انواع مواد و مصالح سنتی و جدید ساختمانی و نحوه فراوری و کاربرد آنها در ساختمان

بتن انتقال دهنده نور

بتن انتقال دهنده نور با نام تجاری ™ Litracon  محصول نسبتا جدیدی است که در سال 2004 توسط یک معمار 27 

ساله مجارستانی به نام آرن لوسونزی ابداع گردید. این محصول با ترکیب 96% بتن معمولی و 4% فیبرهای نوری محصولی منحصر به فرد را برای هزاره جدید به ارمغان آورده است.

 ساگا گلس یک پوشش خارجی الکترونیکی است که با کنترل اشعه های خیره کننده خورشیدی، دید محافظت شده و بی نقصی را ارائه می دهد. بر خلاف محصولات لعابی موجود در بازار که با جذب UV، (پرتوهای فرابنفش) این عمل را انجام می دهند، ساگا گلس فیلم نازکی از چندین لایه اکسید تنگستن می باشد که با صرف   0.28 w/ft2 وات بر فوت مربع، در عرض چند دقیقه شیشه را از حالت کاملاً شفاف و بی رنگ به موقعیت رنگی مبدل ساخته و باصرف  0.1w/ft2 این موقعیت پایدار می ماند.

اهم این ویژگیها در 5 بخش زیر، به تفکیک عنوان می گردد: 

 ارزانسازی

براساس مدارک موجود، بکارگیری سیستم پی.اس. اس در دیوار، سقف و کف، به میزان 4/30% میلگرد مصرفی در ساختمان و نیز 15% هزینه ساخت اسکلت،تا پایان سفتکاری را، کاهش می دهد. بدین ترتیب اولین و مهمترین فاکتور در گزینش سیستم های PSS را می توان صرفه جویی در هزینه ها و ارزان سازی ساختمان دانست.

 سبکسازی

با کاهش ضخامت دیوار خارجی و داخلی، حذف اندودهای اضافی و نیز کاهش دانسیته کفسازی، بار مرده ساختمان به میزان 370 کیلوگرم بر مترمربع، کاهش می یابد. این تقلیل بار، معادل اختلاف بارمرده ساختمان در کشور ژاپن نسبت به سیستم ساختمانسازی سنتی ایران است. همچنین در سیستم های ساختمانی PSS، با ایجاد سطوح صاف در ساختمان، هرگونه نماسازی با کمترین ضخامت و وزن قابل اجرا می باشد؛ بدین منظور توصیه می گردد از اندودهایی با ضخامت کم برای نمای ساختمان استفاده گردد.

مقاوم سازی 

نظر به اینکه مقاومت میدان قابها به هنگام زلزله، تأثیر منفی در حرکت آزاد سازه دارد؛ لذا استفاده از مصالح خردشونده در مقابل فشار از طریق آییننامه 2800 زلزله ایران توصیه می گردد. بدین منظور، بتن سبک تولیدی این شرکت، در ردیف مصالح خردشونده در مقابل فشار، جای گرفته و می تواند نقش بسیار بالایی در مقاوم سازی بنا برعهده گیرد.

از سویی دیگر، با توجه به این اصل که نیروی ناشی از زلزله، ارتباط مستقیم با وزن ساختمان دارد؛ لذا با کاهش چشمگیر آن در سیستم پی.اس.اس مقاومت سازه بنا به هنگام وقوع زلزله افزایش می یابد. 

 سهولت اجرای سیستم تأسیسات مکانیکی و برقی

در سیستم های ساختمانی PSS، با وجود سوراخهایی به قطر 5/3 سانتیمتر در داخل پانلهای دیواری، نیازی به لولهگذاری در دیوار نمی باشد. وجود حفرههای بزرگ در سقف نیز جاسازی هرگونه تجهیزات و لولههای مکانیکی را میسر می سازد. همچنین با استفاده از فومبتن در کفسازی، امکان طراحی سیستم گرمایش به طریق ازمیری، حذف رادیاتور و نتیجتاً کاهش هزینه به طور قابل ملاحظهای فراهم می گردد. 

 سرعت اجرا

نظر به اینکه، با شروع عملیات ساختمانی در پیسازی، امکان ساخت قطعات سقفی و دیواری در کارخانه تحت پوشش شرکت پاسارگاد سبک سازه مقدور می باشد؛ بنابراین با کاهش 30% زمان اجرا، صرفهجویی قابل توجهی در زمان اجرا، امکانپذیر می باشد. 

آجر مهندسی استاندارد بدون نیاز به پخت در دمای بالا به همت پژوهشگران دانشکده مهندسی معدن و متالورژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر طراحی و ساخته شد. 

