کاربرد پلاستیک در ساختمان

کاربرد پلاستیک در ساختمان

کلیات:

واژه پلاستیک از ریشه یونانی به معنای شکل‌پذیر است. پلاستیک‌ها مواد آلی گوناگون مشتق از سلولز، رزین ، پروتئین، مواد نفتی، زغال و مانند این‌ها هستند که توسط گرما، فشار و یا گرما و فشار توأم می‌توان آن‌ها را به شکل‌های دلخواه درآورد. به لحاظ فرمول شیمیایی پلاستیک‌ها، پلیمرها یا ماکرو موکول‌هایی (با جرم موکولی بسیار زیاد) هستند که از به هم پیوستن موکول‌های هیدروکربنی ساده‌ای به نام منومر به وجود آمده‌اند. فرآیند پیوند منومرها و تشکیل پلیمرها را پلیمریزاسیون نامند. چنانچه هنگام ترکیب چند منومر یا گروه‌هایی از منومرها موکول‌های کوچکی مانند آب، الکل، اسیدکلریدریک و آمونیاک به شکل فرآورده جنبی حاصل شود، این عمل را پلیمریزاسیون تراکمی نامند. برخی پلیمرها به روشی که آن را پلیمریزاسیون افزایشی می‌نامند، ساخته می‌شوند و در این صورت فرآورده‌های تولیدی همان ترکیب منومرها رادارند. در فرآیند افزایشی منومرها انتها به انتها به هم می‌چسبند. تکرار مولکول‌ها ممکن است به شکل زنجیر خطی، زنجیر دارای شاخه یا بازو، یا زنجیرهایی که در عرض به یکدیگر متصل هستند، صورت گرفته و تشکیل شبکه درهمی بدهند. سلولوئید، نخستین پلاستیکی است که در سال ۱۸۹۶ توسط‌هایت  از سلولز ساخته شد. در سال ۱۹۰۷ فرمول ساخت اولین پلاستیک که تماماً از مواد مصنوعی و از ترکیب فنل و فرم‌آلدئید بود، به وسیله بکلند  کشف و به نام سازنده آن بکلیت نام‌گذاری شد. بکلیت دارای رنگی تیره و تولید آن در رنگ‌های دیگر مقدور نبود. در سال ۱۹۱۸ نخستین پلاستیک بی‌رنگ که فرم‌آلدئید اوره است ساخته شد که ماده‌ای رنگ‌پذیر بوده و تولید آن به رنگ‌های متنوع امکان‌پذیر بود. تاکنون هزاران ترکیب پلاستیکی در بیش از ۵۰ گروه، کشف و ساخته‌شده و تحقیقات در این راه هنوز ادامه دارد. وفور و رشد تولید و مصرف انواع فرآورده‌های پلاستیکی به حدی است که کاربرد آن در تمام بخش‌های صنعت ازجمله ساختمان رواج چشمگیری یافته است. تولید فرآورده‌های پلاستیکی در سه مرحله انجام می‌شود که گاهی اوقات یکدیگر را می‌پوشانند. مرحله اول، تبدیل مواد اولیه به ترکیبات پلاستیکی پایه به شکل پودر، دانه‌ریز ، دانه‌درشت یا رزین‌های آبکی است. مرحله دوم، شکل دادن به این مواد است که آن‌ها را با اعمال روش‌هایی به‌صورت ورق، فیلم لوله، میله و سایر نیمرخ‌ها درمی‌آورند. معمولاً در این مرحله، پلاستیک با یک یا چند جسم دیگر ترکیب می‌شود تا ویژگی‌های فیزیکی دلخواه در فرآورده به دست آید. مواد نرم‌کننده برای کارپذیری بیشتر، مواد پرکننده برای افزایش حجم و درنتیجه ارزان‌تر شدن، فیبرها برای افزایش تاب و پایایی و مواد سخت‌کننده به‌منظور گیرش سریع‌تر به مواد پلاستیکی افزوده می‌شود. در مرحله سوم فرآورده‌های پلاستیکی نهایی از این نیمرخ‌ها ساخته می‌شوند. هرکدام از پلاستیک‌ها مشخصه‌های ویژه خود رادارند. سبکی و سنگینی، نرمی و سختی، پایداری و ناپایداری در برابر گرما، شفافیت و سایر ویژگی‌های آن‌ها به خاطر  اختلاف در وزن موکولی و شکل زنجیر موکولی‌شان متفاوت است.

