نمای کامپوزیت به طیف گسترده ایاز مواد ترکیبی شامل دو یا چند ماده گفته میشود که دارای یک ماده زمینه (اصلی) و یک ماده پرکننده (تقویت کننده) است دسته ای از کامپوزیت ها از دیدگاه مهندسان ، کامپوزیت های با زمینه فلزی (آلومینیوم)میباشد
ورق کامپوزیت به ورقی گفته میشود از دولایه ورق آلومینیوم که در دو طرف یک لایه پلی اتیلن قرار گرفته است تشکیل شده است به صورت کلی اجزای تشکیل دهنده ورق کامپوزیت مانند چارت زیر میباشد
امروزه استفاده از ورق کامپوزیت به طراحی و اجرای نمای ساختمان ها به انتخاب اول بزرگترین طراحان جهان و همچنین طراحان برجسته ایرانی تبدیل شده است
مشخصات نمای کامپوزیت با توجه به ابعاد در نظر گرفه شده است در سازه قابل تولید است اما ابعاد استاندارد و روتین ان
1.25 *3.20 متر است ضخامت کلی پانل 4 میلیمتر است و از ضخامت 3 میل تا 6 میل قابل تولید است.ضخامت پوسته آلومینیوم در دو طرف پانل (0.3*0.3) و (0.5*0.5) میباشد
ورق کامپوزیت از لحاظ رنگ تنوع بوده و دارای رنگ های متفاوتی نظیر رنگ های معمولی (مات) ، متالیک ، شاین ، هایگلاس ، طرح چوب ، طرح سنگ ، اسپکتر (هفت رنگ) ، براش ، میرور میباشد
از لحاظ نوع رنگ و رزین های متفاوتی از لحاظ ساختار شیمیایی و دوام و ثبات رنگ در تولید ورق کامپوزیت کاربرد دارد که میتوان به انواع زیر نمای کامپوزیت اشاره کرد
رنگ PVDF
دبل پلی استر
FEVE
پی استر
چندین سال است که مواد کامپوزیتی به دلیل ویژگیهای منحصر به فردی همانند استحکام زیاد، وزن کم، دوام و پایداری عالی و رفتار مناسب در برابر آتش سوزی، نسبت به مواد سنتی مانند فولاد، بتن و آلومینیوم در صنایع گوناگون ازجمله هوافضا، خودرو و غیره در نمای کامپوزیت به کار میروند. بیش از 10 سال است که مزایای کاربردی این مواد در صنعت عمران نیز به وضوح مشاهده شده است. طرحهای پزوهشی و به دنبال آن پروژه های اجرایی انجام شده در کشورهای گوناگون در این سالها راه را برای به کارگیری این مواد در صنعت ساختمان چه در ساخت سازه های تمام کامپوزیتی و چه تقویت سازه های گوناگون دیگر هموار کرده است. به عنوان مثال، از سال 1960 پلاستیک های تقویت شده با الیاف شیشه در صنعت ساختمانی لندن به کار گرفته شده اند. در این کشور برخی از بخشهای سازه های قدیمی و مشهور همانند گنبدها و بام ها با قدمتی 70- 80 ساله با استفاده از پوشش های کامپوزیتی تعدیل شده اند.
پانل های GRP (پلاستیک تقویت شده با الیاف شیشه)
برخی از سازه های بزرگراهی که از عرشه های بتنی مهار شده توسط تیرهای فولادی تشکیل شده اند، در طول عمرشان چندین بار رنگ آمیزی میشوند. تعمیر، نگهداری و رنگ آمیزی این تیرهای فولادی به ویژه در پل های قدیمی بلند که دسترسی به آنها مشکل است، بسیار هزینه بر است. استفاده از پانل های نمای کامپوزیت ی GRP روشی مناسب برای کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری این سازه هاست. این پانل ها از روش هایی همچون لایه چینی دستی و پالتروژن ساخته میشوند. پل وینتر بروک بر روی رودخانه تایمز در انگلستان نمونه ای از کاربرد این پانل هاست. دسترسی دائمی به این پانل ها برای بازبینی و تعمیر و نگهداری بسیار آسان است.
