توان به XPS با مشخصات مختلف و چگالی های متغیر با دامنه بسیار وسیع و استحکام فشاری متفاوت دست یافت.

1)ساختار فوم پلی استایرن و روش های تولید آن

پلی استایرن یک پلیمر آلی است که از پلیمر کردن ملکول استایرن با سازوکارهای مختلف پلیمریزاسیون به دست می آید.این پلیمر علاوه بر شکل معمولی با چگالی زیاد,با انجام شدن فرایندهای نسبتا ساده روی آن,قابل تبدیل به مواد اسفنجی با چگالی های بسیار کم است.

پلی استایرن اسفنجی کاربرد های بی شماری در صنایع مختلفی مانند بسته بندی,روف یک بار مصرف و مصالح ساختمانی پیدا کرده است.

2)استایرن و روش های سنتز آن

استایرن به نام های وینیل بنزن,فنیل اتیلن و سینامن نیز شناخته شده و دارای فرمول شیمیایی C₆H₅CH:CH_{2 است.استایرن مایعی روغنی,بی رنگ و معطر است.نقطه جوش آن 145.2درجه سانتی گراد و وزن مخصوص آن در 25 درجه ی سانتی گراد 0.9045g/cm}³ _{است . این ماده در زمره پر مصرف ترین مواد شیمیایی اشت به نحوی که در1996تولید سالانه جهانی آن 18700 هزار تن بوده است. این ترکیب عمدتا از هیدروژن گیری از اتیل بنزن در 650-550 درجه سلسیوس به دست می آید.}

_{در واقع استایرن نخستین بار از صمغ برخی درختان جداسازی و پس از آن مشاهده شد که این ملکول خود به خود به یک جامد صمغی شکل تبدیل میشود.در آن زمان ,یعنی سال 1840 کسی توجیه مناسبی برای این مشاهدات نداشت خصوصا آن که ترکیب درصدهای شیمیایی آن پس از جامد شدن تغییری نمیکرد.پس از کشف پلیمر شدن توسط هرمان اشتاودینگر در حدود یک قرن بعد این ماده پلی استایرن نامیده شد.}

_{روش پلیمر کردن یونی روش بسیار جالبی است که در آن به دلیل وجود مراکز فعال زنده میتوان کوپلیمرهایی با بخش های مشخص تهیه کرد.یکی از موارد تولید کوپلیمر دوبخشی استایرن-بوتادین وکوپلیمر سه بخشی استایرن – بوتادین- استایرن میباشد.}

_{نوع دیگری از پلی استایرن نوع انبساطی آن است که با استفاده از وسایل مخصوص قابل تبدیل به فوم میباشد.البته نوع معمولی پلی استایرن نیز با استفاده از روش مناسب به فوم تبدیل میشود.}

_{شرکت پتروشیمی تبریز هم اکنون در کشور قادر به تولید کوپلیمر اتفاقی استایرن – بوتادین ,پلی استایرن مقاوم در برابر ضربه و پلی استایرن انبساطی میباشد.}

_{3)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).}

_{4)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.

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.

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 محیط‌زیست 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.

 

آشنایی با ویژگی های آی سی اف یا پلی استایرن

 

كتاب فناوری های نوین ساختمان این اثر توسط مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن به صورت دوره ای منتشر می گردد و به بررسی فناوریهای نوین در صنعت ساختمان می پردازد ویرایش پنجم این کتاب را از فایل ضمیمه زیر می توانید دانلود نمائید.

http://alipour.ir/download.html?paperid=58

و

http://your.sellfile.ir/prod-319258-%D8%A8%D8%B1%D8%B1%D8%B3%DB%8C+%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A7%DB%8C%DB%8C+%D9%86%D9%85%D8%A7%DB%8C+%D9%BE%D9%84%DB%8C+%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%A7%DB%8C%D8%B1%D9%86+%D9%85%D9%86%D8%A8%D8%B3%D8%B7+%D8%B4%D8%AF%D9%87+%DA%86%D9%86%D8%AF+%D9%84%D8%A7%DB%8C%D9%87+%D8%A7%D8%B2+%D9%85%D9%86%D8%B8%D8%B1+%D8%AE%D8%B5%D9%88%D8%B5%DB%8C%D8%A7%D8%AA+%D8%B3%D8%A7%D8%B2%D9%87+%D8%A7%DB%8C+%D9%88+%D8%B9%D8%A7%DB%8C%D9%82+%D8%AD%D8%B1%D8%A7%D8%B1%D8%AA%DB%8C.html?r=7430