در ایران با توجه به شرایط اقلیمی و همچنین وجود منابع عظیم نفتی، از دیرباز متداول ترین عایق رطوبتی قیر و گونی بوده است. ولی امروزه با پیشرفت علوم ، عایق های نوینی تولید و ساخته شده اند که بعضا به صورت یک لایه انعطاف پذیر یک میلی متری بر روی سطوح اجرا می شوند.
از جمله انواع عایق های رطوبتی علاوه بر قیر می توان به قطران، عایق های پلیمری (انواع پلاستیک ها و لاستیک ) ، عایق های پیش ساخته، پشم شیشه ، تیشو ، رنگ هایی چون سیلر، انواع ضد زنگ ها، انواع ماستیک ها و درزبندها و … اشاره کرد
در ادامه این نوشتار به معرفی ۴ عایق رطوبتی برتر در ساختمان سازی می پردازیم و هر یک را مورد بررسی قرار خواهیم داد :
انواع عایق های رطوبتی
۱- عایق رطوبتی قیر
همان طور که اشاره شد قیر در کشور ما از اهمیت بالایی برخوردار است و علاوه بر استفاده در عایق رطوبتی قیر و گونی، مصارف دیگری همچون ساخت رویه های آسفالتی در راه سازی نیز دارد. به همین سبب در این مبحث ابتدا انواع قیر و خواص آن شرح داده خواهند شد، سپس به بررسی عایق قیر و گونی خواهیم پرداخت.
قیر یک فرآورده طبیعی است که به حالت محلول در نفت خام موجود است و از هیدروکربورهایی با وزن مولکولی بالا تشکیل شده است. قیر دارای رنگ مشکی براق است و عمده ترین ویژگی آن، غیر قابل نفوذ بودن در برابر آب و نیز خاصیت چسبندگی آن است. قابلیت چسبندگی قیر بیشتر در راه سازی مورد استفاده قرار می گیرد به طوری که به صورت لایه نازکی دور دانه های سنگی را گرفته، آن ها را به یکدیگر می چسباند و تشکیل آسفالت را می دهد.
معرفی انواع قیر
قیرها را بر حسب منابع تهیه و تولید آن ها، به دو دسته زیر تقسیم می کنند :
• قیرهای طبیعی (معدنی)
قیر طبیعی در اثر تبخیر روغن های سبک نفت خامی که از منابع نفت زیرزمینی به سطح زمین نفوذ کرده و در مجاورت هوا و تابش آفتاب قرار گرفته، به وجود می آید. قیرهای طبیعی گاها به صورت سنگ های قیری استخراج می شوند. در زمان های بسیار دور، نفت خام در سنگ های آهکی یا ماسه سنگ ها نفوذ کرده با گذشت زمان روغن های معدنی آن به تدریج تبخیر شده و قیر در سنگ به جا مانده است. سنگ آهک قیری را آسیاب کرده، گرد آن را در ساخت رویه آسفالت کوبیده و در بتن آسفالتی مصرف می کنند. اگر گرد سنگ قیری، به میزان کمی قیر داشته باشد به آن قیر می افزایند ولی اگر میزان قیر آن زیاد باشد، به آن گرد سنگ می زنند.
• قیرهای نفتی (پالوده)
این قیر که قسمت عمده مصرف قیر دنیا را تشکیل می دهد از پالایش نفت خام و در آخرین مرحله تقطیر به دست می آید. نفت خام را تا دمای ۳۵۰ درجه سانتی گراد حرارت می دهند ، در دماهای مختلف به ترتیب بنزین، نفت، گازوئیل، مازوت و سایر روغن ها استخراج شده و در نهایت در دمای ۳۵۰ درجه سانتی گراد قیر که سنگین ترین ماده موجود در نفت خام است، به دست می آید. این قیر پس از تصفیه و اصلاح آماده مصرف می شود.
خوب است بدانید که دوام قیرهای طبیعی در رویه های آسفالتی و اندودهای آب بندی، از قیرهای نفتی بیشتر است.
قیرهای نفتی در انواع مختلفی به شرح زیر تولید می شوند.
- قیر خالص: قیر نفتی معمولی
- قیر دمیده: قیر نفتی را با دمیدن هوا، تحت فشار و حرارت قرار داده و قیر دمیده با درجه نفوذ کمتر تولید می کنند.
- قیر محلول: به صورت محلول در حلال های نفتی است و به حالت نیمه جامد در موارد خاص مصرف می شود.