پل های عابر پیاده
پل های عابر پیاده ساخته شده از مواد کامپوزیتی، نمونه های بارز گسترش کاربرد کامپوزیت های GRP در صنعت عمران هستند. چندین پل عابر پیاده مشهور جهان در دهه اخیر با استفاده از کامپوزیت ها ساخته شده اند. پل عابر پیاده باشگاه گلف ابرفلدی بر روی رودخانۀ تای در اسکاتلند در سال 1992 تکمیل شده است. سازه کابل مهار این پل با طول بیش از 113 متر نخستین پل مهمی بود که به طور کامل از FRP و به روش پالتروژن ساخته شد. پل فایبر لاین در دانمارک، با استفاده از مقاطع استاندارد GRP های پالتروژن شده ساخته شده است. این پل بر روی یک مسیر راه آهن دو ریله کشیده شده و کابل مهاری آن 40 متر طول دارد. برای سادگی حمل و نقل، سازه اصلی این پل در دو بخش در کارخانه ساخته شده و به محل موردنظر انتقال داده شد. موشل پل عابر پیاده دیگری است که به صورت تمام نمای کامپوزیت طراحی شده و در پایان سال 2000 روی رودخانه تایمز نصب شده است. طرح کامپوزیتی پیشنهاد شده برای این پل، هم در اسکلت پل و هم در فونداسیون های آن حدود 10 برابر سبک تر از نمونه فلزی آن است و باتوجه به هزینه های تعمیر و نگهداری، کل هزینه این پل کامپوزیتی حدود 10 تا 15 درصد کمتر از نمونه فلزی است.
تقویت سازه ها
جدای از ساخت سازه های تمام کامپوزیتی، در صنایع گوناگون ازجمله صنعت ساختمان، نمای کامپوزیت برای مقاوم سازی و ترمیم سازه های گوناگون چوبی، فلزی، بتنی و غیره نیز به کار گرفته میشوند. استفاده از مواد کامپوزیتی برای تقویت و احیای پل ها و ساختمان ها در اروپا، آمریکا، کانادا و آسیا به فعالیتی سودآور تبدیل شده و جای روش های سنتی تعمیر و تقویت را گرفته است. امروزه کاربرد عمده کامپوزیت در صنعت ساختمان، استفاده از صفحات پلاستیک تقویت شده با الیاف کربن ( CFRP) به صورت پالترود شده یا الیاف پیش آغشته (پری پرگ)، برای افزایش ظرفیت خمشی و برشی سازه های موجود است. اینگونه ورقهای کامپوزیتی در اغلب کشورهای جهان از جمله انگلستان، وجود داشته و جای مواد سنتی را در تقویت و احیای سازه ها گرفته اند؛ چرا که جدای از استحکام و مقاومت، از نظر هزینه نیز قابل رقابت با مواد سنتی هستند. در 18 ماه گذشته، بیش از 100 پل و سازه دیگر در انگلستان توسط صفحات CFRP تقویت شده اند.
انواع آلومینیوم نمای کامپوزیت برحسب پوشش سطح ورق
رنگ روی سطح ورق با تکنولوژی های متفاوتی برحسب نوع کاربرد و محل نصب ورق اجرا می شود که به صورت زیر تقسیم بندی می شود:
1- پلی استر: ساده ترین روش اجرای رنگ روی لایه آلومینیوم می باشد که 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 کیفیت آن در نمای خارجی ساختمان وجود ندارد و بطور کلی استفاده از آن برای نمای بیرونی ساختمان ممنوع بوده ولی برای دکوراسیون داخلی مناسب و به صرفه است.
