5329
شناسه پست: 5329
بازدید: 55

در این پست ابتدا تاریخچه ابداع بتن شفاف را مورد بررسی قرار می دهیم سپس در ادامه مشخصات فنی، نحوه ساخت و موارد کاربرد این نوع بتن را برمی شماریم، با ما همراه باشید.

مقدمه

ساخت مصالحی که بتوانند نور را از خود عبور دهند، یکی از اهدافی بوده است که همواره مهندسین در پی آن بوده اند. برای این منظور ویل ویتینگ مدرس دانشگاه دیترویت توانست ماسه و سیلیکای سفید و سیمان سفید را با نسبت های مختلف مخلوط نماید و خمیری بدست آورد که در مقایسه با مخلوط های استاندارد، با ضخامت کمتری اهداف مورد نظر او را برآورده می کند. او نوارهای کوتاه پشم شیشه را برای تقویت به خمیر اضافه نمود. پس از آن ویتینگ خمیر تولید شده را در قالبی چهارگوش ریخت، نمونه های متعددی ساخت و تلاش کرد که هر بار از ضخامت آن کم کند ولی نه آنقدر نازک که موجب شکستگی صفحات شود. آخرین نمونه، صفحه ای بود که در مرکز ضخامتی معادل یک سکه داشت و در کناره ها به یک سانتی متر می رسید، ویتینگ می گوید : آرزوی من این بود که در یک روز آفتابی بتوانید در داخل اتاق نشسته و نور کافی برای خواندن کتاب داشته باشید.

او نازک ترین پانلی که توانست تولید کند به میزان یک درصد از نور خورشید را عبور می داد. به هر حال او هرگز این ساختمان را نساخت و آزمایش ها در لابراتوار نشان داد که پانل ها بیشتر از آن شکننده هستند که بتوانند تحمل بار، باد و باران را داشته باشند. یک شرکت کوچک آلمانی، به جای اینکه بتن شفاف تولید کند راهکار دیگری را در پیش گرفت و آن اضافه کردن مصالح شفاف به بتن بود. اولین بتن سبک شفاف توسط دانشمندی مجارستانی به نام لوسانزی تحت عنوان لیتراکن ابداع شد.

ساخت بتن شفاف

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 لوسانزی ابداع گردید. هزاران فیبر نوری شیشه ای شکل، ماتریسی را بین سطوح اصلی هر قطعه به موازات یکدیگر تشکیل می دهند و سایه های طرف روشن در طرف تاریک قابل رویت می باشند. در این صورت حتی رنگها نیز قابل تشخیص هستند. این ویژگی خاص، تصوری ایجاد خواهد کرد که ضخامت و وزن دیوار بتنی محو شده است. این محصول با ترکیب 96 % بتن معمولی و 4% فیبرهای نوری، محصولی خاص را برای عصر جدید به ارمغان آورده است.

پیشنهاد مطالعه :  بهسازی و مقاوم سازی لرزه ای ساختمان های بتنی

مشخصات فنی بتن شفاف

هم اکنون بتن لیتراکن با دانسیته 2400-2100 کیلوگرم بر متر مکعب، مقاومت فشاری 50 نیوتن بر میلی متر مربع و مقاومت کششی 7 نیوتن بر میلی متر مربع در سه رنگ خاکستری، سیاه و یا سفید و با ابعاد استاندارد 300-600 میلیمتر و با ضخامت 500-25 میلی متر تولید می گردد. از نظر تئوری فیبرهای به کار رفته در لیتراکن، قادر به انتقال نور در بتنی به ضخامت 20 متر می باشد. همچنین استفاده از فیبر نوری در اجزای باربر سازه ای، بدون تاثیر منفی در مقاومت بالای فشاری و کششی آن می تواند اثری خوب با ایجاد فضاهایی روشن و جذاب داشته باشد.

بتن عبور دهنده نور (لایتراکان)

بتن عبور دهنده نور، امروزه به عنوان یکی از اجزای ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا، مطرح است. این مواد ترکیبی از فیبرهای نوری و ذرات بتن است و می تواند به عنوان بلوک ها و یا پانل های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبرها به خاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک مواد دانه بندی شده را تشکیل می دهند. به این ترتیب نتیجه کار صرفا ترکیب دو ماده شیشه و بتن نیست، بلکه یک ماده جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و همچنین سطوح بیرونی، کامل همگن است، به دست می آید. فیبرهای شیشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها می شوند. جالب ترین 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 آبی به پشت بلوک بتابد در جلوی آن سایه ها آبی دیده می شوند. در شکل 1 یک نمونه بتن شفاف نشان داده شده است.

