ساندویچ پانل پلی یورتان و پلی استایرن

تفاوت ساندویچ پانل پلی یورتان و پلی استایرن

ساختار این ساندویچ پانل ها از دو لایه ورق ساخته شده است و میان این دو ورق یک لایه عایق سبک قرار دارد که به این عایق هسته ساندویچ پانل می گویند که انواع مختلفی دارد و نسبت به دیگر مصالح عایق صوتی و حرارتی قوی تر است .

در عایق ساندویچ پانل پلی یورتان امکان تغییر خواص آنها در جهت کاربرد های گوناگون وجود دارد . به وجود آوردن پوشش های ضد خوردگی ، حالات الاستومری ( الاستیکی و ارتجاعی ) ، تبدیل به فوم سخت به عنوان عایق عالی و بسیاری ویژگی های دیگر . ساندویچ پانل پلی یورتان خود به دو دسته کلی تقسیم می شود :

  1. پلی یورتان پایه پلی استر

2 . پلی یورتان پایه پلی اتر

ویژگی های این ساندویچ پانل عبارتند از :

پلی یورتان ها وزن کمی داشته و سبک وزن هستند ، ضد آب است و مایعات را به خود جذب نمی کند ، دوام و عمر بالایی دارد ، فرایند تولیدی آن بالا است و انرژی کمی جهت تولید آن مصرف می شود ، عدم خوردگی توسط حشرات ، دارای خواص ایمنی ضد آب و آتش است ، تنوع زیادی در زیبایی دارد ، نصب و راه اندازی آن آسان است ، در برابر آتش سوزی و حریق مقاوم بوده و دیر آتش می گیرد و هدر رفتن حرارت را به حداقل ممکن می رساند .

ساندویچ پانل پلی استایرن  

همانند پلی یورتان قابل استفاده در سقف ، دیوار ها ، سوله ها و سرد خانه است اما از نظر ویژگی کلی با پلی یورتان متفاوت است . پلی استایرن ها به محیط زیست آسیبی نمی زنند و خود به سه دسته تقسیم می شوند : 1.معمولی          2.مقاوم           3.انبساطی ( یونولیت )

ویژگی این ساندویچ پانل در مقایسه با ساندویچ پانل پلی یورتان عبارت است از :

قیمت پایین و به صرفه از نظر اقتصادی نسبت به دیگر فوم ها ، امکان تولید در رنگ های مختلف ، کم وزن و سبک ، امکان تولید در اشکال ، قالب ها و ضخامت های گوناگون ، سهولت و سرعت در جا به جایی ، نصب و قابلیت باز و بسته کردن آن ، این نوع ساندویچ پانل ها عایق حرارتی ضعیف تری نسبت به پلی یورتان دارند و در مکان هایی که نیاز به جلوگیری کامل از ورود هوا می باشد توصیه نمی شوند. پلی استایرن نسبت به پلی یورتان ساختار ضعیف تری دارد . نسبت به پلی اورتان در مقابل آتش و حریق مقاومت کمتری دارد . اگر ضخامت پلی استایرن را بیشتر کنیم مقاومت آن در برابر آتش بالا می رود . عایق خوبی برای الکتریسیته است . امکان باز یافت پلی استایرن ها از مزیت این فوم ها محسوب می شود.

ساندویچ پانل پلی یورتان فوم سبکی است که از ترکیب پلی یول و ایزوسیانات در شرایط خاص و در حضور کاتالیزور تولید می شود . پلی یورتان نوعی فوم است که در آن بیشتر خلل و فرج بسته شده و به همین دلیل بازده بسیار خوبی به عنوان عایق حرارتی دارد . حداکثر دمای عملکرد پلی یورتان 70 الی 80 درجه سانتی گراد است . البته پلی یورتان تا دمای 100 الی 110 درجه نیز استحکام خود را از دست نمی دهد ولی در دمای بالاتر از آن تجزیه می شود . باکتری ها در پلی یورتان قابلیت رشد ندارند و به دلیل مقاومت فشاری بالا در مصارف روزمره استفاده می شوند .

