مصالح نوین ساختمانی

بتن خودترمیم شونده

یکی از انواع مصالح پرکاربرد ساختمان که این روزها وارد دنیای ساخت و ساز شده است، بتن خود ترمیم شونده است . بتن خود ترمین شونده از گسترش ترک خوردگی در بتن ممانعت نموده و ترک ها را بازسازی و پر می نماید. این بتن با افزودن مواد ترمیم کننده به بتن معمولی تولید می شود و عمر بسیار بالایی دارد

این متریال ترکیبی ساده از سیمان، آب و سنگدانه است و برای ساخت سازه های مختلف کاربرد دارد. بتن خود ترمیم شونده که در انگلیسی به آن self-healing concrete می گویند، جزء پرمصرف ترین و مقاوم ترین مصالحی است که به دلیل انعطاف پذیری بالا می توان آن را به هر شکلی درآورد، از این رو نه تنها برای مقاوم

سازی سازه بلکه برای فرم دهی به آن نیز گزینه ای بسیار مناسب به شمار می آید.

این روش با الهام گرفتن از نقش گلبول های قرمز در لخته شدن خون و ترمیم ، کپسول های حاوی نانو مواد ترمیم کننده به بتن تزریق می شود. این میکروکپسول های کروی نازک که از مایع ترمیم کننده Agent Healing پر شده اند اصولا از نوع  Dicyclopentadiene می باشد.

عامل اصلی ترمیم ترک های بتن وجود کپسول های سیلیکات سدیم در ساختار بتن است. ترکیب سیلیکات سدیم با بتن آن را قادر می سازد تا آسیب های خود را ترمیم نماید. سه هفته زمان نیاز است تا بتن عملیات ترمیمی خود را تکمیل کرده و بازسازی شود. دلیل ایجاد واکنش در این بتن وجود یک نوع باکتری و منبع تغذیه آن است.بتن خود ترمیم شونده با استفاده از یک نوع باکتری قادر به ترمیم ترک های خود است. در واقع مکانیزم ترمیم بتن با استفاده از باکتری و منبع تغذیه آن یعنی کلسیم الکتات صورت می پذیرد که در بتن قرار گرفتند. این باکتری به صورت غیر فعال در بتن قرار دارد. اما پس از ترک خوردگی در مجاورت آب فعال می شود و با ایجاد واکنش شیمیایی منجر به تولید کربنات کلسیم می گردد.

تفاوت بتن خود ترمیم شونده با بتن معمولی

مهمترین تفاوت بین بتن معمولی و بتن خود ترمیم شونده همان قابلیت خود ترمیمی می ‌باشد که در بتن معمولی وجود ندارد. با این ‌حال این دو نوع بتن تفاوت ‌های دیگری هم دارند؛ به‌ عنوان ‌مثال استفاده از تکنولوژی‌ های خاص در بتن ‌های خود ترمیم شونده باعث افزایش مقاومت فشاری و مقاومت خمشی بتن می ‌شود. همچنین این دو نوع بتن از نظر قیمت بسیار با هم متفاوت هستند.

بتن خود ترمیم شونده چه مزایایی دارد؟

در ادامه به برخی از مهمترین مزایای بیوبتن اشاره می‌کنیم. در واقع این تکنولوژی:

• طول عمر بتن را افزایش می‌دهد.
• بهبود مقاومت فشاری و مقاومت خمشی.
• پایداری و دوام سازه را افزایش می دهد و مانع تخریب می‌شود.
• از آسیب رسیدن به سازه‌ی اصلی به دلیل ترک‌خوردگی در بتن جلوگیری می‌کند.
• هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهد.
• وزن سازه کاهش میابد.
• مانع از از زنگ‌زدگی فولاد و آرماتورهای داخل بتن می‌شود.

معایب بتن خود ترمیم شونده کدام است؟

تا به اینجا شاید بتوان هزینه ساخت اولیه بالا را تنها عیب بیو بتن دانست. با این حال اگر هزینه تعمیر و نگهداری پایین باشد و طول عمر سازه افزایش یابد، بدون شک استفاده از تکنولوژی بیوبتن صرفه‌ی اقتصادی خواهد داشت

کاربرد بتن خود ترمیم شونده

به طور کلی از بتن های خود ترمیم در مناطقی که امکان وقوع سیل، آتش، باد، باران و تگرگ وجود دارد و یا مناطق بسیار خشکی که احتمال دارد بتن ترک بخورد، استفاده می شود. محصول در ساختمان ها، برج ها، جاده ها و پل ها بکاربرده می شود.

