تاریخچه :
انقلاب صنعتی سده ۱۹ تا اوائل قرن بیستم به ایده ها و ابداعات بی شماری انجامید که پیامد آن دگرگونی در شیوه زندگی انسان بود. یکی از این ابداعات پیشرو و انقلابی، تبدیل شیشه - قدیمی ترین و در دسترس ترین ماده تهیه شده توسط بشر - به الیاف بود.
در سال ۱۹۳۲ محققی جوان بنام “ دیل کلیست ” در حال جوش دادن قطعاتی از شیشه به منظور ایجاد محفظه خلأ بود که لوله هوای فشرده بطور اتفاقی به شیشه مذاب برخورد کرد و پیامد آن ایجاد الیاف ظریفی از جنس شیشه بود که این موضوع بعداً توسط محققی بنام گیم ایسلتر مورد مطالعه و تحقیق بیشتر قرار گرفت و از آن زمان تا کنون پیشرفتهای شایانی در ارتباط با تولید انبوه این محصول صورت گرفته است.
۲- مواد اولیه و فرآیند تولید
پشمشیشه بهترین عایق شناخته شده در گروه پشم معدنی (Mineral Wool ) است که مواد اولیه آن متشکل از کانیهای معدنی شامل سیلیس (فراوان ترین ماده موجود در پوسته زمین)، فلدسپار، دولومیت، آهک، بوراکس و … میباشد. این مواد در فرایندی که به تل موسوم است به الیاف شیشه تبدیل می گردند طی این فرآیند مواد اولیه مذکور در کوره شیشه ذوب شده و مذاب حاصل با عبور از روزنه های استوانه ای دوار به کمک شعله و هوای فشرده کشیده شده و به الیافی ظریف و با خاصیت ارتجاعی تبدیل می گردند.
الیاف حاصلهسپس به نوعی رزین آغشته شده و انباشت این الیاف در یک تونل حرارتی تحت حرارت و بار مکانیکی مناسب به ضخامت و دانسیته مطلوب رسیده و برش و بسته بندی می گردد.
۳- مکانیزم ایزولاسیون حرارتی با پشمشیشه
اختلاف درجه حرارت در داخل و خارج از ساختمان انتقال حرارت از طریق دیوارها، سقف، کف و سایر اجزا، ساختمان را باعث می گردد.
جریان گرما از محل گرمتر به محل سردتر به سه طریقه جابجا می گردد که عبارتند از هدایت (Conduction)، همرفت (Convection) و تابش (Radiation) همرفت و تشعشع در سطوح داخلی و خارجی بنا عوامل انتقال گرما (یا سرما) بوده و پس از آن هدایت حرارتی عامل اصلی انتقال جریان گرما در دیوارها، سقف و کف ساختمان است.
وجود یک لایه عایق حرارتی پشمشیشه در یک جداره که طرفین آن را اختلاف دمای درون و بیرون ساختمان احاطه ماده تشعشع گرمایی را به شدت محدود کرده و همچنین با ایستا کردن هوای محبوس در سلولهای کوچک ایجاد شده در لابلای الیاف عملاً جریان همرفت یا Convection را متوقف نموده و از آنجا که ضریب هدایت حرارتی هوا در حالت ایستا است و الیاف شیشه نیز از رسانایی بسیار کمی برخوردارند، انتقال حرارت در جداره مذکور را به 1/35 حالت فاقد استفاده از عایق کاهش می دهد.
۴- چرا عایقکاری با پشمشیشه بهترین گزینه است ؟
امروزه درک لزوم عایقکاری برای همگان میسر است اما دلیل اقبال عمومی و روز افزون به تولید و مصرف عایقهای پشمشیشه در ممالک صنعتی و مترقی چیست ؟ با نگاهی به ویژگیهای ماهوی پشمشیشه و مزیتهای این کالای ارزشمند به درک بهتر موضوع نائل خواهیم شد.
۴-۱ - ضریب انتقال حرارت (Valueλ)
هدایت حرارتی عایق پشمشیشه با دو عامل ضخامت و دانسیته رابطه معکوس دارد. چنانچه در عایقکاری در مورد ضخامت عایق با محدودیت روبرو باشیم استفاده از عایق پشمشیشه با دانسیته بالاتر توصیه می شود. چگالی پشمشیشه با مقاومت حرارتی آن تا محدوده ۷۰ کیلوگرم رابطه مستقیم دارد بدین معنی که استفاده از عایقی با این چگالی از نظر حرارتی کاراترین و از نظر اقتصادی به صرفه ترین است. این موضوع باعث شده است که هزینه عایقکاری با پشمشیشه از گروه پشم های معدنی در مقایسه با سایر زیر مجموعه های این گروه بیش از ۴۰ درصد کاهش یابد در حالیکه عملکرد کل حفظ شده است.
