ایزوگام از مواد ساختمانی بسیار مهم است که نقش اساسی در ماندگاری و حفظ ابنیه ساختمانی دارد. به‌طور کلی ایزوگام یا همان مواد عایق به موادی گفته میشود که انتقال حرارت، صوت، رطوبت و انرژی را از محلی به محلی دیگر به تأخیر انداخته و یا متوقف سازند. بنابراین مواد عایق باعث کاهش تلفات انرژی میشوند. ایزوگا معمولا از مخلوطی از چند نوع قیر و مواد افزودنی مختلف مانند فیلر (تالک، …) مواد پلیمری، الیاف بافته و نبافته پلیمری و معدنی ساخته میشوند.
در هر جامعه‌ای، نزدیک به شصت درصد درآمد سرانه آن جامعه صرف خرید انرژی شده و بیش از سی درصد انرژی تولیدی در جهان صرف وسایل گرمایشی میشود. تمرکز اصلی معماران ، طراحان ، سازندگان و سیاستمداران امروزی در هر کشوری بهینه‌سازی مصرف انرژی و محافظت و احیای محیط‌زیست است.
صنعت ایزوگام به عنوان راه حلی مطمئن و مقرون به صرفه مدت‌هاست که توجه کشورهای پیشرفته را به خود معطوف نموده است. به عنوان مثال، با استفاده از عایق‌کاری و ایزوگام نمودن، سالیانه حدود 200 میلیون بشکه نفت در انرژی صرفه‌جویی میشود.
کاربرد های ایزوگام
دلایل استفاده از ایزوگام، ضد آب کردن تأسیسات و تجهیزات مورد نظر بخصوص آن‌هایی که در معرض رطوبت قرار دارند میباشد. در این میان ایزوگام‌های پایه قیری به دلیل سهولت تهیه و خواص چسبندگی خوب کاربرد وسیع‌تری از سایرین دارند. ایزوگام‌های پایه قیری بسته به کاربرد و شرایط محیطی به کار برده شده از قیرهایی با نقطه نرمی و درجه نفوذ متفاوت ساخته میشوند. در واقع ایزوگام‌ها از اجزاء بسیار مهم در ابنیه و دستگاه‌های ضد خوردگی میباشد.
برای بهبود شرایط فوق و اصلاح انعطاف‌پذیری عایق‌ها و ایزوگام در مقابل سرما، قیر را با اصلاح کننده‌هایی همچون پلیمرهای SBS (کوپلیمر استایرن بوتادین استایرن) و PP (پلی پروپیلن) در دمای Cº200-180 مخلوط می‌کنند که هر یک از این اصلاح‌کننده‌ها با نفوذ در بین ترکیبات آسفالتی قیر با آن‌ها ایجاد برهمکنش می‌نماید تا معایب قیر را برطرف کند.
در نتیجه مقاومت ایزوگام در برابر حرارت و نفوذ اجسام به داخل آن‌ها بهبود مییابد. اما ویژگی‌های یک ایزوگام مناسب فقط به خواص فیزیکی آن ارتباط پیدا نمی‌کند بلکه این عایق‌ها بسته به نوع کاربرد هنگامی که بر روی سطوح یا سیستم‌های مختلف اعمال میشوند مورد تنش و کشش‌های مختلفی قرار می‌گیرند که می‌تواند موجب تضعیف و یا حتی پارگی آن گردند. به همین دلیل بستر قیری اولیه ایزوگام را با الیافی که بتوانند در مقابل کشش مقاومت کنند همراه می‌سازند و به این ترتیب ایزوگام ساخته میشود.
روش ساخت ایزوگام
برای ساخت ایزوگام، در ابتدا قير با مشخصات مورد نظر به وسیله پمپ‌هاي مخصوص وارد مخلوط‌کن‌های پارويي افقي میشود كه اين مخلوط‌کن‌ها دوجداره بوده و جداره بيروني توسط روغن تا دماي C°200 حرارت داده میشود. قير وارد شده در مخلوط کن‌ها تا C°200-180 گرم میشود. در حالی که مخلوط کن براي همگن كردن دما در حال کار میباشد. سپس iPP كه اکثراً” به صورت ضايعات اخال پلاستيك از دوک‌های نخ و… مي‌باشند با درصد مورد نظر هم‌زمان با روغن روان كننده و نرم‌کننده وارد مخلوط کن میشوند و به مدت 3 تا 4 ساعت در دماي C°200-180 مخلوط مي‌شود.
