در صنایع ساخت و ساز، مصالح مختلف فراوانی به کار می‌رود. یکی از پرکاربردترین مصالح در این بخش از صنعت، انواع مصالح فلزی هستند. هرکدام از مصالح فلزی با توجه به جنس و شرایط ویژه‌ای که دارند، برای استفاده در بخش خاصی در صنعت ساختمان سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
یکی از مصالح فلزی که در صنایع ساختمان سازی کاربردهای متنوع و فراوانی دارد و در قسمت‌های مختلف ساخت و ساز، به خوبی می‌توان از آن‌ها استفاده کرد، پروفیلهای آلومینیومی هستند.
در این مقاله، قصد داریم درباره مفهوم کلی پروفیل‌ها و انواع آن‌ها، کاربرد پروفیل‌ها و پروفیل زاهیت صحبت کنیم. اگر قرار است در ساخت و ساز یک ساختمان جدید همکاری کنید، یا نام پروفیل زاهیت را شنیده‌اید و در این باره، اطلاعات کافی ندارید، در ادامه مقاله همراه ما باشید.
مفهوم کلی پروفیل چیست؟
پروفیل از نظر لغتی، به معنای ثابت بودن یک مقطع در طولی مشخص و معین است. اما حتما این سوال برای شما به وجود آمده است، که این لغت در صنایع ساختمانی، به چه مفهومی تعلق می‌گیرد. پروفیل یا Profile در زبان لاتین، به تجهیزاتی گفته میشود، که در ساخت درب، پنجره، لوله یا نمای ساختمان از آن‌ها استفاده میشود.
مثلا پروفیل آلومینیومی، برای ساخت قاب پنجرهها مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور کلی در صنعت ساخت و ساز و در مبحث تخصصی تعریف پروفیل، باید گفت، که دو نوع پروفیل باز و بسته وجود دارد.
پروفیل باز در ابعاد و ضخامت‌های متنوع تولید میشود و در صنایع ساختمان سازی به عنوان مصالح مصرفی برای ساخت تسمه، تیرآهن، میلگرد، نبشی، ناودانی، هاش و چهارپهلو کاربرد دارد.
پروفیلهای باز، نوع دیگری دارند، که به پروفیلهای باز با سطح مقطع Z معروف هستند و در ساخت و سازهای بزرگ‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند. از کاربردهای پروفیلهای باز با سطح مقطع Z می‌توان به ساخت سقف سالن‌هایی بزرگی مانند سوله‌ها، سالن‌های ورزشی، انبارها و پارکینگ‌های عمومی اشاره کرد.
نوع دیگر پروفیل‌ها، یعنی پروفیلهای بسته نیز، در تولید لوله، قوطی، پروفیل درب و پنجره، پروفیل پی وی سی و پروفیل های کرکره برقی کاربرد دارند.
پروفیل چگونه تولید میشود؟
حتما این سوال برای شما پیش می‌آید، که کارخانه‌های تولید پروفیل، آن را چگونه تولید می‌کنند. در این قسمت، قصد داریم به پاسخ این سوال بپردازیم. کارعمده کارخانجات لوله و پروفیل، در واقع تبدیل ورق‌های فولادی یا همان کلاف به روش نورد سرد به محصول نهایی با شکل‌ها و ابعاد مختلف است.
در حقیقت می‌توان گفت، که پروفیلهای باز یا بسته، پس از گذراندن فرآیندی مشخص تولید می‌شوند. این فرآیند شامل مراحل مختلفی است، که در ادامه به طور کامل توضیح می‌دهیم.
مرحله اول: تامین مواد اولیه
امروزه قسمت عمده مواد اولیه مصرفی که مربوط به تولید پروفیل در اکثر کارخانجات ایرانی هستند، از طریق فولاد مبارکه و قسمتی نیز از کشورهای آسیای میانه، برزیل، اروپا و اروپای شرقی تهیه می‌شوند.
ورق مصرفی جهت تولید پروفیل، باید ترکیبات شیمیایی خاصی داشته و از خواص مکانیکی مناسبی برخوردار باشد، تا در هنگام تولید برای سازنده و در نهایت برای مصرف کننده مشکلی ایجاد نکند.
