آلومینیوم کامپوزیت

نمای ساختمان-لمبه کاران زرین

 آلومینیوم كامپوزیت

شاید هنوز برای برخی از دست اندركاران ساخت ساز اعم از كارفرمایان، مهندسان و پیمانكاران سخن از نماهای مدرن تداعی كننده كاربرد شیشه از نمای ساختمان های بلند مرتبه و یا حداكثر تركیب آن با دیگر مصالح نظیر سنگ و چوب باشد.
چنانچه نگارنده پس از تحقیق و مطالعه منابع و متون مرجع مهندسان نظیر مبحث پنجم از مقررات ملی ساختمان با وجود ویرایش مجدد تنها مصالحی نظیر سنگ، چوب و شیشه به عنوان مصالح مورد استفاده در نمای ساختمانهای مطرح می گردند و الگوی استفاده صحیح از آنها در این منابع بررسی می شود.این در حالی است كه جدا از بحث كیفی كه در جای خود مطرح خواهد شد، در سالهای اخیر صنعت نماهای ساختمان در كشور كاملاً متحول شده كه پی آمد آن دگرگون شدن چهره شهرهای بزرگ، كوچك و حتی غیرصنعتی می باشد.

با وجود گسترش توزیع محصولات متنوع و كاربردی در نمای ساختمانها هنوز آن طور كه باید و شاید از بعد علمی به مشخصات فنی و مكانیكی این مصالح پرداخته نشده است. همچنین نمی توان ادعا نمود كه مرجع قابل استنادی برای دست اندكاران ساخت و ساز جهت اطلاع از كم و كیف اصول استاندارد نصب آن بر روی ساختمان تاكنون وجود داشته است.

البته درباره مصالح نوین تكست ها و متون فراوانی در كشورهای پیشرفته چاپ شده و خواص مكانیكی و روش نصب آنها تبیین شده است. بنابراین آن گروه از متخصصین که به اینگونه منابع دسترسی دارند با این مصالح آشنایی بیشتری خواهند داشت.
اما به دلیل ضعف منابع موجود داخلی در این باب بطور عمده ای از اهل فن و مهندسین فعال در صنعت ساخت و ساز آشنایی فنی محدودی از این نوع مصالح ساختمانی دارند وبدیهی است كه پی آمد این عدم آشنایی منجر به عدم اقبال و كاربرد در خور مزیت های این مصالح و همچنین استفاده اصولی از آن خواهد شد.

برای تبیین بیشتر موضوع از چند منظر به این مطلب خواهیم پرداخت:

معرفی ورق كامپوزیت آلومینیوم
خواص فنی و مكانی
جایگاه آلومینیوم كامپوزیت در میان سایر مصالح
تقسیم بندی محصول از حیث كاربرد
تقسیم بندی محصول از حیث روش نصب
فواید استفاده از ورق كامپوزیت آلومینیوم
مشكلات موجود در استفاده از این محصول

همانطور كه از نام این محصول پیداست، ورق كامپوزیت آلومینیوم، ماده ای مركب است كه از 2 لایه آلومینیوم و یك لایه پلاستیك در وسط از نوع پلی اتیلن می باشد تشكیل شد است كه این سه لایه توسط چسب پلیمری به هم متصل شده اند ؛ ضخامت 2 لایه آلومینیوم مساوی و بین 30 تا 50 میكرون بسته به مورد متغیر بوده ضخامت كل آن 4 میلیمتر می باشد.

ابعاد این محصول بسیار متغیر بوده اما متداول ترین آن 3200 * 12500 میلیمتر مربع است. همانطور كه ذكر شد 2 لایه آلومینیوم در تولید این محصول به كار برده شده است.

یك لایه روی سطح نما قرار می گیرد و دیگری در پشت ؛ لایه ای كه روی سطح نما استفاده می شود بسته به طراحی نما قابلیت رنگ ها و طرح های متنوع و متفاوتی را دارد و با توجه به نوع كاربری (نمای داخلی، نمای خارجی و …) رزین های متفاوتی را روی آن اجرا می كنند كه در مورد آن مفصل توضیح داده خواهد شد. لایه پشتی نیز دارای یك لایه رنگ آستر بر روی آلومینیوم است.