پس از اختلاط كامل iPP با قير، فيلر، كه پودر تالك با مش 170 است به آن اضافه میشود. شيره عايق پس از مخلوط شدن به مدت 30 دقيقه با تالك وارد مخزن خط توليد ایزوگام مي‌شود. ساختار ایزوگام علاوه بر قیر شامل الیاف تقویت‌کننده مانند الیاف پلی‌استر ترمو (PET)، شیشه، یا متشکل از دو نوع الیاف متفاوت هستند. بنابراین، این مخزن نيز توسط روغن تا C°180 حرارت داده میشود.
مخلوط کردن قیر با تیشو و پلی‌استر
تيشو و پلی‌استر پس از گذشتن از چند غلتك روي هم قرار گرفته، وارد مخزن قير شده و پس از آغشتن كامل آن‌ها به قير از بين دو غلتک با فاصله 5-4 میلی‌متر عبور می‌کنند تا ضخامت لايه‌ي ایزوگام كنترل شود سپس وارد سيستم خنک‌کننده مي‌شود که شامل آب و فن‌هاي قوي است تا دماي مخلوط ایزوگام كاهش یابد. بعد از نصب نايلون يا آلومينيوم روي سطح خارجي آن، ایزوگام در قطعات 10 متري بریده و رول میشود.
يكي از انواع عايق‌هاي رطوبتي رایج در كشورهاي پيشرفته عايق‌هاي تك لايه با قير اصلاح‌شده با پليمر داراي روكش برگ آلومينيم است كه معمولاُ در رول‌هايي به عرض حدود 109 سانتيمتر و به طول حدود 10 متر عرضه مي‌شود اين لايه‌ها بر دو نوع‌اند.
لايه قير اصلاح‌شده با ضخامت 4 میلی‌متر كه از يك لايه مياني از پلي‌استر، پلی‌اتیلن يا مواد ديگر ساخته شده و در بين 2 لايه، قير اصلاح شده در ميان گرفته شده است. براي جلوگيري از چسبيدن لايه‌هاي رول به يكديگر از يك ورق روكش 02/0 میلی‌متر پلی‌اتیلن يا مواد ديگر در يك طرف آن استفاده مي‌شود. لايه قير اصلاح شده با برگ آلومينيم كه تفاوت آن با نوع قبلي استفاده از برگ آلومينيم بجاي روكش پليمري است.
تأثیر الیاف مناسب بر مشخصات نهایی ایزوگام
همان‌طور که بیان شد یکی از خصوصیات مهم ایزوگام‌ها مقاومت در مقابل کشش است که نوع تقویت‌کننده تأثیر زیادی در آن دارد به عنوان مثال ایزوگام‌های تقویت‌شده با پلی‌استر در مقابل تنشهای وارد شده خواص بهتری را نسبت به الیاف شیشه از خود نشان می‌دهند. و این در حالی است که مقاومت ابتدایی کمی از خود نشان می‌دهند.از طرفی الیاف با کیفیت بر روی قیمت ایزوگام هم تاثیر به سزایی دارد.
تحقیقات متفاوتی بر روی الیاف مختلف و توانایی هر یک از آن‌ها در مقابل کشش انجام شده است. این الیاف که به عنوان تقویت‌کننده در ایزوگام به کار می‌روند شامل موارد زیر هستند: الياف ريز شيشه كه به صورت پراكنده در يك صفحه فشرده‌اند
- پلی‌استر بافته
- پلی‌استر نبافته
الیاف بکار رفته در عایق‌های رطوبتی (ایزوگام)
الیاف پلی‌استر
از جمله الیافی که مقاومت کششی مناسبی دارند الیاف نبافته پلی‌استر و الیاف شیشه میباشند که علاوه بر توانایی جذب قیر خوب، در برابر کشش نیز مقاومت مناسبی را از خود نشان می‌دهند. الیاف پلی‌استر الیاف مصنوعی هستند که از پلیمرهایی با جرم مولکولی زیاد تشکیل شده‌اند. یکی از مزیت‌های عمده پلی‌استرها خاصیت آب‌گریزی آن‌ها است که مواد روغنی را به خوبی جذب کرده و در خود نگه می‌دارد. از طرف دیگر، میزان جذب رطوبت کمی دارند (0.8-0.2%) و نقطه ذوب آن‌ها در حدود Cº300-250 میباشد.
