پشم سنگ که در زبان انگلیسی rock wool نامیده می شود، جزو خانواده عایق های حرارتی متشکل از الیاف معدنی است به همین دلیل گاهی به آن mineral wool هم اتلاق می شود. ماده اولیه اصلی برای تولید این عایق، سنگ بازالت، از گروه سنگ های آذرین است که بازمانده فعالیت های آتشفشانی است و در کشور به وفور وجود دارد.
تکنولوژی تولید پشم سنگ دارای روشی پیشرفته با اصولی ساده است. ابتدا سنگ بازالت در دمای 1450 درجه سانتیگراد ذوب می شود و به صورت سیلیکات مذاب در می آید. سپس مذاب به دست آمده با روش های خاصی به الیاف بسیار ظریف به قطر 6 تا 8 میکرون تبدیل می شود. مجموعه این الیاف میکروسکوپی عایق پشم سنگ را تشکیل می دهند.
عملکرد در برابر آتش
یکی از مهم ترین ویژگی های عایق پشم سنگ، ایستایی استثنایی آن در برابر آتش است. پشم سنگ آتش گیر نیست، مشتعل نمی شود و در نتیجه به عنوان نوعی حفاظ در برابر آتش شناخته شده است. سازه های فلزی ساختمان ها هنگام بروز حریق در نتیجه جذب حرارت زیاد و داغ شدن، مقاومت مکانیکی خود را از دست داده و بر اثر نرم شدن تغییر شکی می دهند و این پدیده باعث فروریختن کل سازه می شود. برای جلوگیری از این مسئله سازه های فلزی و مخصوصا ستون های ساختمان را با روش های مناسب به وسیله پشم سنگ عایق کاری می کنند و بدین ترتیب در صورت تداوم حریق حتی تا ده ساعت هیچ مشکلی برای سازه های ساختمان به وجود نمی آید. به همین دلیل در برخی کشور ها شرکت های بیمه برای ساختمان هایی که به این شکل عایق کاری شده باشند تخفیف های بسیار بالایی را قائل می شوند. همچنین تمام ساختمان های موجود روی سکوهای نفتی که برای اسکان پرسنل در نظر گرفته شده با عایق پشم سنگ ضد حریق می شوند تا در صورت بروز حریق تا رسیدن نیرو های کمکی، پرسنل درون ساختمان ها ایمن باشند.
ویژگی های بیولوژیکی
الیاف پشم سنگ ذاتا استریل هستند و این عایق محیط مناسبی برای رشد آفت، قارچ، باکتری و حشرات موذی نیست و به عنوان یک ماده معدنی در برابر این انگل ها مصونیت دارد.
سازگاری با محیط زیست
بین انواع عایق هایی که تا به حال در دنیا ساخته شده اند پشم سنگ بی ضررترین آنهاست و با محیط زیست و تمام مصالحی که در ساختمان و صنایع به کار می روند سازگار است و تماس آن با این مصالح مشکلی به وجود نمی آورد و همچنین باعث از بین رفتن ترکیبات نرم کننده بکار رفته در روکش کابل های برق و لوله های PVC نمی شود.
بهداشت و ایمنی
برخلاف عایق های دیگر در این گروه، پشم سنگ آسیبی به پوست نمی رساند و باعث سوزش آن نمی شود همچنین در هنگام وقوع حریق دود و ترکیبات مسموم کننده از آن متصاعد نمی شود. ذرات الیاف پشم سنگ از طرف سازمان بهداشت جهانی برای سلامتی انسان بی ضرر تشخیص داده شده اند و حتی مطابق استانداردهای اروپا استنشاق هوایی که حاوی حداکثر 5 میلی گرم بر مترمکعب ذرات پشم سنگ باشد به مدت 8ساعت در روز مجاز است.