در این طرح برای ساخت آجر از روشی جدید استفاده شده که علاوه بر بی نیازی از مصرف سوخت و انرژی بالا و نیز عدم تولید آلودگیهای زیست محیطی از بالاترین استانداردهای روز در ساخت آجر بهرهمند بوده و می تواند جایگزین مناسبی برای خشت زنی سنتی در مناطق محروم باشد. 

 امروز پسماندهای صنعتی که در اغلب موارد سمی و خطرناک هستند به یکی از مهمترین دغدغههای مهندسان و صنعتگران تبدیل شدهاند. رشد صنعتی سریع جهان در دو دهه اخیر، افزایش جمعیت و افزایش مصرف تولیدات صنعتی باعث شده است که روزانه صدها میلیون تن مواد صنعتی وارد محیط زیست شوند که تبعاتی همچون گرم شدن دمای زمین، سوراخ شدن لایه ازن از بین رفتن زیستگاههای طبیعی جانداران و به هم خوردن تعادل میزان آب شیرین و شور در آب اقیانوسها را در پی داشته باشد.

این آجر سبز از ویژگیهایی چون مقاومت فشاری بالا، مقاومت در مقابل یخ زدگی، درصد جذب آب پایین، عدم وجود تحدب و تعقر در سطوح خارجی، پایین بودن درصد مواد محلول، استاندارد بودن و عدم نیاز به پخت در دمای بالا برخوردار است. 

کاهش مصرف سوخت و انرژی، کاهش خطرات ناشی از زلزله، چند منظوره بودن، امکان ساخت آجر در مناطق محروم و تبدیل سرباره و ذوب آهن به عنوان پسماند صنعتی به یک محصول صنعتی پرمصرف از دیگر ویژگیهای این آجر سبز است. 

در حالی که آجرهای کنونی باید در دمای 900 تا 1000 درجه سانتیگراد به مدت حداقل 10 ساعت پخته شوند، آجر سرباره تنها به خشک کردن طی مدت 12 ساعت در دمای 85 سانتیگراد نیازمند است. 

 بتون ویژه با قابلیتهای مهندسی هستهای  توسط دو دانشجوی بخش مهندسی هستهای دانشکدهمهندسی دانشگاه شیراز برای نخستین بار درکشورساخته شد.

عمدتا چگالی بتونهای هسته ای که به کشور وارد می شود سه هزار و ‪ 500کیلوگرم بر مترمکعب و مقاومت آن ‪ 350تا ‪ 400کیلوگرم بر سانتی مترمربع است و قیمت آن نیز ‪ 30برابر بتون معمولی است. 

ویژگی بتون جدید تولید داخل به اطن شرح است: 

چگالی آن چهارهزار و ‪ 600کیلوگرم بر مترمکعب است که تاکنون ساخت بتونی با این میزان چگالی در دنیا گزارش نشده است و بالاترین چگالی که به عنوان فوقالعاده سنگین تا کنون برای ساخت بتون اعلام شده است بین سه هزار و ‪ 800کیلوگرم برسانتی متر مربع تا چهار هزار   200کیلوگرم برسانتی متر مربع بوده است. ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

مقاومت بتونی که توسط دانشجویان مهندسی هستهای دانشگاهشیرازساخت شده است حداقل بین ‪  800تا یک هزار کیلوگرم بر سانتی مترمربع است و قیمت آن نیز کمتر از دو برابر بتون معمولی است. 

بتون ساخته شده توسط این گروه  باتوجه به ویژگیهایی همچون افزایش چگالی بالا، قابلیت تقریبا دو برابر جذب اشعه درمقایسه با بتونهای ویژه، افزایش مقاومت و نیز قیمت، به لحاظ اقتصادی برای کشوربسیار مقرون به صرفه است و ایران می تواند در این زمینه ساخت بتون نیزخودکفا شود و حتی صادرکننده به سایر کشورها باشد. 

ساخت این نوع بتون باهدف بهینهسازی حفاظگذاری بخشهای رادیوتراپی،شتابدهنده (دارای کاربرد پزشکی)، راکتورهای هستهای، صورت گرفته است. 

هم اینک بتون یکی از وسیعترین حفاظهایی است که در مقابل پرتوهای نافذی مانند گاما مورد استفاده قرار می گیرد و یکی ازدلایل استفاده فراوان از بتون در مقایسه با حفاظهای مرسوم دیگر همچون سرب و فولاد این است که قیمت بتون به مراتب بسیار پایین تر از دو فلز یاد شده است. از سوی دیگر به سبب مصرف دوگانه از بتون که هم در حفاظ و هم به عنوان ماده ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد این ماده بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. 

