دانسیته یونولیت سقفی

دانسیته (چگالی) یونولیت سقفی

• دانسیته یونولیت سقفی 1200 گرم (25×50×200 سانتیمتر) حدود 5 کیلوگرم بر متر مکعب است.

• دانسیته یونولیت سقفی 1400 گرم (25×50×200 سانتیمتر) حدود 6 کیلوگرم بر متر مکعب است.

• دانسیته یونولیت سقفی 1800 گرم (25×50×200 سانتیمتر) حدود 8 کیلوگرم بر متر مکعب است.

• دانسیته یونولیت سقفی 2000 گرم (25×50×200 سانتیمتر) حدود 9 کیلوگرم بر متر مکعب است.

• دانسیته یونولیت سقفی 2300 گرم (25×50×200 سانتیمتر) حدود 10 کیلوگرم بر متر مکعب است.

• دانسیته یونولیت سقفی 2500 گرم (25×50×200 سانتیمتر) حدود 11 کیلوگرم بر متر مکعب است.

دانسیته یا چگالی یونولیت سقفی

در سیستم‌های رایج سقف‌های تیرچه بلوک، یونولیت سقفی (یا بلوک پلی‌استایرن منبسط شده – EPS) به‌عنوان عنصر پرکننده سبک‌وزن جایگزین بلوک‌های سنتی (سفالی یا سیمانی) شده است. با وجود مزایای متعدد، یکی از حیاتی‌ترین پارامترهای فنی که مستقیماً بر ایمنی، اقتصاد و پایداری سازه تأثیر می‌گذارد، دانسیته یونولیت سقفی است. دانسیته (Density)، که در متون فنی با نام چگالی فوم سقفی نیز شناخته می‌شود، تعیین‌کننده اصلی مقاومت فشاری و در نتیجه قابلیت بلوک برای تحمل بارهای حین اجرا (مانند وزن بتن تر و پرسنل) و همچنین سهم یونولیت در کاهش بار مرده نهایی سقف است. قیمت فوم  سقفی مستقیماً به چگالی آن مرتبط است. هرچه وزن مواد مصرفی برای تولید فوم سقفی بیشتر باشد چگالی آن بالاتر و در نیجه قیمت آن بالاتر است. در این مقاله، با رویکردی کاملاً فنی و محاسباتی، به بررسی الزامات استاندارد، روش محاسبه دانسیته فوم سقفی و تحلیل تبعات مهندسی استفاده از بلوک‌های با چگالی غیراستاندارد خواهیم پرداخت.

دانسیته یونولیت سقفی صرفاً یک عدد فنی نیست؛ بلکه یک شاخص مستقیم از ایمنی سازه، رعایت استانداردهای فنی و اقتصاد پروژه است. یک مهندس سازه، با درک عمیق از رابطه میان چگالی یونولیت سقفی، مقاومت فشاری و بار مرده سقف، می‌تواند تصمیمات آگاهانه‌ای در انتخاب و تأیید مصالح بگیرد. بهترین رویکرد، انتخاب بلوک‌های یونولیت با چگالی استاندارد (۱۲ تا ۱۵ کیلوگرم بر متر مکعب) و با گواهی کندسوز بودن است تا از یک سو، کاهش حداکثری بار مرده و مزایای لرزه‌ای حاصل شود، و از سوی دیگر، ایمنی در زمان اجرا و پایداری در برابر حریق تضمین گردد.

محاسبه مهندسی دانسیته یونولیت سقفی

چگالی (Density) در علوم مهندسی مواد به‌عنوان نسبت جرم ماده به حجم اشغال‌شده تعریف می‌شود. این مفهوم برای یونولیت سقفی، که ماده‌ای با تخلخل بسیار بالاست، اهمیت دوچندان پیدا می‌کند.

۱.۱. فرمول محاسبه دانسیته و واحدهای استاندارد

دانسیته یونولیت بر اساس فرمول زیر محاسبه می‌شود:

دانسیته فوم= وزن بلوک تقسیم بر حجم بلوک

• دانسیته (چگالی) یونولیت، واحد استاندارد در ایران کیلوگرم بر متر مکعب است.