قابلیت رسانایی حرارتی
قابلیت رسانایی یکی از مهمترین ویژگی های عایق های حرارتی است. این خصوصیت مبنای صرفه جویی در مصرف انرژی به وسیله عایق کاری است. عملکرد لایه ای از عایق پشم سنگ به ضخامت 5 سانتی متر همانند عملکرد دیوار آجری به ضخامت 1متر است و همان کار دیوار های قطور ساختمان های قدیمی را انجام می دهد که سبب می شد این ساختمان ها در زمستان گرم و در تابستان خنک باشند. به طور کلی کار عایق حرارتی این است که محیط گرم را گرم و محیط سرد را سرد نگه دارد. هرچه قابلیت رسانایی حرارتی کمتر باشد، کیفیت عایق بهتر است. ضریب رسانایی حرارتی پشم سنگ کمتر از چهل هزارم وات بر متر درجه کلوین می باشد که آن را در زمره عایق های بسیار مطلوب قرار می دهد.
محدوده دمای کارکرد
ایستایی موثر محصولات پشم سنگ در برابر دما در محدوده 250- تا 800+ درجه سانتی گراد است. الیاف پشم سنگ در مقابل شعله مستقیم آتش تا 4 ساعت مقاومت می کنند. نقطه ذوب این الیاف بیش از 1200 درجه سانتیگراد است و توانایی کار مداوم در دامنه دمایی 150- تا 700+ درجه سانتیگراد را دارند. عامل پیوندی که در اکثر محصولات پشم سنگ استفاده می شود، در حرارت حدود 220+ درجه سانتی گراد تجزیه می شود ولی هیچگونه تاثیر منفی در خاصیت ترمودینامیکی عایق نخواهد داشت. نیروگاه ها، پالایشگاه های نفت و گاز، مجتمع های پتروشیمی، صنایع سیمان و صنایع سنگین بدون عایق کاری دقیق و اصولی تجهیزات و محیط کار خود قادر به فعالیت نمی باشند و عایق پشم سنگ به دلیل دارا بودن محدوده دمای کار بالا (700+ درجه سانتی گراد) به عنوان عایقی منحصر به فرد در صنایع فوق مطرح است.
دفع آب
گرچه پشم سنگ آب را دفع می کند و جاذب رطوبت نیست، لیکن اگر از آن برای عایق کاری لوله ها یا تاسیساتی که در فضای باز قرار دارند استفاده شده باشد، باید با یک پوشش ضد رطوبت محافظت شود.
دوام
برخلاف بعضی از فوم های پلیمری که دوام چندانی ندارند و به مرور زمان شکل و کیفیت خود را از دست می دهند، پشم سنگ کهنه یا خراب نمی شود و ویژگی های خود را به عنوان عایق موثر حرارتی سال ها و بلکه به مدت طول عمر ساختمان حفظ می کند.
ویژگی های آکوستیکی
عایق پشم سنگ از دو طریق به کاهش صدا کمک می کند، با کاهش انتقال صدا در میان اجزا متشکله سازه و یا جذب صدا در سطح. افت انتقال صدا عبارت است از کاهش انرژی صوتی هنگام عبور از دیوار، کف، بام و غیره که در مجموع از خصوصیات محیط مادی است. صدا ممکن است در اثر ارتعاش هوا و یا در اثر ضربه مکانیکی ایجاد شود که هر کدام در جای خود باید مورد بررسی قرار گیرد.
پشم سنگ در زبان انگلیسی rock wool نامیده می شود. جزو خانواده عایق های حرارتی متشکل از الیاف معدنی است به همین دلیل گاهی به آن mineral wool هم اتلاق می شود. ماده اولیه اصلی برای تولید این عایق، سنگ بازالت، از گروه سنگ های آذرین است که بازمانده فعالیت های آتشنشانی است و در کشور ما به وفور وجود دارد.
تکنولوژی تولید پشم سنگ دارای روشی پیشرفته با اصولی ساده است. ابتدا سنگ بازالت در دمای 1500 درجه سانتی گراد ذوب می شود و به صورت سیلیکات مذاب در می آید. سپس مذاب به دست آمده با روش های خاصی به الیافت بسیار ظریف به قطر 6 تا 8 میکرون تبدیل می شود. مجموعه این الیاف میکروسکوپی عایق پشم سنگ را تشکیل می دهد.
عایق پشم سنگ با شکل ها و ساختار های مختلف در ساختمان های مسکونی، مجتمع های پتروشیمی، پالایشگاه های نفت و گاز، نیروگاه ها و صنایع سنگین به عنوان عایق حرارتی و صوتی کاربرد گسترده ای دارد.
