عایق معدنی؛ تفاوتهای اساسی پشم شیشه با پشم سنگ ( و سرباره )(6)

عایق معدنی (پشم شیشه و پشم سنگ)

• مقدمه
• خواص پشم های معدنی
• عایق حرارتی
• عایق بندی صوتی(آکوستیک )
• حفاظت در برابر آتش
• فرآیند تولید
• لجستیک ( نگهداری و جابجایی)
• چرخه عمر پشم شیشه ( مواد اولیه ، نصب ، بهره برداری ، بازیافت )
• ایمنی ، بهداشت و سازگاری با سلامتی
• سایر مزایا

مقدمه

در طراحی سیستم عایقکاری عموما ملاحظات اساسی ذیل مورد توجه قرار می گیرد:

• بیشترین صرفه جویی ممکن با در نظر گرفتن سایر ملاحظات فراهم شود.
• از نظر سلامتی و ایمنی قابل اطمینان باشد.
• دوام داشته باشد.
• آسایش حرارتی و آرامش صوتی تامین شود.

مصالح عایق حرارتی پشم معدنی از الیاف درهم حاصل از مذاب مواد معدنی (شیشه و سنگ) است، بطوریکه ساختار باز و انعطاف پذیری را تشکیل می دهد. که در درون خود هوای ساکن نهفته را در بر دارد. این موضوع باعث شده موادی با کیفیت عملکردی بالا از لحاظ حرارتی، صوتی و خواص مطلوب واکنش به آتش تولید شود که در کاربردهای گوناگون ساخت و ساز مورد استقبال واقع گردد.

دو گونه اصلی پشم معدنی که کاربرد گسترده تری دارند عبارتند از پشم شیشه و پشم سنگ، نوع دیگری که به پشم سرباره موسوم است تفاوت عمده ای با پشم سنگ ندارد.

خواص پشم های معدنی

خواص اصلی این گروه از عایقها ( پشم شیشه و پشم سنگ ) عبارتست از :

• صرفه جویی انرژی: بدلیل هوای ساکن نهفته در درون ساختار عایق، انتقال حرارت در داخل عایق به سختی صورت می گیرد.
• آرامش صوتی: ساختار درهم تنیده الیاف عایق پشم معدنی تبدیل انرژی صوتی را با انواع دیگر انرژی ( ارتعاش و گرما ) تسهیل نموده و آن را مستهلک می نماید.
• ایمنی حریق: از آنجا که عایق پشم معدنی از مواد آلی ساخته نشده ، نمی سوزد و تولید دود نمی کند و خاصیت اصلی خود را به عنوان حرارت حتی در دماهای بالا حفظ می کند.

این ویژگیها، پشم معدنی را به گزینه ایده آلی برای پاسخگویی به الزامات مقررات ساختمان تبدیل نموده است.

عایق حرارتی

هر چقدر مقدار مقاومت حرارتی بزرگتر باشد عایق حرارتی بهتر است.

در این رابطه T  ضخامت عایق و λ ضریب هدایت حرارتی است که مهمترين خصوصيت يك عايق ميباشد

• عایق حرارتی پشم شیشه با دانسیته  kg/m³ 17 و محصول پشم سنگ با دانسیته kg/m³ 30 با ضخامت یکسان تقریبا معادل بوده و حتی اندکی بهتر است.
• در پشم های معدنی، دانسیته ( جرم حجمی) یکی از عوامل موثر در ضریب هدایت حرارتی λ است. چنانکه در نمودار قابل مشاهده است، λ با افزایش دانسیته بهبود یافته ( کاهش می یابد ) حداقل λ در پشم شیشه در محدوده دانسیته kg/m3  60-50 است در حالی که λ در پشم سنگ با دانسیته kg/m3 80 بهینه است.
• در کاربردهای ساختمانی عایق پشم شیشه نسبت به پشم سنگ، طیف متنوع تری از راهکارهای اجرایی مورد نیاز الزامات ساختمانی را پوشش می دهد و کار با آن ساده تر است.