خواص قیر
قیر به جز دو خاصیت کلی که غیر قابل نفوذ بودن در برابر آب و چسبندگی است، دارای خواص دیگری به شرح زیر می باشد:
قیر در برابر عوامل جوی نظیر سرما، گرما، یخ زدن و … مقاومت می کند. قیر در اثر حرارت از سختی به سفتی، خمیری و آبکی تغییر شکل می دهد و هنگام پایین آمدن دما مجددا مراحل فوق را طی کرده و سخت می شود. در مقابل نیروهای کششی مقاوم است و پاره نمی شود و نیز در راه سازی قابلیت تحمل نیروهایی که از طرف چرخ ماشین ها به آن وارد می شود را دارد. آسفالت جاده ها در صورت نیاز به تعمیر، وصله پذیر بوده به طوری که آسفالت نو و کهنه به خوبی به هم چسبیده و به صورت یکپارچه عمل می کنند. در برابر اسیدها، بازها و نمک ها مقاوم است
قیر دارای عمری طولانی است و خواص فوق را برای مدت زمان زیادی در خود نگه می دارد. از نظر اقتصادی نسبت به اکثر عایق های رطوبتی دیگر به صرفه تر است. با وجود همه مزایای فوق، قیر در وضعیت های زیر برخی خواص خود را از دست می دهد، به طوری که نمی توان از آن به خوبی استفاده کرد:
- تجزیه شدن در دمای خیلی زیاد و تبدیل آن به زغال توام با اشتعال
- تغییر شکل در برابر فشارها و حلال ها
- تغییر شکل در برابر فشار و حلال ها
امولسیون قیر (قیر آبه)
امولسیون یا مخلوط معلق به مخلوط دو ماده ای که در هم حل نمی شوند، گفته می شود. امولسیون قیر مخلوط آب و قیر است به طوری که قیر را گرم می کنند و آن را به صورت ذرات بسیار ریز، در حد میکرون، در آب می پاشند. برای شناور شدن ذرات قیر در آب و جلوگیری از چسبیدن آن ها به یکدیگر، از موادی نظیر ژلاتین که به آن ها امولسیون ساز می گویند، استفاده می کنند.
از امولسیون قیر در مکان هایی که امکان گرم کردن قیر وجود ندارد و باید آن را به صورت مایع سرد و با کمترین درجه حرارت مصرف می کنند، مخصوصا در راه سازی، از حیث ایمنی و جلوگیری از حوادثی نظیر آتش سوزی و اشتعال، حائز اهمیت است.
علاوه بر این در کشور ما سالیانه حدود نیم میلیون تن قیر محلول برای عملیات مختلف مصرف می شود که حدود یک چهارم این مقدار را نفت سفید تشکیل می دهد. لذا با کاربرد امولسیون قیر به جای قیر محلول، سالانه ۱۲۵۰۰۰ تن نفت سفید صرفه جویی می شود.
پس از ریختن امولسیون قیر بر روی دانه های سنگی در عملیات راه سازی، به تدریج امولسیون تبخیر شده و قیر بر روی دانه های سنگی باقی می ماند. این عمل را شکستن امولسیون گویند. مدت زمان شکستن امولسیون اهمیت ویژه ای دارد. این زمان به دما و رطوبت محیط، سرعت باد، جنس محیط و جنس دانه های سنگی بستگی دارد. اگر دانه ها خاصیت مکندگی بالایی داشته باشند، امولسیون زودتر می شکند.
افزودنی های قیر
جهت اصلاح خواص قیر افزودنی ها و اصلاح کننده هایی نظیر مواد معدنی، آلی، طبیعی ، صنعتی ، پلاستیک ها، لاستیک ها و …. را به قیر می افزایند. این مواد تاثیراتی از قبیل کاهش نقطه شکنندگی و ترک خوردن قیر در سرما، افزایش درجه نرمی در گرما، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و جلوگیری از عریان شدن سنگ دانه ها را در قیر ایجاد می کنند.
۲- عایق قیر و گونی
عایق قیر و گونی یکی از متداول ترین انواع عایق های رطوبتی در ایران است. بدین سبب که در اکثر شهرهای ما مواد اولیه این عایق به وفور یافت می شود. این عایق از دو لایه قیر و یک لایه گونی جهت مسلح کردن قیر ساخته می شود. البته تعداد لایه های قیر و گونی بر حسب مکان مورد نظر متفاوت است. طبق آیین نامه مقررات ملی ایران گونی ایده آل باید: نو، کاملا سالم، ریز بافت، بدون آلودگی و چروک بوده و وزن آن در هر متر مربع حدود ۳۸۰ گرم باشد.