2- پوشش محافظ PVDF نمای کامپوزیت : این پوشش تحت نام پلی وینیل دین فلوراید نوعی رزین خاص است که تولیدکننده آن شرکت 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 کاملاً قابل اعتماد حداقل تا 20 سال می گردد.
رنگی که با این رزین روی سطح ورق اجرا می گردد به طور مستقیم بر روی آلومینیوم اجرا نمی شود و قبل از آن یک 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 که یک لایه سوم هم روی رزینPVDF اجرا می شود که از لحاظ ساختار مولکولی با رزین های عادی متفاوت است.
به صورتی که فاصله مولکولی توسط تکنولوژی نانو به کمتر از 9-10 می رسد که این خاصیت باعث عدم جذب آلودگی های محیطی از قبیل گردوغبار و ذرات روغنی معلق در فضا می گردد.
این نوع ورق نمای کامپوزیت برای اولین بار توسط شرکت آلوباند در کشورمان ایران عرضه شده و به طور گسترده در حال استفاده است. این ورق علاوه بر تضمین های کیفی عادی دارای ضمانت تمیز کاری نیز می باشد.
تقسیم بندی از لحاظ تکنولوژی لایه میانی
برحسب کاربرد و حساسیت پروژه لایه میانی از مواد مختلفی تشکیل شده است.
پلی اتیلن بازیافتی
پلی اتیلن نو
لایه میانی ضد حریق B1
لایه میانی ضد حریق A2 که معمولاً از هیدروکسید آلومینیوم و یا دیگر مواد معدنی ساخته می شود.
پایداری فوق العاده نمای کامپوزیت در برابر شرایط گوناگون آب و هوائی :
به وسیله پوشش رزینی PVDF محصول کارخانه PPG آمریکا مشتق شده از KYNAR 500 و HYLAR 5000 دارای ویژگی های ممتازی به لحاظ پایداری در برابر پوسیدگی مواد قلیائی و پودر شدن در اثر اشعه ماورای بنفش گردیده است بنابراین پانل آلوتایل چه زمانی که در معرض گرمای نورخورشید یا در معرض سرمای در حد انجماد مناطق قطبی واقع شود هرگز کیفیت رنگی خود را از دست نمی دهد .
پایداری بالای نمای ساختمان در برابر پوسته شدن رنگ و مسطح بودن پوشش : کامپوزیت
نمای کامپوزیت در دمای بالا با مواد سفت کننده ملکولی با عملکرد بالا پیوند می یابد تا به بالاترین سطح از لحاظ پایداری در برابر پوسته شدن برسد . ترکیب شیمیائی چسب بین رنگ و آلومینیوم با استفاده از فن آوری شرکت Henkel آلمان تولید می گردد .
سبکی و پردازش ساده :
نمای کامپوزیت به علت سبکی ( ۵/۳ – ۶/۵ کیلوگرم بر متر مربع ) خود که می تواند منجر به کاهش فاجعه در زمین لرزه ها شود به آسانی قابل پردازش می باشد . سلسله مراتبی همچون بریدن ، تسطیح کردن ، نورد کردن و چند نوع شکل دهی با زاویه قائمه با ابزار ساده نجاری قابل انجام می باشد تا کار نصب پانل سریع و راحت شده و در نتیجه از میزان هزینه ها بکاهد . همچنین قابلیت انعطاف پذیری پانل آلوتایل در ابداع طرح های بدیع کمک زیادی به طراحان کرده است .
خصوصیات ضد حریق ممتاز ( GB 8624 – ۱۹۹۷ – NO.20011776 )
لایه مرکزی ورق نمای کامپوزیت از مواد پلی اتیلن غیر سمی دارای خصوصیات پایداری در برابر آتش ساخته شده است . دو لایه سطحی از جنس آلومینیوم می باشند که به سختی می سوزند و در برابر آتش ایمن می باشند . ورق کامپوزیت مطابق با درجه B1 ( استاندارد جهانی مقاومت مصالح ساختمانی در برابر حریق ) می باشد .