• سبکی پشم شیشه نسبت به پشم سنگ راهکاری پایدارتر به لحاظ زیست محیطی فراهم می آورد هم از جنبه صرفه جویی در فرآیند تولید و هم صرفه جویی انرژی در دوره بهره برداری

عایق بندی صوتی

دانسیته بالا خواص آکوستیکی و جذب صدا را بهبود نمی بخشد و حتی در صورتی که خشکی و انعطاف ناپذیری زیاد باشد رفتار آکوستیکی را بدتر می نماید دانسیته بالا در پشم سنگ و سایر پشم های معدنی، رفتار مناسب آکوستیکی را کاهش می دهد.

عایقکاری صوتی مناسب در طراحی ساختمان مستقیما تابع موارد ذیل است:

• عایق ضخیم تر
• فاصله بیشتر میان صفحات دیوار

یک طراحی خوب فقط در برگیرنده جنس مواد نبوده بلکه جزییات اجرایی مناسب هم بایستی بکار گرفته شود.

چنانکه در نمودار ملاحظه می گردد، میزان افت انتقال صدا در جداره ای که پشم شیشه پرشده در محدوده فرکانسی 250 تا 4000 هرتز بیشتر است.

به منظور پوشش دادن الزامات و مقررات ساختمان در زمینه عایقبندی صدا، دامنه گسترده تری از محصولات پشم شیشه نسبت به پشم سنگ در دسترس و قابل کاربرد است.

بکارگیری محصولات سبکتر پشم شیشه برای بهبود خواص آکوستیک نتایجی بهتر از محصولات سنگین تر از جنس پشم سنگ فراهم می کند.

حفاظت در برابر آتش

پشم های معنی ماهیتا محصولاتی غیر آتشگیر هستند محصولات پشم معدنی (پشم شیشه ، سنگ و سرباره) بدون روکش از نظر رفتار در برابر حریق، عملکردی یکسان دارند یعنی:

• در گروه غیر آتشگیر A₁   یا  A₂  در استاندارد اروپایی طبقه بندی می شوند
• با نماد S1 که به معنی عدم انتشار دود است شناسایی می گردند
• در حالت گداخته چکه نمی کنند و با نماد d₀   مشخص می گردند

لازم به ذكر است بدلیل استفاده از نوعي رزين آلي بعنوان اتصال دهنده پليمري (Binder) در توليد کلیه پشم های معدنی (شيشه ، سنگ و سرباره) كاربرد اين عايق ها در دماي بالاتر از 300 درجه سانتيگراد، با انضمام روکش فلزی (cladding) برای حفظ انسجام الیاف ضروری است. در این صورت کلیه محصولات پشم شیشه تا دمای C ° 600 قابل کاربرد میباشد. البته پشم شیشه D60W كه فاقد رزين ، سفيد رنگ، با يك طرف تور سيمي گالوانيزه و دانسيته    kg/m³  60 است كه  قابليت استفاده در عايقكاري حرارتي لوله هاي با سايز بيشتر از 24 اينچ و همچنين مخازن، بويلرها و غیره را در صنایع گوناگون دارد.

فرآیند تولید

مصالح عایق پشم معدنی از الیاف درهم تنیده که در درون خود هوای ساکن را نگاه می دارند، تشکیل شده اند. مهمتریت تفاوتها در فرآیند تولید در مواد اولیه و شیوه الیاف سازی است.

• مواد اولیه پشم شیشه: مواد اولیه شیشه ترکیبی دقیق از اکسیدهای عناصر با تلرانسی در حدود 0.004   ( یا 0.4  درصد ) است که با نسبتهایی از مواد معدنی ( نظیر فلدسپار و دولومیت با عیار معین ) و مواد اولیه صنعتی (نظیر کربنات سدیم و براکس با خلوص دقیق) تامین می گردد. چنین فرمولاسیونی تضمین کننده ثبات و یکنواختی ترکیب مواد اولیه شیشه سازنده الیاف می باشد.