ورق كامپوزیت آلومینیوم جزء مصالح سبك دسته بندی می شود بطوریكه هر مترمربع از این ورق ها تنها حدود 5 كیلوگرم وزن دارد.
همانطور كه ذكر شد كاربرد عمده این محصول در امر نماسازی و دكوراسیون است، همچنین مواردی كه از این محصول به وفور استفاده می شود به شرح زیر است:

– نمای خارجی ساختمان ها و برج ها با كاربری های گوناگون
– دكوراسیون داخلی ساختمان های تجاری و فروشگاه ها
– جایگاههای عرضه سوخت بنزین و CNG
– بیلبوردها و تابلوهای تبلیغاتی
– سقف كاذب
– دیواره های تونل ها و پایانه های مسافربری
– بازسازی نمای ساختمانهای قدیمی

خواص فنی و مكانیكی:
– جایگاه آلومینیوم كامپوزیت در میان سایر مصالح
نظر به اینكه این محصول جزء مصالح صنعتی و تولید كارخانجات است بسیاری از خواص مصالح طبیعی نظیر سنگ و چوب درآن بهبود بخشیده شده است.

چنانچه این محصول در برابر شرایط جوی و اشعه ماوراء بنفش و همچنین شرایط اسیدی و قلیایی قوی، آلودگی ها و خوردگی و رنگ پریدگی در صورتی كه از رزین PVDF (كه شرح آن در پی می آید) مقاومت فوق العاده ای از خود بروز می دهد و سالیان متمادی بدون تغییر، خواص ظاهری و فنی خود را حفظ می كند. همچنین از لحاظ مكانیكی، خاصیت ارتجاعی و انعطاف پذیری عالی ورق ها برخلاف مصالح ویژه امكان تغییر شكل به هر فرم دلخواه را می دهد.

همچنین این محصول در رنگ ها و طرح های بسیار بسیار متنوع تولید می شود. به طوری كه علاوه بر رنگ های موجود در طبیعت، می تواند به شكل انواع سنگ، چوب و حتی طیف های متفاوت رنگ برحسب زاویه تابش نور و هرآنچه كه بتوان تصور نموده باشد.

همانطور كه ذكر شد ورق های كامپوزیت وزن كمی در حدود 6-5كیلوگرم درهر مترمربع دارند كه در مقایسه با دیگر مصالح از قبیل سنگ، شیشه و سیمان دارای پایین ترین وزن ممكن است. با بررسی های به عمل آمده نمای كامپوزیت آلومینیوم حدود 90% سبك تر از سنگ گرانیت، 65 درصد سبك تر از سیمان و50 درصد سبك تر از شیشه می باشند كه این كاهش وزن در بحث فواید استفاده از این محصول بررسی می شود.

این محصول جزء مصالح آب بند محسوب می شود و همچنین خواص آكوستیكی داشته. ضمناً چنانچه به هر دلیلی نیاز به تعویض آنها باشد این كار به راحتی قابل انجام است كه دیگر مصالح عموماً در همه موارد فوق ضعفهای فراوانی دارند.

– تقسیم بندی محصول از حیث كاربرد
بر خلاف مصالح ساختمانی موجود، از حیث بهینه نمودن زمان و همچنین طرح اقتصادی پروژه ها، بسته به سطح كیفی و كمی پروژه و همچنین سطح حساسیت آن در كنار نوع كاربری و محل نصب، ورقهای كامپوزیت آلومینیومی گستره وسیعی از انتخابها در مقابل دیدگان مصرف كننده قرار می دهد.

تفاوت های تأثیرگذار در قیمت و كیفیت این محصول عمدتاً در موارد زیر اتفاق می افتد:
تفاوت در آلیاژ آلومینیوم
تفاوت در نوع پلی اتیلن و یا همان لایه میانی
تفاوت در ضخامت لایه آلومینیوم و لایه میانی
پوشش سطح ورق
طرح ها و یا رنگ های خاص

انواع آلومینیوم كامپوزیت برحسب پوشش سطح ورق
رنگ روی سطح ورق با تكنولوژی های متفاوتی برحسب نوع كاربرد و محل نصب ورق اجرا می شود كه به صورت زیر تقسیم بندی می شود:

1- پلی استر: ساده ترین روش اجرای رنگ روی لایه آلومینیوم می باشد كه رنگ بدون هرگونه لایه محافظ روی لایه آلومینیوم اجرا می گردد.
این نوع ورق در مقابل شرایط جوی، اسیدی و یا قلیایی بسیار آسیب پذیر بوده ، هیچ گونه تضمینی برای حفظ كیفیت آن در نمای خارجی ساختمان وجود ندارد و بطور كلی استفاده از آن برای نمای بیرونی ساختمان ممنوع بوده ولی برای دكوراسیون داخلی مناسب و به صرفه است.