انواع ساندویچ پانل پلی یورتان

این ساندویچ پانل در انواع سقفی و دیواری مورد استفاده قرار می گیرد . مدل سقفی آن دارای ساختار ذوزنقه ای شکل است که برای هدایت مناسب بارش ها به این شکل خاص تولید می شود . هر یک از انواع ساندویچ پانل های سقفی و دیواری دارای ساختار های نر و ماده مخصوص خود هستند که در هنگام نصب و مونتاژ موجب سهولت کار است .

ساندویچ پانل ها در ضخامت های مختلف 4 ، 5 ، 6 ، 8 ، 10 ، 12 الی 15 سانتی متر هستند . پانل هایی با ضخامت 8 تا 15 سانتی متر برای مصارف ساخت و ساز فضای سرد خانه ها و سازه های مورد استفاده در دما های پایین است . در حالی که پانل های پلی یورتان در ضخامت 4 الی 6 سانتی متر معمولا در سازه های مسکونی ، صنعتی ، کانکس ها و بنا های پیش ساخته است .

ضخامت ساندویچ پلی یورتان تاثیر قابل توجهی بر مقاومت فشاری و تحمل بار آن  ندارد ، بلکه مقاومت آن در نوع ورق و تعداد عاج ها و گام های آن است .

تولید ساندویچ پانل پلی یورتان به دو روش پیوسته و نا پیوسته انجام می گیرد.

روش نا پیوسته : در این روش تولید که به صورت تزریق دو جزئی مواد پلی یورتان است از یک دستگاه تزریق فشار پایین یا فشار بالا پلی یورتان تزریق می شود . این مواد شامل پلی یول ، کاتالیست و گاز و جزء ایزوسیانات می باشد . در این روش تولید ساندویچ پانل پلی یورتان جهت قالب گیری از پرس ثابت استفاده می شود که پس از جای گذاری ورق فرم دهی شده و در دو سوی قالب پرس هیدرولیک بسته می شود و فشاری معادل دو تن بر متر مربع به آن وارد می شود . سپس در طول ساندویچ پانل یک یا چند حفره ایجاد می شود . سپس توسط شیلنگی که به سر دستگاه متصل است پلی یورتان با فشار در ساندویچ پانل تزریق می شود . میزان تولید پلی یورتان 40 کیلو گرم در متر مکعب تزریق می شود و زمان قالب گیری پانل ها در روش نا پیوسته 15 تا 30 دقیقه است بسته به ضخامت پانل تولیدی .

روش پیوسته : در این روش تزریق مواد پلی یورتان به صورت 4 جزئی است و از دستگاه فشار بالای تزریق برای تزریق 4 جزء پلی ال ، کاتالیست ، گاز و ایزوسیانات در نسبت های مختلف استفاده می شود . نوع گاز نیز بسته به نوع سیستم تزریق ممکن است از گاز های کلروفلوروکربن و یا گاز سیلیکو پنتان باشد . به دلیل حجم مختصر تزریق ، میزان دقیق مواد و خاصیت خوردگی گاز و کاتالیست سیستم تزریق این دو ماده شامل پمپ ، فلومتر و شیلنگ ها از نوع مرغوب استیل با پوشش های ضد خوردگی انتخاب شده و مورد استفاده قرار می گیرد . نسبت تزریق گاز ، کاتالیست ، پلی یول و ایزوسیانات به ضخامت ساندویچ و سرعت تولید آن بستگی دارد . معمولا ساندویچ پانل های با ضخامت پایین تر را با سرعت بالاتری می سازند و پانل های ضخیم تر را با سرعت پایین تر می سازند .