• مواد اولیه پشم سنگ ( و سرباره ): ترکیبی از سنگهای آذرین ( از جمله بازالت، گابرو، کماتیت و غیره که تنوع گسترده ای از نظر ترکیب شیمیایی دارند ) خاک رس و آهک که کلا معدنی و با عیار گوناگون بوده و لذا پایداری و ثبات فرمول مواد اولیه امکان پذیر نیست.
• الیاف سازی پشم شیشه : سیستم الیاف ساز در فرآیند پشم شیشه به گونه ای است الیاف ظریف، طویل و یکنواخت با میانگین قطر 5 میکرون و تلرانس کم استحصال می گردد . به این ترتیب که شیشه مذاب با عبور از سوراخهایی با قطر معین که بر سطح جانبی یک استوانه ( اسپینر ) تعبیه شده و کشیده شدن توسط هوای فشرده تحت دمای مشخص و شرایط کنترل شده به الیافی بلند و یکنواخت تبدیل می گردد .

• الیاف سازی پشم سنگ ( و سرباره ) : در این سیستم جریانی از مذاب از بالا به روی سه محور در حال چرخش ریخته که جهت چرخش آنها بر عکس یکدیگر است . به این ترتیب بخشی از مذاب با نشستن روی محور ها کشیده شده و به الیافی کوتاه تبدیل شده و بخشی نیز تحت نیروی گریز از مرکز به بیرون پرتاب شده و از فرایند الیاف سازی می گریزد . به این بخش شات ( shot ) گفته می شود . قطر و طول الیاف گستره تغییرات زیادی داشته و تحت تغییرات فرولاسیون ، دما و سایر شرایط فرآیند ، غیر قابل کنترل است .

بطور خلاصه در پشم شیشه، تمام مواد اولیه ذوب شده و به الیاف تبدیل می گردد . در حالی که در پشم سنگ، بیش از 5 تا 35 درصد از مواد اولیه پس از ذوب به ذرات غیر الیافی( shot ) تبدیل می گردد . پشم شیشه نسبت به پشم سنگ با دانسیته یکسان از نظر مقاومت حرارتی ( ضریب هدایت حرارتی ) عملکرد بسیار بهتری دارد . و نهایتا چنانکه در نمودار تغییرات λ به دانسیته ملاحظه می شود ، پهنای منحنی پشم شیشه بسیار کمتر است که به مفهوم تلرانس کم و یکنواختی بیشتر پشم شیشه است

لجستیک ( جابجایی و انبارش )

درجه فشردگی مصالح عایق از لحاظ لجستیک بسیار مهم است .

پشم شیشه انعطاف پذیرتر و تراکم پذیر تر از پشم سنگ است لذا هزینه های حمل و انبارش این محصول بسیار کمتر است . اختلاف میزان تراکم پذیری به 5 برابر می رسد . که این موضوع به دلیل ساختار یکنواخت الیاف پشم شیشه است . به این ترتیب پشم شیشه ای که به نسبت  حجم اسمی متراکم شده است ، در زمان استفاده بدون تخریب فیزیکی به حجم اولیه باز می گردد در حالی که فشرده سازی پشم سنگ به میزانی بسیار کمتر ، باعث تخریب آن می گردد .

چرخه عمر پشم شیشه

الف – مواد اولیه

• عمدتا بر پایه ماسه و تا 75 درصد شیشه بازیافتی در تولید آن قابل استفاده است .

یک متر مکعب مواد اولیه به 150 متر مکعب محصول نهایی تبدیل می شود .

ب – نصب

• پشم های معدنی سالم و ایمن بوده و نصب آنها آسان است .
• تنها عايق پشم شيشه به لحاظ مواد اوليه ( شيشه ) ‌نسبت به عوامل محيط خارجي نظير هوازدگي مقاوم است و طول عمر بسيار زيادي داشته و  به دليل عدم استفاده از مواد اوليه اي نظير سنگ و نمك در فرآيند توليد دچار هوازدگي نشده و نتيجتا” الياف آن تبديل به پودر نگرديده و ريزش نمي نمايند .

• پشم شيشه بعنوان يك عايق كارآمد و درعين حال ارزان جهت ايزولاسيون حرارتي و صوتي در صنايع مختلف نظير ساختمان ، تاسيسات ، نيروگاهها ، سيمان ، نفت ، گاز و پتروشيمي و لوازم خانگي ( نظير اجاق گازها ) مي تواند مورد استفاده قرار گيرد .

