نمای کامپوزیت فلزی
کامپوزیت‌ها از ترکیب دو یا چند ماده جداگانه تشکیل شده‌اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاء تشکیل‌دهنده استحکام و دوام بیشتری دارد.
خواص کامپوزیت در مجموع از هرکدام از اجزاء تشکیل دهنده آن بهتر است و اجزاء مختلف ،کارایی یکدیگر را بهبود می بخشند و این یکی از مزیت‌های
کامپوزیت محسوب می‌شود.
از متداولترین نماهای کامپوزیت میتوان به نمای کامپوزیت آلومینیومی، پانل‌های فلزيی عایق‌بندي شده و نمای کامپوزیت پلی‌یورتان اشاره کرد.
ورق‌های کامپوزیت آلومینیوم متشکل از دو لایه آلومینیوم به ضخامت 3 تا 5/0 میلیمتر در اطراف و یک هسته از جنس پلاستیک یا یک ماده معدنی
پرکننده ضدحریق (نظیر مواد پلی‌اتیلنی) به ضخامت 3 الی 5 میلیمتر می‌باشند.
لایه خارجی عمدتاً داراي یک پوشش آستر رزین اپوکسی و یک‌لایهPVDFمی‌باشد.
سطح ورق کامپوزیت با یک لایه فیلم محافظت می‌شود.
مزایا
این پانل میتوان به سبکی وزن، تنوع رنگ و شکل‌پذیری اشاره کرد .
معایب
از جمله بزرگترین مشکلات این نوع نما، چسبیدن ذرات گرد و غبار بر سطح نمای ساختمان‌ها و همچنین تغییر رنگ نما است.
تمیز کردن نما مستلزم ایجاد داربست یا پیشبینی بالابرهای مخصوص جهت شستشو است.
در استفاده از نماي کامپوزیت به عنوان نماي خارجی ضوابط زیر باید رعایت شود.
الزامات مصالح نما
نماهاي کامپوزیت باید مطابق الزامات فصل سوم این دستورالعمل در برابر بارهاي باد طراحی و اجرا شوند.
توجه شود که مانند سایر انواع نما جزییات اجرایی اتصالات این نوع نما نیز باید با در نظر گرفتن جابجاییها و اثرات ناشی از زلزله طرح و اجرا شوند.
نماهاي کامپوزیت باید با استفاده از مصالح تایید شده که مشخصات عملکردي مورد نیاز استاندارد را در طول زمان بهره برداري تامین می‌نماید، ساخته شود.
نماي کامپوزیت لزوماً باید از لحاظ مقاومت در برابر آتش براساس ضوابط مبحث سوم مقررات ملی مورد ارزیابی قرار گیرد.
تکیه‌گاه‌هاي فلزي براي اتصال نماي کامپوزیت باید توسط رنگ زدن یا گالوانیزه کردن یا سایر پوشش‌هاي معادل یا سایر روشها محافظت شوند.
درزها و لبه‌هاي تحت شرایط جوي باید به وسیله مصالح ضد رطوبت بادوام، درزبندي شده و از نفوذ رطوبت جلوگیري شود.
الزامات طراحی و اجراي نماي کامپوزیت
پانل کامپوزیت شامل دو ورق نازك است که به یک مغزه سبک متصل شده و توسط آن از یکدیگر جدا شده‌اند.
فاصله دو ورق تعیین‌کننده صلبیت کامپوزیت نهایی است و هرچه فاصله بیشتر باشد، مقاومت و کارایی محصول نهایی بالاتر خواهد بود.
پانلهاي کامپوزیت با توجه به ضخامت و نوع آلیاژ آلومینیوم، لایه‌ها، نوع رنگ به کار رفته در پوستۀ بیرونی و نوع و ضخامت مواد به کار رفته در لایۀ میانی و پوشش سطح آلومینیوم انواع مختلفی داشته و هر کدام کیفیت و کاربرد معینی دارند.