ویژگی های ساندویچ پانل شیاری قابل ارتجاع

عنصرهای اصلی ساندویچ پانل با ویژگی هایی همچون بالاترین میزان نسبت استحکام به وزن و تحمل بالا در برابر خوردگی باعث بادوام بودن این محصول شده است.سازه های ساندویچ پانل در بخشهای صنعتی که گستره ای از ساختمان تا هواپیما را دربرمیگیرد استفاده می شود.تحقیقات و آزمایشات زیادی بر روی استفاده از ساندویچ پانل در وسایل نقلیه شامل ماشین ها ، خوردوهای زیر زمینی و قطار شده است.هدف از طراحی این ساندویچ پانل ها نه تنها کاهش وزن بلکه کامل کردن جزئیاتی در رابطه با کاهش هزینه های تولید است.انواع مختلف قایق ها و کشتی های تفریحی با استفاده از ساندویچ پانل های شیاری ساخته می شوند.نیاز به ماده های غیر آهن ربایی به همراه ظرفیت بالای جذب انرژی و وزن ساختاری کم باعث می شود که مشتریان این نوع از ساندویچ پانل را انتخاب کنند.در مهندسی عمران ساندویچ پانل را به علت سبکی وزن و عایق بودن در برابر دما استفاده می کنند.در صنعت هواپیماسازی نیز در هردو بخش نظامی و غیر نظامی از ساندویچ پانل در قسمت بال ها ، درها ، بخش های کنترل کننده و ثابت نگه دارنده استفاده می کنند.

ساندویچ پانل ها از دو یا سه بخش سازنده درست می شوند : سطح خارجی ، هسته و نقاط اتصال افزایشی.سطح خارجی ساندویچ پانل ممکن است از ماده متفاوتی ساخته شود یا حتی نقاط اتصالی از مواد افزایشی دیگری درست می شود.انتخاب و به کارگیری این مواد به تجهیزاتیکه برای مراحل ساخت و تولید  ساندویچ پانل  نیاز داریم بستگی دارد.اجزای مواد هسته مهم ترین ویژگی ساندویچ پانل است که ممکن است در نگاه اول چیزی از ان سر در نیاوریم.اما مهندسان می توانند به راحتی آن را تشخیص دهند.

اجزای هسته  ساندویچ پانل

هسته استفاده شده در سازه ساندویچ پانل های باربر به چهار گروه اصلی تقسیم می کنند : ساندویچ پانل شیاردار، ساندویچ پانل لانه زنبوری (شش ضلعی ) ،ساندویچ پانل بالسا ، ساندویچ پانل اسفنج سلولی.

 

ویژگی های اولیه این ساندویچ پانل ها به شرح زیر خلاصه می شود : چگالی کم ، ضریب شکاف کم ، مقاومت در برابر شکاف ، سفتی مربوط به ظاهر و عایق دمایی.

هدف از این کار نشان دادن مستقیم مشکلات و اطلاع ساختن از سودمندی های نتایج عددی قابل فهم در ساندویچ های شیاری است.

در آنالیز ساندویچ های شیاری مشخص می شود که این نوع از ساندویچ پانل یک محور اصلی حلزونی مانند بر اساس تئوری کلاسیک طبقه بندی دارد.تئوری کلاسیک طبقه بندی برای تخمین مقاومت و سفتی ساتدویچ پانل استفاده می شود.در ساندویچ پانل لایه های E ,G , Vکه لایه هایی از جنس متفاوت می باشند به هم می چسبند و یک لایه را تشکیل می دهند.

در کاربرد ساندویچ پانل شیاری تئوری طبقه بندی سفتی دو ورقه از هم جدا ، هسته اسفنج شیاری را که در کنار هم عمل میکنند مشخص می کند.

آنالیز ویژگی های ساندویچ پانل :

ساندویچ پانل شیاری از سازه کمپوزیت طبقه طبقه شده  ( ورقه بالایی و ورقه پایینی ) و هسته شیاری متشکل از اسفنج و کمپوزیت طبقه طبقه شده است.ویژگی های ساختاری ورقه ها با استفاده از فرمول های تعیین شده مشخص می گردد.

فرمول درست و مناسبی برای مشکلات ناشی از ویژگی هایی همچون سفتی ساندویچ پانل شیاری طراحی شده است.

یکی از مواد اصلی استفاده شده در هسته ساندویچ پانل باربر ، اسفنج شیاری طبقه طبقه شده است.ویژگی اصلی این ساندویچ پانل قابل ارتجاع بودن آن است.این نوع از ساندویچ پانل ها تاثیر سودمندی در ساخت و ساز دارند.هدف اصلی این مقاله نشان دادن کاربرد ساندویچ پانل شیاری قابل ارتجاعی است.ساندویچ پانل شیاری یک محور اصلی عمودی نازک که با استفاده از ایده حلزونی کلاسیک طراحی شده است.تئوری طبقه بندی ، الگوریتم را برای طراحی مهندسی مواد محکم ساندویچ پانل شیاری مقدور می سازد.ویژگی قابل ارتجاعی بودن ساندویچ پانل به تعداد مانع برای هر شیار ، نوع اسفنج ، تعداد لایه های سطح خارجی و شیار وابسته است.