ج – پیامدهای زیست محیطی در دوره بهره برداری

• با کاربرد هر تن پشم شیشه ، 6 تن گاز CO₂  کمتر انتشار می یابد که این موضوع در انطباق کامل با مقررات منطقه ای و بین المللی  منع انتشار گازهای آلاینده در ساختمان است .

بکار گیری عایقهای پشم معدنی این امکان را فراهم می کند که انرژی کمتری در ساختمان مصرف شده و در نتیجه CO₂ کمتری در هوا انتشار یابد .

هر متر مربع عایقکاری با پشم شیشه به ضخامت 45 میلیمتر :  170 برابر انرژی بکار رفته در تولید آن را صرفه جویی کرده و 160 برابر دود CO₂  حاصل از تولید خود را کاهش میدهد .

هر متر مربع عایقکاری با پشم سنگ به ضخامت 45 میلیمتر : 100 برابر انرژی مورد استفاده در تولید خود را صرفه جویی و 70 برابر دود CO₂  حاصل از تولید خود را کاهش میدهد .

د – بازیافت و بکارگیری مجدد

• پشم معدنی محصولی با منشا معدنی بوده و عاری از مواد سمی و ضد آفت و آلودگیهای شیمیایی است . همچنین از لحاظ شیمیایی خنثی و اشتعال ناپذیراست
• استفاده مجدد از پشم شیشه پس از یک دوره بهره برداری و تعمیرات اساسی امکان پذیر است همچنین می تواند مجددا در فرآیند تولید به محصولات جدید تبدیل شود .

ایمنی ، بهداشت و سازگاری با سلامتی

کلیه تولیدات پشم های معدنی دارای گواهینامه EUCEB (European Certification Board for Mineral Wool Products ) می باشند که مفاهیم ذیل را در بر دارد :

الف – محصولات پشم معدنی تحت گواهی به عنوان ” مواد  نامضر” برای سلامتی محسوب می شوند چرا که از لحاظ انحلال پذیری فیزیکوشیمیایی این محصول در مایعات بدن  با دایرکتیو  97/ 69 /EEC  انطباق داشته و این البته به معنی عدم سرطانزایی نیز می باشد . عايق هاي الياف معدني خصوصا” پشم شيشه به رغم تصور عامه عاري از آزبست  بوده و از نظر سلامتي و بهداشت و سلامت كار را دارد . اين موضوع در پايگاههاي اينترنتي سازمان بهداشت جهاني ( WHO ) و آژانس بين المللي تحقيقات سرطان ( IARC ) وابسته به سازمان ملل قابل تحقیق است :

www.WHO.int

www.IARC.fr

http://monographs.iarc.fr/ENG/Classification/index.php

ب – EUCEB گواهینامه اروپایی مستقلی است که ارزیابی سخت گیرانه ای نسبت به انطباق کالا با دایرکتیو مربوطه انجام می دهد .

ج – به عنوان ضمانت عمومی گواهینامه ،روی بسته بندی محصولات پشم معدنی بایستی لیبل EUCEB الصاق گردد . این لیبل به کاربر در رابطه با  سلامتی کالا اطمینان می دهد .

پشم شیشه دارای تاييديه از مراجع ذيصلاح داخلي مانند معاونت سلامت محيط كار ( وابسته به وزارت بهداشت ، درمان و آموزش پزشكي ) و بخش بهداشت ، ايمني و محيط زيست ( HSE ) شركت ملي صنايع پتروشيمي است.

سایر مزایا

• پشم شیشه بدلیل عدم استفاده از مواد اولیه حاوی نمک کلر ، فاقد یون کلر ( Cl⁺  ) می باشد . یون کلر از جمله عوامل خوردگی سطحی لوله و تاسیسات فلزی عایق شده است .
• پشم شيشه برخلاف ساير پشم هاي معدني كه داراي پايه معدني خاكي ( نظير بازالت و رس ) مي باشند ، محیط مناسبی برای رشد گياهان ،‌ ميكروب ، قارچ و باكتري نیست .
• جذب رطوبت توسط پشم شیشه در محیطی با رطوبت نسبی 90 درصد ، حداکثر 0.1 ٪ است .

عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛ عایق معدنی؛