تولید یونولیت

تولید یونولیت در کارخانه

یونولیت یا پلی‌استایرن منبسط شده (Expanded Polystyrene – EPS) دیگر یک ماده پرکننده ساده نیست؛ بلکه یک جزء حیاتی در صنعت ساخت‌وساز مدرن است که نقشی محوری در سبک‌سازی سازه و تحقق الزامات مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان (صرفه‌جویی در مصرف انرژی) ایفا می‌کند. به عنوان یک مهندس عمران و متخصص مصالح ساختمانی، درک عمیق فرآیند تولید یونولیت نه تنها یک دانش تولیدی، بلکه یک الزام فنی برای کنترل کیفیت و تضمین عملکرد بلندمدت سازه است. این مقاله به بررسی دقیق مواد اولیه تولید یونولیت، تجهیزات تولید یونولیت و مراحل ساخت این مصالح سبک و عایق می‌پردازد.

تولید یونولیت سقفی یک فرآیند تخصصی پلیمری است که مستقیماً بر عملکرد لرزه‌ای (به دلیل کاهش بار مرده) و عملکرد حرارتی (به دلیل ضریب هدایت حرارتی بسیار پایین در حدود 35 وات بر متر کلوین ساختمان تأثیر می‌گذارد. به عنوان دکترای مهندسی سازه، تاکید می‌کنم که خریداران و مهندسان ناظر باید فراتر از قیمت، بر کنترل دقیق مواد اولیه تولید یونولیت، صحت خط تولید یونولیت و مطابقت محصول با استاندارد ۱۱۱۰۸ اصرار ورزند. کیفیت در این فرآیند، نه یک انتخاب، بلکه یک الزام مهندسی برای دوام و پایداری انرژی ساختمان‌های آتی است.

مواد اولیه تولید یونولیت

بنیان هر بلوک یونولیت، دانه یا گرانول‌های ریز پلی‌استایرن است. این مواد اولیه تولید یونولیت، تحت عنوان تخصصی پلی‌استایرن اتساعی (Expandable Polystyrene) شناخته می‌شوند.

• پلی‌استایرن (Polystyrene): یک پلیمر ترموپلاستیک است که به شکل گرانول‌های کوچک و سخت عرضه می‌شود.

• عامل پف‌زا (Blowing Agent): مهم‌ترین جزء تمایزدهنده این گرانول‌ها، وجود یک عامل پف‌زا (معمولاً گاز پنتان یا پنتین) است که به صورت حل نشده در داخل دانه‌ها محبوس شده است. در اثر حرارت‌دهی توسط بخار آب، این گاز منبسط شده و حجم دانه را تا ۴۰ برابر افزایش می‌دهد.

• افزودنی کندسوزکننده (Fire Retardant): برای تولید یونولیت سقفی استاندارد و جلوگیری از سرایت حریق در ساختمان، یک افزودنی شیمیایی کندسوزکننده (Flame Retardant) به مواد اولیه اضافه می‌شود. طبق الزامات استاندارد ملی ایران شماره ۱۱۱۰۸، یونولیت باید از نوع خودخاموش‌شو (Self-Extinguishing) باشد تا در صورت قرار گرفتن در معرض شعله، پس از حذف منبع آتش، ظرف مدت کوتاهی خاموش شود.

مراحل گام به گام تولید تولید یونولیت

فرآیند تولید یونولیت (EPS) پلاستوفوم یک فرآیند تبدیل فیزیکی مبتنی بر حرارت‌دهی دقیق است که به سه مرحله اصلی و حیاتی تقسیم می‌شود. انحراف در هر یک از این مراحل، مستقیماً بر دانسیته (چگالی) و مقاومت مکانیکی محصول نهایی تأثیر می‌گذارد.

1. مرحله پیش انبساط (Pre-Expansion)

در این مرحله، گرانول‌های اولیه وارد دستگاه پری‌اکسپندر (Pre-Expander) می‌شوند.

• مکانیسم: گرانول‌ها به وسیله بخار آب فوق‌اشباع (Superheated Steam) در دمای حدود ۹۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شوند. گرمای بخار باعث فعال شدن گاز پنتان شده و دانه را منبسط می‌کند.

• کنترل دانسیته: این مرحله مهم‌ترین فاز در تعیین دانسیته نهایی یونولیت است. اپراتور متخصص با تنظیم زمان و دمای ورود بخار، میزان انبساط و در نتیجه دانسیته ظاهری یونولیت را کنترل می‌کند. برای مثال، برای تولید یونولیت سقفی با دانسیته استاندارد ۱۲ تا ۱۴ کیلوگرم بر متر مکعب، انبساط باید تا حد مشخصی کنترل شود.

2. مرحله تثبیت یا بلوغ (Stabilization / Aging)

• هدف مهندسی: دانه‌های منبسط شده در مرحله قبل، همچنان دارای مقداری گاز پنتان و بخار آب باقی‌مانده هستند و مهم‌تر از آن، فشار داخل سلول‌های بسته آن‌ها بالاتر از فشار محیط است. این دانه‌ها باید در سیلوهای مخصوص و در دمای محیط (حدود ۲۱ درجه سانتی‌گراد) نگهداری شوند.

• فرآیند: در این زمان، پنتان باقی‌مانده از دانه خارج شده و هوا جایگزین آن می‌شود. این فرآیند تعادل فشار را برقرار می‌کند و دانه را برای تحمل فشار قالب‌گیری نهایی آماده می‌سازد. زمان این مرحله بسته به دانسیته مطلوب، می‌تواند از ۶ تا ۲۴ ساعت متغیر باشد.