 

ساندویچ پانل لانه زنبوری الومینیوم حداکثر استحکام و مقاومت را به ما عرضه می دارد.این نوع از ساندویچ پانل بالاترین میزان نسبت استحکام به وزن را دارد.پوسته ساندویچ پانل که فلز نازک و ورقه شده است را با مواد خاصی تمیز می کنند و با فعل و انفعالات شیمیایی آن را عایق میکنند تا مقاومت آن در برابر تجزیه و خوردگی افزایش یابد.برای حداکثر مقاومت در برابر خوردگی باید سطح ساندویچ پانل را با عایق PAA پوشاند.

 

ساندویچ پانل ها با قابلیت نصب سریع ، پوشش دهی کلی بناها ، سبک وزن بودن و راه حل هایی برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی بهترین گزینه برای ساخت و ساز هستند.اجرا و نصب ساندویچ پانل ها بر روی بنا نیازمند فهم بیشتر از تاثیر ساندویچ پانل بر روی شریاط ساخت و ساز و آگاهی از خطاهای انجام شده در حین نصب است.

1.شرایط بیرون از ساختمان.

2.تعداد یا محل تکیه گاه های ساختمان.

3.نحوه پیچ و تاب دادن به ساندویچ پانل ها.

 

این مقاله نحوه پوشش بنا بوسیله ساندویچ پانل اسفنجی به همراه عایق فیبر پلیمر و همچنین راهکار هایی مانند پیدا کردن فضای خالی در ساندویچ پانل و طراحی را به ما نشان می دهد.

اخیرا استفاده از سازه های پیش ساخته در خانه سازی در قسمت شمال کانادا رواج یافته است.استفاده از ساندویچ پانل نیز به علت وقتگیر نبودن ، کم هزینه بودن در حمل و نقل و ساخت و ساز مورد توجه قرار گرفته است.در دهه گذشته بناهای نظامی ، دولتی و بازرگانی در شمال بیشتر روی بناهای ساخته شده از قالب های فشرده مورد استفاده در همه بناها تاکید داشت.اما در این دهه ساندویچ پانل های در سازه های ساختمانی قسمت شمال کانادا به علت حداکثر مقدار نسبت مقاومت به وزن به کار می رود.با کاربرد موفق سازه ساندویچ پانل در صنعت هواپیماسازی   برای اولین بار توسط شرکت معروف British Mosquito بسیاری از آمریکاییان و بعضی از شرکت های کانادایی طی دوازده سال اخیر از ساندویچ پانل به عنوان سازه پیش فرض ساختمان استفاده کرده اند.همیشه مشکلات اتصال و هزینه دردسر ساز بوده است اما ساندویچ پانل های دارای کیفیت مرغوب همیشه هزینه کمتری نسبت به بناهای چوبی داشته اند.بازاریابی و فروش سازه ای ساندویچ پانل در ابتدا توسط مهندسینی که آشنایی کاملی با آن نداشتند ممنوع شده بود.

تقسیم بندی N.R.C شامل ارزیابی عامل بالقوه و ویژگی های اجرایی در سازه های ساندویچ پانلی است.

تصور میشد که بعد از آگاهی در رابطه با فواید ساندویچ پانل آن را به شکل گسترده ای به کار ببرند که این تصور به واقعیت نیز پیوست.

سازه ساخته شده از ساندویچ پانل حداکثر مقاومت و سفتی را داراست.مقاومت ساندویچ پانل به علت مواد به کار رفته و شکل و طراحی آن است.در هنگام تولید ساندویچ پانل مقاوم ترین مواد را برای سطح خارجی و ورقه ها که به هسته اتصال شده اند به کار می برند.

