img



مواد جدید ساختمانی در ساخت و سازهای آینده

 
 

مواد جدید ساختمانی در ساخت و سازهای آیندهاگرچه، شاید برخی بر این باور باشند که روش های قدیمی بهتر هستند، اما واقعیت این است که پیشرفت های صورت گرفته در صنعت ساخت و ساز موجب آسان تر و ایمن تر شدن ساختمان سازی در سراسر جهان گشته است. پیشرفت های صورت گرفته در زمینه ابداع مواد جدید ساختمانی که موجب بهبود مقاومت، انعطاف پذیری و دوام مواد ساختمانی شده است، به معماران اجازه داده است در عین ساختن بناهای خارق العاده، درک بهتری از تصوراتشان داشته باشند. این عرصه ایست که در کل دوران توسعه و بهبود یافته است. اگر شما می خواهید که در صدر این تغییرات بمانید، لیست مواد جدید ساختمانی را مطالعه کنید چه بسا در پروژهای بعدی شما مورد استفاده قرار گرفتند.

گرافین

اگرچه گرافین ماده ای جدید نیست، ولی از زمان کشف این ماده در ساختمان سازی غیرقابل استفاده مانده است. بطور نظری، اگرچه گرافیت وزن بسیار سبکی دارد اما به سبب داشتن استحکام و سختی بمراتب بیشتر از فولاد و فیبرکربنی، ماده ای عالی در ساختمان سازی محسوب می شود. بطور بالقوه می توان با ترکیب آن با بیشتر مواد سنتی، میله ها و کابل های محکم تر و بطبع ساختمان­های تحسین برانگیزتری ساخت. به سبب تولید مشکل گرافین سازنده ها در هر پروژه ندرتاً قادرند بیش از چند لایه از آن استفاده کنند. تا اینکه، آزمایشگاه بین المللی اوک ریج (Oak Ridge) آمریکا به کمک تکنولوژی رسوب بخار شیمیایی روشی جدید برای تولید آن ارائه کرد.

مواد جدید ساختمانی در ساخت و سازهای آینده

ساختار مولکلی گرافین

ایوان ولاسیوک(Ivan Vlassiouk)، رهبر تیم مسئول پروژه، بیان کرد که این کشف “بطور چشم گیری پتانسیل های کاربردی و تجاری گرافین را گسترش می دهد”. برای استفاده گسترده از این محصول، گام بعدی کاهش هزینه تولید و بهبود حجم تولید آن است.

بتون رومی

RomanForumبناها و ساختمان های روم باستان برای زمان بسیار طولانی پا برجا باقیمانده اند، بنابراین می توان چیزهای زیادی را از موادی که آن ها برای ساخت بناها استفاده کرده اند یاد گرفت. اخیراً، محققان آزمایشگاه برکلی دانشگاه کالیفرنیا با کشف فرمول مخصوص ساخت بتون رومی موفق شدند راز بقای طولانی این بناها را بیابند.

برخلاف بتون های مدرن، که از سیمان پرتلند برای بهم چشباندن ذرات استفاده می شود، در بتون رومی از یک ساروج مرکب از سنگ آهک آتشفشانی استفاده می شود. این بتون با تشکیل کریستال هایی که بشکل موثرتری به فضای داخل بتون نفوذ می کنند عمل می کند. این بتون علاوه بر انجام بهتر عملکرد میکروفیبرهای بتون پایه-پرتلند، دارای مقاومت به خوردگی بالاتر و فضابندی محکم تری هستند. همچنین در این بتون ها خطر ریزترک های(microcracking) بتون به مرور از بین رفته و طول بنا بطور چشم گیری تا ۲۰۰۰ سال و اندی افزایش می­آبد، این ادعا با چرخ زدن در داخل روم ثابت می شود.

بتون رومی نه تنها محکم تر از بتون امروزیست، بلکه سالم تر نیز هست. به این معنی که ضرر کمتری برای طبیعت دارد. برای ساخت بتون های پرتلند باید آهک و خاک رس را تا دمای بیش از ۱۴۰۰ درجه سلسیوس حرارت داد و این هفت درصد میزان کربن انتقال یافته به جهان است. از سوی دیگر بتون های رومی به همچین گرمای نیاز ندارند، زیرا که آهک و خاکسترهای آتشفشانی در دماهای خیلی پایین تر واکنش نشان می دهند.

بتون طبیعی

محققان دانشگاه MIT مقاله ای را منتشر کردند که در آن بتونی کاملاً جدید پیشنهاد شده است. محققان دپارتمان مهندسی عمران و منابع طبیعی تلاش دارند که با استفاده از موادی طبیعی از قبیل استخوان ها، پوسته ها و اسفنج های دریایی برای چسپاندن ذرات بتون به همدیگر بهره گیرند.