انواع:

عموماً مواد پلاستیکی به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند: ترموپلاستیکها  و ترموستها

 ترموپلاستیکها:

ترموپلاستیکها (یا پلاستیکهای گرمایی) پلاستیکهایی هستند که هرگاه گرم شوند، نرم می‌گردند و هنگام سرد شدن دوباره سخت می‌شوند و به دفعات می‌توان آن‌ها را سرد و گرم کرد. این ویژگی به خاطر خطی بودن زنجیرهای موکولی آن‌ها است. تکرار سیکلهای گرما و سرما ممکن است سبب تغییر رنگ یا از دست رفتن مواد نرم‌کننده در پلاستیک شود، که خود منجر به بروز تغییراتی در شکل ظاهری و دیگر ویژگی‌های آن خواهد شد. آکریلیکها، پلی‌اتیلن، پلی‌وینیل کلراید (پی وی سی) ، پلی‌استایرین ، نایلونها ، ا بی اس از این گروه هستند.

 پلاستیک های ترموست:

پلاستیکهای ترموست (یا سخت شو) پلاستیکهایی هستند که در ساختمان موکولی به شکل زنجیر هستند و قبل از شکل دادن یا قالب‌گیری شباهت زیادی با ترموپلاستیکها دارند، ولی پس از عمل آمدن و سخت شدن، مولکول‌ها در جهت عرضی نیز با یکدیگر ارتباط پیدا کرده و به شکل درهم پیچیده‌ای درمی‌آیند، به قسمی که زنجیر مولکول‌ها آزادی عمل برای حرکت ندارند. بنابراین حرارت دادن مجدد، آن‌ها را به‌صورت خمیری درنمی‌آورد. الکیدها ، آمینوز (فرم آلدئید اوره و ملامین) ، دی ا پی ، اپوکسیها ، پلی‌استرها  و پلی‌یورتین  از این گروه پلاستیک‌ها به شمار می‌روند. از نقطه نظر ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی پلاستیک‌ها به‌صورتهای چهارگانه سخت، نیمه‌سخت، نرم و کشسان گروه‌بندی می‌شوند. ویژگی‌های مطلوب پلاستیک مانند سبکی، شفافیت و نورگذرانی، پایداری در برابر واکنشهای شیمیایی، هوازدگی و سایش، شکل‌پذیری، چسب‌پذیری، ضربه‌پذیری، جذب آب کم، ثبات رنگ، ثبات اندازه و جز این‌ها سبب گسترش روز افزون مصرف پلاستیک در ساختمان شده است. بسیاری از پلاستیک‌ها از مصالح سنتی سبک‌ترند و تعدادی از آن‌ها را می‌توان به‌صورت متخلخل درآورد که وزن ویژه بسیار کمی داشته باشند. برخی از قطعات سازه‌ای یا نیمه‌سازه‌ای را با پلاستیک می‌سازند، پلاستیک به عنوان مواد کمکی در ساختمان مصرف می‌شود و گاهی از موارد بخشی از مواد مرکب ساختمانی (کمپوزیتها) را پلاستیک تشکیل می‌دهد. برای مصارف سازه‌ای، پلاستیک‌ها را تقویت می‌کنند. در (۹۰%) موارد این تقویت با تار شیشه، و در بقیه موارد با الیاف دیگری نظیر پنبه، کنف، پنبه کوهی و الیاف مصنوعی و فیبرهای فلزی صورت می‌گیرد. حدود (۸۵%) از پلاستیکهای تقویت شده از رزین‌های پلی‌استر و بقیه از رزین‌های آکریلیک، ملامین، فنولی، سیلیکون، نایلون، پلی‌استایرین و پی وی سی می‌باشند. یکی از معمول‌ترین فرآورده‌های سازه‌ای، ورقهای موجدار تقویت شده هستند، که نه تنها شفاف یا نورگذران  می‌باشند، بلکه در برابر رنگ‌رفتگی نیز پایدارند. اندازه‌های آن‌ها ثابت می‌ماند و پایداری مناسبی در برابر مواد شیمیایی، هوازدگی، خوردگی و شکستگی دارند. این ویژگیها هنگامی حائز اهمیت است که این صفحات به تنهایی یا به همراه ورقه‌های پنبه کوهی ـ سیمان  و فلزی در پوشش بام به کار گرفته می‌شوند. این فرآورده‌ها را برای پوشش دیوار خارجی  سالنها و کارخانه‌ها، تقسیم فضاها، پوشش گاراژها و پاسیوها و نورگیرها و حصارکشی نیز به مصرف می‌رسانند. این صفحات به رنگ سفید و در رنگ‌های دیگر به عرض ۶۰۰ میلیمتر طول تا ۴/۲۰ متر ساخته می‌شوند. قطعات اتصال، مانند آبروکلگی و کناره آن‌ها نیز تولید می‌شود. صفحات صاف پلاستیکی را به جای شیشه مصرف می‌کنند که ممکن است ساده یا مسلح باشد. یکی از دلایل عمده مصرف آن به جای