بتن شفاف از حدود صد ها سال پیش، یعنی از زمانی که رومیان اختراع کننده، استفاده از مصالح جدید در ساختمان ها شدند و در قرن نوزدهم بتن به معنای امروزی شکل گرفت و توسعه یافت تا به امروز میلیون ها تُن از این ماده مقاوم در ساختمان ها، سدها، خیابان ها و... ساخته شده است. بطوری که امروزه از آن بعنوان یکی از مهمترین عناصر سازه ای یاد می کنند. تحقیقاتی که بر روی عناصر تشکیل دهنده بتن انجام شده بیشتر در جهت تامین مقاومت و خواص دیگرآن از جمله کارآیی، دوام، نفوذ پذیری و... بوده است.
امروزه پیشرفتهای تکنولوژی، گسترش مراکز تحقیقاتی و در کنار آن، دگرگونی نیازها و خواسته های معماران از مصالح ساختمانی، سبب شده که از ویژگی و خواص دیگر این ماده نیز استفاده گردد، بطوری که امروزه محصولات مختلفی از جمله بتن های تزئینی با تکنیک های حکاکی کردن ، منقوش کردن، صیقل دادن و... بتن شفاف، بتن خود متراکم، بتن هوشمند می توانند نقش بتن را در ساخت و ساز شهری دگرگون نمایند. در مقاله حاضر، ضمن اشاره به روش ساخت این نوع بتن به بررسی کاربردهای بتن شفاف در معماری به ویژه بتن عبوردهنده نور خواهم پرداخت.
تاریخچه بتن شفاف :
بتن انتقال دهنده نور در سال ۲۰۰۱ توسط یک معمار مجارستانی به نام آرون لوسونسزی به همراه همکارانش در دانشگاه فنی بوداپست اختراع و سپس توسط شرکتی به نام به صورت بلوک های پیش ساخته با اندازه های مختلف تولید گردید.
انواع بتن شفاف :
الف. بلوک های بتن شفاف :
بتن شفاف بوسیله ترکیب
فیبرهای نوری شیشه ای با مصالح سنگی، سیمان و آب به دست می آید و به صورت بلوک
های پیش ساخته تولید می گردد. اندازه و قرارگیری فیبرها درهر بلوک میتواند متفاوت باشد.
ب. پنل های بتن شفاف :
پنل پیکسل اختراع دیگری از
دانشگاه هوستون می باشد، که در آن فیبرهای نوری برای انتقال نوراز جنس فیبرهای
پلاستیکی است و طریقه جاگذاری فیبرها به صورت کاملا منظم و با فاصله های معین می
باشد.
تفاوت پنل ها و بلوک های بتن شفاف :
ویژگی پنلهای بتن شفاف به صورت پیکسلی می باشد. مواد تشکیل دهنده آن از فیبر های
پلاستیکی می باشد و از بتن تشکیل میشود. ضخامت پنلها ۴۰ میلیمتر تا ۶۰ میلیمتر می
باشد. طول آن ها بسته به سفارش مشتری می باشد. حداکثر اندازه پنل ها ۴۰ میلیمتری
۶۰۰ در ۱۲۰۰ میلی متر می باشد. پنل های ۶۰ میلی متری در ابعاد ۱۲۰۰ در ۳۶۰۰ میلی
متر می باشد. رنگ های موجود پنل های بتن شفاف سفید، خاکستری و سیاه می باشد.
بلوک های بتن شفاف از فیبر نوری و بتن تشکیل شده است و ضخامت این بلوک ها در ۲۵ تا
۵۰ میلی متر تولید می گردد. طول و عرض بلوک ها بسته به سفارش مشتری حداکثر در سایز
۶۰۰ در ۱۲۰۰ میلی متر تولید می شود. رنگ های موجود سفید و خاکستری و سیاه می باشد.
مراحل ساخت بتن شفاف :
۱. طرح اختلاط
1. با توجه به نوع ساخت و عملکرد این بتن، تنها گزینه موجود برای بتن
ساخته شده، بتن خود متراکم نتیجه گیری شده، به دلیل آنکه لرزاندن بتن با فیبرهای داخل بتن شفاف سازگار نیست و
باعث جا به جایی فیبرهای نوری می شود.
2. بتن خود متراکم مورد نیاز، باید ریز دانه باشد، به دلیل آنکه تراکم
بالای الیاف با درشت دانه بودن بتن سازگاری ندارد.
3. طبیعی است با ریز دانه شدن بتن، باید عیار سیمان نیز بالا رود، به
دلیل آنکه سطح ویژه افزایش پیدا میکند.