هم اینک چگالی بتون معمولی دو هزار و ‪ 350کیلوگرم بر مترمکعب است و این میزان چگالی در مقابل پرتوهایی مانند گاما چگالی پایینی است و به همین دلیل استفاده از آن به عنوان حفاظ در مقابل پرتوهای پر انرژی مستلزم افزایش ضخامت است. 

تا حد مشخصی می توان این چگالی را افزایش داد ولی در شرایط معمول اگر بخواهیم میزان چگالی را افزایش دهیم ازمقاومت آن نیز کاسته می شود. 

برای ساخت این بتون،از یک کانی سرب به نام گالنا با چگالی بین هفت هزار و ‪ 200کیلوگرم برمترمکعب تا هفت هزار و ‪600 کیلوگرم بر مترمکعب، استفاده شده است و با توجه بهآماراعلام شده مبنی بر اینکه ایران چهارمین صادرکننده سرب در جهان است و در آینده نیز در زمره بزرگترین صادرکنندگان این فلز در دنیا قرار می گیرد، ساخت این نوع بتون بااستفاده از سرب به سبب فراوان بودن این فلز در کشورمان، به لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است. 

یکی از موادی که هم اینک در حفاظگذاری ها مورد استفاده قرار می گیرد بتون است ولی مشکل موجوداین ماده ضخامت فراوان آن نسبت به دیگر مادهها از جمله سرب است. بتون در مقایسه با سرب به ضخامت بیشتری نیازداردتا بتواند حفاظت لازم را ایجاد کند و بتونی که جدید ساخته شده است دارای چگالی منحصر بفردی است و به سبب چگالی بالای این بتون بدون اینکه ضخامت دیوارها را افزایش دهند قابلیت ایجاد حفاظت لازم را در مقابل پرتوها را داراست. ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

 خاصیت نفوذپذیری و تخلخل بتن بهترین نمونه برای توصیف یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است.تخلخل مقدار منافذ و سوراخهای داخل بتن می باشد که با درصدی از مجموع حجم ماده نشان داده می شود. نفوذپذیری نیز بیانی از چگونگی ارتباط میان منافذ می باشد. این خاصیت ها به کمک یکدیگر اجازه تشکیل مسیری برای انتقال آب به درون ماده را همراه با ایجاد شکافی که هنگام انقباض بوجود می آید , می دهد. 