شیشه وزن ویژه کم آن می‌باشد که در حدود  شیشه است، به علاوه ضربه‌پذیری مناسبی دارد و دیرتر از شیشه می‌شکند. صفحات آکریلیک را برای کاهش نور و گرمای تابستان به جای شیشه و در شبکه‌های آفتابگیر ساختمان به مصرف می‌رسانند. از صفحات شفاف و نورگذران در نورگیرهای سقفی و گنبدها و نمای خارجی ساختمانها نیز استفاده می‌شود. از صفحات پلاستیکی برای ساختن دیوارهای جدا کننده ساندویچی به همراه سایر مصالح مانند آلومینیوم یا به تنهایی نیز بهره‌گیری می‌شود. در این موارد جنس آن‌ها از اکریلیک، پلی‌پروپیلن، پلی‌کربناتها، پلی‌استرها انتخاب می‌شود. آکریلیک تقویت شده و سایر پلاستیک‌ها را در قالب‌بندی معمولی بتن و قالب ماندگار (قالب گمشده) به کار می‌برند. پلی‌استایرین منبسط شده و پلاستیکهای متخلخل از انواع رزین‌های پلی‌اورتان، فنولی و وینیل را برای قالب ماندگار و عایقکاری سایر قالبها به مصرف می‌رسانند. یکی از مهمترین موارد مصرف پلاستیک‌ها در عایقکاری حرارتی ساختمانها است که در انواع چهارگانه فوق‌الذکر است. صفحات عایق را در کارخانه، با اندازه‌های استاندارد ۶۰۰×۲۴۰۰ میلیمتر و به ضخامتهای ۲۵، ۵۰، ۷۵ و ۱۰۰ میلیمتر می‌سازند. وزن ویژه پلی‌استایرین متخلخل، ۱۹ تا ۷۲ کیلوگرم در متر مکعب و ضریب هدایت حرارتی آن معادل ۰/۲۵، وزن ویژه پلی‌اورتان متخلخل، حدود ۳۲ کیلوگرم در متر مکعب و ضریب هدایت حرارتی آن معادل ۰/۱۵ است. ساختن پلاستیک متخلخل (کف پلاستیکی) در محل کارگاه نیز ممکن است با رزین‌های جفتی (دوقلو) از انواع اپوکسی یا پلی‌اورتان انجام شود. برای این منظور، رزین آبکی، ماده کفساز و عامل سخت‌کننده را مخلوط کرده و در محل مورد نظر تزریق می‌کنند که تشکیل کفی می‌دهد که با گذشت زمان سخت می‌شود. عمل تزریق را آنقدر ادامه می‌دهند که فضای مورد نظر کاملاً پر شود. پلاستیکهای نرم و سخت در کفپوشها، دیوارپوشها و سقف‌پوشهای ساختمان نیز مصرف می‌شوند. کفپوشهای پلاستیکی در یک یا چند لایه در رنگها و طرحهای متنوع تولید می‌شوند و ممکن است مواد غیر پلاستیکی نیز کم و بیش در آن‌ها به کار گرفته شود. رزین‌های اپوکسی را با ماسه مخلوط کرده و در کفسازی زیر کارخانه‌ها و سالنها و روکش پلهای فلزی به مصرف می‌رسانند. دیوارپوشهای نرم را با استایرین و نوع سخت را با استایرین و آکریلیک در انواع رنگها و نقشها می‌سازند. برخی از دیوارپوشها و سقف‌پوشها ممکن است از نوع آکوستیکی باشند. از پلاستیک برای ساختن مصالح آب‌بندی، بخاربندی، درزپوشها، درزبندی، تولید لوله‌های آبرسانی و فاضلاب و عبور سیم برق و روکش سیم و کابل برق نیز استفاده می‌شود. ورقه‌های آب‌بندی و بخاربندی از پلی‌اتیلن و پی وی سی هستند. درزپوشها را در ضخامتهای استاندارد ۰/۵، ۱ و ۱/۵  میلیمتر از پی وی سی می‌سازند. درزبندها نیز (واتر استاپ) از پی وی سی ساخته می‌شوند. پلاستیک‌ها در ساختن لوازم بهداشتی، قطعات پمپها، شیرآلات و سردوش، یراق‌آلات در و پنجره، اتصالات لوله‌کشی، آسترکاری لوله‌های آبرسانی و منابع ذخیره آب، ساختن چسبها و رنگها، ابزار کار، دسته ابزار، وسایل نقشه‌کشی و نقشه‌برداری، روغن قالب، مواد افزودنی بتن، قطعات اتصال بتن پیش‌ساخته ساندویچی و در ساختن کلید، پریز، سرپیچ لامپ و قطعات لوستر نیز مصرف می‌شوند. سنگدانه‌های سبک پلاستیکی در ساختن بتن سبک مصرف می‌شوند. در و پنجره و قفسه آشپزخانه را نیز اغلب از پی وی سی می‌سازند. از ورقه‌های پلی‌اتیلن برای پوشاندن مصالح ساختمانی و حفظ کارهای نو از سرما، یخ زدن، برف، باران، گرما، وزش باد، تبخیر آب بتن و نظایر آن استفاده می‌شود.