بتن اسفنجی

بتن اسفنجی از مخلوط نمودن شن،ماسه،سیمان و آب تولید می شود و به علت وجود فضای خالی در این بتن، آب می تواند از آن خارج شود. مواد افزودنی که به این بتن افزوده می شوند نقش مهمی در نفوذناپذیری،میزان مقاومت و زمان گیرش بتن می گذارند،بنابراین می توان گفت مواد افزودنی عملکرد بتن اسفنجی را تقویت می کنند. گاز سیلیس،خاکستر بادی و سرباره از جمله افزودنی هایی هستند که دوام و استحکام بتن را در برابر ترک خوردگی و نفوذپذیری افزایش می دهند. بتن اسفنجی آب باران را به منابع زیرزمینی هدایت می کند و مانع از آب گرفتگی معابر و خیابان ها می شود. از این بتن می توان به منظور پر کردن ذخایر زیرزمینی،زیرسازی چمن ها،جلوگیری از یخ زدن آب برف و باران در سطح زمین استفاده نمود.

این بتن هم از نظر زیست محیطی و هم از نظر اقتصادی مزایای بی شماری در بر دارد. بتن اسفنجی که متخلخل یا پوک نامیده می شود، بتن غیر سازه ای است اما از قابلیت سازه ای شدن برخوردار می باشد.

از بتن اسفنجی غیر سازه ای برای ساخت پانل های جدا کننده، کف سازی و شیب بندی و تولید عایق صوتی و حرارتی استفاده می گردد. در مقابل، بتن اسفنجی سازه ای برای ساخت قطعات ساختمانی، انواع بلوک و قطعات پیش ساخته مسلح به کار برده می شود.

مقدار آبی که در تولید این بتن مصرف می شود در مقایسه با سایر بتن ها کمتر است، به همین دلیل در مدت زمان کوتاهی پس از تولید، آب آن تبخیر شده و در عرض یک ساعت بتن خالی از آب می گردد.

• بتن اسفنجی گازی

  

این نوع بتن برای ساخت بلوک های سبکی که در ساخت دیوار جداکننده مورد استفاده قرار می گیرند به کار برده می شود. از خواص بتن اسفنجی گازی می توان به جمع شدگی پایین، عایق حرارتی و جرم حجمی پایین اشاره نمود.

• بتن اسفنجی کفی

این بتن از ادغام کف در خمیر سیمان یا ملات ایجاد می شود. این بتن وزن سبکی دارد و نقش عایق حرارتی را ایفا می نماید. از بتن اسفنجی کفی به عنوان لایه میانی ساندویچ پانل و پر کننده حفاری ها استفاده می شود.

بتن اسفنجی از مقاومت بالایی برخوردار نیست اما از نظر جذب رطوبت و نفوذپذیری بالا برای ساخت روسازهای بتنی مناسب می باشد.جذب رطوبت به درصد وزن آبی که جذب می شود نسبت به وزن بتن خشک در زمانی که در زیر آب قرار گرفته اشاره دارد. مقاومت بتن اسفنجی در برابر یخ زدگی آب بالاست و می توان از آن در مناطق سرد نیز استفاده نمود.

مزایای بتن اسفنجی

• با استفاده از این بتن می توان گام موثری در جهت پر کردن ذخایر آب زیرزمینی برداشت.
• این بتن از آلوده شدن آب باران جلوگیری می نماید، زیرا در زمان بارش، آب باران بر روی زمین جریان پیدا می کند و آلودگی را با خود حمل می کند.
• استفاده از بتن اسفنجی در شهر مانع از تجمع آب در هنگام بارندگی در معابر خواهد شد.
• در مناطق سردسیر که برف و باران می بارد با به کارگیری این نوع بتن می توان آب را به داخل زمین هدایت نمود و با این کار مانع از جمع شدن آن بر روی زمین و سرد شدن بیشتر هوا شد. گاهی اوقات آب های جمع شده در سطح زمین در اثر سرما یخ زده و برای شهروندان خطر ایجاد می کند. از این رو بتن اسفنجی را می توان برای کاهش این خطرات و هدایت آب به زمین مورد استفاده قرار داد.
• بتن اسفنجی را می توان به عنوان زیرساز برای چمن های استادیوم فوتبال به کار برد.
• این بتن دارای مقاومت فشاری از ۵۰۰ تا ۴۰۰۰ psi می باشد.
• خزش بتن اسفنجی تقریبا برابر با بتن های معمولی و معادل ۱۵۰ تا ۵۵۰ psi می باشد.
• این بتن ها وزن سبکی دارند.
• بتن های اسفنجی نسبت به آجرهای معمولی و سفالی، عایق حرارتی، برودتی و صوتی بهتری هستند و در مقابل آتش سوزی و زلزله مقاومت بیشتری دارند.
• با توجه به ابعاد و سبکی این محصول، سرعت نصب آن بالا می باشد که این ویژگی باعث کاهش دستمزدهای نصب نیز می شود.
• به دلیل استفاده کم از ملات، صرفه جویی قابل ملاحظه ای در هزینه های مصالح استفاده شده می شود.
• ضایعات بتن اسفنجی به عنوان پوکه دوباره مورد استفاده قرار می گیرد.
• این محصول سازگاری زیادی با محیط زیست دارد.
• قابلیت جذب صوت