ویژگی ها:
عملکرد در برابر آتش: یکی از مهمترین ویژگی های عایق پشم سنگ، ایستائی استثنائی آن در برابر آتش است. پشم سنگ آتش گیر نیست. مشتعل نمی شود و در نتیجه به عنوان نوعی حفاظ در برابر آتش شناخته شده است. خاصیت بیولوژیکی: الیاف پشم سنگ ذاتا استریل هستند و این عایق محیط مناسبی برای رشد آفت، قارچ باکتری و حشرات موذی نیست و به عنوان یک ماده معدنی در برابر این انگل ها مصونیت دارد. سازگاری با محیط زیست: بین انواع عایق های که تا حال در دنیا ساخته شده اند پشم سنگ بی ضررترین آنهاست و با محیط زیست کاملا سازگار است. بهداشت و ایمنی: برخلاف عایق های دیگر در این گروه، پشم سنگ آسیبی به پوست نمی رساند و باعث سوزش آن نمی شود همچنین در هنگام وقوع حریق دود و ترکیبات مسموم کننده از آن متصاعد نمی شود. قابلیت رسانایی حرارتی: قابلیت رسانایی حرارتی یکی از مهم ترین ویژگی های عایق های حرارتی است. از نظر ترمودنامیک، انرژی حرارتی همواره تمایل دارد از طریق یک، دو یا هر سه پدیده همرفت، هدایت و تابش از منبع گرم به سمت منبع سرد جریان یابد. این جریان انرژی حرارتی تا وقتی ادامه می یابد که هر دو منبع به یک دمای واحد، که آن را دمای تعادل می نامند برسند. عمل عایق حرارتی پشم سنگ بدین گونه است که از انتقال انرژی حرارتی از هر سه طریق فوق جلوگیری می کند و در نهایت جریان انرژی قطع می شود و یا به حداقل می رسد.این خصوصیت مبنای صرفه جویی در مصرف انرژی به وسیله عایق کاری است. ضریب رسانایی حرارتی پشم سنگ کمتر از چهل هزارم وات برمتر درجه کلوین می باشد که آن را در زمره عایق های بسیار مطلوب قرار می دهد. محدوده دمای کارکرد: ایستائی موثر پشم سنگ در برابر دما در محدوده 250+ تا 800+ درجه سانتی گراد است. الیاف پشم سنگ در مقابل شعله مستقیم آتش تا 4ساعت مقاومت می کنند. نقطه ذوب این الیاف بیش از 1000 درجه سانتی گراد است و توانایی کار مداوم در دامنه دمایی 150- تا 700+ درجه سانتی گراد را دارند. آنالیز شمیایی: الیاف پشم سنگ غیر آلی هستند. به منظور تامین اکسید کلسیم موردنیاز در آنالیز الیاف، اکسید کلسیم به صورت سنگ آهک به کوره شارژ می شود. آنالیز کلی الیاف پشم سنگ به شرح زیر است.
اکسید سیلیسیم
46%
اکسید آلومینیم
14%
اکسید تیتانیم
1.5%
اکسید های آهن
8%
اکسید کلسیم
18%
اکسید منیزیم
10%
دفع آب دوام: برخلاف بعضی از فوم های پلیمری که دوام چندانی ندارند و به مرور زمان شکل و کیفیت خود را از دست می دهند، پشم سنگ کهنه یا خراب نمی شود و ویژگی های خود را به عنوان عایق موثر حرارتی سالها و بلکه به مدت طول عمر ساختمان حفظ می کند. ویژگی های آکوستیکی: عایق پشم سنگ از دو طریق به کاهش صدا کمک می کند، با کاهش انتقال صدا در میان اجزاء متشکله سازه و یا جذب صدا در سطح.
موارد کاربرد: پانل های پشم سنگ به دلیل داشتن استحکام مطلوب و قابلیت های مختلف در صنعت و ساختمان به عنوان عایق بین جدارها به منظور کاهش تلفات انرژی و در استودیوهای صدابرداری و تونل های مترو برای جذب صدا و جلوگیری از انتقال ارتعاشات مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین مجتمع های پتروشیمی، پالایشگاه ها، نیروگاه ها و صنایع سنگین از عمده ترین مصرف کنندگان پانل ها هستند.