پانل کامپوزیتی آلومینیومی متشکل از سه قسمت عمده است:
دو لایه آلومینیوم به ضخامت 3/0 تا 5/0 میلیمتر.
یک هسته از جنس پلیمرترموپلاستیک (معموًلاً پلی‌اتیلن) یا یک ماده معدنی پرکننده به ضخامت 3 تا 5 میلیمتر که در بین این دو لایه قرار می‌گیرد.
لایۀ خارجی که داراي یک پوشش آستر از رزین اپوکسی و یک لایۀ پلی‌وینی‌لیدن‌فلوراید یا پلیاستر جهت تثبیت رنگ می‌باشد.
روي سطح پانل کامپوزیت آلومینیوم با یک لایۀ فیلم پلیمري محافظت می‌شود.
انواع پانل کامپوزیت
تقسیم‌بندي از لحاظ نوع لایۀ میانی
لایۀ میانی پانل کامپوزیتی آلومینیومی از مواد مختلفی می‌تواند تشکیل شود.
پلی‌اتیلن
لایۀ میانی ضد حریق B1
لایۀ میانی ضد حریق A2 که از هیدروکسید آلومینیوم و یا دیگر مواد معدنی ساخته می‌شود .
پلی اتیلن استفاده شده در لایۀ میانی این پانلها لازم است غیرقابل اشتعال باشد اما بر حسب حساسیت و وجود مواد اشتعال‌زا در نزدیکی این پانلها، از لایه میانی با خاصیت ضدحریقB1 و A2 نیز میتوان استفاده کرد .
8–2–2– تقسیم بندي از لحاظ نوع پوشش
براساس نوع روکش سطح، پانلها به سه دسته تقسیم می‌شوند.
الف) پوشش پلیاستر
این پوشش تاحدي مقاوم در مقابل اشعۀ ماوراء بنفش می‌باشد.
بر حسب میزان درخشش آن، پوشش به دو گروه مات و براق طبقه‌بندي می‌شود.
ساختار فشرده مولکولها، رنگ سطح را صاف و درخشنده می نماید.
توصیه می‌شود کاربرد این پوشش بر روي بخش آلومینیومی داخلی پانل یا براي دکوراسیون داخلی باشد.
ب) پوشش پلی وینیل‌یدن فلوراید
پوشش پلی وینی لیدن فلوراید به دو گروه پوشش معمولی و پوشش نانویی تقسیم‌بندي می گردد.
پوشش معمولی پلی وینیل‌یدن فلوراید، قابلیت ضد اسیدي، ضد قلیایی و با دوام در محیط و شرایط آب و هوایی خشن داشته و براي روکش دیوارهاي
خارجی کاربرد دارد.
رنگ رویۀ این پانلها بخش عمدة نور خورشید را بازتاب داده و در نتیجه انرژي تابشی ورودي به ساختمان را کاهش می‌دهد .
پوشش نانویی پلی وینیل‌یدن فلوراید، به عنوان پوششی روشن محسوب می‌گردد.
شامل موادي با ابعاد نانومتر بوده که پانل را از آلودگی محافظت می‌نماید.
همچنین خاصیت “خود تمیزي” داشته و در نتیجه به راحتی از آب و باران و گرد و غبار و آلودگی پاك می‌شود.
پوشش فلوئورو اتیلن وینیل اتر
پوشش رویۀ پلیمر-فلوئور مقاومت مناسبی در برابر شرایط آب و هوایی دارد.
در مقایسه با پلی وینیل‌یدن فلوراید، رنگ هاي زنده‌تر و تازه‌تري ضمن حفظ درخشندگی بالا دارد .
پانل مقاوم در برابر آتش
هستۀ مرکزي این پانلها از ترکیبات پلی الفینی غیرهالوژنی و پرکننده‌هاي معدنی کندکنندة سرعت سرایت شعله به سایر نقاط و مواد ضد حریق در
اندازه‌هاي نانومتري در مرکز کامپوزیت می‌باشد.