معایب بتن اسفنجی

این نوع از بتن مقاومت مکانیکی پایینی دارد.

• به دلیل متخلخل بودن و جذب آب بالای بتن اسفنجی، از این محصول در جاهایی که به مصالح مقاوم و غیرقابل نفوذ نیاز است، نمی توان استفاده کرد.

نصب بتن اسفنجی

نصب این بتن شامل چهار مرحله مخلوط کردن در بتن، جای گذاری کردن، تراکم و فشرده کردن در نصب بتن اسفنجی و در آخر عمل آوردن بتن می باشد. نصب بتن اسفنجی با بتن توپر و غیر قابل نفوذ به دلیل تفاوت در ویژگی های فیزیکی تفاوت دارد، از این رو نیاز به یک پیمانکار، با تجربه تخصصی می باشد. بنابر این کیفیت و عملکرد بتن بستگی به نصب درست و کمپکت آن دارد.

در زیر سازی بتن اسفنجی، زمین زیر بتن نباید کاملاً نفوذ ناپذیر باشد و باید حداقل کمی خاک آن نفوذ پذیری داشته باشد. در مناطق ماسه‌ای، این نوع بتن مستقیماً بالای ماسه نصب می شود.

بتن رسانای نور

هرگاه نام بتن را می شنویم، استحکام و سختی آن در ذهنمان مجسم میشود. در نتیجه تصور بتنی با خاصیت رسانای نور دور از ذهن می باشد. اما این بتن وجود دارد و نمونه ای از مصالح نوین ساختمانی می باشد.در ساخت این بتن از سیمان و درصد کمی فیبر شیشه ای استفاده شده است. درصد استفاده از فیبر شیشه ای،در حدود ۴ درصد از وزن کل بتن می باشد. استفاده از فیبرهای شیشه ای باعث انتقال نور از بتن می شود. از ویژگی های این بتن ها می توان به بازتاب نور با همان رنگ واقعی نور اشاره کرد.

فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک متریال دانه بندی شده را تشکیل می دهند. به این ترتیب نتیجه کار صرفا ترکیب دو متریال شیشه و بتن نیست، بلکه یک متریال جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و همچنین سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می آید.

فیبر های شیشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها می شوند. جالب تریت حالت این پدیده نمایش سایه ها در وجه مقابل ضلع نور خورده است. همچنین رنگ نوری که از پشت این بتن دیده می شود ثابت است به عنوان مثال اگر نور سبز به پشت بلوک بتابد در جلوی آن سایه ها سبز دیده می شوند. هزاران فیبر شیشه ای نوری به صورت موازی کنار هم بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار می گیرند. نسبت فیبر ها بسیار کم و حدود 4 درصد کل میزان بلوک ها است.

علاوه بر این فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبدیل به یک جزء ساختاری می شوند بنابر این سطح بیرونی بتن همگن و یکنواخت باقی می ماند. در تئوری، ساختار یک دیوار ساخته شده با بتن عبور دهنده نور، می تواند تا چند متر ضخامت داشته باشد زیرا فیبر ها تا 20متر بدون از دست دادن نور عمل می کنند و در دیواری با این ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد.

ساختارهای باربر هم می‌توانند از این بلوک‌ها ساخته شوند. زیرا فیبر های شیشه ای هیچ تاثیر منفی روی مقاومت بتن ندارند. بلوکها می توانند در اندازه ها ی متنوع و با عایق حرارتی خاص نصب شده روی آنها تولید شوند.

موارد کاربردی لیتراکن:

۱-  دیواره ها :

رایج ترین حالت ممکن برای استفاه از لیتراکن در ساخت دیواره های داخلی و خارجی است. لیتراکن را با توجه به میزان استحکام دیوار و پارامترهای دیگر می توان ضخیم تر یا باریک تر تولید کرد. همچنین چون با عبور نور ضخامت دیوار محسوس است می تواند عاملی برای نشان دادن سنگینی و استحکام دیوار در مکان های خاص باشد و در عین حال به تشدید کنتراست بین نور و ماده می افزاید.

