آنچه که باید از “بتن شفاف” بدانیم و 4 ماده اصلی تشکیل دهنده آن
بتن، یکی از مهم‌ترین مصالح در صنعت ساخت‌وساز به‌شمار می‌آید. حال تصور کنید که به این محصول با ارزش قابلیت انتقال نور نیز اضافه شود. بتن شفاف ، محصولی است که در سال 2001 توسط آرون لوسونچی با استفاده از فیبر نوری ابداع شد. این محصول نسبت به بتن معمولی، سبک‌تر اما پرهزینه‌تر است. در این مقاله قصد داریم تا به تعریف، تاریخچه، کاربرد، مزایا و معایب این نوع بتن بپردازیم.
بتن شفاف چیست؟
بتن‌های شفاف، نوعی بتن هستند که می‌توانند نور را از خود عبور دهند. این بتن، به‌عنوان بتن عبور‌دهنده نور یا بتن نیمه‌شفاف نیز شناخته می‌شود. بتن شفاف با جایگزینی سنگ‌دانه‌ها با مواد جایگزین شفاف به دست می‌آید. برای تولید این بتن گاهی از رزین‌های شفاف استفاده می‌شود و گاهی اوقات نیازی به مواد روان کننده بتن در آن نیست. در بسیاری از موارد نیز الیاف نوری به کار گرفته می‌شود.
بتن شفاف با مخلوط کردن 4 تا 5 درصد (حجمی) فیبرهای نوری در مخلوط بتن تولید می‌شود. دلیل اصلی به‌کارگیری فیبر نوری در بتن این است که می‌تواند نور را حتی با زاویه برخورد بیشتر از 600 عبور دهد. در این محصول نور از طریق هسته فیبر نوری منتقل می‌شود. این بتن در مقایسه با بتن اصلی وزن کمتری دارد. بتن‌های شفاف معمولاً از نظر مقاومت شبیه به بتن معمولی هستند، اما نسبت به بتن معمولی گران‌ترند. این بتن می‌تواند مقاومت فشاری بتن با مقاومت بالا در حدود 70 مگاپاسکال (10000 psi) داشته باشد.
از آنجایی که بتن‌های شفاف قابلیت انتقال نور خورشید را دارند، می‌توانند در کاهش مصرف برق تاثیر زیادی داشته باشند. امروزه، در معماری، به‌طور فزاینده‌ای از این ماده به‌عنوان یک نوع مصالح ساختمانی سازگار با محیط‌زیست استفاده می‌شود.
تاریخچه بتن شفاف
– ایده این نوع بتن توسط معمار مجارستانی آرون لوسونچی در سال 2001 پایه‌گذاری و سال 2003 با موفقیت تولید شد.
– آرون لوسونچی در سال 2004 یک شرکت آلمانی به نام LiTraCon (بتن عبور‌دهنده نور) را راه‌اندازی و شروع به تولید تجاری بتن شفاف کرد.
– این محصول به‌صورت بلوک و پنل پیش‌ساخته برای استفاده در کف، سنگفرش، سقف، دیوار‌های باربر، دیوار‌های جداکننده و… عرضه شد.
– خاصیت انتقال نور عمدتا به‌دلیل توزیع یکنواخت فیبرهای نوری در سراسر بتن است. این یک تکنیک نوآورانه و متفاوت از بتن معمولی بود.
– این نوع بتن در مقایسه با بتن معمولی، وزن کمتری دارد.
– در این بتن، الیاف به‌عنوان سنگ‌دانه عمل می‌کنند و نور را از خود عبور می‌دهند.
مواد مورد استفاده در بتن شفاف
برای ساخت بتن‌های شفاف، از دو ماده اولیه استفاده می‌شود. اولین مورد، بتن است که یکی از مهم‌ترین مصالح مهندسی عمران به‌حساب می‌آید که با هزینه کم و فرایند تولید ساده می‌توان به آن دست یافت. دومین ماده نیز فیبر نوری است که دارای خاصیت هدایت نور است.
با ادغام مزایای بتن و فیبر نوری، یک ماده کاربردی جدید به نام بتن شفاف تولید می‌شود که دارای ارزش زیادی در صنعت ساخت‌وساز است. مواد موجود در این نوع بتن عبارت‌اند از:
سیمان
سیمان، یک ماده اساسی و مهم برای تولید بتن به‌حساب می‌آید و ماده اصلی برای پیوند بهتر سنگ‌دانه با دیگر مواد موجود در بتن است. برای ساخت این نوع بتن عموما از سیمان پرتلند معمولی (OPC) استفاده می‌شود.
ماسه
بتن شفاف، از سنگ‌دانه‌های ریز (ماسه) ساخته می‌شود، اندازه ماسه باید از یک الک 1.18 میلی‌متری عبور کند. سنگ‌دانه‌ها عاری از ناخالصی هستند و به‌عنوان ماده‌ای خنثی نباید هیچ واکنشی نشان دهند.
آب
آب مورداستفاده برای تولید بتن‌های شفاف، باید باکیفیت، قابل شرب، عاری از هرگونه ناخالصی و PH آن بین 6.5 تا 8.5 باشد.