لازم به ذکر است که عایقهایی با محدوده دانسیته مذکور از سختی و فشردگی برخوردار بوده و براحتی می توان بارهای متعارف در ساختمان و تأسیسات را تحمل نماید. لیکن حسب تقاضا کالاهایی پشمشیشه با دانسیته kg/m۳ ۱۴۰ نیز قابل تولید است.
۴-۲- خاصیت جذب صوت
در یک طراحی صحیح در اجزا، ساختمان اسفاده از پشمشیشه تا ۳۰ دسی بل صدا را کاهش می دهد این در حالی است با کاهش هر ۵ دسی بل، شدت صوت به نصف کاهش می یابد این کاهش ناشی از افت انتقال صدا (TL) و از ویژگیهای بارز این ماده است. ضریب جذب صدا (ـ) در پشمشیشه بدلیل ظرفیت الیاف متشکله آن، بیش از ۹/۰ در محدوده فرکانسهای آزار دهنده است.
۴-۳- رفتار در برابر آتش
یک عایق خوب در حالیکه از ویژگیهای مطلوب عدم انتقال حرارت و صوت برخوردار است، بسیار اهمیت دارد که چنانچه در معرض گرمای غیر متعارف قرار گیرد (چیزی که در اماکن مسکونی، اداری و آموزشی بسیار محتمل اس)، اولاً شعله ور نشده و به گسترش آتش کمک نکند و ثانیاً عاری از انتشار گازهای سمی و مهلک باشد. بر اساس استاندارد های معتبر اروپا و آمریکا پشمشیشه بدین لحاظ در گروه A (غیر آتشگیر) قرار دارد و علاوه بر اینکه بر حسب ماهیت، هیچگونه گاز سمی آزاد نمی کند، در مواقع آتش سوزی، می تواند با حفاظت سازه فلزی ساختمان از گرمای زیاد و بنابراین خمیری شده و کاهش مقاومت مکانیکی آن و مالاً فرو ریختن بنا، تا ساعتها جلوگیری نماید.
۴-۴- سلامت کاری در عایقکاری با پشمشیشه
آزبست با وجود استفاده گسترده در ساختمانی از جمله سقفهای کرکره ای موقت و لوله های بخاری سرطان زا بوده و سلامتی انسان را تهدید می کند، لیکن بر خلاف تصور عامه در تولید الیاف معدنی از جمله پشمشیشه به هیچ عنوان و با هیچ نسبتی از ماده آزبست استفاده نمی شود.
در طبقه بندی سازمان بهداشت جهانی و آژانس بین المللی تحقیقات سرطان (IARC) وابسته به سازمان ملل که موارد را به لحاظ ریسک سلامتی به پنج گروه طبقه بندی نموده است، پشمشیشه در گروه ۳ یا ‹‹ غیر قابل تلقی به سرطان زایی ›› و همطبقه با چای قرار دارد. این در حالی است که در طبقه ۱ آزبست و استعمال سیگار قرار داشته و صریحاً سرطان زا عنوان شده است.
مشخصات فنی و خصوصیات انواع عایقهای حرارتی و صوتی پشمشیشه به عنوان یکی از سه زیر مجموعه عایق های الیافی (Mineral Wool) بشرح ذیل میباشد :
وزن مخصوص (دانسیته) : پشمشیشه به دلیل دارابودن شبکه الیافی ظریف و بلند (حدود ۵ میکرون) و امکان نگهداری هوا در بین الیاف شیشه در دانسیته های مختلف قابل تولید میباشد. این محدوده بین ۱۰ تا ۱۱۰ کیلوگرم برمتر مکعب را شامل می گردد. نکته اساسی قابل توجه در این خصوص میزان اپتیمم این شاخص و ارتباط آن با فاکتور ضریب هدایت حرارتی (k ({مهمترین خصوصیت یک عایق } میباشد که در مورد پشمشیشه حدود دانسیته ۵۰- ۶۰ کیلوگرم بر مترمکعب است این بدین معناست که بهترین یا بعبارتی کمترین ضرایب هدایت حرارتی (حدود w/m°c ۳۱ ۰/۰) دراین محدوده بدست می آید که این رقم برای سایر پشم های معدنی مثل پشم سنگ و سرباره در دانسیته های بالاتر از ۸۰ حاصل می گردد که این امر می تواند از حیث اقتصادی و قیمت تمام شده کالا بسیار حائز اهمیت باشد. اصولا در تولید سایر پشم های معدنی بدلیل نوع خواص مواد اولیه مورد استفاده، امکان الیاف سازی (بصورت ظریف و بلند) به شکل کامل وجود ندارد بهمین دلیل امکان استحصال در دانسیته های پایین غیر ممکن میباشد.