• جرم (وزن) بلوک یونولیت، برحسب کیلوگرم.

• حجم کل بلوک یونولیت، برحسب متر مکعب.

به‌عنوان مثال، برای بلوک سقفی استاندارد با ابعاد 25*50*200 سانتیمتر که حجمی معادل 0.25 متر مکعب دارد، اگر وزن بلوک ۲.۵ کیلوگرم باشد، محاسبه دانسیته فوم سقفی 10 کیلوگرم بر متر مکعب خواهد بود.

دانسیته اسمی و دانسیته واقعی فوم سقفی

در صنعت یونولیت، اغلب از اصطلاح “دانسیته اسمی” استفاده می‌شود که چگالی مدنظر تولیدکننده است. با این حال، وظیفه مهندس ناظر کنترل “دانسیته واقعی” بلوک در محل پروژه است. اختلاف فاحش بین این دو عدد، نشانه تولید غیراستاندارد و تأثیر مستقیم بر کاهش کیفیت و مقاومت فشاری بلوک دارد.

برای اثبات تخصص و مرجعیت محتوای شما، باید به مراجع رسمی استناد شود. دانسیته یونولیت سقفی یک عدد سلیقه‌ای نیست، بلکه تابعی از حداقل مقاومت مورد نیاز برای تحمل بارگذاری‌های حین ساخت است.

حداقل دانسیته استاندارد فوم سقفی

• استاندارد ملی ایران (شماره ۱۱۱۱۰): این استاندارد و مراجع تخصصی مانند مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، حداقل دانسیته مورد نیاز برای بلوک‌های پرکننده پلاستوفوم در سقف‌ها را تعیین می‌کنند. به‌طور کلی، چگالی یونولیت سقفی قابل قبول در پروژه‌های استاندارد و تحت نظارت، باید حداقل بین ۱۲ تا ۱۵ کیلوگرم بر متر مکعب باشد.

• تأمین حداقل مقاومت فشاری: این حداقل چگالی برای آن تعیین شده است که بلوک بتواند حداقل مقاومت فشاری لازم را در تنش‌های مجاز، به‌ویژه در هنگام بتن‌ریزی (تحمل وزن بتن تر، ویبره و عبور کارگران)، بدون تغییر شکل دائمی و خرد شدگی تحمل کند.

نکته مهندسی: استفاده از یونولیت با دانسیته زیر ۱۰ کیلوگرم بر متر مکعب در سقف‌های تیرچه بلوک، یک ریسک اجرایی و سازه‌ای غیرقابل قبول است. در این حالت، بلوک‌ها تحت فشار بتن تر دچار کمانش یا شکست شده و بتن به زیر یونولیت نفوذ می‌کند. این پدیده نه تنها منجر به افزایش ناخواسته بار مرده سقف می‌شود، بلکه می‌تواند ظاهر سقف پس از قالب‌برداری را نیز مخدوش سازد.

نکته مهندسی: اگرچه کندسوز بودن به افزودنی‌های شیمیایی (Flame Retardants) مرتبط است، اما بلوک‌های با دانسیته پایین (غیراستاندارد) اغلب فاقد توزیع مناسب و مقدار کافی این افزودنی‌ها هستند. بنابراین، انتخاب چگالی استاندارد، اولین فیلتر برای تأمین ایمنی حریق و رعایت مبحث سوم (حفاظت در برابر حریق) است.

تأثیر دانسیته یونولیت سقفی بر محاسبات سازه ای

دیدگاه یک متخصص سازه به دانسیته یونولیت سقفی فراتر از یک عدد ساده است؛ این عدد در هسته محاسبات بارگذاری سقف تیرچه بلوک مطابق با مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ایران و در نهایت طراحی مقاطع سازه قرار دارد.