در واقع هستۀ ترموپلاستیکی شامل عنصر ضدآتش و تأخیراندازي شعله هستند که سبب می‌شود این ترکیب آتش نگرفته و هنگام آتش‌سوزي از خود
گاز مضري متصاعد نکند.
این مواد داراي خاصیت پایداري در برابر شرایط آب و هوائی هستند .
تقسیم بندي از لحاظ نوع مغزه عایق
انواع متنوعی از مواد و فومهاي ورقهاي داراي ضخامتهاي مختلف را میتوان به عنوان مغزه پانلهاي کامپوزیتی مورد استفاده قرار داد :
پشم معدنی
مغزه‌هاي کاغذي لانه زنبوري
ورقهاي صلب پلی‌استایرنی لبه دار
ورقهاي صلب پلی استایرنی
فومهاي پلی یورتانی
ورقهاي پلی استایرنی که توسط حرارت دادن گرانول‌هاي پلی‌استایرنی و ذوب کردن آنها باهم و به همراه مخلوطی از بخار و پرس تولید می‌شوند،باعث
اعمال هزینه کمتري در مواد اولیه در قیاس با فومهاي پلی‌یورتانی می‌گردد.
با این حال ،پلی یورتان عایق بهتري در مقایسه با پلی‌استایرن است (پلی‌یورتان با ضخامت 25 میلیمتر خواص عایقی یکسانی با پلی‌استایرن‌هاي با
ضخامت 40 میلیمتر دارد) و ساخت آنها نیز ساده‌تر است .
استفاده از هرگونه مغزه با نوع و ضخامت خاص وابسته به سختی مورد نیاز کل پانل و خواص و کارایی حرارتی و صوتی مورد نیاز می‌باشد.
درحالت کلی در مواد فومی، هرچه چگالی بالاتر باشد، پانل مستحکم‌تر و سخت‌تر است و هرچه چگالی و تراکم کمتر باشد، خواص عایقی آن بهتر
است.
چسب‌ها
به منظور جلوگیري از لایه لایه شدن محافظ‌ها و حمل‌کننده‌ها و یاتاقان‌ها، براساس فشار و تنش‌هاي متحمل شده احتمالی که ممکن است میان لایه
ها ایجاد گردد و میزان نیاز به مقاومت حرارتی لازم است از اتصال دهنده و چسب مناسب استفاده شود.
برخی از این چسب‌ها تنش برشی تا 28 مگاپاسکال را تحمل می‌کنند.
سه نوع چسب به طور عمده در تولید پانلهاي ساندویچی لایه لایه استفاده می‌شود:
چسب‌هاي اتصالات نئوپرنی
پلی‌یورتان‌هاي یک و دوجزئی
اپوکسی‌هاي یک و دوجزئی
رواداري‌ها و مشخصات
در پانلهاي با کاربرد نماي خارجی باید حداقل ضخامت پانل 4 میلیمتر باشد.
ضخامت ورق آلومینیوم روي پانلهاي با کاربرد نماي خارجی باید حداقل 4/0 میلیمتر و ضخامت آلومینیوم زیرین باید حداقل 3/0 میلیمتر باشد.
رواداريهاي ابعادي
مقادیر حداکثر مجاز رواداريهاي ابعادي به شرح جدول 1-1 می‌باشد:
جدول 8–1– حداکثر مجاز رواداريهاي ابعادي
+3
(mm) طول
+2
(mm) عرض
< 5
(mm)اختلاف قطری
< 1
انحراف گوشه‌ها و لبه‌ها (mm/m)
< 5
(mm/m) خمیدگی
کیفیت ظاهري سطح
سطوح خارجی پانل باید کاملاً تمیز و عاري از هر گونه آلودگی باشند.