4. در انتخاب نوع فیبرهای نوری دقت لازم اعمال شد تا اولا چگالی فیبرها
به چگالی بتن نزدیک باشد تا جسم حاصل، بتن باشد ثانیا چسبندگی مناسب بین فیبرهای
نوری و بتن حفظ گردد.
5. به علت حفظ چسبندگی مناسب بین فیبر و جلوگیری از جمع شدگی کنترل نشده
بتن، از مواد افزودنی منبسط کننده استفاده شد.
6. با توجه به اینکه هدف زیبایی شناسی مد نظر بوده است، از سیمان بیشتری
در بتن استفاده شده است تا کارایی لازم را تامین کند و نمای بهتری بوجود
اورد.
7. با توجه به تامین مقاومت مناسب و جلوگیری از تیرگی بیش از اندازه بتن
حاصله، از ماسه کوارتزی در طرح اختلاط استفاده شده است.
8. نحوه اختلاط بتن با مخلوط کن تاوه ای بوده است.
۹. در ساخت نمونه آزمایشگاهی ۱۵*۱۵*۱۵ سانتی متر حدود ۶۰۰۰ ( ۵۹۷۴عدد )
فیبر نوری استفاده شده است.
10. همچنین نمونه آزمایشگاهی دیگری با تعداد فیبر نوری کمتر(۳۰۰۰ عدد)، مورد
سنجش آزمایش مقاومت فشاری با چک بتن شکن قرار گرفت و مقاومت فشاری ۶۳۷ کیلوگرم بر
ساتنی متر مربع در سن ۲۸ روز حاصل گردید.
مراحل گام به گام ساخت :
در مرحله اول یک لایه بتن درون قالب مورد نظر ریخته شده و در مرحله دوم یک
لایه فیبر نوری ( که هر لایه مجموعه ای از فیبرهای موازی را شامل می شود) روی بتن
ریخته، قرار میگیرد.
پس از آن قالب را تحت فشار مکانیکی و یا ویبره شدن قرار داده تا فیبرها بطور کامل
درون بتن و در عمق مشخصی جاسازی شوند. مراحل اول تا سوم را به صورت منظم تکرار
کرده تا قالب از بتن و مجموعه ای از لایه های فیبری پر شده و پس از مدتی تبدیل به
ماده ای سخت و همگن شود.
با تعبیه شیارهایی درون بتن و قرار دادن میلگردها به صورت عمودی یا افقی در آن
میتوان بلوک های بتنی را مسلح و در عین حال تقویت نمود. بعلت خاصیت انعطاف پذیری
فیبرهای نوری، این فیبرها در اطراف میلگردها قرار گرفته و باعث مخفی شدن آنها
میگردد. با وجود میلگردها به عنوان اعضای کششی در جسم، ولی فیبرهای نوری که خود نیز
مقاومت کششی متوسطی داشته و میتوانند از تعداد میلگردها نیز بکاهند.
جزئیات اجرایی نصب بتن شفاف :
نصب پنلها و بلوکهای بتن شفاف به طرق زیر انجام می گیرد.
۱. توسط پیچ و مهره :
نصب پنل و بلوک بتن شفاف توسط پیچ و مهره اجرا می شود. در کارخانه تولید بتن شفاف محل های مورد نظر با دستگاه سراخ می شوند و در محل به صورت نر و مادگی توسط پیچ اجرا می شوند و همچنین اجرا با روش پیچ و مهره سرعت بالایی در اجرا به همراه خواهد داشت.
۲. با ملات :
قیمت روز :
پنل ها و بلوک های بتن شفاف با ضخامت های مختلف بر حسب متر مربع به فروش می رسند.
خصوصیات بتن شفاف :
۱.بلوک
های بتن شفاف را میتوان تا ارتفاع ۲۰ متر ساخت وبه عنوان دیوار حمال استفاده کرد.
۲.علاوه
بر زیبایی نمای ساختمان در کاهش و صرفه جویی برق و انرژی نقش مهمی را ایفا میکند.
۳. هزینه اولیه آن زیاد است اما نیاز به تعمیر و نگهداری ندارد و در دراز مدت میتوان از آن استفاده کرد و مفید واقع شود.
۴.در بتن شفاف یا لیتراکن، فیبر های نوری موجود در بتن نقش میلگرد را ایفا می کنند. خاصیت کششی و فشاری در بتن پدیدار می شود.
کاربرد بتن شفاف :
۱. در دیوارها
۲. در کفسازی
۳. در ساخت تابلو راهنما
۴. دیوار های داخلی
۵. لامپ های مکعبی