مقایسه بلوک سفال و یونولیت در اجرای سقف

مقایسه بلوک سفالی و یونولیت

به عنوان یک مهندس سازه، همواره بر این نکته تأکید دارم که اجزای به ظاهر غیرسازه‌ای یک ساختمان نیز تأثیر مستقیمی بر رفتار کلی سازه در برابر بارهای ثقلی و جانبی دارند. در سقف‌های تیرچه بلوک که یکی از متداول‌ترین سیستم‌های سقفی در ایران هستند، انتخاب مصالح پرکننده (Filler Material) بین تیرچه‌ها نقشی کلیدی در کاهش بار مرده، عملکرد لرزه‌ای و پایداری حرارتی ساختمان ایفا می‌کند.

دهه‌ها، بلوک سفالی به عنوان گزینه پیش‌فرض مورد استفاده قرار می‌گرفت، اما با ظهور و تکامل یونولیت سقفی (Expanded Polystyrene – EPS)، معیارهای انتخاب مصالح سقف دستخوش تغییرات فنی و اقتصادی شده است. این مقاله به صورت کاملاً تحلیلی و با استناد به موازین فنی، به مقایسه بلوک سفالی و یونولیت پلاستوفوم سقفی در اجرای سقف پرداخته و تأثیر استفاده از این مصالح را در طراحی سازه و هزینه‌های اجرایی ارزیابی خواهد کرد.

مقایسه بلوک سفالی و یونولیت در اجرای سقف نشان می‌دهد که با وجود سابقه طولانی بلوک سفالی، یونولیت سقفی استاندارد و کندسوز (با دانسیته کنترل شده) از لحاظ کاهش بار مرده، عایق‌بندی حرارتی و سرعت اجرا برتری فنی و اقتصادی قابل توجهی دارد. انتخاب یونولیت یک اقدام استراتژیک در جهت بهینه‌سازی طراحی لرزه‌ای ساختمان است و به طور مستقیم بر اقتصاد مهندسی بلندمدت پروژه تأثیر می‌گذارد. برای حصول بهترین نتیجه، باید همواره به کیفیت و استاندارد بودن (کندسوز بودن و دانسیته مناسب) یونولیت دقت نمود.

انواع بلوک سفالی سقف تیرچه بلوک

بلوک سفالی (Clay Blocks)، محصولاتی متخلخل هستند که از خاک رس پخته شده و به عنوان پرکننده دائمی سقف تیرچه بلوک استفاده می‌شوند.

دسته‌بندی بلوک سفالی سقف

بلوک سفالی معمولاً در ابعاد استاندارد با ارتفاع‌های مختلف (مانند ۲۰ سانت یا ۲۵ سانت) تولید می‌شوند تا عمق مورد نیاز دال و تیرچه را تأمین کنند. ابعاد متداول عبارتند از:

• ابعاد استاندارد: ارتفاع 20 در 20 در 40 سانت (ارتفاع، عرض، طول).

• وزن مخصوص (دانسیته): معمولاً در محدوده ۱۰۰۰  تا ۱۲۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب.

• عملکرد سازه‌ای: وظیفه بلوک سفالی صرفاً پرکنندگی و ایجاد بستر مناسب برای بتن دال و اجرای اندود زیر سقف است و هیچ نقش سازه‌ای در تحمل نیروهای برشی یا خمشی ندارند.

ملاحظات فنی در استفاده از بلوک سفالی

• جذب آب: یکی از معایب فنی اصلی بلوک سفالی سقف تیرچه بلوک، جذب آب نسبتاً بالای آن‌ها است. این جذب آب می‌تواند باعث کشیدن آب مورد نیاز برای هیدراسیون سیمان از بتن دال شده و بر مقاومت نهایی بتن سقف تأثیر منفی بگذارد.

• شکست ترد: بلوک سفالی هنگام حمل و نقل یا اجرای تأسیسات، به شدت مستعد شکستگی‌های ترد (Brittle Fracture) هستند که منجر به افزایش ضایعات و هزینه‌های پنهان پروژه می‌شود.