۲–کف پوشها :

از طلوع آفتاب و در طول روز که نور به آن می تابد مانند یک بتن معمولی به نظر می رسد و هنگام غروب نیز بلوک های کف در رنگ های منعکس شده از نور به زیبایی شروع به درخشیدن می کنند.

۳- دکوراسیون داخلی:

می تواند به صورت بلوک یا پانل و در رنگهای مختلف جلوه ای خاص به فضای درونی ساختمان بخشد. هم اکنون لیتراکن به سه رنگ سیاه ، سفید و خاکستری در بازار موجود است.

۵- لامپ لایتراکیوب:

یکی ازمحصولات موفق لایتراکان در زمینه طراحی، لامپ لایتراکیوب است که در آن بلوک‌ها با قرارگیری روی هم مکعبی را تشکیل می‌دهند که منبع نور در داخل آن قرار دارد و نور با عبور از بتن به بیرون ساطع می‌شود.

مزایای بتن شفاف

• می‌توان دیوار با هر ضخامتی توسط لایتراکن‌ها ساخت.
• می‌توان نور را تا ۲۰ متر در سراسر بتن بدون اتلاف روشنایی انتقال دهد.
• اگر از این ماده بیشتر و بیشتر در ساختمان‌سازی استفاده شود. نور طبیعی بیشتری می‌تواند برای نور دفاتر و انبارها استفاده شود. این می‌تواند منجر به کاهش زیاد در مقدار الکتریسیته استفاده شده برای نور ساختمان‌ها شود.
• معماران قادر به طراحی و ساخت طیف وسیعی از سازه‌ها که بسیار مناسب برای کف‌ها، پیاده‌روها، بلوک‌های ساختمانی، پانل‌ها و دیوارهای باربر هستند.
• کاربرد این محصول در صنعت ساختمان برای دیوارها می‌باشد، در چنین حالتی هر دو سمت دیوار و ضخامت دیوارها قابل رویت هستند؛ و در هر دو سمت داخلی و خارجی می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد.
• قابلیت استفاده به عنوان سازه باربر را نیز داراست و می‌تواند به حالت مسلح نیز ساخته شود.
• به صورت پیش‌ساخته و در رنگ‌های متنوع ساخته می‌شود.
• تیرهای بتنی پیوسته تا طول ۲۰ متر می‌سازد که الیاف، نور را به تمام طول انتقال می‌دهند.
• دقت تولید آن بسیار بالاست.
• می‌تواند به شکل قطعات تیر، راه پله‌ها، پانل‌های آسانسور، پوشش دیوار، جداکننده اتاق و… به کار رود.
• این بتن آب گریز و دوستدار محیط زیست است.
• قابلیت به کارگیری آنها در پروژه های اجرایی به صورت افقی یا عمودی
• این بتن را نمیتوان به صورت درجا به کار برد ولی در همه نوع ساختمانی از نظر اسکلت می توان استفاده کرد تعمیر و نگهداری این بتن همانند بتن های عادی می باشد.

نکات مهم در تولید بتن شفاف

• فیبرهایی که برای این نوع بتن انتخاب می شوند باید از نظر چگالی با چگالی بتن همخوانی داشته باشند.
• در تولید این نوع بتن حتماً باید چسبندگی لازم بین بتن و فیبرها ایجاد شود. بدین منظور می توان از افزودنی های منبسط کننده برای پرهیز از جمع شدگی ناگهانی بتن استفاده نمود.
• در طرح اختلاط بتن شفاف از ماسه کوارتزی استفاده می شود زیرا این نوع ماده نه تنها مقاومت بتن را تامین می کند بلکه از تیره شدن بیش از حد آن جلوگیری می کند.
• بتن مصرفی در تولید بتن لیتراکن، بتن خود متراکم می باشد.
• بتن مصرفی باید دارای دانه بندی ریز باشد زیرا اگر بتن درشت دانه باشد فیبرهای نوری جا به جا خواهند شد و تراکم مورد نیاز حاصل نخواهد شد.
• سیمان مورد نیاز برای این نوع بتن باید دارای عیار بالا باشد.
• هدف از استفاده از این نوع بتن بیشتر برای زیبایی است از این رو میزان مصرف سیمان در تولید آن بالا است. سیمان بیشتر کارایی و زیبایی بتن را افزایش می دهد.
  

  

مزایا و معایب بتن شفاف

مزایا:

استفاده از این مصالح در ساخت و ساز باعث تامین بخشی از نور مورد نیاز فضاها و در نتیجه صرفه جویی در انرژی مصرفی می شود.