الیاف شیشه
در حدود 20 سال قبل اولین الیاف شیشه تولید شد و نگاه آینده در اصلاح خواص این الیاف بخصوص خواص مکانیکی آن معطوف گردید. الیاف شیشه از شیشه مذاب و یا از طریق کشیدن آن از یک مسیر شامل ذرات الیاف شیشه تهیه میشود و برای پایداری این ذرات از رزین‌های مخصوصی استفاده می‌گردد. دو نوع رایج از الیاف شیشه نوع A و نوع E میباشد که تفاوت بین آن‌ها در ترکیبات و خواص مکانیکی آن‌ها است. الیاف شیشه نوع E دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به الیاف نوع A میباشد.
بیشتر مطالعات بر روی خواص مکانیکی محصول نهایی که شامل: قیر، پلیمر و الیاف تقویت‌کننده میباشد انجام شده است. در حالی که دانستن خواص مکانیکی هر یک از عناصر استفاده شده در مخلوط ایزوگام می‌تواند در رسیدن به یک محصول ایده آل کمک کند.
تاثیر الیاف بر خواص مکانیکی ایزوگام
با این توضیح با وجود اینکه الیاف بیشترین تاثیر را در حفظ خواص مکانیکی عایق‌ها دارند، بستر قیری نیز علاوه بر خاصیت ضد آب می‌تواند در اصلاح خواص مکانیکی عایق تاثیر گذار باشد بخصوص اگر این قیرها با افزایش پلیمرهای مناسب، اصلاح شده باشند. به این ترتیب که قیر با نفوذ از منافذ الیاف و افزایش نیروهای چسبندگی الیاف خواص مکانیکی(مدول یا مقاومت کششی) عایق را اصلاح میکند.
این مسئله که تقویت خواص مکانیکی قیرها یا قیرهای پلیمری می‌تواند عایق رطوبتی یا ایزوگام را در مقابل تنشهای وارده بهتر حفاظت کند ما را بر این می‌دارد که رفتار و خواص قیرهای معمولی و قیرهای پلیمری را به صورت گسترده بررسی کرده تا در نهایت و محصول با کیفیت ارائه شود.
مضرات استفاده از ایزوگام نامناسب
از معایب ایزوگام نامناسب کم بودن طول عمر مفید (ترمیم متناسب آن با مشکلات اجرائی زیاد) (و هزینه های قابل‌توجهی همراه است) و گران بودن این ایزوگام‌ها (ایزوگام‌هایی که دارای مواد اولیه خارجی میباشند در موقع ترمیم محل آسیب‌دیده از سایر جاها بالا میزند) و تجزیه شدن بر اثر اشعه UV و پوسیدگی به مرور زمان و پارگی در اثر نشستهای احتمالی و آلودگی محیط‌زیست میباشند که بسیار از این موارد از ضعف در استحکام کششی و انعطاف‌پذیری آن‌ها نشأت میگیرد.
انواع ایزوگام‌های استفاده شده به عنوان عایق
عایق ها چه از تنوع جنس چه از نظر کاربردی و ساختاری انواع گوناگونی دارند از نظر کاربردی عای قها میتوانند به عنوان:
- عایق صدا گرما و سرما (حرارتی)
- رطوبت
- ضربه گیر و لرزهگیر
عمل کنند که به تناسب وظیفهای که برای آن‌ها تعریف میشود ساختار و نوع و جنس آن‌ها متفاوت است.
عایق‌ها به طور کلی به سه دسته تقسیم میشوند.
