بخشی از مقاله
خلاصه
عایقهاي حرارتی در اجزاي مختلف پوسته ساختمان - دیوارهاي خارجی، بام و ک ف پایینترین طبقه - به کار برده میشوند تا موجب صرفه جویی در مصرف انرژي جهت گرمایش و سرمایش فضاهاي داخلی سا ختمان گردند. عایقهاي حرارتی به لحاظ ساختار فیزیکی به ش کلهاي تختهاي، پتویی، شکل یافته در محل و فلهاي تقسیم میشوند. عایقهاي فلهاي، فراورده هاي عایقی هستند به اشکال دانها ي، الیافی یا پودري که از طریق ریختن دستی یا دمیدن به وسیله ت جهیزات پنوماتیک در اتاقک زیرشیروانی یا دیوار دوجداره بدون استفاده از ماده چسباننده اجرا می شون د. انواع عایق هاي فله اي عبارتند از: پشمهاي معدنی، پرلیت منبسط ، ورمیکولیت متورق، سبکدانه رس منبس ط و غیره. در این مقاله نتایج پروژه "بررسی مشخص ات و خواص انواع عایقهاي فلهاي" که مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازي انجام شده است، ا رائه میشود. علاوه بر معرفی این عایق ها، نتایج آزمونهاي انجام شده در مورد عایق فلهاي سبکدانه رس منبسط به همراه تحلیل نتایج ارائه شده است.
1. مقدمه
انواع متداول عایقهاي فلها ي عبارتند از : پشمهاي معدنی، پرلیت منبسط، ورمیکولیت متورق، سبکدانه رس منبسط و غیره. از مزایاي این نواع عایقها اجراي آ سان، قیمت ارزان و مناسب و مقاومت در برابر حملات قارچی است. معایب این نوع عایق ها شامل تجمع گرد و غبار در طی چند دهه، متراکم شدن و ن شست برخی از انوااع این عایقها یا پ رشدن بسته هاي ه وایی و در نهایت کاهش مقاومت حرارتی، نداشتن بخاربند، جابه جایی در اتاقک زیر شیروانی از طریق حرکت ه وا به دلیل سبک بودن است.[1]
عایقهاي حرارتی فلهاي به دو دسته پشمهاي معدنی و سبکدانهها تقسیم میشوند. پشم معدنی واژه عمومی براي عایق پشم مانندي است که از ذوب کردن سنگ، شیشه و یا سرباره حاصل میشود. سبکدانه هاي مورد استفاده در عایق فلهاي دو نوعند: سبکدانه هاي طبیعی و مصنوعی. سبکدانه هاي طبیعی معمولا از سنگ هاي آتشفشانی متخلخل مانند پومیس و اسکوریا تشکی ل میشوند. در بی ن سبکدانههاي مص نوعی سه نوع پرلیت منبسط، ورمیکولیت متورق، سبکدان ه رس منبسط متداولترند.[10-2]
2-2 پش م سنگ ١: پشم سنگ مادهاي معدنی است که از الیاف بسیار نازك سنگ هاي آتشفشانی مانند بازالت و دولومیت به همراه مق داري سرباره کورههاي آهنگدازي، ساخته میشود. سنگ در دماي 1600 درجه سلسیوس ذوب شده و بر روي غلتکهایی که با س رعت زیاد می چ رخند، ریخته میشود و این سنگ مذاب به الیاف بسیار نازك تبدیل میشون د. خواص عایق کاري حرارتی، صوتی و مقاومت در برابر آتش خوبی از خود نشان میدهد. پشم سنگ را میتوان با چگالی هاي مختلف تولید نمود.