مشخصات فنی و استانداردهای عایقی یونولیت سقفی (EPS)

یونولیت سقفی یا همان پلی‌استایرن منبسط شده (EPS)، یک ماده سبک و عایق است که در اجرای سقف‌ها به عنوان جایگزین مدرن بلوک سفالی به کار می‌رود.

پارامترهای فنی یونولیت سقفی:

• وزن مخصوص (دانسیته): مهم‌ترین شاخص فنی یونولیت. برای یونولیت سقفی استاندارد، حداقل دانسیته باید بین ۱۲ تا  ۱۴ کیلوگرم بر متر مکعب باشد. (استفاده از یونولیت با دانسیته زیر ۱۰ کیلوگرم برمتر مکعب کاملاً غیرمجاز و خطرناک است).

• خاصیت خود خاموش‌شونده (Self-Extinguishing): یونولیت سقفی استاندارد باید حتماً از نوع کندسوز (Flame-Retardant) بوده و دارای تأییدیه فنی مربوطه مطابق با الزامات مبحث سوم (حفاظت در برابر حریق) باشد تا در صورت آتش‌سوزی، شعله‌ور نشود.

• مقاومت حرارتی: یونولیت به دلیل ساختار متخلخل و سلول‌های هوای محبوس، دارای ضریب انتقال حرارت پایین (حدود  ۰.۰۴۰ وات بر کلوین متر) است و الزامات مبحث ۱۹ مقررات ملی (صرفه‌جویی در مصرف انرژی) را به خوبی تأمین می‌کند.

آنالیز هزینه بلوک سفالی و بلوک یونولیت

آنالیز هزینه بلوک سفالی و بلوک یونولیت نباید فقط بر اساس قیمت هر بلوک سنجیده شود؛ بلکه باید بر اساس هزینه تمام شده هر متر مربع سقف ارزیابی گردد.

1. هزینه مصالح پرکننده: قیمت هر متر مکعب یونولیت معمولاً بالاتر از بلوک سفالی است.

2. هزینه سازه (فولاد و بتن): اینجاست که یونولیت تیرچه فلزی برتری قاطعی دارد. کاهش قابل توجه وزن مرده سقف (به‌طور میانگین ۲۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب، موجب کاهش ابعاد مقاطع سازه‌ای (ستون‌ها و تیرها) و همچنین کاهش سطح مقطع آرماتورهای مورد نیاز در تیرچه‌ها می‌شود. این صرفه‌جویی در فولاد و بتن، هزینه کلی سازه را به نفع یونولیت تغییر می‌دهد.

3. هزینه نیروی کار و سرعت اجرا: وزن بسیار پایین یونولیت، سرعت حمل و نقل و نصب در ارتفاع را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد و در نتیجه، هزینه‌های دستمزد و زمان اجرای پروژه کاهش می‌یابد.

4. هزینه عایق‌کاری و اندودکاری: خاصیت عایقی داخلی یونولیت، نیاز به اجرای عایق‌های حرارتی اضافی در سقف را حذف می‌کند. همچنین، سطح صاف‌تر یونولیت باکیفیت، مصرف ملات گچ و خاک زیر سقف را کاهش می‌دهد.

نتیجه تحلیل اقتصادی: با وجود قیمت واحد بالاتر، در یک پروژه متوسط تا بزرگ، بلوک یونولیت به دلیل صرفه‌جویی‌های ثانویه در فولاد، بتن، عایق‌کاری و دستمزد اجرا، اغلب اقتصادی‌تر از بلوک سفالی سقف تیرچه بلوک است.

مقایسه نحوه اجرای بلوک سفالی و یونولیت

مقایسه نحوه اجرای بلوک سفالی و یونولیت شامل تفاوت‌های کلیدی است که مستقیماً بر کیفیت و ایمنی کارگاه تأثیر می‌گذارد.

اجرای بلوک سفالی:

• حمل و نقل: نیاز به نیروی کار بیشتر برای جابجایی عمودی بلوک سنگین.

• آماده‌سازی: بلوک‌ها باید قبل از بتن‌ریزی سقف مرطوب شوند تا آب بتن را جذب نکنند. (یک گام حیاتی که اغلب در کارگاه‌ها نادیده گرفته می‌شود.)