انطباق با مشخصات و استانداردها:

پلاستیکهای ساختمانی مورد مصرف در هر پروژه باید از نقطه نظر ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی، اندازه، ضخامت، رنگ و دیگر مشخصه‌های ظاهری با آنچه در نقشه‌ها، دستور کارها، مشخصات فنی خصوصی و سایر مدارک پیمان ذکر شده است، منطبق باشد. نمونه مواد و مصالح پلاستیکی باید قبلاً به تصویب دستگاه نظارت برسد. ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی فرآورده‌های پلاستیکی و روش آزمایش آن‌ها باید با استانداردهای ایرانی  تا زمان انعقاد پیمان در باره مواد و فرآورده‌های پلاستیکی تدوین یا تجدید نظر شود، مطابقت داشته باشد. تا زمانی که استاندارد ایرانی در پاره‌ای موارد تدوین نشده باشد، در درجه اول استانداردهای ”سازمان بین‌المللی استاندارد ISO “ معتبر خواهد بود و در صورت نبودن استاندارد بین‌المللی به ترتیب استانداردهای آمریکاییASTM ، آلمانی DIN و بریتانیایی BS ملاک عمل قرار خواهد گرفت.

ویژگیها و حداقل حدود قابل قبول:

پلاستیکهای مصرفی باید از نظر شکل ظاهری، سالم و عاری از موادی باشد که در اثر عوامل جوی و هوازدگی خراب می‌شوند و به استحکام آن‌ها لطمه می‌زنند. تاب فشاری، کششی، خمشی و سایر ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی و شیمیایی مواد پلاستیکی نباید با آنچه در نقشه‌ها و مشخصات تعیین شده مغایرت داشته باشد. دامنه تأثیر گرما، پرتوهای خورشیدی، بخار آب، بخارها و گازهای مختلف، مایعات گوناگون و نظایر آن بر مواد پلاستیکی باید با استانداردهای مربوطه تطابق نماید. سختی، مدول الاستیسیته، ضرایب هدایت گرما و الکتریسته، نرم شدن مواد پلاستیکی در اثر گرما و کاهش تاب آن‌ها نیز باید در محاسبات استاتیکی مد نظر قرار گیرد. پایداری در برابر سایش و ضربه در مورد پلاستیکهای مصرفی در کفپوشها حائز اهمیت است و باید با مورد مصرف آن متناسب باشد. میزان رنگ‌پریدگی، هوازدگی، و تجزیه پلاستیکهایی که در معرض نور خورشید و دیگر عوامل جوی قرار می‌گیرند (مانند در و پنجره، مصالح نماسازی، لوله‌های آبیاری کشاورزی و نظایر آن‌ها) نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است که باید مورد توجه قرار گیرد. مصرف مصالح کهنه و غیر استاندارد در صورتی مجاز است که در مشخصات، نقشه‌ها و یا دستور کارها ذکر شده و نمونه آن‌ها قبلاً به تصویب دستگاه نظارت برسد.

