فوم XPS نوعی ماده عایق سخت است که از پلیمر پلی استرین ساخته می شود ولی طی تولید آن از فرآیند قالب ریزی استفاده می شود و غالبا با هدف متمایز شدن از دیگر انواع فوم با رنگی متفاوت از سایر فوم ها تولید می شود. از مزیت های آن می توان به هدایت گرمایی پایین و مقاومت فشاری بالا و خاصیت خودخاموشی آن در برابر آتش اشاره کرد. در این مقاله به معرفی این ماده عایق و کاربردها و مزیت ها و معایب آن می پردازیم. با کافه ساختمان همراه باشید.
استایروفوم یا فوم XPS چیست؟
به دلیل اهمیت گرمایش کره زمین و تغییر اقلیم مفاهیم کاهش مصرف انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در سالهای اخیر در کانون توجه بوده و بر همین اساس توجه به عایق کاری ساختمان نیز اهمیت دوچندان یافته که پیامد آن تولید انواع مواد و مصالح عایق ساختمانی نوین با ویژگیهای عایق حرارت، رطوبت، صوت و عایق شیمیایی است. یکی از انواع این مصالح فوم عایق اکسترود شده با نام اختصاری XPS است که توسط شرکت Dow در سال 1947 با خرید و بهره گیری از حق اختراع پژوهشگر سوئدی Ray McIntire تولید شد. این شرکت با بهره گیری از این روش موفق به تولید انبوه فوم قالب ریزی شده با یاخته های بسته که در برابر رطوبت مقاوم بود گردید.
این ماده که استایروفوم (Styrofoam) نیز نامیده می شود عمدتا از جنس پلی استر معمولی بوده ولی تفاوت آن با پلاستوفوم یا یونولیت این است که یونولیت فرآیند اکسترود ندارد. استایروفوم یا فوم ایکس پی اس با نام تخته آبی (Blue Board) نیز شناخته می شود. فوم XPS به دلیل ویژگیهای خوب عایق گرمایی خود جایگزین مناسب و به صرفه ای برای مصالح عایق همچون پشم سنگ، پشم شیشه و یونولیت یا پلاستوفوم (EPS) است.
روش تولید XPS
فوم استایروفوم به عنوان عایق حرارتی و همچنین مانع رطوبتی در ساخت دیوارها، سقف، پی و فنداسیون بکار می رود. فوم عایق XPS به صورت یک لایه پیوسته ورقه ای فومی از دستگاه قالب ریزی پلاستیک (اکسترودر) بیرون می آید. در فرآیند تولید این ماده ابتدا پلی استر معمولی ذوب شده در دستگاه وارد و با افزودن دی اکسید کربن و در برخی کشورها ماده غیرمجاز HFKW (فلورو کلرو هایدرو کربن به طور جزئی هالوژنی شده) به عنوان ماده کف کننده به سمت نازل های پهن دستگاه رفته و به صورت ورقه های فومی با ضخامت 20 تا 200 میلیمتر از آن خارج می شود. سپس با ورود به یک محیط سرد وارد ماشین برش شده و به صورت پنل هایی با اندازه مشخص درآمده و لبه های آن شکل دهی می شود.
بازار مواد عایق و جایگاه XPS
همانطور که در نمودار زیر مشاهده می شود XPS از جمله عایق های کم کاربرد است که هنوز در صنعت عایق جایگاه خود را پیدا ننموده است. به لحاظ حجم بازار این ماده عایق پس از پشم سنگ، فوم پلی اورتان، یونولیت (EPS) و پلی اتیلن با حجم بازار 830 هزار تن (2016) در جایگاه ششم قرار داشته و پیش بینی رشد بازار آن برای سال 2021 با نزدیک به 40 درصد افزایش برابر با 1.16 میلیون تن برآورد می شود.