این محصول خواص معمارانه بسیار خوبی داشته و دید زیبایی شناسانه خوبی به ساختمان می بخشد.

معایب:

این محصول بسیار گران قیمت است.

قالب گیری این محصول را تنها نیروی کار متخصص و مجرب می تواند انجام دهد.

برخی از انواع این محصول مقاومت لازم به جهت کاربری سازه ای را ندارد.

مصالح نوین مناسب دیوار، سقف

بلوک سبک

در تشکیل بلوک های سبک از آب،سیمان و دانه های مخصوص استفاده شده است. این بلوک ها،بسیار سبک و در عین حال مقاوم هستند. چگالی بلوک سبک در حدود ۱۷۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب می باشد. نحوه استفاده از این بلوک ها در مقایسه با انواع مصالح مشابه بسیار سریع تر می باشد. از دیگر مزایای این بلوک ها می توان به سازگاری آن ها با محیط زیست اشاره کرد.

در تشکیل بلوک های سبک از آب، سیمان و دانه های مخصوص استفاده شده است. همان طور که از نام آن پیداست، این بلوک ها بسیار سبک در عین حال مقاوم هستند. چگالی بلوک های سبک در حدود ۱۷۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب می باشد. نحوه استفاده از این بلوک ها در مقایسه با انواع مصالح مشابه بسیار سریع تر می باشد. از دیگر مزایای این بلوک ها می توان به سازگاری آن ها با محی زیست اشاره کرد.

بلوک های سبک امروزه از ضروری ترین مصالح ساختمانی به حساب می آیندو در دیوار چینی ،پر کردن کف سازه ،ساختن سقف و ایجاد شیب در بخش های مختلف ساختمان به کار می رود.

بسته به نوع کم و کیفی که این نوع بلوک ها ساختمانی دارندمیتوان از آنها در قسمت های مختلف یک سازه استفاده کرد.

مزیت بلوک های ساختمانی سبک

استفاده از بلوک های سبک در ساخت و ساز تا حد زیادی موجب صرفه جویی در هزینه ها ،انرژی و مدت زمان انجام کار میشود.این مصالح ساختمانی به خاطر بافت هوادهی شده و وزن بسیار کمی که دارند در مقابل سرما و گرما نوعی عایق به حساب می آید . سرعت نصب و اجرای بالایی دارد و هزینه حمل و نقل و ساخت و ساز را به صورت قابل توجهی کم میکند.

به کارگیری بلوک سبک در ساختمان ها باعث میشود که در مقابل صدا هم نوعی عایق باشد و در صورت وقوع بلایای طبیعی مثل زلزله کمترین آسیب را می بیند و با صرفه جویی در مصرف انرژی سرمایشی و گرمایشی ، دوستاذ محیط زیست هم محسوب می شود.

انواع بلوک های سبک ساختمانی با نام بلوک هبلکس،بلوک گازی ،بلوک سه جداره ،بلوک سیمانی،بلوک لیپر،بلوک لیکا و غیره وجود دارد

کاشی حرارتی

کاشی های حرارتی به آن دسته از کاشی هایی می گویند که حرارت تولید می کنند. لعاب این کاشی ها رسانای جریان الکتریسیته است و وقتی اختلاف ولتاژ به آن داده می شود، کاشی گرم شده و حرارت تولید می کند.

بدنه کاشی یک عایق حرارتی است و اختلاف ولتاژی که به لعاب اعمال می شود تماماً به حرارت تولیدشده و هدر نخواهد رفت. کاشی حرارتی دوام و استحکام بالایی دارد و از آب بندی مناسبی برخوردار می باشد.

ویژگی های کاشی حرارتی

کاشی حرارتی به دلیل دارا بودن ویژگی‌های زیر با سایر کاشی‌ها متفاوت است:

• به دلیل حفظ گرما و امکان فرآیند اعمال ولتاژ در درون سطح لعاب کاشی، استفاده از کاشی حرارتی به بهره وری حرارتی محیط کمک می‌کند و مانع از اتلاف انرژی می‌شود.
• استفاده از عناصر سنگین مانند شیشه سیلیکای ذوبی، کاشی‌های حساس به حرارت دارای دوام بالایی هستند و می‌توان به مدت طولانی از آن استفاده کرد.
• در سطح کاشی حرارتی لکه ایجاد نمی‌شود و همواره تمیز باقی می‌ماند.
• آب بندی مناسب در سطح کاشی حرارتی مانع از نفوذ آب و رطوبت می‌شود.