روکش سطح نباید زدگی، نقص و خط و خش داشته باشد.
هیچ‌گونه برآمدگی و برجستگی و زدگی در سطوح پانل وجود نداشته باشد. سطح قابل پذیرش باید فاقد نقص ظاهري مطابق جدول 8-2 باشد.
جدول2–2-مشخصات ظاهري قابل پذیرش
شرایط قابل قبول
نقص
——
موج داشتن
حداکثر 1عدد بر متر مربع
ورآمدگی
حداکثر 2 عدد بر متر مربع
زدگی
<100mm/m2
خط کشیده داشتن
2300mm2/m< و کمتر از 4 محل
خراشیدگی
∆E<2
رنگ سنجی
خواص فیزیکی و مکانیکی
حداقل مشخصات فیزیکی و مکانیکی قابل قبول پانل کامپوزیت در جدول3-3 آورده شده است.
جدول 3–3 حداقل مشخصات فیزیکی و مکانیکی قابل قبول پانل کامپوزیت
حد قابل قبول پانل براي کاربرد در خارج ساختمان
ویژگی
>25
ضخامت روکش µ
>70
شفافیت
>HB
سختی
<2
انحنا پذیري
>5
مقاومت ضربه
بدون تغییر
مقاومت آب جوش
<%15
خاصیت چرك پذیري
بدون تغییر
مقاومت اسیدي
بدون تغییر
مقاومت قلیایی
بدون تغییر
مقاومت در مقابل روغن
بدون تغییر
خاصیت محلل
>1000
مقاومت شستشو
<3
کروماتیسم
درجه 2
افت روشنایی
5000 ساعت
مقاومت در برابر پاشش نمک
>100
مقاومت خمشی MPa
>9
استحکام برشی KN
>7
مقاومت ورآمدگی N/mm
>105
دماي تغییر شکل C
<4×10-5
ضریب انبساط گرمایی 1-C
آزمایشات مقاومت چسبندگی، ضربه‌پذیري، مقاومت سایشی و مقاومت
شیمیایی باید مطابق استاندارد AAMA2605 انجام شود.
همچنین ضریب انبساط گرمایی باید مطابق استاندارد ASTM D976 اندازه‌گیري
شود.
نواع سیستم‌هاي نصب پانلهاي کامپوزیت آلومینیوم
سیستم‌هاي مختلف نصب پانل کامپوزیت آلومینیوم به شرح زیر است:
1-روش ثابت
2-روش آویزان
3- روش L ،H
4-روش ثابت-ریلی
5-روش هوك
سیستم ثابت (Fixing)
در این روش، کامپوزیت پس از برش و ایجاد شیار در آن به صورت ثابت یا پرچ بر روي
زیرسازي آلومینیومی یا فولادي متصل شده است.
در فاصله پانلهاي نصب شده جهت آببندي نما از تسم‌هاي از جنس پانل و
چسب‌هاي پلی‌یورتان استفاده می‌شود.
این روش نصب، ساده‌ترین روش نصب می‌باشد که مراحل نصب آن از سرعت
بالایی برخوردار است.
سیستم ثابت با زیرسازي فولادي
در این سیستم جهت اجراي قاب اصلی زیرسازي از پروفیل‌هاي فولادي با مقطع
متناسب با ابعاد و نیروهاي وارده استفاده می‌شود.
همچنین جهت ساخت شبکه افقی و عمودي متصل به قاب اصلی که محل نصب
پانلهاي کامپوزیت را مشخص می‌کنند از پروفیل‌هاي فولادي مشابه استفاده
می‌شود.
در این نوع سیستم ثابت، کلیۀ اتصالات فولادي به وسیلۀ جوش انجام می‌پذیرد و
تنها جهت نصب پانلهاي کامپوزیت بر روي پروفیل‌ها از نبشی هاي آلومینیومی
استفاده می‌شود.