مقاومت حرارتی : بطور کلی پشم های معدنی از جمله پشمشیشه به لحاظ رفتار در برابر آتش دارای بالاترین مشخصات استانداردهای آتش بوده که برخی از آنها بشرح ذیل ارائه می گردد:
BS ۴۷۶ - Class ۰
DIN ۴۱۰۲ - Class B۱
ISO ۱۱۸۲ - Non Combustible
همچنین پشمشیشه مطابق استاندارد ملی ایران (۲- ۷۲۷۱) جزء مواد نسوز یا غیر قابل سوختنی (گروه A۱ یا A۲ طبقه بندی مصالح و فرآورده های ساختمانی) دسته بندی شده است.
لازم به ذکر است استفاده از نوعی رزین آلی با نام فنولیک بعنوان اتصال دهنده پلیمری (Binder ) در تولید پشمشیشه، پشم سنگ و پشم سرباره موجب گردیده کاربرد این عایق ها به دمای حدود ۳۰۰ درجه سانتیگراد تقلیل یابد ولی محصول D۶۰W این شرکت که فاقد رزین، سفید رنگ، با یک طرف تور سیمی گالوانیزه و دانسیته ۶۰است قادر به تحمل دمای حدود ۶۰۰ درجه سانتیگراد میباشد که قابلیت استفاده در عایقکاری حرارتی لوله های با سایز بیشتر از ۲۴ اینچ و همچنین مخازن، بویلرها و... را دارد.
تاثیرات زیست محیطی : عایق های الیاف معدنی خصوصا پشمشیشه به رغم تصور عامه عاری از آزبست بوده و از نظر سلامتی و بهداشت همخوانی با محیط زیست و سلامت کار را دارد. این موضوع در پایگاههای اینترنتی سازمان بهداشت جهانی (WHO) و آژانس بین المللی تحقیقات سرطان (IARC) وابسته به سازمان ملل قابل بررسی است
همچنین تاییدیه های اخذ شده از مراجع ذیصلاح داخلی مانند معاونت سلامت محیط کار (وابسته به وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی) و بخش بهداشت، ایمنی و محیط زیست (HSE) شرکت ملی صنایع پتروشیمی گواه دیگری بر این ادعاست.
تاثیر پذیری محیط : تنها عایق پشمشیشه به لحاظ مواد اولیه (شیشه) نسبت به عوامل محیط خارجی نظیر هوازدگی مقاوم است و طول عمر بسیار زیادی داشته و به دلیل عدم استفاده از مواد اولیه ای نظیر سنگ و نمک در فرآیند تولید دچار هوازدگی نشده و نتیجتا الیاف آن تبدیل به پودر نگردیده و ریزش نمی نمایند.
همچنین از نظر میزان جذب رطوبت نیز همانند سایر پشم های معدنی دارای قابلیـت مناسب میباشد بطوریکه در رطوبت نسبی حدود ۹۰%، به میزان ۱/ ۰درصد از حجـم خود رطوبت جذب می نماید.
دامنه کاربردها : پشمشیشه بعنوان یک عایق کارآمد و درعین حال ارزان جهت ایزولاسیون حرارتی و صوتی در صنایع مختلف نظیر ساختمان، تاسیسات، نیروگاهها، سیمان، نفت، گاز و پتروشیمی و لوازم خانگی (نظیر اجاق گازها) می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
سایر مزایا :
الیاف پشمشیشه دارای خواص جذب صوت فوق العاده ای در بین عایقهای الیافی میباشد.
رشد گیاهان، میکروب، قارچ و باکتری در پشمشیشه برخلاف سایر پشم های معدنی که دارای پایه معدنی خاکی (نظیر بازالت و سیلیکات) میباشد امکان پذیر نمیباشد
امکان تولید عایق پیش ساخته نظیر سه راهی، زانویی و قالب شیر تنها در عایق حرارتی پشمشیشه وجود دارد.
پشمشیشه دارای قابلیت فشردگی (Compressability) فوق العاده میباشد بطوریکه تا حدود مشخصی در زیر بارگذاری خواص خود را حفظ می نماید و این به دلیل شکل و نوع شبکه الیافی آن است. انواع دیگر عایق های الیافی در بارگذاری دچار تخریب فیزیکی می گردند.