ورق مصرفی با استاندارد ST37.2 یا JIS G 3131 یا G 3132 دارای ترکیبات شیمیایی مشخصی شامل سیلیس با ۰/۳۵، کربن با ۰/۳ تا ۰/۱، گوگرد ۰/۰۴، فسفر ۰/۰۴، منگنز ۰/۵ بوده و برای تولید پروفیل‌ها پیشنهاد و مورد مصرف است. البته این استاندارد ممکن است، در مواقع خاص تغییر کند.
ورق‌های فولادی پس از ورود به کارخانه توزین و با توجه به مشخصات ابعادی و مصرف آن‌ها در قسمت‌های مختلف، انبار شده تا وارد پروسه تولید شوند.
مرحله دوم: برش کلاف به شکل نوار
کلاف های خریداری شده در دستگاه‌های برش به نوارهایی با عرض مشخص بریده می‌شوند. این دستگاه‌ها با توجه به سفارش و نحوه بهره برداری، دارای قسمت‌های مختلف می‌باشند و بر همین اساس بعضی از آن‌ها تمام اتوماتیک و برخی دیگر نیمه اتوماتیک هستند.
یک دستگاه برش معمولاً دارای قسمت‌های ذخیره کلاف، میز حمل کننده، ضربه گیر، کلاف گیر، و سیستم بازکننده طوقه‌های کلاف، سیستم کنترل کننده کناره برای بهتر تنظیم شدن، صاف کننده ورق، گیوتین و قرقره‌های هدایت ورق، غلتک‌های تغذیه ورق، قسمت اصلی برش، غلتک‌های جداکننده نوارهای بریده شده، نگه‌دارنده نوارها و نهایتاً نوار جمع کن است.
پس از قرار گرفتن کلاف روی کلاف‌گیر که خود نیز دارای حرکت گردشی است، کلاف‌گیر می‌چرخد و پس از بازشدن طوق‌ها سر ورق زیر غلتک‌های صاف کننده هدایت میشود. این اتفاق باعث صاف و تخت شدن ورق میشود. توسط گیوتین سر ورق‌ها بریده میشود، تا برای جوشکاری در قسمت‌های بعدی اشکالی وجود نداشته باشد.
آن گاه ورق توسط غلتک‌های تغذیه به طرف دو عدد شافت اصلی که دارای محرک هستند حرکت می‌کنند. بر روی شافت‌های اصلی تیغه‌هایی از فولاد وجود دارد، که عملیات حرارتی بر روی آن‌ها انجام میشود و سختی آن‌ها به بین ۵۹ تا ۶۱ راکول رسیده است. همچنین فواصل آن‌ها متناسب با عرض نوارهای مورد نیاز تنظیم شده است. در اثر عبور ورق از بین تیغه‌ها عمل برش انجام میشود.
حرکت ورق‌ها یا در اصل همان نوارها به سمت جلو ادامه دارد و به منظور این که نوارهای بریده شده به طور دقیق رو به جلو هدایت شوند، از دو عدد شافت جدا کننده عبور داده میشود، که برروی آن‌ها تیغه‌های کوچکی مستقر شده است و در نهایت سر اولیه نوارها بریده میشود و در گیره مخصوصی که در داخل نوار جمع کن قرار دارد، درگیر میشود. قطر نوار جمع کن، توسط سیستم هیدرولیک چند سانتیمتر باز میشود.
این عمل از یک طرف باعث جمع شدن دو لبه گیره و گرفتن سر نوارها شده و از طرفی در پایان زمان تخلیه نوارها، با عمل جمع شدن نوارگیر، داخلی‌ترین لایه ورق‌ها جدا شده و به سهولت می‌توان نوارها را توسط میز متحرک و صفحه‌ای که در جهت محور اصلی حرکت می‌کند به خارج هدایت کرد.
از این مرحله به بعد، کشیده شدن ورق توسط نوار جمع کن تا تمام شدن کل طول کلاف انجام میشود. در نهایت نوارها دسته بندی و به قسمت‌های مختلف خطوط تولید انتقال پیدا می‌کنند.
مرحله سوم: تولید لوله و پروفیل
قوطی و پروفیل را می‌توان به دو طریق مستقیم و غیرمستقیم تولید کرد. روش انتخابی بستگی به امکانات ماشینی از نظر طراحی دارد. معمولاً پروفیل باز به روش مستقیم تولید میشود.