آببندي در این سیستم توسط چسب سیلیکون یا نوارهاي لاستیکی صورت
می‌پذیرد.
در پروژه‌هاي بزرگ این سیستم توصیه نمی‌شود، چرا که امکان رگلاژ سیستم
وجود ندارد.
مزایاي این روش صرفه جویی در هزینه، امکان آببندي کامل، امکان تعویض هر پانل
به صورت مجزا، استحکام مناسب در مقابل بار باد و تنش‌هاي احتمالی می‌باشد و
معایب آن امکان خوردگی فولاد در مناطق اسیدي و با رطوبت بالا است.
سیستم ثابت با زیر سازي آلومینیوم
در این سیستم جهت جلوگیري از خورندگی بین فولاد ساختمان و آلومینیوم از
لاستیک عایق الکتریکی استفاده می‌گردد .
این سیستم داراي قابلیت رگلاژ بیشتري نسبت به سیستم ثابت فولادي است و
همچنین به علت استفاده از آلومینیوم ،سازة نگهدارنده آن سبکتر است.
آببندي در این سیستم مانند سیستم ثابت فولادي توسط چسب سیلیکون و یا
نوارهاي لاستیکی صورت می‌پذیرد .
سیستم آویزان
در این روش، پانلها با استفاده از شیارهاي تعبیه شده، بر روي پروفیل‌هاي
مخصوص آلومینیومی نصب می‌شوند.
در این حالت به دلیل عدم استفاده از پیچ یا پرچ، سرعت کار بالا بوده، امکان
جداسازي و تعویض هر یک از قطعات به طور جداگانه وجود دارد و همچنین به دلیل
کاربرد پروفیل‌هاي ناودانی شکل آلومینیومی، نیازي به آببندي نما وجود ندارد.
در این سیستم، پس از اجراي قاب فولادي جهت شکل گرفتن ساختار زیرسازي،
نبشی‌هاي فولادي با سوراخ لوبیایی روي قاب مطابق با محوربندي ارائه شده در
نقشه‌هاي اجرایی، نصب می‌شوند.
در مرحلۀ بعد، ناودانی‌هاي ریلی آلومینیومی با مقطع مشخص در محور
نبشی‌هاي فولادي به وسیلۀ براکت‌هاي آلومینیومی با دو سوراخ لوبیایی به
زیرسازي متصل می‌شوند.
در این سیستم همانند سیستم ثابت آلومینیومی جهت جلوگیري از خوردگی بین
فولاد و آلومینیوم از لاستیک ديالکتریکال بین قطعه آلومینیومی و نبشی فولادي
استفاده می‌شود.
پانلهاي کامپوزیت به وسیلۀ اتصالات آلومینیومی به شکل ناودانی که در داخل
قطعات آلومینیومی می‌باشند، بر روي آنها نصب می‌شوند.
در این روش پانلهاي کامپوزیت بعد از برش و مونتاژ، شیارهاي چکم‌هاي خورده و
بر روي ریل‌هاي آلومینومی قابل رگلاژ نصب شده و امکان برداشت هر پانل به
صورت جداگانه وجود دارد.
در این روش لبه‌هاي برگشتی پانلهاي کامپوزیت آلومینیوم پانچ می‌شوند که
جهت سهولت نصب باید پانچ پانلهاي کامپوزیت آلومینیوم با دقت بالا صورت گیرد.
نمونه‌اي از روش اجراي آویزان
در صورت صدمۀ احتمالی به پانلهاي کامپوزیت آلومینیوم تعویض پانلها به سهولت امکانپذیر است.
با توجه به اینکه تمام اجزاي زیرسازي و روسازي از جنس آلومینیوم می‌باشند،
انقباض و انبساط اجزاء در اثر تغییر دما مشابه هم بوده که این امر از تغییرشکل
پانل ها جلوگیري می‌کند.