انواع پشم شیشه و شاخصهای فنی آن
الف) انواع پشم شیشه:
پشم شیشههای موجود در بازار ایران غالباً به سه نوع تقسیم و با نامهای زیر تولید میگردند:
پشم شیشه رولی (پتویی)
پشم شیشه پانل (تختهای)
عایق لوله (عایق پیشساخته)
ب) شاخصهای فنی:
مهمترین عامل در هنگام خرید جهت بهرهوری بهتر از پشم شیشه، مشخصات فنی آن است که بصورت زیر تعریف میگردد:
۱ـ دانسیته Density
۲ـ ضخامت Thickness
۳ـ نوع لفاف (روکش) Facing
۱ـ دانسیته:
وزن یک مترمکعب پشم شیشه در واحد کیلوگرم را دانسیته مینامند.
به منظور تأمین نیاز مصرفکنندگان، پشم شیشه از دانسیته حداقل ۱۰ کیلوگرم بر مترمکعب تا حداکثر ۱۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب، مطابق با استانداردهای بینالمللی تولید میگردد. به عبارت سادهتر، دانسیته یا وزن مخصوص پشم شیشه، وزن یک مترمکعب پشم شیشه در واحد کیلوگرم است و یکی از مهمترین عوامل تعیین قیمت کالا میباشد.
۲ـ ضخامت:
ضخامت نیز یکی دیگر از عوامل مهم در ضرایب مقاومت حرارتی، انتقال حرارتی و جذب صوت میباشد. پشم شیشه با ضخامتهای ۲۵ و ۵۰ میلیمتر بیشترین مصرف را در ایران دارند.
۳ـ نوع لفاف (روکش):
نقش حیاتی لفافها در حفظ و پایداری خواص عایق:
با توجه به اینکه همواره پشم شیشه به عنوان یک عایق حرارتی و صوتی بین دو فضای مختلف قرار میگیرد، به منظور جلوگیری از نفوذ رطوبت موجود در فضا و محفوظ نگاه داشتن حفرههای حاوی هوا بین الیاف پشم شیشه از لفافهای مختلفی استفاده میگردد.
به تعبیر دیگر انتخاب لفاف از اهمیت افزونتری نسبت به خود پشم شیشه برخوردار است و مادامی که عایق پشم شیشه رطوبت فضا را جذب نکرده باشد، به بهترین شکل وظیفه عایقی خود را در سیستم ایفا مینماید.
هنگام تولید لفافهای صنعتی (vapor retarders) لایه کاغذ کرافت، فویل آلومینیوم و نخ شیشه توسط فیلم گرم پلی اتیلن LDPE به یکدیگر لمینیت (extrusion laminating) میگردند. استفاده از فیلم پلی اتیلن در لفافها باعث چسبندگی کامل فویل آلومینیوم به کاغذ کرافت و جلوگیری از ریزش فویل آلومینیوم در بلندمدت و نفوذ رطوبت و بخار آب موجود در فضا به داخل حفرههای بین الیاف پشم شیشه میگردد.
این شرایط، خواص عایقی پشم شیشه از جمله ضرایب هدایت و مقاومت حرارتی و جذب صوت را از پایداری بیشتری بهرهمند میسازد.
استفاده از نخ شیشه به جای الیاف پلی استر (که قبلاً مرسوم بوده است) در بین کاغذ کرافت و فویل آلومینیوم مقاومت کششی در طول و عرض لفاف را ۱۰ برابر افزایش میدهد.
همانطور که در بخش معرفی شرکت متذکر شدیم، شرکت پشم شیشه پارس از سال ۱۳۸۲ تاکنون با بهرهگیری از تکنولوژی روز دنیا و استفاده از مواد اولیه خارجی با بهترین کیفیت، انواع لفاف و عایقها را مطابق با استانداردهای جهانی تولید و به بازار عرضه میدارد.
انواع لفاف (روکش) پشم شیشه
لفافها به دو صورت کاغذی (K) و آلومینیومی (AL) تولید و مصرف میگردد.
لفافهای آلومینیومی خود به دو نوع مسلح (AR) و ساده (KA) تقسیم و نوع مسلح آن بیشترین سهم را در بازار ایران به خود اختصاص داده است.