• ایمنی: خطر سقوط بلوک سنگین در ارتفاع.

اجرای بلوک یونولیت:

• حمل و نقل: سریع، آسان و ارزان‌تر به دلیل وزن کم.

• مهار: بلوک یونولیت به دلیل سبکی، مستعد جابجایی هنگام بتن‌ریزی هستند و باید به دقت با بست‌های نگهدارنده یا وزنه‌های موقت مهار شوند.

• بریدگی (Cut): یونولیت به راحتی و بدون ابزار خاصی برش داده می‌شود که ضایعات را به حداقل می‌رساند.

• پوشش محافظ: حتماً باید از پوشش‌های مقاوم مانند فایبرگلاس یا توری مرغی زیر یونولیت استفاده شود تا در زمان حریق، از ریختن مواد ذوب شده جلوگیری کند و الزامات حریق را به صورت کامل تأمین نماید.

تاثیر استفاده از یونولیت به جای بلوک سفالی در طراحی سازه

انتخاب بلوک یونولیت به جای بلوک سفالی در سقف‌ها، یک تصمیم مهندسی با تأثیرات عمیق بر طراحی سازه است.

1. کاهش نیروهای لرزه‌ای:

• بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ایران (بارهای وارد بر ساختمان)، کاهش بار مرده سقف منجر به کاهش جرم لرزه‌ای (Seismic Mass) ساختمان می‌شود.

• فرمول تحلیل لرزه‌ای: نیروی برشی پایه متناسب با وزن سازه (W) است. هرچه W کمتر باشد (با استفاده از یونولیت)، نیروی زلزله وارده به سازه نیز کمتر شده و ابعاد مقاطع سازه‌ای کوچک‌تر می‌شود.

2. الزامات آیین‌نامه‌ای (استاندارد ۲۸۰۰):

• استفاده از مصالح سبک مانند یونولیت، به ویژه در طبقات فوقانی، به توزیع بهتر جرم کمک کرده و تأثیر نوسانات لرزه‌ای را کاهش می‌دهد. این امر به صورت غیرمستقیم، به انطباق بهتر ساختمان با ضوابط عملکرد لرزه‌ای استاندارد ۲۸۰۰ ایران کمک می‌کند.

نکات مهندسی و اجرایی در انتخاب و اجرای یونولیت سقفی

تجربه فنی در کارگاه‌های ساختمانی نشان می‌دهد که کیفیت نهایی سقف‌های یونولیتی به شدت وابسته به رعایت این نکات تخصصی است:

• کنترل کیفیت دانسیته: در زمان تحویل یونولیت، هرگز به صرف ظاهر یا ادعای فروشنده اکتفا نکنید. دانسیته واقعی یونولیت را با اندازه‌گیری وزن و حجم آن در محل پروژه محاسبه کنید. دانسیته کمتر از ۱۲ کیلوگرم بر متر مکعب (به ویژه در ابعاد استاندارد 25 در 50 در 200 سانتیمتر) کاملاً غیراستاندارد بوده و می‌تواند مقاومت بتن دال را تضعیف کند یا در حین اجرا بشکند.

• فاصله بین تیرچه‌ها (Rib Spacing): قبل از سفارش یونولیت، حتماً نقشه‌های سازه‌ای را بررسی کرده و مطمئن شوید که یونولیت‌ها دارای ابعاد عرضی متناسب با فاصله آکس تا آکس تیرچه‌ها هستند. در غیر این صورت، یونولیت‌ها زیر بار بتن دچار تغییر شکل شده یا فضای کافی برای عرض جان تیرچه بتنی ایجاد نمی‌شود.

• ضخامت دال بتنی: به عنوان یک مهندس سازه، اکیداً توصیه می‌کنم که ضخامت دال بتنی روی یونولیت/سفال (ضخامت بتن خالص سقف) حداقل 5 سانتیمتر باشد. این ضخامت برای تضمین عملکرد دیافراگمی سقف و مهار مناسب آرماتورهای حرارتی و افت (Shrinkage) حیاتی است و به هیچ عنوان نباید از این مقدار کمتر باشد.