عمل فشرده سازی پوسته ساندویچ پانل هنگامی انجام می پذیرد ، که نیروی مستقیمی برای متصل کردن و چسباندن پوسته ها به کار می رود.در این حالت هسته تمام بارهاو فشارهای اضافی را میگیرد و مانع از جمع شدن و چروک شدن پوسته میگردد.برای اینکه پوسته و سطح خارجی ساندویچ پانل بار اضافی را به خود بگیرد آن را در دورترین فاصله از محور خنثی میگذارند ، ساندویچ پانل بزرگترین ضریب مقطع را دارد و در هر ستون و خط نیروی لازم برای تحمل فشار را دارد.

بازده ساندویچ پانل را میتوان با در نظر گرفتن دو ساندویچ پانل ضخیم در کنار هم مشخص کرد.اگر این دو ساندویچ پانل وزنشان تنها 1.7lb/sq باشد این ساندویچ پانل سبک وزن را میتوان به عنوان یک دیوار باربر قرار داد که با دیوار میخی با وزن 8 lb/ sq یک مقدار بار را تحمل می نمایند.علاوه بر اینکه می توانند از ساندویچ پانل دیوار بسازند میتوانند آنرا به عنوان قسمت داخلی و خارجی ، مانعی برای بخار و عایق دمایی استفاده کرد.توجه کنید که این سه ویژگی خیلی مهم در ساندویچ پانل وجود دارد.

هم چنین این را در نظر بگیرید که سازه دیوار قراردادی و استاندارد نه ماده جداگانه را در کنار هم برای این سه ویژگی مهم به کار میبرد.ساندویچ پانل های خم شو ساندویچ پانل هایی هستند که چهار برابر پانل های دیگر ضخامت دارند.اگر بخواهیم با جنس های دیگر مقایسه کنیم خواهیم دید پوسته تخته چند لا در همین شرایط دوازده فوت ضخامت خواهد داشت.

مزیت های ساندویچ پانل

از مزیت های ساندویچ پانل ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
قابلیت تحمل فشار بار بسیار بالا در ساندویچ پانل ها
قابلیت شستشو و تامین بهداشت و سلامت در ساندویچ پانل ها
قابلیت تحویل سریع و نصب و اجرای آسان پنل ساندویچی
عایق مناسب رطوبت ساندویچ پانل ها
عایق عالی صدای ( نویز) ساندویچ پانل ها
عایق فوق العاده گرما و برودتی ساندویچ پانل ها
مقاوم در برابر فشار بار ، آتش و حرارت و برودت ( جلوگیری از گسترش آتش در صورت آتش سوزی)
قابلیت دیرسوز یا نسوزی ساندویچ پانل ها

کم وزن ولی سخت و محکم و مقاوم در برابر عوامل طبیعی
کم هزینه بودن در برابر دیگر مصالح و زیبا و مقرون به صرفه با قیمتی عالی
قابلیت حمل و نقل با سرعت زیاد و سهولت در نصب ساندویچ پانلها در ارتفاعات
قابلیت مقاومت عالی در مقابل نیرو های برشی و خمشی ناشی از رانش یا زلزله
قابلیت مقاومت در برابر گرما و سرما و صوت و رشد گیاهان و عبور باکتری ها و میکروب ها

قابلیت دست یابی به فضای زیادتر ( به دلیل ضخامت کم دیوارهای ساندویچ پانل که البته در مقابل ضخامت کم سفتی و سختی زیادی دارد که دیوارهای بنا شده براساس ساندویچ پانل ها بسیار ایمن و با طول عمری بالا حتی در مقابل حوادث طبیعی هستند )
صرفه جویی در هزینه های مربوط به پی و سازه و اسکلت ساختمان های بلند ( به خاطر وزن کم دیوار و سقف ساندویچ پانل ها)
دستیابی به صرفه جویی در هزینه ی گرمایشی و سرمایشی سازه ها ( به خاطر عدم تبادل حرارت و برودت و در نتیجه صرفه جویی در مصرف انرژی حاصل می شود)

عبور دادن لوله ی فاضلابی و کابلهای برق و تلفن به سهولت از زیر ساندویچ پانل ها
زیبایی سازه ها و متنوع بودن رنگ ها
قابلیت شستشوی آسان و نگه داری ساده تر
برای نمای دیوارها ، سقفها ، دیوارهای میانی بسیار مناسب