1-عایق‌های گرمائی هدایتی(حرارتی)
عایق حرارتی مواد و مصالحی هستند که مقاومت زیادی در مقابل عبور گرما دارند و می‌توان به وسیله‌ی آن‌ها تا آنجا که ممکن است از انتقال حرارت محل گرم شده یا لوله‌های حامل آب گرم یا کانال‌ها و…جلوگیری و از اتلاف سوخت جلوگیری نمود.
2- عایق‌های گرمایی، تشعشعی یا عایق‌های فلزی
این عایق‌ها که در سطح دیوارها و سقف ساختمان بکار برده میشود ، از صفحات فلزی براق نظیر آلومینیوم و برنز و مس میباشند و عمل آن‌ها انعکاس و جلوگیری از نفوذ اشعه آفتاب به داخل سطوح ساختمانی میباشد.
3- عایق‌های رطوبتی
رطوبت موجب بالا بردن ضریب هدایت و تقلیل ضریب عایق بودن عایق‌های هدایتی میشود. لذا برای جلوگیری از نفوذ رطوبت در عایق‌های سطوح ساختمانی ( نظیر دیوار و سقف) و عایق لوله‌های حامل سیال گرم یا سرد و همچنین برای جلوگیری از نفوذ رطوبت زمین به لوله‌های فلزی و زنگ‌زدگی آن‌ها می‌بایستی از عایق‌های رطوبتی استفاده کرد.
انواع عایق‌های رطوبتی
- پوشش قیر و گونی
- عایق‌های رطوبتی پیش‌ساخته
این عایق‌ها نیز به دو دسته تقسیم میشوند:
عایق‌های رطوبتی پیش‌ساخته مخصوص پی ساختمان ( عایق پی) عایق پی متشکل از لایه‌ای از الیاف شیشه، الیاف پلی‌استر، منسوج نبافته پلی‌استر و ماده آغشته کننده لایی شامل قیر و یا مخلوطی از قیر و افزودنی‌های اصلاح‌کننده تشکیل شده است.
عایق‌های رطوبتی پیش‌ساخته مخصوص سطوح خارجی ، بدنه استخر و تونل‌ها (عایق بام)
عایق بام از دو لایه نمدی که لایه زیرین از فلت الیاف شیشه و لایه رویین از جنس منسوجات پلی‌استر میباشد، این دو لایه به‌وسیله مذاب قیر اصلاح شده با مواد پلیمری اشباع می‌گردد.
هرکدام از اجزای سازنده عایق پی و عایق بام باید دارای خصوصیاتی طبق استانداردهای مربوطه باشند. مهم‌ترین جزء مشترک هر دو عایق که مورد بحث قرار گرفته قیر میباشد که می‌بایست طبق استانداردهای خاص تولید و استفاده گردد
طول عمر ایزوگام
یک عایق رطوبتی یا به طور کلی ایزوگام تشعشعات خورشیدی را در طول روز جذب میکند و دمای آن افزایش مییابد، در حالی که در شب دمای سطح آن کاهش مییابد. نوسان‌های دمایی روزانه فشارهای گرمایی را در دیواره ایجاد میکند و دوام‌پذیری آن را کاهش میدهد. ایزوگام مانع از رسیدن تشعشعات خورشیدی به دیواره میشود.
طول عمر ایزوگام‌های معمول، معمولاً 20-10 سال است، اما اعتقاد بر این است که عایق‌های رطوبتی اصلاح شده ،دو برابر عمر داشته باشد. برخی بررسی‌ها در مورد نظام و آرایش دمایی عایق‌های رطوبتی اصلاح شده اجراشده است، که در آن موضوع اصلی تحقیقات نوسان‌های دمایی در این عایق‌ها بوده است. تحقیقات خیلی بیشتری به منظور انتقال حرارت عایق‌های رطوبتی اصلاح شده و توانایی کاهش مصرف انرژی ساختمان توسط سایر محققان انجام شده است.
از طرفی نحوه نصب ایزوگام هم در طول عمر و میزان کارایی آن برای جلوگیری از نفوذ آب تاثیر زیادی دارد.