در صورت نفوذ آب به زیرسازي نماي آلومینیوم کامپوزیت، به دلیل استفاده از
آلومینیوم و بولت‌هاي استیل در زیرسازي، زنگ‌زدگی اتفاق نمی‌افتد.
امکان تشکیل پیل الکتریکی وجود ندارد در نتیجه ذرات گرد و غبار بر سطح
آلومینیوم کامپوزیت کمتر جذب می‌گردد. این روش مناسب جهت نصب پانلهاي
آلومینیوم کامپوزیت عمودي بوده و در آن نیاز به استفاده از چسب‌هاي سیلیکون و
یا لاستیک آببندي نمی‌باشد.
به دلیل امکان وجود جریان هوا در پشت پانلهاي کامپوزیت آلومینیوم، تعریق در
پشت پانلها اتفاق نمی‌افتد و قطعات متناسب با وزن خود روي بولت‌ها قرار
می‌گیرند.
سیستم هوك
این روش مشابه روش آویزان است با این تفاوت که پانلها بلافاصله بعد از برش در
پروفیل‌هاي مخصوص H شکل و L شکل قرار می‌گیرند.
از مزایاي این روش به سرعت اجراي بالا و تمیزي اجرا و هزینۀ کمتر میتوان اشاره
کرد.
معایب این روش، عدم آببندي کامل و همچنین عدم امکان تعویض پانل، در صورت
نیاز می‌باشد و در صورتی که پانلها به ابعاد بزرگ اجرا شود، تغییر شکل و سر و
صداي پانل در هنگام باد و بارندگی مشکل‌ساز خواهد بود .
در این روش، زیرسازي با استفاده از پروفیل‌هاي فولادي بر روي نما نصب شده،
سپس با استفاده از پروفیل‌هاي آلومینیومی با سطح مقطع H، پانلهاي کامپوزیت
آلومینیومی بدون نیاز به لبه‌هاي برگشتی، متصل می شوند .
در سیستم هوك پس از اجراي کمربندي‌ها و براکت‌هاي فلزي، ناودانی‌هاي ریلی
به براکت‌هاي فلزي توسط پیچ‌هاي کاسۀ نمدي متصل می‌گردند.
در این سیستم با توجه به لوبیایی بودن براکت‌هاي اتصال دهندة ناودانی‌هاي ریلی
به زیرسازي آهنی امکان حرکت ناودانی‌هاي ریلی در صفحۀ عمود بر ناودانی‌ها
وجود دارد.
نمونه‌اي از روش اجراي هوك
سیستم ثابت-ریلی
در این روش جهت جلوگیري از خوردگی بین فولاد و آلومینیوم از زیرسازي
آلومینیومی استفاده می‌شود.
این سیستم داراي قابلیت رگلاژ کامل نسبت به روش ثابت فولادي است و به علت
استفاده از آلومینیوم، داراي سازه سبکتري نسبت به روش ثابت فولادي می‌باشد.
آببندي در این سیستم با استفاده تسم‌هاي از جنس پانل در درزهاي عمودي و
دو لبه برگشته در درزهاي افقی صورت می‌پذیرد.
سایر روشها
طراحی و اجراي نماي آلومینیوم کامپوزیت، هرگز محدود به استفاده از روشهاي
ذکر شده نخواهد بود، بلکه امکان طراحی و اجرا به روشهاي دیگري بسته به نحوة
طراحی، حجم پروژه، نحوة کاربري، امکانات منطقه‌اي و خواسته‌هاي کاربر میسر
است. از جمله این روشها میتوان به موارد ذیل اشاره کرد:
استفاده از مقاطع پروفیل‌هاي خاص مانند انواعH و انواع T
استفاده از مقطع نبشی به جاي قوطی در زیرسازي
نصب مستقیم بر روي سازه موجود (در مقاوم‌سازي ساختمان)
طراحی و تولید مقاطع خاص پروفیل با آلیاژ خاص و پوشش رنگ خاص