فیبر نوری
فیبر نوری، فیبر نازکی از پلاستیک است که نور را از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل می‌کند. در بتن، حجم فیبر نوری 4 تا 5 درصد حجم کل آن و ضخامت فیبر نوری بین 2 میکرون تا 4 میلی‌متر است. حجم و ضخامت فیبر نوری، به میزان موردنیاز انتقال نور بستگی دارد.
فیبر نوری دارای سه بخش است:
هسته:بخش مرکزی فیبر نوری که نور در آن حرکت می‌کند، هسته نامیده می‌شود. قطر آن 5 تا 100 میکرون است.
روکش:ماده بیرونی فیبر نوری است که نور را به درون هسته منعکس می‌کند. برای محصور کردن انعکاس، ضریب شکست هسته باید بیشتر از روکش باشد.
پوشش فیبر:پوشش فیبر یک پوشش پلاستیکی است که برای جلوگیری از رطوبت و سایر آسیب‌های فیبر روی آن اعمال می‌شود.
فرآیند تولید بتن شفاف
در هنگام ساخت بتن‌های شفاف مراحل زیر انجام می‌شوند:
آماده‌سازی قالب
– یک قالب با مقطع مستطیلی که از چوب یا فلز ساخته شده است.
– برای از بین بردن آسان کپک پس از بتن‌ریزی، فیبر نوری را در خاک قرار دهید.
فیبر نوری
– فیبر نوری اندازه موردنیاز قالب را کاهش می‌دهد.
– قطر معمول فیبر نوری 0.25 میلی‌متر است.
تثبیت فیبر
– فیبرهای نوری در توزیع آلی یا لایه‌ای قرار می‌گیرند.
– سوراخ‌ها روی صفحات چوبی یا فلزی ایجاد می‌شوند که فیبرهای نوری توسط آن‌ها قادر به حرکت هستند.
فروپاشی
– بتن نیمه شفاف که به‌درستی مخلوط شده است، با دقت و به‌آرامی پر می‌شود تا هیچ اختلالی در فیبر نوری که قبلا کار گذاشته شده، ایجاد نشود.
– بتن در لایه‌های کوچک یا نازک ریخته و به‌دقت مخلوط می‌شود تا از ایجاد فضای خالی جلوگیری شود.
برداشتن قالب
– پس از 24 ساعت، قالب را جدا کرده و آن را روی یک سکوی صاف قرار دهید.
– نمونه‌های مکعبی را قالب‌گیری کرده و با علامت‌های شناسایی مربوطه علامت‌گذاری کنید.
برش و پرداخت
– الیاف بلند را به‌اندازه ضخامت پنل برش دهید.
– سطح پنل را با استفاده از کاغذ پولیش یا سنباده صیقل دهید.
کاربرد‌های بتن شفاف
مهم‌ترین کاربرد‌های بتن‌های شفاف شامل موارد زیر است:
– برای کف، روسازی و دیوار‌های باربر
– ارائه کارکرد‌های تزئینی و زیبایی‌شناختی
– بهبود دید در ایستگاه‌های تاریک مترو
– نمایان کردن جاده‌ها در شب
– درخشش سنگفرش در زمان غروب آفتاب
– خلاقیت در طراحی
– جداسازی دیوار‌ها بر اساس نما، روکش دیوار‌های داخلی و پنل‌های نازک
– در جایی که نور روز به‌درستی نمی‌رسد، می‌توان از یک دیوار جداکننده با قابلیت نور استفاده کرد.
– برای استفاده به‌عنوان کف‌پوش‌های شفاف و تزئینی
مزایای بتن شفاف
برخی از مهم‌ترین مزایای بتن‌های شفاف شامل موارد زیر است:
– برخورداری از ویژگی‌های معماری فوق‌العاده برای ارائه نمای زیبا و خیره‌کننده به ساختمان
– به‌کارگیری از این محصول باعث می‌شود که صاحبان خانه بتوانند در طول روز از نور کمتری در خانه‌های خود استفاده کنند.
– استفاده در مکان‌هایی که تامین نور یکنواخت نیست.
– صرفه‌جویی در انرژی
– سازگاری با محیط‌زیست
معایب بتن شفاف
در ادامه به برخی از معایب بتن‌های شفاف اشاره می‌کنیم:
– عیب اصلی این نوع بتن، پرهزینه بودن آن است. (به‌دلیل استفاده از فیبرهای نوری)
– ساخت بلوک‌های بتنی شفاف پیچیده است و به افراد ماهر نیاز دارد.
جمع‌بندی
بتن شفاف، با ادغام فیبر نوری و دیگر مواد ساخت بتن تولید شده است و کاربرد عمده آن در زمینه زیباسازی ساختمان‌ها، رساندن نور به فضای داخلی، استفاده در ایستگاه‌های مترو و… است. این محصول تاثیر زیادی در کاهش مصرف انرژی دارد و با محیط‌زیست نیز سازگار است. هزینه تولید بیشتر، نقطه ضعف این محصول نسبت به بتن‌های معمولی است. جهت مشاوره در مورد افزودنی های بتن مورد نیاز می توانید با شرکت تولید کننده مواد شیمیایی ساختمان کپکو به شماره ۸۹۳۳۱ تماس بگیرید.