ویژگی‌های یک ایزوگام مناسب
عایق‌های رطوبتي ساخته شده ، غير قابل نفوذ در مقابل آب و رطوبت است. مقاوم در برابر اسيدها و نمك‌ها و بازها داراي خاصيت چسبندگي بوده و در برابر اشعه‌ی ماوراء بنفش بسيار مقاوم است. همچنين به دليل وجود اصلاح کننده‌های مناسب خاصيت چسبندگي به سطوح مختلف افزايش يافته است و خاصيت لاستيكي كه به دليل تشكيل پیوندهای عرضي است افزايش يافته كه در نتيجه باعث مقاومت بالاي آن در مقابل دماهاي بسيار پايين (2- درجه سانتي گراد) شده است و اصلاح کننده‌های مناسب دیگر همچون بنتونيت نيز به دليل پايين بودن نسبت جرم به حجم آن باعث كاهش وزن محصول نهايي در عين زياد بودن حجم آن مي‌شود و به دليل دارا بودن روغن باعث نرمي و لطافت عايق میشود .در نتيجه محصول نهايي داراي مقاومت بالا در گستره وسيعي از دماها بوده و سبك و مقاوم در برابر نفوذ اجسام خارجي میباشد.
در سال 1375 كميسيون استاندارد عایق‌های پیش‌ساخته ساختمان با استفاده از استانداردهاي معتبر جهاني به‌ویژه استاندارد ايتاليا اقدام به تهيه و تدوين ویژگی‌های و روش‌های آزمون عایق‌های رطوبتي نمود. در سال 1379 تعدادي از اين استانداردها مورد بازنگري قرار گرفت، معایب و كمبودهاي استانداردهاي قبلي بر طرف گرديد.
فهرست عناوين استانداردهاي ملي ايران درباره عايق رطوبتي (ایزوگام)
| رديف | عنوان استاندارد | شماره استاندارد | منابع |
| 1 | روش آزمون تاب كششي اتصالات عايق رطوبتي پیش‌ساخته | 3870 | UNI 8202/30 |
| 2 | روش آزمون تعيين ميزان انعطاف‌پذیری (دماي تاب خمشي) عايق رطوبتي پیش‌ساخته در سرما | 3881 | UNI 8202/15 |
| 3 | روش آزمون تعيين خواص بار–كرنش عايق رطوبتي پیش‌ساخته | 3882 | ASTM D2523-88 |
| 4 | شرايط عمومي آزمون‌های عايق رطوبتي پیش‌ساخته | 3883 | UNI 8202/1 |
| 5 | روش آزمون مقاومت عايق رطوبتي پیش‌ساخته در مقابل نفوذ بخار (ضريب مقاومت)، تجديد نظر | 3888 | ISIRI 3888-74 UNI 8202-92 |
| 6 | روش آزمون مقاومت عايق رطوبتي پیش‌ساخته در برابر پارگي- تجديد نظر | 3863 | ISIRI 3863-74 UNI 8202/9-92 |
| 7 | روش آزمون تعيين مقاومت كششي عایق‌های رطوبتي–
تجديد نظر |
3882 | ISIRI 3882-74 UNI 8202/8-92 |
| 8 | روش آزمون مقاومت عايق رطوبتي پیش‌ساخته در مقابل اوزن | 3887 | UNI 8202/28 |
| 9 | روش آزمون پايداري ابعادي عایق‌های رطوبتي در برابر حرارت | 3890 | UNI 8202/17 |
| 10 | ويژگي عایق‌های رطوبتي پیش‌ساخته بام ،قسمت اول عایق‌های رطوبتي بام با اصلاح‌کننده APP (تجديد نظر) | 1-3885 | ISIRI 3885-74 UNI 8629-92 |
| 11 | ويژگي عایق‌های رطوبتي پیش‌ساخته بام ،قسمت دوم عایق‌های رطوبتي بام با اصلاح‌کننده SBS (تجديد نظر) | 2-3885 | ISIRI 3885-74 UNI 8629-92 |
| 12 | ويژگي عایق‌های رطوبتي پیش‌ساخته با قير اصلاح شده توسط پليمرها“ عايق پي “ | 3884 | DIN 52132 |