2- پوشش محافظ PVDF: این پوشش تحت نام پلی وینیل دین فلوراید نوعی رزین خاص است كه تولیدكننده آن شركت PPG می باشد. این رزین به دلیل وجود لایه پلیمری و همچنین عنصر فلوئور باعث محافظت رنگ سطح ورق و دوام و پایداری آن در مقابل شرایط نامساعد جوی، اشعه ماوراء بنفش و شرایط اسیدی و قلیایی به طور كاملاً قابل اعتماد حداقل تا 20 سال می گردد.
رنگی كه با این رزین روی سطح ورق اجرا می گردد به طور مستقیم بر روی آلومینیوم اجرا نمی شود و قبل از آن یك لایه رنگ آستر از نوع پلی اورتان روی آلومینیوم اجرا شده سپس لایه رنگ اضافه می شود. بنابراین ورقهای PVDF دارای 2 لایه رنگ می باشند.

3- پوشش Nano-PDF: همانند رزین PVDF اجرا می گردد با این تفاوت كه یك لایه سوم هم روی رزینPVDF اجرا می شود كه از لحاظ ساختار مولكولی با رزین های عادی متفاوت است.

به صورتی كه فاصله مولكولی توسط تكنولوژی نانو به كمتر از 9-10 می رسد كه این خاصیت باعث عدم جذب آلودگی های محیطی از قبیل گردوغبار و ذرات روغنی معلق در فضا می گردد.

– تقسیم بندی از لحاظ تكنولوژی لایه میانی
برحسب كاربرد و حساسیت پروژه لایه میانی از مواد مختلفی تشكیل شده است.

پلی اتیلن بازیافتی
پلی اتیلن نو
لایه میانی ضد حریق B1
لایه میانی ضد حریق A2 كه معمولاً از هیدروكسید آلومینیوم و یا دیگر مواد معدنی ساخته می شود.

توضیح اینكه به طور كلی پلی اتیلن استفاده شد در لایه میانی این ورق ها در حالت كلی غیرقابل اشتعال است اما برحسب حساسیت پروژه و وجود مواد اشتعال زا در نزدیكی این ورق ها از لایه میانی A2 , B1 استفاده می شود. لازم به ذكر است استاندارد A1 در مواد ضدحریق مربوط به مواد هموژن (غیركامپوزیت) می شود.

– فواید استفاده از ورق كامپوزیت آلومینیوم
جدا از بحث زیبایی شناسی تنوع در اجرا و كیفیت متفاوت كامپوزیت آلومینیومی به طور خلاصه از 2 منظر وجوه تمایز دیگری بین این محصول و سایر مصالح نماسازی وجود دارد.

اولین و مهمترین امتیاز این محصول وزن سبك آن و در نتیجه كمك قابل توجه به سبك سازی ساختمان می باشد.
چرا كه بر همه اهل دانش و فن ساختمان پوشیده نیست كه كاهش وزن لرزه ای ساختمان منجر به كاهش نیروی برش پایه و در نتیجه كاهش نیروی زلزله در محاسبات سازه ای می گردد. به طوری كه در نتیجه این امر المانهای سازه ای ساختمان اقتصادی تر و بهینه تر طرح می شود كه در واقع این امر جدا از مسئله خطر زلزله باعث سبكتر شدن مقاطع سازه ای می گردد .

همچنین به دلیل نصب یك اسكلت فلزی به ساختمان برای نصب این ورق ها نمی توان از تأثیر مطلوب این اسكلت به عنوان میانقاب ها صرف نظر نمود. وجه تمایز دیگر این محصول لحاظ مبحث 19 مقررات ملی است. چرا كه به دلیل وجود لایه پلی اتیلن و همچنین آب بند بودن این محصول در كنار وجود هوای محبوس بین ورق وساختمان یك عایق حرارتی – صوتی پیرامونی ساختمان بوجود می آید كه تأثیر آن بسیار مطلوب و قابل توجه است.

– مشكلات موجود در استفاده از این محصول
بی تردید بزرگترین مشكل موجود، كه به این صنعت نوین لطمه می زند از یك سو ورود محصولات بی كیفیت و از سوی دیگر اجراهای نامناسب برخی افراد غیر متخصص است.

با وجود اینكه در بازار كشور محصولاتی با كیفیت مناسب و استاندارد و همچنین گروه های متخصص برای اجرای این نما هم اتفاقاً وجود دارد، انتظار می رود به خصوص در بحث اجرای ورق افراد متبحر و كاردان صرفاً به اجرای این محصول بپردازند و افراد غیر متخصص از لطمه زدن به این صنعت نوپا دست بكشند.

هم چنین كارفرمایان محترم پس از تحقیق و اطمینان به كیفیت ورق و اجرا اقدام به نماسازی نمایند و این امر مهم را تنها از شركت های معتبر بخواهند.