کابردهای XPS
فوم XPS در ساخت بخش های مختلف انواع ساختمان شامل مسکونی، تجاری، اداری و صنعتی (از جمله سردخانه ها) به صورت یک لایه عایق حرارتی کارآمد مورد استفاده قرار می گیرد. فوم های XPS همچون سایر مصالح ساختمانی عایق، به دو شکل زیر کاربرد دارند:
- کاربرد در ساخت مصالح پیش ساخته که ویژگیهای عایق در آنها مد نظر است بکار روند. از جمله این مصالح می توان به دو مورد زیر اشاره کرد:
- کاربرد مستقیم در اجرای بخش های مختلف سازه که شامل:
- ساخت دیوارهای عایق
- عایق بندی سقف:
- عایق بندی کف
- عایق بندی زیرزمین ها: عایق بندی محیط پیرامونی و کف (با وجود رطوبت نسبی بالاتر در زیرزمین ها عایق XPS نسبت به EPS به دلیل ویژگیهای نفوذناپذیری نسبت به رطوبت برتری دارد)
- عایق بندی فونداسیون و پی
- عاق بندی استخر شنا
- عایق بندی سطوح مختلف مانند خیابانها، خطوط ریل
- عایق بندی دیوارهای بیرونی ساختمان، سنگ و آجر
- عایق بندی بخش های مختلف سازه های صنعتی مانند سردخانه ها (دیوار و کف و سقف)، انبارها و سوله های صنعتی و کشاورزی
مزیت ها و معایب فوم عایق XPS
مزیت ها
- هدایت گرمایی پایین (ضریب هدایت حرارتی بین 0.035 تا 0.045 وات بر متر. کلوین که نشان می دهد عایق بسیار خوبی است.
- مقاومت و نفوذناپذیری در برابر رطوبت
- مقاومت خوب در برابر شعله (کلاس B ساختمانی و خود خاموش)
- جذب رطوبت بسیار پایین (کمتر از 1%)
- مقاومت فشاری بالا (مقاومت فشاری تقریبا تمام عایق ها پس از جذب آب کاهش می یابد , ولی در مورد xps تغییری نمی کند).
- تولید نکردن گازهای آلاینده (البته به شرط نداشتن CFS)
- چگالی یکنواخت در تمام حجم
- استحکام بالا در برابر ضربه و فشار
- مقاوم به رشد باکتری ها و قارچها
معایب
این ماده ویژگیهای مثبت زیادی داشته ولی ایراد اصلی آن این است که در برخی کشورها در تولید آن از CFC ها استفاده می شود که تخریب کننده لایه ازن است و طبق قوانین رسمی بسیاری از کشورها و همچنین قوانین بین المللی غیرمجاز به شمار می رود.
مزیت ها و معایب زیست محیطی
- امکان بازیافت این مواد وجود داشته و بازیافت آن اقتصادی است.
- چنانچه از CFC ها در تولید آن استفاده شده باشد (که در برخی کشورها از جمله آلمان ممنوع است) در صورت آتش سوزی موجب آلودگی محیط زیست شده و بر لایه ازن تاثیر مخرب دارد.
مشخصات فنی عایق فوم XPS
مصالح عایق دارای ویژگیهای فنی هستند که به صورت جداول استاندارد در کاتالوگ فنی آنها ارایه می شود. بر همین اساس، مشخصات فوم عایق XPS نیز به شرح زیر می باشد:
| پارامتر کیفی | مقدار |
| هدایت حرارتی (λ) | 0.035 تا 0.045 وات بر متر.کلوین |
| ظرفیت ویژه نگهداری حرارتی | 1500 ژول بر کیلوگرم. کلوین |
| مقاومت در برابر انتشار بخار آب (μ) | 80 تا 200 (بدون واحد) |
| کلاس مصالح ساختمانی | کلاس B1 و مقاوم به شعله |
| مقاومت به حرارت | 75 درجه سانتیگراد (طولانی مدت در فشار 5 کیلونیوتن بر متر مربع) |
| چگالی (ρ) | 25 تا 45 کیلوگرم بر متر مکعب |
| مقاومت به فشار | 0.15 تا 0.7 نیوتن بر میلیمتر مربع (تنش فشاری در 10 درصد فشردگی بر مبنای استاندارد DIN EN 826) 0.06 تا 0.25 نیوتن بر میلیمتر مربع (تنش فشاری کمتر از 2 درصد فشردگی) |
| ضریب انبساط | 6 تا 8 در 10 به توان -5 بر کلوین |
| مقدار انرژی اولیه | 450 تا 1000 کیلووات ساعت بر متر مکعب |