پلاستیکهای مناسب برای مصارف گوناگون:

برای مصارف گوناگون، مواد پلاستیکی مناسبی انتخاب می‌شود که در جدول ۲-۱۲-۵ آمده است.

مصالح نصب:

پلاستیک‌ها را می‌توان با پیچ و مهره، اتصالات و بند و بستهای فلزی به یکدیگر یا به مصالح دیگر متصل نمود. در این صورت مصالح فلزی باید از نوع زنگ‌نزن باشد. یکی دیگر از مصالح نصب، چسب است. در این صورت معمولاً چسب از همان نوع پلاستیک حل شده در حلالی مناسب ساخته‌شده، چسب ممکن است از نوع دیگری انتخاب شود که در این صورت باید با پلاستیک سازگار بوده و باعث خرابی و تجزیه قطعات پلاستیکی نگردد. اتصال پلاستیک‌ها ممکن است به کمک پیچ و مهره‌های پیش‌بینی نشده در قطعات پلاستیکی صورت گیرد. بست و گیره برای اتصال لوله‌های با قطر زیاد به یکدیگر معمول است. برای لوله‌های با قطر کم اتصالاتی به نام سریع‌الاتصال  طراحی شده‌اند که نیازی به مواد اضافی مانند کنف، نوار تفلون و چسب ندارند. پس از آماده کردن لوله آن را با فشار درون اتصال جا می‌دهند و سپس آن را می‌کشند. اتصال به سادگی آب‌بندی و قابل استفاده می‌شود. برخی از پلاستیک‌ها را از طریق گرم کردن و جوشکاری ممکن است به یکدیگر متصل نمود.

حمل و نقل و نگهداری:

بارگیری، حمل و باراندازی مواد پلاستیکی باید با دقت انجام گیرد. انواع مختلف مواد پلاستیکی باید جداگانه دسته‌بندی و انبار شوند. مواد پلاستیکی باید در انبارهای تمیز و سرپوشیده نگهداری شده و از آلودگی آن‌ها با خاک، مواد مضر، آب و یخ و برف جلوگیری شود. انبارهای بسته باید همواره تهویه شده و از تجمع گازهای قابل اشتعال در آن‌ها جلوگیری شود. انبارهای مواد پلاستیکی باید دور از آتش و مواد قابل اشتعال بوده و برای اعلام و اطفای حریق احتمالی در آن‌ها تدابیر لازم اتخاذ گردد. درجه حرارت انبار باید مناسب با ماده پلاستیکی انبار شده و مطابق دستورالعمل کارخانه سازنده مواد پلاستیکی باشد. برای کنترل و بازرسی انبار مواد پلاستیکی، نباید از چراغ شعله‌ای و مشعل استفاده نمود. انبار برخی مواد پلاستیکی که امکان دارد مورد هجوم موجودات زنده قرار گیرد، در صورت نیاز باید هر چند وقت یک ‌بار با مواد ضد عفونی کننده سم‌پاشی شود. انواع مصالح پلاستیکی به ویژه لوله‌ها باید به نحوی انبار شوند که تحت تنشهای بیش از حد مجاز قرار نگرفته و ویژگی‌های مطلوب آن‌ها تغییر نکند. قطعات آسیب دیده باید قبل از مصرف به نحو مطلوب و با نظر و تأیید دستگاه نظارت اصلاح و مرمت گردند و در غیر این صورت باید قطعات معیوب از کارگاه خارج گردد.