بتن شفاف

شکل 1 . بتن شفاف

هزاران فیبر شیشه ای نوری به صورت موازی کنار هم بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار می گیرند. نسبت فیبرها بسیار کم و حدود 4 درصد کل میزان بلوک ها است. علاوه بر این فیبرها به خاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبدیل به یک جزء ساختاری می شوند. بنابراین 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 فیبرها تا 20 متر بدون از دست دادن نور عمل می کنند و در دیواری با این ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد. ساختارهای باربر هم می توانند از این بلوک ها ساخته شوند. زیرا فیبرهای شیشه ای هیچ تاثیر منفی روی مقاومت بتن ندارند. بلوک ها می توانند در اندازه های متنوع و با عایق حرارتی خاص نصب شده روی آن ها تولید شوند.

مسلح کردن بتن شفاف

جدا از این که انواع عایق های حرارتی و صوتی متناسب با لیتراکن تولید شده اند، در نوع استحکام یافته آن، شیارهایی در داخل بتن تعبیه می گردند که میلگردهایی به صورت عمودی یا افقی در این شیارها قرار می گیرند و همان طور که قبلا ذکر شد چون فیبرهای نوری به کار رفته در لیتراکن خاصیت انعطاف پذیری خوبی دارند، اطراف میلگردها را می پوشانند و از نمایش آنها جلوگیری می کنند.

موارد کاربرد بتن شفاف

دیوار

به عنوان متداول ترین حالت ممکن، این نوع بلوک می تواند در ساختن دیوارها مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب هر دو سمت و همچنین ضخامت این مواد جدید قابل مشاهده خواهد بود. بنابراین سنگینی و استحکام بتن به عنوان ماده اصلی «لیتراکن» محسوس تر می شود و در عین حال کنتراست بین نور و ماده شدیدتر می شود. این مواد می توانند برای دیوارهای داخلی و خارجی مورد استفاده قرار گیرد و استحکام سطح در این مورد بسیار مهم است. اگر نور خورشید به ساختار این دیوار بتابد قرارگیری غربی یا شرقی توصیه می شود تا اشعه آفتاب در حال طلوع یا غروب با زاویه کم به فیبرهای نوری برسد و شدت عبور نور بیشتر شود. بخاطر استحکام زیاد این ماده می توان از آن برای ساختن دیوارهای باربر هم استفاده کرد. در صورت نیاز، مسلح کردن این مواد نیز ممکن است همچنین انواع دارای عایق حرارتی آن نیز در دست تولید است. در شکل 2 یک نمونه بتن شفاف نشان داده شده است.

بتن شفاف

شکل 2 . بتن شفاف

پوشش کف

یکی از جذاب ترین کاربردها، استفاده از «لیتراکن» در پوشش کف ها و درخشش آن از پایین است. در طول روز این پوشش، کف پوشی از جنس بتن معمولی به نظر می رسد و در هنگام غروب آفتاب بلوک های کف در رنگ های منعکس شده از نور غروب شروع به درخشش می کنند.

طراحی داخلی

از این نوع بتن عبوردهنده نور می توان برای روکش دیوارها در طراحی داخلی استفاده کرد به صورتی که از پشت نورپردازی شده باشند و می توان از نورهای رنگی متنوع برای ایجاد حس فضایی مورد نظر استفاده کرد. 

پیشنهاد مطالعه : معرفی بتن اکسپوز معماری و طرح اختلاط آن

پیشنهاد دانلود : جزوه آشنایی با انواع بتن

منبع :

مقاله ی بتن شفاف از مجید لطفی و همکاران

نویسنده

محدثه شیخ علی
فارغ التحصیل ارشد مهندسی عمران از دانشگاه شیراز هستم. علاقه مندم، موضوعات مورد علاقه ی خود را که سد و سازه های مرتبط با آن است، با شما به اشتراک بگذارم.

همکاری در فروش فایل

همکاری در فروش فایل
مشاوره از طریق واتساپ