این عایق حرارتی باعث خوردگی در مصالح ساختمانی نمیشود. مقاومت این فراورده در برابر رارت تا 800 درجه سلسیوس است. این فراورده براي عایقکاري حرارتی صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی، خطو ط لوله و فرآیندهایی که دماي آنها بیش از 200 درجه سلسیوس می باشد، مناسب است. از این محصول به عنوان عایق حرارتی و صوتی و نیز جلوگیري از سرایت آتش در محلهایی استفاده میشود که هندسه نامنظمی دارند.[17]
3-2 پشم سرباره٢ : پشم سرباره از الیاف تولید شده از سرباره مذاب کورههاي ذوب آهن ساخته میشود. سرباره مورد استفاده در تولید این مواد از محصولا ت جانبی کوره بلند آهنگدازي است که پس از استخراج آهن از سنگ هماتیت به دست می آید. سرباره در کارخانه تولید پشم سرباره در دماي 1400 درجه سلسیوس تبدیل به الیاف میشود. ماده اصلی تشکیل دهنده آن SiO2 است که تقریباً %40 پشم سرباره را تش کیل می دهد. [18] ویژگیها براي فراوردههاي پشم معدنی فلهاي: ویژگی پشم معدنی فلهاي مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره 14157-1 با عنوان "مصالح ساختمانی - فراوردههاي عایقکاري حرارتی- پشم معدنی فلهاي شکل یافته در مح ل قبل از نصب ویژگیها" است. جداول عملکرد در این استاندارد سه کاربرد مختلف شامل عایق اتاقک زیر شیر وانی، عایق دیوار بن یی دو جداره ، عایق قاب را ارائه میدهد.[26]
الزامات براي تمام کاربردها شامل موارد زی ر است: مقاومت حرارتی و ضریب هدایت حرارتی باید در دماي متوس ط مرجع 10 در جه سلسیوس اندازهگیري شود. مقاومت حرارتی، RD، همیشه باید اعلام شو د. ضریب هدایت حرارتی، D، در صورت امکان باید اعلام شود. در الزامات براي نشست تفاوت بین سه کاربرد وجود دارد. براي اتاقک زیر شیروانی اعلام باید بر اساس نشست مورد انتظار در 25 سال بعد از نصب، باشد. در دیوارهاي بنایی و ساختمانهاي قابدار از آنجا که دوباره پر کردن این ساختمانها مش کل یا غیرممکن است، هیچ نشستی قابل پذیرش نیس ت و حداقل چگالیهاي معین شده براي جلوگیري از نشس ت باید به کار رود. این چگالیها به نوع سازه و شرایط اقلیمی بستگی دارد.
اعلام طبقه واکنش فراورده در برابر آتش الزامی است و هم یشه مشمول برچسب گذاري این استاندارد میشود. عملکرد واکنش در بر ابر آتش فراوردههاي پشم معدنی با گذشت زمان تغییر نمی کند. طبقه بندي واکنش در برابر آتش این فراورده به مقدار مواد آلی بستگی دارد که با گذشت زمان افزایش نم ییابد. ضریب هدایت حرارتی فراوردههاي پشم معدنی با گ ذشت زمان تغییر نمیکند. تجربه نش ن داده است که ساختار الیاف پایدار است و فضاهاي خ الی، حاوي هواي محیط است.