دستگاه‌های تولید لوله و پروفیل عموماً دارای قسمت‌های تغذیه نوار، گیوتین، قسمت جوش سر و ته نوار، انباره، فرمینگ که از دو قسمت شکل دهنده اولیه و شکل دهنده نهایی تشکیل شده‌اند، قسمت جوش دو لبه پروفیل، براده برداری، سردکن، سایزینگ با تعداد ۴ تا ۶ دروازه، خمش و پیچش گیر، برش یا اره اتوماتیک، شتاب دهنده و در نهایت میز تخلیه است.
با توجه به اینکه دستگاه برای ساخت چه تولیداتی طراحی شده و به چه روشی ساخته شده باشد، قسمت‌های نام برده شده با کمی تغییر از نظر تعداد و اندازه، ساخته خواهد شد. ولی موضوع مهمی قابل ذکر آن است، که عمل اصلی این دستگاه‌ها از شکل دادن به ورق در حال عبور از بین دو قالب بالا و پایین در حال چرخش در دروازه‌های مختلف تا تولید محصول نهایی باید به روش سرد انجام شود.
انواع مختلف پروفیل‌ها کدام است؟
در قسمت قبلی، توضیح دادیم، که پروفیل‌ها چگونه تولید می‌شوند، در این قسمت قصد داریم راجع به انواع مختلف پروفیل‌ها صحبت کنیم. به طور کلی پروفیل‌ها در دو دسته ساختمانی و صنعتی وجود دارند.
پروفیلهای ساختمانی به آن دسته از پروفیل‌هایی گفته میشود، که در صنعت ساختمان سازی به کار می‌روند. برای مثال، یکی از پروفیلهای ساختمانی، درب و پنجرههای آلومینیومی هستند.
پروفیلهای صنعتی نیز، محصولاتی هستند که در صنایع مختلفی همچون خودروسازی، نظامی و غیره به عنوان قطعات و متعلقات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پروفیل‌ها، در سه نوع ساختمانی، کامپوزیتی، آلومینیومی و گالوانیزه تولید می‌شوند، که در ادامه به توضیح آن‌ها می‌پردازیم:
پروفیل ساختمانی
پروفیل ساختمانی شامل سه دسته به نام پروفیل نورد گرم، پروفیل نورد سرد و پروفیل مرکب میشود. به این ترتیب، پروفیل نورد گرم، از نورد گرم شمش فولادی ساخته میشود و به شکل قوطی است.
اما پروفیل نورد سرد از شکل دادن ورق‌های فولادی از طریق خم کردن و پرس شدن ایجاد میشود و ناودانی شکل است. این پروفیل‌ها تنها برای کارهای سبک ساختمانی مانند ناودانی‌ها، تیرهای تکیه گاهی، سقف کاذب و از این قبیل کارهای سبک مناسب هستند.
پروفیل مرکب، نیز به پروفیلی گفته میشود، که از اتصال چند پروفیل گرم و سرد ایجاد شده باشد. شکل و ابعاد پروفیلهای ساختمانی نیز در دو نوع باز و بسته عرضه میشود. پروفیل لوله و قوطی، درب و پنجره ساختمانی، پروفیل درب‌های کرکره برقی و پروفیل یو پی وی سی به دلیل بسته بودن شکل ظاهری به پروفیل بسته معروف هستند. تیرآهن، تسمه، میلگرد، ناودانی، نبشی و چهارپهلو نیز به دلیل شکل ظاهری‌شان از جمله پروفیلهای باز هستند.
پروفیل کامپوزیتی
امروزه پروفیلهای کامپوزیتی به میزان زیادی در صنعت ساختمان سازی به ویژه ساختمان سازی در شرایط آب و هوایی مرطوب، که احتمال خوردگی در آن بسیار بالا است، رواج زیادی داشته است.
دلیل عمده استفاده از این پروفیل‌ها و مزایای استفاده از این نوع پروفیل، جلوگیری از پدیده خوردگی و افزایش عمر سازه در برابر ارتعاشات و لرزش‌هایی همچون زلزله است. این نوع پروفیل به دلیل خاصیت غیر کشسانی که دارد، در برابر لرزش و خوردگی مقاوم‌تر است. علاوه بر این‌ها استفاده از پروفیلهای کامپوزیتی باعث سبک‌تر شدن وزن نهایی بنا و ساختمان میشود.