3. مرحله قالب‌گیری نهایی (Molding)

• تجهیزات تولید یونولیت: دانه‌های تثبیت‌شده وارد دستگاه قالب‌گیری (Molding Machine) می‌شوند که مجهز به قالب‌های بزرگ بلوک مادر یا قالب‌های با ابعاد نهایی محصول (مانند بلوک سقفی با عرض ۵۰ سانتی‌متر) است.

• مکانیسم: مجدداً با تزریق بخار آب داغ به داخل قالب، دانه‌ها دوباره گرم شده و اندکی منبسط می‌شوند. در این حالت، دانه به صورت کامل تمام فضای قالب را پر کرده و سطح خارجی هر دانه به دانه مجاور جوش می‌خورد تا یک ساختار سلولی بسته و یکپارچه به نام بلوک مادر یا بلوک نهایی شکل بگیرد.

• نکته فنی: استفاده از فشار آب سرد پس از قالب‌گیری، برای کاهش سریع دما و تثبیت ابعادی بلوک ضروری است تا از جمع‌شدگی (Shrinkage) غیرمجاز پس از تولید جلوگیری شود.

تجهیزات مورد نیاز برای تولید یونولیت

راه‌اندازی خط تولید یونولیت کرومیت نیاز به ماشین‌آلات دقیق و با توانایی کنترل شدید پارامترهای حرارتی و فشار دارد تا محصول نهایی مطابق با الزامات فنی مهندسی باشد.

تجهیزات اصلی خط تولید:

1. دیگ بخار صنعتی (Steam Boiler): حیاتی‌ترین جزء، تولید بخار با فشار و دمای مورد نیاز برای مراحل پیش‌انبساط و قالب‌گیری.

2. پری‌اکسپندر (Pre-Expander): دستگاه اصلی برای انبساط اولیه گرانول‌ها و تعیین چگالی اولیه.

3. سیلوهای ذخیره‌سازی و تثبیت (Storage Silos): برای نگهداری و بلوغ دانه‌های منبسط شده.

4. ماشین قالب‌گیری (Molding Machine): قلب فرآیند، برای تبدیل دانه‌های منبسط به بلوک‌های یکپارچه.

5. میز برش و دستگاه کاتر (Cutting Machine): جهت برش بلوک‌های مادر به ابعاد نهایی مانند یونولیت سقفی یا ورقه‌های عایق (مانند ۲ متری با عرض ۵۰ سانتی‌متر). اغلب از برش حرارتی (سیم داغ) استفاده می‌شود که دقت بالایی را تضمین می‌کند.

نکته مهندسی: کیفیت یک بلوک یونولیت خوب را نه تنها ظاهر، بلکه خواص مکانیکی و حرارتی آن تعیین می‌کند. یک تولیدکننده متخصص باید فراتر از بازار، به الزامات مهندسی و آیین‌نامه‌ای پایبند باشد.

الزامات فنی تولید یونولیت استاندارد

به عنوان یک متخصص، در اجرای سقف تیرچه بلوک تأکید می‌کنم که یونولیت سقفی مورد تأیید باید حداقل سه استاندارد اصلی را رعایت کند:

• استاندارد ملی ایران ۱۱۱۰۸: این استاندارد ویژگی‌های فیزیکی و ابعادی بلوک‌های سقفی و صفحات EPS را مشخص می‌کند. مهم‌ترین بند آن، تأکید بر کندسوز بودن (مطابق آزمون پیش‌روی شعله) است.

• حداقل دانسیته: طبق الزامات فنی اجرایی، دانسیته اسمی برای بلوک‌های سقفی نباید کمتر از ۱۲ کیلوگرم بر متر مکعب باشد تا بتواند تنش‌های حین اجرا و بتن‌ریزی را تحمل کند و از فرسودگی زودرس جلوگیری شود.

• مقاومت خمشی: یونولیت سقفی باید قادر به تحمل حداقل ۲۰۰ کیلوگرم نیروی خمشی در حین عبور و مرور کارگران در زمان بتن‌ریزی باشد تا ایمنی کارگاه به خطر نیفتد.

نکات مهندسی در تولید یونولیت

1. بررسی دانسیته در زمان تحویل: به جای تکیه بر عدد اعلامی تولیدکننده، یک بلوک سقفی ۲ متری استاندارد (به ارتفاع ۲۵ و عرض ۵۰ سانتی‌متر) باید حداقل ۲.۵ کیلوگرم وزن داشته باشد. هر وزن کمتر، نشان‌دهنده دانسیته پایین و کاهش مقاومت فشاری است که می‌تواند باعث دفرمه شدن در زمان بتن‌ریزی و هدررفت انرژی شود.

2. کنترل ابعادی پخی‌ها: در یونولیت سقفی، وجود پخی در دو لبه فوقانی به ارتفاع حداقل ۵ سانتی‌متر الزامی است. این پخی‌ها فضای کافی برای درگیر شدن بتن سقف با تیرچه‌ها و تشکیل یک دیافراگم صلب را فراهم می‌کنند و عدم وجود آن یا ابعاد نامناسب، یکپارچگی سقف را به شدت کاهش می‌دهد.

3. تأکید بر لایه محافظتی ضد حریق: بر اساس ضوابط فنی، بلوک‌های پلی‌استایرن (حتی از نوع کندسوز) باید با پوششی مقاوم در برابر آتش (مانند اندود گچ یا پلاستر سیمانی با حداقل ضخامت ۱.۵ سانتی‌متر) محافظت شوند. این لایه باید با استفاده از اتصالات مکانیکی (مانند رابیتس یا مش فایبرگلاس) به تیرچه‌ها مهار شود، نه مستقیماً به یونولیت، تا در هنگام حریق، لایه محافظ جدا نشود و یونولیت در معرض آتش قرار نگیرد.