دوام مقاومت حرارتی به دوام ضخامت عایق ن صب شده وابسته است که تحت تاثیر نشست است .[26] الزامات براي کاربردهاي ویژه شامل ضریب مقاومت در برابر جریان هوا، جذب آب، مقاومت در برابر نفوذ بخار می باشد.[26] ویژگیها براي فراوردههاي پشم معدنی فلهاي نصب شده، مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره14157- 2با عنوان "مصالح ساختمانی- فراوردههاي عایقکار ي حرارتی- پشم مع دنی فلهاي شکل یافته در محل- فراوردههاي نصب شده - ویژگیها" است .[27]
3. خواص و ویژگیهاي سبکدان ه هاي فله اي
1-3 پرلیت منبسط٣: این ماده سنگ سیلیسی طبیعی آتش فشان ی منبسط شده در اثر حرارت است. انبساط پرلیت به دلیل وجود 2 تا 6 در صد آب در ساختار آن است. هنگامی که این ماده به سرع ت تا دماي 900 تا 1000 درجه سلسیوس حرارت داده میشود، در اثر ایجاد بخار در داخ ل آن منبسط میگردد. کاربري عمده عایقهاي فلهاي پرلیتی ، عایق کاري حرارتی مخازن روغن، گاز و بخار، مبدل هاي حرارتی، خطوط لوله کشی بخار، دیگها و بویلرها، اگزوزها و غیره است. پرلیت اشتعال ناپذیر است. براي عایقکاري مصار ف فوق گرم و فوق سرد مناسب است . براي سلامت فردي و محیط زیست خطري ندارد.[1]
پرلیت منبسطی که بدون نیاز به هر نوع عملآوري به عنوان عایق فلهاي استفاده میشود سنگدانه پرلیت نامیده میشود. پرلیت منبسط بسته به کاربرد انواع مختلفی دارد که شامل موارد زیر است: پرلیت روکش دار - دانههایی که داراي روکش است - ، پرلیت آبگریز - برا ي ارایه خواص آبگریزي ویژه عملآور ي میشود و در جاهاییکه به دفع آ ب یا رطوبت نیاز است کاربرد دارد - و پرلیت پیش آمیخته - با چسبانندهها از پیش مخلوط ش ده - است تا مصالح چسبیده در کاربردهاي نهایی را تشکیل دهد.[28]
ویژگیها براي پرلیت منبسط به عنوان فراورده فلهاي عایق کاري حرارتی: ویژگیهاي این فرآورده مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره -1 11062 با عنوان "مصالح ساختمانی، فراوردههاي عایقکاري حرارتی اجرا شده در جا از پرلیت منبسط- قسمت اول: فراوردههاي فلهاي و چسبیده قبل از نصب- ویژگیها" است. در این استاندارد الزامات براي چهار نوع فراورده پرلیت منبسط شامل سنگ دانه پرلیت، پرلیت روکشدار، پرلی ت آبگریز و پرلیت آماده براي عایق اجرا شده درجا، براي کاربردهاي بام، سق ف، دیوار و کف بیان میگردد.[28]
الزامات براي تمام کاربردها شامل موارد زیر ا ست: مقاومت حرارتی و ضریب هدای ت حرارت: مقاومت حرارتی و ضریب هدایت حرارتی باید در دماي متوسط مرجع باید 10 درجه سلسیوس اندازهگیري شود. ضریب هدایت حرارتی براي پرلیت منبسط به طور معمول د ر محدوده 0/3 W/ m.K تا 0/06W /m.K قرار دارد. چگالی انبوهی فله باید در محدوده % ±15 از مقدار اعلام شده توسط تولید کننده، باشد. چگالی اغلب فراوردههاي پرلیت منبسط فلهاي در محدوده 30 kg/m3 تا 180 kg/ m3 قرار دار د. اندازه ذره باید با اندازههاي دو الک مشخص شود که بخش اصلی مواد بین آنها قرار داشته و دانهها بزرگتر یا کوچکتر باید با دانههاي زیر اندازه و دانه هاي بیش اندازه مط ابقت داشته باشند. اندازه دانهها معمولاً در محدوده 0 m تا mm 16 خواهد بود.
مقدار دانههاي کوچکتر از اند ازه نباید بیشتر از % 15 وزنی باشد و مقدار دانههاي بزر گتر از اندازه نباید بیشتر از 10% وزنی باشد. از نظر واکنش در برابر آتش، فراوردههاي پرلیت منب سط بدون آزمون به صورت فراوردههاي طبقهA1 دسته بندي میشوند. ع ملکرد آتش بر پرلیت منبسط با گذشت زمان تغییر نمیکند. ضریب هدایت حرارتی فرآورده با گذشت زمان و همچنین با ضخامت عایق به دلیل ناچیز بودن نشست تغییر نمیکند.