پروفیل آلومینیومی
پروفیل آلومینیومی در دو قالب ساختمانی و صنعتی تولید میشود. از این پورفیل در ساختمان سازی به عنوان در، پنجره و غیره استفاده میشود. در سایر صنایع نیز از پروفیل آلومینیومی به عنوان قطعات مختلف صنعتی استفاده میشود.
یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های پروفیل آلومینیومی با آهن در ساخت درب و پنجره آن است، که پنجرهها و در‌های آهنی انرژی بیشتری را هدر می‌دهند، اما پنجرههای آلومینیومی در بهینه سازی مصرف انرژی نقش بالایی دارند. همچنین استفاده از پروفیل آلومینیومی به خاطر رنگ روشن و سفیدی که دارد، احساس تمیزی بیشتری به ساختمان و خانه می‌دهد.
پروفیل گالوانیزه
پروفیل گالوانیزه برای مقاوم سازی هرچه بیشتر درب و پنجرههای یو پی وی سی کاربرد پیدا کرده است. از مزایای استفاده از پروفیل گالوانیزه در این نوع پنجرهها، جلوگیری از هرز شدن پیچ ها و افتادگی بازشو ای درب و پنجره است.
از دیگر مزایای استفاده از پروفیلهای گالوانیزه، افزایش مقاومت و استحکام در برابر فشارهای جوی در ارتفاعات بالا است. ساختمان‌ها و برج‌ها در ارتفاعات زیاد با نیروی باد مواجه هستند و این نیرو به طور قابل ملاحظه‌ای به پنجرهها فشار وارد می‌کند. در طبقات پایین‌تر نیز در اثر نشست ساختمان، ممکن است پنجرهها در معرض فشار قرار بگیرند.
ضخامت پروفیلهای گالوانیزه معمولا از یک میلی‌متر شروع میشود و برحسب استفاده تا دو میلی‌متر نیز افزایش پیدا می‌کند. نکته قابل توجه این است، که هرچه سطح پنجره بزرگ‌تر باشد، فشار وارده به پنجره نیز بیشتر میشود و به مراتب ضخامت پروفیلهای گالوانیزه نیز باید افزایش یابد.
پروفیل چه کاربردهایی در صنعت ساختمان دارد؟
قسمت اعظمی از پروفیل‌ها جهت ساختن درب و پنجرههای آلومینیومی یا آهنی به کار می‌روند. این پروفیل‌ها که به صورت گروهی از لحاظ اندازه و مشخصات دارای تقسیم‌بندی هستند، می‌توانند در ساخت پنجرهها و چهارچوب آن‌ها مورد استفاده قرار گیرند.
از کاربردهای دیگر پروفیل‌ها در صنعت ساختمان، می‌توان به ساخت و تولید نرده‌های فلزی اشاره کرد. از پروفیلهای مربع و مستطیل با مقاطع کوچک به عنوان نرده‌های فلزی برای درب و پنجره منازل، کناره راه پله ها و همچنین نرده کشی اطراف دیوارهای کارخانجات، زمین‌های محصور شده، نرده پیاده روها و خیابان‌ها استفاده میشود.
علاوه بر این‌ها، از پروفیلهای مربع و مستطیل با مقاطع بزرگ‌تر که با نام ستونی نیز معروف هستند، در موارد متعددی از جمله ساخت ستون و اسکلت فلزی ساختمان‌ها استفاده میشود. همچنین در صورت ساخت این پروفیل‌ها با مشخصات فیزیکی قابل اطمینان، می‌توان از آن‌ها در ساخت شاسی تریلرها و نفت کش‌ها نیز استفاده کرد.
کاربرد دیگر پروفیل‌ها در صنعت خودروسازی است. در واقع از پروفیل های مربع و مربع مستطیل در صنعت خودرو سازی بسیار استفاده میشود. همچنین پروفیلهای مربع در ساخت پایه میز و صندلی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پروفیل‌هایی که به صورت Z تهیه می‌شوند، اکثراً برای پوشش سقف سوله‌ها به کار می‌روند. پروفیلهای نبشی و ناودانی نیز با روش نورد سرد تولید می‌شوند و می‌توان از آن‌ها در ساختن چارچوب درب‌های بزرگ آهنی و انواع قالب‌های فلزی به کار رفته در ماشین آلات استفاده کرد. در نهایت از ناودانی‌های کوچک هم در مواردی نظیر کرکره مغازه‌ها استفاده می‌کنند.