بتن انتقال دهنده نوربتن انتقال دهنده نور با نام تجاری ™ Litracon  محصول نسبتا جدیدی است که در سال 2004 توسط یک معمار 27 ساله مجارستانی به نام آرن لوسونزی ابداع گردید. این محصول با ترکیب 96% بتن معمولی و 4% فیبرهای نوری محصولی منحصر به فرد را برای هزاره جدید به ارمغان آورده است. ساگا گلس یک پوشش خارجی الکترونیکی است که با کنترل اشعه های خیره کننده خورشیدی، دید محافظت شده و بی نقصی را ارائه می دهد. بر خلاف محصولات لعابی موجود در بازار که با جذب UV، (پرتوهای فرابنفش) این عمل را انجام می دهند، ساگا گلس فیلم نازکی از چندین لایه اکسید تنگستن می باشد که با صرف   0.28 w/ft2 وات بر فوت مربع، در عرض چند دقیقه شیشه را از حالت کاملاً شفاف و بی رنگ به موقعیت رنگی مبدل ساخته و باصرف  0.1w/ft2 این موقعیت پایدار می ماند.اهم این ویژگیها در 5 بخش زیر، به تفکیک عنوان می گردد:  ارزانسازیبراساس مدارک موجود، بکارگیری سیستم پی.اس. اس در دیوار، سقف و کف، به میزان 4/30% میلگرد مصرفی در ساختمان و نیز 15% هزینه ساخت اسکلت،تا پایان سفتکاری را، کاهش می دهد. بدین ترتیب اولین و مهمترین فاکتور در گزینش سیستم های PSS را می توان صرفه جویی در هزینه ها و ارزان سازی ساختمان دانست. سبکسازیبا کاهش ضخامت دیوار خارجی و داخلی، حذف اندودهای اضافی و نیز کاهش دانسیته کفسازی، بار مرده ساختمان به میزان 370 کیلوگرم بر مترمربع، کاهش می یابد. این تقلیل بار، معادل اختلاف بارمرده ساختمان در کشور ژاپن نسبت به سیستم ساختمانسازی سنتی ایران است. همچنین در سیستم های ساختمانی PSS، با ایجاد سطوح صاف در ساختمان، هرگونه نماسازی با کمترین ضخامت و وزن قابل اجرا می باشد؛ بدین منظور توصیه می گردد از اندودهایی با ضخامت کم برای نمای ساختمان استفاده گردد.مقاوم سازی نظر به اینکه مقاومت میدان قابها به هنگام زلزله، تأثیر منفی در حرکت آزاد سازه دارد؛ لذا استفاده از مصالح خردشونده در مقابل فشار از طریق آییننامه 2800 زلزله ایران توصیه می گردد. بدین منظور، بتن سبک تولیدی این شرکت، در ردیف مصالح خردشونده در مقابل فشار، جای گرفته و می تواند نقش بسیار بالایی در مقاوم سازی بنا برعهده گیرد.از سویی دیگر، با توجه به این اصل که نیروی ناشی از زلزله، ارتباط مستقیم با وزن ساختمان دارد؛ لذا با کاهش چشمگیر آن در سیستم پی.اس.اس مقاومت سازه بنا به هنگام وقوع زلزله افزایش می یابد.  سهولت اجرای سیستم تأسیسات مکانیکی و برقیدر سیستم های ساختمانی PSS، با وجود سوراخهایی به قطر 5/3 سانتیمتر در داخل پانلهای دیواری، نیازی به لولهگذاری در دیوار نمی باشد. وجود حفرههای بزرگ در سقف نیز جاسازی هرگونه تجهیزات و لولههای مکانیکی را میسر می سازد. همچنین با استفاده از فومبتن در کفسازی، امکان طراحی سیستم گرمایش به طریق ازمیری، حذف رادیاتور و نتیجتاً کاهش هزینه به طور قابل ملاحظهای فراهم می گردد. 
 سرعت اجرانظر به اینکه، با شروع عملیات ساختمانی در پیسازی، امکان ساخت قطعات سقفی و دیواری در کارخانه تحت پوشش شرکت پاسارگاد سبک سازه مقدور می باشد؛ بنابراین با کاهش 30% زمان اجرا، صرفهجویی قابل توجهی در زمان اجرا، امکانپذیر می باشد. آجر مهندسی استاندارد بدون نیاز به پخت در دمای بالا به همت پژوهشگران دانشکده مهندسی معدن و متالورژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر طراحی و ساخته شد. در این طرح برای ساخت آجر از روشی جدید استفاده شده که علاوه بر بی نیازی از مصرف سوخت و انرژی بالا و نیز عدم تولید آلودگیهای زیست محیطی از بالاترین استانداردهای روز در ساخت آجر بهرهمند بوده و می تواند جایگزین مناسبی برای خشت زنی سنتی در مناطق محروم باشد.  امروز پسماندهای صنعتی که در اغلب موارد سمی و خطرناک هستند به یکی از مهمترین دغدغههای مهندسان و صنعتگران تبدیل شدهاند. رشد صنعتی سریع جهان در دو دهه اخیر، افزایش جمعیت و افزایش مصرف تولیدات صنعتی باعث شده است که روزانه صدها میلیون تن مواد صنعتی وارد محیط زیست شوند که تبعاتی همچون گرم شدن دمای زمین، سوراخ شدن لایه ازن از بین رفتن زیستگاههای طبیعی جانداران و به هم خوردن تعادل میزان آب شیرین و شور در آب اقیانوسها را در پی داشته باشد.