هدف اصلی جایگزینی بلوک‌های سنتی (مثلاً بلوک سفالی با دانسیته حدود ۱۷۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب) با یونولیت (مثلاً دانسیته ۱۲ کیلوگرم بر متر مکعب)، کاهش چشمگیر بار مرده ساختمان است.

• کاهش جرم مؤثر لرزه‌ای: کاهش بار مرده سقف، به‌طور مستقیم منجر به کاهش جرم مؤثر لرزه‌ای ساختمان می‌شود. طبق استاندارد ۲۸۰۰، نیروی زلزله وارده بر سازه متناسب با جرم آن است. بنابراین، هرچه یونولیت سبک‌تر و در عین حال استاندارد باشد، نیروی زلزله کمتری به سازه وارد می‌شود.

• تأثیر اقتصادی: کاهش بار مرده، به مهندس سازه اجازه می‌دهد تا مقاطع تیرها، ستون‌ها و فونداسیون را کوچکتر طراحی کند، که این امر صرفه‌جویی عظیمی در مصرف بتن و فولاد ایجاد می‌کند.

مهندس عمران باید این اثرات را به‌صورت کمی درک کند. برای یک متر مربع سقف تیرچه بلوک، جابه‌جایی بلوک سفالی با یونولیت استاندارد (چگالی ۱۲) می‌تواند حدود ۲۰۰ تا ۲۵۰ کیلوگرم در هر متر مربع از بار مرده سقف را کاهش دهد. این کاهش بار، مستقیماً به کاهش مقاطع و هزینه‌ها در طبقات زیرین منجر می‌شود.

معایب کاربرد یونولیت سقفی غیراستاندارد در اجرا

عدم رعایت حداقل چگالی یونولیت سقفی تیرچه فلزی یا تیرچه کرومیت و یا تیرچه بتنی مورد نیاز، خطرات جدی اجرایی و فنی را به همراه دارد که می‌تواند کیفیت کل سقف را زیر سؤال ببرد.

1. شکستن بلوک: شکست یا خرد شدن در حین بتن‌ریزی مخصوصاً در شرایطی که در طبقات بالایی بتن با پمپ و لوله ریخته شود. فشار بالای پمپ بتن ممکن است باعث شکسته شدن بلوک یونولیت سقفی شود.

2. کمانش: بلوک‌های با دانسیته زیر ۱۰، مقاومت فشاری کافی برای تحمل فشار جانبی و عمودی بتن تر (با چگالی حدود ۲۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب) را ندارند و دچار کمانش می‌شوند.

3. نشت بتن: در صورت شکست یونولیت، بتن وارد فضای خالی زیر سقف شده و پس از خشک شدن، باعث افزایش غیرمنتظره و نامتقارن بار مرده می‌شود. این افزایش بار مرده خارج از محاسبات سازه‌ای بوده و می‌تواند در درازمدت برای سازه مشکل‌آفرین باشد.

کنترل چگالی فوم سقفی در کارگاه

به‌عنوان یک متخصص، این نکات اجرایی را همیشه برای کنترل محاسبه دانسیته فوم سقفی در کارگاه اعمال کنید:

1. بررسی فاکتور دانسیته اسمی و مطابقت با نقشه‌ها: همیشه قبل از تخلیه، گواهی یا فاکتور محصول را چک کنید تا مطمئن شوید دانسیته یونولیت سقفی حداقل ۱۲ یا ۱۳ کیلوگرم بر متر مکعب ذکر شده باشد.

2. تست ساده وزن‌کشی: به‌صورت رندوم یک بلوک را وزن کنید و حجم آن را بر اساس ابعاد آن محاسبه کنید. اگر وزن بلوک (25 در 50 در 200 سانتیمتر) کمتر از ۲.۵ کیلوگرم باشد، بلوک غیراستاندارد بوده و باید مرجوع شود.

3. تست مقاومت فشاری با پا: هنگام راه‌رفتن روی یونولیت‌های چیده شده (قبل از آرماتوربندی)، یونولیت نباید به‌راحتی زیر پای کارگر فشرده و شکسته شود. شکستگی آسان نشانه چگالی فوم سقفی ناکافی است.