تحقیق صورت گرفته تلاشی جدید برای حل دو مشکل اصلی بتون پرتلند است، که یکی انرژی مورد نیاز بالای ساخت بتون و دیگری پتانسیل تشکیل ریزترک ها است. دانش گسترده ی که ما از ساختار مواد طبیعی داریم با این فرض شکل گرفته که این مواد همانند بتون داخل ساختمان ها عمل می کنند. ایده ساخت این نوع بتون ها اینگونه شکل گرفت که تیم تحقیقاتی این فرض را وارونه کردند .  بنابراین منطقی بود که برای ساخت بتون از مواد شناخته شده با رویکرد “پایین به بالا” استفاده شود.

بونکریت(bone-crete) تاکنون برای استفاده در ساختمان سازی آماده نشده است، بلکه بیشتر نقطه شروعی برای مهندسان است تا برای انتخاب مواد ساختمان سازی روش خود را تغییر بدهند.

فیبر کربنی بالسا(balsa)

mixed-balsa-wood-shapesچوب بالسا علیرغم داشتن استحکام بالا وزن بسیار سبکی دارد و این موجب سودمند واقع شدن آن شده، هرچند قیمت این نوع چوب، بدلیل تولید مشکل آن، گران است. تیمی تحقیقاتی در دانشگاه هاروارد موادی از ترکیبات سلولی ساخته­اند، که دارای سبکی وزن و استحکام بی نظیر است که می توانند جایگزینی مناسب برای چوب بالسا باشد.

در ساخت ترکیب جایگزین ذکر شده از فناوری های رزین های حرارتی پایه اپوکسی فیبرهای تقویت شده و پرینت اکستروژن سه بعدی استفاده شده است. محققین با این روش ها مواد اپوکسی فیبرکربنی را بشکل لانه زنبوری ساخته اند.

نتایج نهایی این تحقیقات چیزی است که بطور کاملاً بالقوه می واند جایگزین چوب بالسا شود. نه تنها این محصول ارزانتر است بلکه مشکل دانه های نامنظم موجود در چوب ، که مانع از استفاده آن در ساختارهای دقیق می شود، را ندارد.

بتون گرین-میکس(Green-mix)

بهبود و توسعه  مواد ساختمانی جدید نه تنها شامل محکم تر و سبک تر کردن آن ها می شود، بلکه باید این مواد از لحاظ زیست محیطی نیز بی ضرر باشند. تیم تحقیقاتی دانشگاه تکنولوژی مارا در مالزی، با ابداع چیزی که آنرا گرین میکس می نامند به این هدف دست یافته اند.

در این نوع بتون از مواد ضایعاتی و قابل بازیافت در بتون های معمولی استفاده شده است. خاکستر کوره ها، اجزای بازیافت شده بتون ها و قوطی های الومینیمی رشته شده از جمله موادی هستند که در این نوع بتون مورد استفاد قرار می گیرند.

تار عنکبوت مصنوعی

۱یکی از شگفت انگیزترین مواد جهان تار عنکبوت است، که داشتن استحکام بسیار بالا به نسبت چگالی پایین موجب شده، که در یک جرم مساوی، قوی تر از فولاد باشد. محققان در طول سالیان متمادی در پی ساختن نوع مصنوعی تار عنکبوت بودند، اما راز خواص آن تابحال به شکل یک معما مانده بود.

تیمی تحقیقاتی از موسسه تحقیقاتی ماساچوست(MIT) به منظور فهم بهتر ساختار تار عنکبوت با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی نمونه ای مصنوعی تولید کرده اند. آنها معتقدند که این قدم بعدی برای ساختن نوع مصنوعی تار عنکبوت است.

به نقل از ژائو کین(Zhao Qin): “ما در حال اندازه گیری کمیت های مکانیزم تار عنکبوت هستیم، که آنرا تا این اندازه قوی کرده است”.

چوب اصلاح شده

تحقیقات انجام شده در دانشگاه های کمبریج و وارویک (Warwick)موجب فهم بهتر ساختار مولکلی چوب گشته است. این دستاورد می تواند موجب شکل گیری شیوه جدید استفاده از گیاهان و بهبود یکی از پرکاربردترین مواد مورد استفاده در ساختمان سازی گردد. محققین دریافته اند که پلیمر xylan، که یک سوم ساختار چوب ها را تشکیل می دهد، شکلی غیرعادی دارد. این یافته آنها را قادر ساخت که طریقه چینش سلول ها و مولکل ها را درون دیواره گیاهان مطالعه کنند.

پروفسور پاول دوپری(Paul Dupree) بیان کرد: “این دستاورد گامی بزرگ در فهم ساختار مولکلی دیواره سلولی گیاهان است، که بر استفاده از گیاهان در مواد تجدیدپذیر، انرژی و ساختمان سازی تاثیر خواهد داشت.”

منبع: https://www.worldbuild365.com

 

پوکه بادامی

پوکه نخودی

 

پوکه