مقاومت فشاري پرلیت منبس ط با گذشت زمان تغییر نمیکند. پرلی ت منبسط ساختار سلولی پایداري دارد.[28] الزامات براي کاربردهاي ویژه شامل مقدار دف ع آب پرلیت آبگریز، در کاربردهاي باربري، مقاومت در برابر خردشدگی می باشد.[28] ویژگیها براي فراوردههاي پرلیت منبسط در استاندارد ایران به ش ماره11062-2با عنوان مصالح ساختم انی، فراوردههاي عایق کاري حرارت ی، اجرا شده درجا از پرلیت منبسط- قسمت دوم: فراوردههاي اجرا شده- ویژگیها" ارائه شده است.[29]
2-3 ورمیکولیت متورق١: عایق فلهاي است که از انبساط یا لایه لایه شدن یک کانی طبیعی میکایی به وسیله حرارت دادن به دست میآید. ورمیکولیت تحت تاثیر شوك حرارتی - دماي 650 الی 1000 درجه سلسیو س - حدود 20 تا 4 0 برابر حجم اولیه افزیش حجم یافته و ورقه ورقه میشود. آن از %90 هواي محبوس تشکیل شده و عایق حرارتی خوبی است و از نظر شیمیایی خنثی و نسًبتا نسوز - مقاوم در برابر آتش - می باشد.[1]
ورمیکولیت متورقی که بدون هرگونه عمل آوري یا روکش سطحی، به عنوان عایق فلهاي در فضاهاي خالی دیوار، بام و سقف ، یا براي مخلوط کردن در محل، با طرح اختلاط معین با مواد چسباننده به عنوان لایه س طحی به کار میرود سنگدانه ورمیک ولیت نامیده میشود. ورمیکولیت متورق بسته به کاربرد انواع مختلفی دارد شامل: ورمیکولیت روکشدار - ورمیکولیت متورقی که داراي روکش اس ت - ، ورمیکولیت آبگریز - ورمیکولیت متورقی که براي ایجاد خواص آبگریزي ویژه عملآو ري میشود و در جاهایی استفاده م یشود که دفع آب یا رطوبت مورد نیاز است - ،
ورمیک ولیت آماده - ورمیکولیت متورقی که از پیش با چسباننده مخلوط میشود و نیاز به افزودن آب یا سایر مواد در مح ل دارد، تا فراورده عایق در محل هم به خود و هم به سطح بام، سقف، دیوار یا کف بچسبد - . ویژگیها براي ورمیکولی ت متورق به عنوا ن فراورده فلهاي و متصل شده: ویژگی هاي این فراورده مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره -1 11427با عنوان "مصالح ساختمانی- فراوردههاي عایقکاري حرارتی اجرا شده درجا از ورمیکولیت متورق- قسمت اول: فراوردههاي فل هاي و متصل شده قبل از نصب- ویژگیها " است .[30]
در این استاندارد الزامات براي چهار نوع فراورده ورمیکولیت متورق شامل: سنگدانه ورمیکولیت، ورمیکولیت روکشدار، ورمیکولی ت آبگریز و ورمیکولیت آماده - پیش آمیخته - که حاوي کمتر از یک درصد مواد آلی براي عایقکاري بامها، سقفها، دیوارها و کفها است بیان میگر دد. الزامات براي تمام کاربردها شامل موارد زیر است:. ضریب هدایت حرارتی براي ورمیکولیت متورق معمولاً در محدوده 0/05 W/mK تا W/mK 0/08 قرا ر دارد.
چگالی انبوهی فله باید در مح دوده ±15% مقدار اعلام شده توسط تولید کننده، باشد. اغلب فراوردههاي ورمیکولیت متورق در محدوده 50kg/m3 تا 180kg/m3 قرار دارند. اندازه ذرات باید با اندازههاي دو الک مشخص شود که بخش اصلی مواد بین آنها قرار داشته و دان هها بزرگتر یا کوچکتر باید با دانههاي زیر اندازه و دانههاي بیشاندازه مطابقت داشته باشند. اندازه دانهها معمولاً در محدوده 32mm تا 0mm است. مقدار دانههاي کوچکتر از اندازه نباید بیشتر از 15% وزنی باشد و مقدار دانههاي بزرگتر از اندازه نباید بیشتر از 10% وزنی باشد. از نظر واکنش در برابر آتش، فراوردههاي ورمیکولیت متو رق بدون آزمون به صورت فراورده هاي طبقه A1 طبقه بندي میشوند.