این آجر سبز از ویژگیهایی چون مقاومت فشاری بالا، مقاومت در مقابل یخ زدگی، درصد جذب آب پایین، عدم وجود تحدب و تعقر در سطوح خارجی، پایین بودن درصد مواد محلول، استاندارد بودن و عدم نیاز به پخت در دمای بالا برخوردار است. کاهش مصرف سوخت و انرژی، کاهش خطرات ناشی از زلزله، چند منظوره بودن، امکان ساخت آجر در مناطق محروم و تبدیل سرباره و ذوب آهن به عنوان پسماند صنعتی به یک محصول صنعتی پرمصرف از دیگر ویژگیهای این آجر سبز است. در حالی که آجرهای کنونی باید در دمای 900 تا 1000 درجه سانتیگراد به مدت حداقل 10 ساعت پخته شوند، آجر سرباره تنها به خشک کردن طی مدت 12 ساعت در دمای 85 سانتیگراد نیازمند است.  بتون ویژه با قابلیتهای مهندسی هستهای  توسط دو دانشجوی بخش مهندسی هستهای دانشکدهمهندسی دانشگاه شیراز برای نخستین بار درکشورساخته شد.عمدتا چگالی بتونهای هسته ای که به کشور وارد می شود سه هزار و ‪ 500کیلوگرم بر مترمکعب و مقاومت آن ‪ 350تا ‪ 400کیلوگرم بر سانتی مترمربع است و قیمت آن نیز ‪ 30برابر بتون معمولی است. ویژگی بتون جدید تولید داخل به اطن شرح است: چگالی آن چهارهزار و ‪ 600کیلوگرم بر مترمکعب است که تاکنون ساخت بتونی با این میزان چگالی در دنیا گزارش نشده است و بالاترین چگالی که به عنوان فوقالعاده سنگین تا کنون برای ساخت بتون اعلام شده است بین سه هزار و ‪ 800کیلوگرم برسانتی متر مربع تا چهار هزار   200کیلوگرم برسانتی متر مربع بوده است. ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬مقاومت بتونی که توسط دانشجویان مهندسی هستهای دانشگاهشیرازساخت شده است حداقل بین ‪  800تا یک هزار کیلوگرم بر سانتی مترمربع است و قیمت آن نیز کمتر از دو برابر بتون معمولی است. بتون ساخته شده توسط این گروه  باتوجه به ویژگیهایی همچون افزایش چگالی بالا، قابلیت تقریبا دو برابر جذب اشعه درمقایسه با بتونهای ویژه، افزایش مقاومت و نیز قیمت، به لحاظ اقتصادی برای کشوربسیار مقرون به صرفه است و ایران می تواند در این زمینه ساخت بتون نیزخودکفا شود و حتی صادرکننده به سایر کشورها باشد. ساخت این نوع بتون باهدف بهینهسازی حفاظگذاری بخشهای رادیوتراپی،شتابدهنده (دارای کاربرد پزشکی)، راکتورهای هستهای، صورت گرفته است. هم اینک بتون یکی از وسیعترین حفاظهایی است که در مقابل پرتوهای نافذی مانند گاما مورد استفاده قرار می گیرد و یکی ازدلایل استفاده فراوان از بتون در مقایسه با حفاظهای مرسوم دیگر همچون سرب و فولاد این است که قیمت بتون به مراتب بسیار پایین تر از دو فلز یاد شده است. از سوی دیگر به سبب مصرف دوگانه از بتون که هم در حفاظ و هم به عنوان ماده ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد این ماده بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. هم اینک چگالی بتون معمولی دو هزار و ‪ 350کیلوگرم بر مترمکعب است و این میزان چگالی در مقابل پرتوهایی مانند گاما چگالی پایینی است و به همین دلیل استفاده از آن به عنوان حفاظ در مقابل پرتوهای پر انرژی مستلزم افزایش ضخامت است. تا حد مشخصی می توان این چگالی را افزایش داد ولی در شرایط معمول اگر بخواهیم میزان چگالی را افزایش دهیم ازمقاومت آن نیز کاسته می شود. برای ساخت این بتون،از یک کانی سرب به نام گالنا با چگالی بین هفت هزار و ‪ 200کیلوگرم برمترمکعب تا هفت هزار و ‪600 کیلوگرم بر مترمکعب، استفاده شده است و با توجه بهآماراعلام شده مبنی بر اینکه ایران چهارمین صادرکننده سرب در جهان است و در آینده نیز در زمره بزرگترین صادرکنندگان این فلز در دنیا قرار می گیرد، ساخت این نوع بتون بااستفاده از سرب به سبب فراوان بودن این فلز در کشورمان، به لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است. یکی از موادی که هم اینک در حفاظگذاری ها مورد استفاده قرار می گیرد بتون است ولی مشکل موجوداین ماده ضخامت فراوان آن نسبت به دیگر مادهها از جمله سرب است. بتون در مقایسه با سرب به ضخامت بیشتری نیازداردتا بتواند حفاظت لازم را ایجاد کند و بتونی که جدید ساخته شده است دارای چگالی منحصر بفردی است و به سبب چگالی بالای این بتون بدون اینکه ضخامت دیوارها را افزایش دهند قابلیت ایجاد حفاظت لازم را در مقابل پرتوها را داراست. ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ خاصیت نفوذپذیری و تخلخل بتن بهترین نمونه برای توصیف یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است.تخلخل مقدار منافذ و سوراخهای داخل بتن می باشد که با درصدی از مجموع حجم ماده نشان داده می شود. نفوذپذیری نیز بیانی از چگونگی ارتباط میان منافذ می باشد. این خاصیت ها به کمک یکدیگر اجازه تشکیل مسیری برای انتقال آب به درون ماده را همراه با ایجاد شکافی که هنگام انقباض بوجود می آید , می دهد.