خاصیت ضد خوردگی و مقاومت بالای آلومینیوم :
آلیاژ آلومینیوم مصرفی ۳۰۰۳H16 محصول کارخانه South West Aluminum به ضخامت هر لایه mm 5/0 تولید شده طبق استاندارد GB/T3190-96 انگلستان می باشد و این آلیاژ با توجه به داشتن عناصری شامل Mg ,Si,Ni,Zn,Ti و . . . دارای خاصیت Anti Corrosive ( ضد خوردگی ) بسیار بالا می باشد .
پایداری در برابر جدا نشدن لایه ها از یکدیگر Dupont
رزین مصرفی ( Bynel Resin CXA 30E753 ) جهت یکپارچه نمودن لایه های آلومینیوم و پلی اتیلن محصول کارخانه E.I.Dupont DE آمریکا می باشد که باعث جلوگیری از Nemouors And Company جدا شدن لایه ها از یکدیگر بر اثر عوامل جوی می گردد .
سادگی نگهداری :
در مکانهائی که میزان آلودگی بسیار شدید باشد نیز پانل آلوتایل براحتی با مواد پاک کننده و شوینده های طبیعی تمیز می گردد .
پایداری در برابر ضربه :
پایداری نمای کامپوزیت در برابر ضذبه و سختی پانل در حد بالائی می باشد و لایه پوششی در برابر خم شدن نمی شکند و در شرایط وزش باد و یا طوفان شن تخریب نمی گردد .
امروز طراحی نمای داخلی و خارجی ساختمانها به نوعی هنر آمیخته با تکنولوژی تبدیل شده است.زیبا سازی شهری با استفاده از مصالح جدید و با تکنولوژی روز دنیا و مشخصات منحصر به فرد امروزه در کشور مورد توجه بسیاری از مسئولان قرار گرفته است.
از خصوصیات منحصر به فرد نمای کامپوزیت جدید به طور خلاصه می توان به سبکی وزن ، تنوع در شکل پذیری ، مقاومت بالای رنگ در مقابل بارانهای اسیدی و اشعه UV آفتاب ، سرعت اجرائی بالا ، مصالح زیرسازی سبک ، بی نیازی این محصول به شستشو ، عایق صوت ، مقاومت بالا در مقابل تغییر دما ، جلوگیری از عبور و مرور حرارت به ساختمان و ابعاد بزرگ پانل ها اشاره کرد.
ورق های کامپوزیت آلومینیومی یکی از بدیع ترین مصالح ساختمان است که با خصوصیات منحصر به فرد خود از قبیل استحکام ، وزن کم ، انعطاف پذیری ، تنوع رنگ و اندازه و زیبایی و...، افق جدیدی به روی طراحان داخلی و خارجی گشوده است . تطابق مشخصات ورق های کامپوزیت با سلیقه مدرنیته بشر امروز، استفاده روز افزون او از این ماده را طلبیده و ما را بر آن داشته تا با طراحی زیبا و مدرن به نحو مطلوبی این ماده را در نمای ساختمان و معماری داخلی به کار گیریم.
ورق کامپوزیت آلومینیومی 4 میلی متری از 3 لایه عمده تشکیل می شود که 2 لایه 5/0 میلی متری آلومینیوم در دو سمت ورق و یک لایه 3 میلی متری از جنس پلی اتلین به نامPVDFدر میان دو ورق آلومینیوم قرار دارد که این لایه پلی اتلین نقش عمده ای در عایق سازی ورق کامپوزیت آلومنیومی در مقابل صدا و حرارت ایجاد می کند .
مهمّ ترین دلایل افزایش استفاده از نمای کامپوزیت
1 – وزن کم 2- قابلیّت ایجاد معماری های زیبا 3- مقاومت در برابر شرایط جوّی 4- خواصّ ضدّ خوردگی 5 – وجود سازه هایی که در آنها نباید از فلز استفاده کرد .