عایق قیر و گونی دارای معایبی به شرح زیر می باشد:
چون قیر وزن مولکولی زیادی دارد، به راحتی نمی تواند به فضاهای خالی الیاف گونی نفوذ کند. در حالی که قطر مولکولی آب کم است و به راحتی می تواند به فضاهای خالی گونی نفوذ کرده و باعث پوسیدگی آن شود. تاب کششی قیر و گونی به دلیل جذب آب زیاد، کم است. امکان پیدایش فضاهای خالی و باقی ماندن نم و هوا در داخل این فضاها وجود دارد که باعث طبله شدن می شود. با رشد طبله ها و سپس ترک خوردن آن ها امکان نشت آب فراهم می گردد.
در روش سنتی دمای قیر و کیفیت مصالح تحت کنترل قرار نمی گیرند. اجرای قیر و گونی در لبه های جان پناه مشکل است و معمولا شکست های زودرس را به دنبال دارد. گونی معمولا به صورت عدل وارد می شود و دارای تا خوردگی است که در عایق کاری ایجاد اشکال می نماید. در شیب های بیش از ۵ درصد و در بام های گنبدی نمی توان از این عایق استفاده کرد زیرا در این شرایط قیر در مقابل حرارت آفتاب نرم و روان می شود. عمر مفید این عایق به طور متوسط کمتر از ۱۰ سال بوده و ترمیم متناوب آن با مشکلات اجرایی زیاد و هزینه های قابل توجه همراه است.
قیرهای مورد استفاده در ایران
با توجه به اینکه قیر هنگامی که در راه سازی یا در ایزولاسیون پشت بام ها به مصرف می رسد، محفوظ نبوده و همواره تحت تاثیر عوامل جوی قرار می گیرد بنابراین باید از قیر متناسب با آب و هوای منطقه استفاده کرد. این نکته در کشور ما که دارای اقلیم های متفاوت می باشد بسیار حائز اهمیت است. به عنوان مثال قیری که در درجه حرارت های پایین نرم و روان می گردد، قابل استفاده در مناطق گرمسیری جنوب کشور نخواهد بود و یا قیری که در دمای منفی پنج درجه سانتی گراد دچار ترک خوردگی می شود را نمی توان در مناطق سردسیری به کار برد.
۳- عایق رطوبتی قطران
یکی دیگر از انواع عایق های رطوبتی ، عایق رطوبتی قطران است که برای ساخت قطران به زغال سنگ گرما می دهند تا گاز از آن خارج شود و کک به جا ماند. سپس گاز برخاسته را سرد می کنند تا عرق کند و قطره قطره بچکد. به ماده حاصله قطران گفته می شود. قطران هم مانند قیر دانه های سنگی را به یکدیگر می چسباند از این رو برای ساختن رویه های سیاه و نیز در عایق کاری رطوبتی به مصرف می رسد.
از چوب و سنگ شیست چرب هم قطران می گیرند. قطران دارای مواد اسیدی است که در آب حل می شوند لذا باید در استفاده از آن در راه سازی دقت لازم به عمل آید. زیرا هنگام بارندگی مقداری از قطران در آب حل شده و وارد جوی ها و فضای سبز کنار راه ها می شود و گیاهان را آلوده می سازد.
۴- عایق های رطوبتی پیش ساخته
آخرین عایق رطوبتی که در اینجا در مورد آن توضیح خواهیم داد، عایق رطوبتی پیش ساخته است که با پوشش های پیش ساخته می توان بسیاری از مشکلات عایق کاری رطوبتی را حل کرد. در چند دهه اخیر استفاده از این پوشش ها در ایران بسیار رواج یافته است. بهترین نوع این پوشش ها نمد پشم شیشه است. این عایق ها عموما از مواد اولیه زیر تشکیل می شوند:
قیر صنعتی ۷۰-۶۰
- مواد پلیمری به نام اتکنیک پلی پروپیلن
- یک لایه تیشوی مسلح شده با نخ
- یک لایه پلی استر نبافته
- پودر تالک و در برخی از این عایق ها پودر مس نیز به کار می رود.
فیلم پلی اتیلن
برخی از کارخانه های تولید کننده عایق های پیش ساخته ، عایق با روکش آلومینیوم نیز تولید می کنند که حدود ۸۵ درصد از نور و حرارت را نیز منعکس می کند.
طبق استاندارد ایران این عایق ها به دو دسته زیر تقسیم می شوند:
- عایق پی: عایق های رطوبتی پیش ساخته مخصوص پی ساختمان
- عایق بام: عایق های رطوبتی پیش ساخته مخصوص بام، سطوح خارجی، سرویس های بهداشتی ، استخرها، تونل ها و …