برای عایقکاری لولههای تأسیسات و فضاهایی که با سقف کاذب پوشانیده میشوند تا از دید مستقیم مخفی بمانند، معمولاً از عایقهایی با روکش کاغذی استفاده میشود. در مواردی مانند پوشش سقف سوله و سالنهای تولید که نیاز به انعکاس نور و بهرهگیری از روشنایی بیشتر ضروری میباشد، همچنین در فضاهای باز که در دید مستقیم است، از عایقهایی با روکش (AL) استفاده میشود.
تقسیمبندی پشم شیشه بر اساس مصرف
پشم شیشه بدون لفاف Un facing:
این پشم شیشه دارای هیچگونه لفافی نبوده و با نام پشم شیشه پتویی نیز شناخته میشود که معمولاً برای دیگهای بخار و سیستمهای دوجداره، دیگهای شوفاژ، آبگرمکن، اجاق گاز و کلیه لوازم و محصولاتی که دارای سیستمهای حرارتی مستقیم میباشند، مورد مصرف قرار میگیرد و در بعضی موارد نیز در سقف سالنها و سولههایی که بصورت دولایه پوشش میشوند، از این نوع پشم شیشه استفاده میگردد.
پشم شیشه با لفاف کاغذ کرافت K:
این نوع پشم شیشه که با لفاف کاغذ کرافت پوشش داده شده است، علاوه بر کاربرد درتأسیسات ساختمانی و صنعتی، ایزوله کردن لولههای آب سرد و گرم، سقفهای دوجداره سالنهای تولید دام و طیور نیز مورد مصرف میباشد و معمولاً با ضخامتهای ۲۵ و ۵۰ میلیمتر تولید میگردد.
پشم شیشه با لفاف کاغذ آلومینیوم مسلح پلیاتیلندار با نخ شیشه FEGK و کاغذ آلومینیوم ساده پلیاتیلندار FEK:
این پشم شیشه که در ضخامتهای ۲۵ و ۵۰ میلیمتر و با دانسیتههای ۱۰، ۱۲، ۱۶، ۲۰ تولید میگردد، بیشترین حجم مصرف بازار ایران را تشکیل میدهد.
ضخامت ۲۵ میلیمتر معمولاً برای کانالهای انتقال هوا و پوشش لولهها در فضای باز مورد استفاده قرار میگیرد و ضخامت ۵۰ میلیمتر جهت پوشش سقف سوله و سالن تولید کارخانجات، مرغداریها، دامداریها و سایر مراکز صنعتی، قابلیت مصرف داشته که با توجه به شرایط جغرافیایی منطقه باید از دانسیتههای مختلف بهره برد.
حداقل دانسیته (D) جهت پوشش سقف سوله و سالن ۱۲D و ضخامت ۵۰ میلیمتر میباشد.
پانل
پانل تختهای دارای جرم حجی بالاتری نسبت به پشم شیشههای رولی بوده و به عنوان عایق حرارتی و صوتی در صنایع مورد استفاده قرار میگیرد. عایق پانل در ابعاد ۱۲۰۰۱۰۰۰ میلیمتر تولید میگردد که در صورت نیاز، امکان تولید آن در ابعاد گوناگون نیز وجود دارد. حداقل دانسیته در پانل تختهای ۲۸ کیلوگرم بر مترمکعب و حداکثر ۱۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب میباشد. بیشترین مصرف این نوع پشم شیشه در دیوارها، سردخانهها، استودیوهای ضبط صدا، تالارهای تئاتر و سینما میباشد.
عایق لوله:
عایق پیشساختهای است که با دانسیتههای مختلف جهت پوشش سطح خارجی لولههای آب گرم و سرد تأسیسات ساختمانهای عظیم و سیستمهای انتقالی صنایع گاز و پتروشیمی به کار میرود.
طول عایق لوله از ۹۰۰ میلیمتر تا ۱۲۰۰ میلیمتر و ضخامت آن ۲۵ یا ۵۰ میلیمتر است که با توجه به سایز لولهها از ۲/۱ اینچ تا ۲۵ اینچ قابل تولید میباشد.
پشم شيشه ايران،پشم شیشه پارس،پشم شیشه ایران پارس،پشم شیشه آریاناپارس،پشم شیشه اسپادنا،پشم شیشه آرمان عایق اسپادنا،
پشم شیشه پتویی،پشم شیشه رولی،پشم شیشه پانل،پشم شیشه لتی،پشم شیشه فویلدار،پشم شیشه فویل دار متالایز،پشم شیشه فویل دار آلومینیوم،پشم شیشه بدون لفاف،پشم شیشه با لفاف کاغذ کرافت،پشم شیشه با لفاف رنگی،پشم شیشه روکشدار