اگرچه هنوز هم خیلی از معماران سنتی در ایران، از روش‌های سنتی ساخت و ساز و مصالح ساختمانی قدیمی استفاده می‌کنند، اما واقعیت این است که پیشرفت‌های روش‌های نوین ساختمان‌سازی در سرتاسر جهان، روش‌های ساخت و ساز را بهتر، دقیق‌تر و ایمن‌تر کرده است. امروزه توسعه و پیشرفت مصالح ساختمانی جدید به معماران و طراحان اجازه می‌دهد تا تصورات و نقشه‌های خودشان را بهتر از پیش پیاده‌سازی کنند و بهره‌وری ساختمان‌ها را افزایش دهند. بواسطه‌ی بهتر شدن این مصالح، دوام آنها و استحکام و انعطاف‌پذیری اجرای نقشه‌های ساختمان‌ها بسیار بهتر شده است و سازندگان با جسارت بیشتری می‌توانند نقشه‌های جدیدی ارائه دهند. اگرچه ما هم در شرکت پادیر گستر، همواره سعی می‌کنیم در پروژه‌های ساختمانی و مدیریت پیمان خودمان، از تکنولوژی‌ها و امکانات روز جهان بهره ببریم، اما بسیاری از این پیشرفت‌ها هنوز در پروژه‌های داخل کشور عمومیت نیافته است. در ادامه درباره پیشرفته‌ترین مصالح در صنعت ساختمان جهان توضیح میدهیم، با این امید که به زودی بتوانیم این مصالح را در ساختمان‌های خودمان به کار گیریم.
گرافن (Graphene)
اگرچه نمی‌توان گرافن را یک نوع ماده جدید به حساب آورد (زیرا مدت زیادی است که کشف شده است) اما از زمان کشف آن تا امروز، چندان در صنعت ساخت و ساز مورد توجه قرار نگرفته بود. اما اکنون مهندسین به این نتیجه رسیده‌اند که با توجه به هزینه‌های تولید این ماده، و به دلیل خصوصیات خاصی که دارد، احتمالا ماده فوق‌العاده‌ای برای استفاده در مقیاس‌های بزرگ و ساختمانی است. این ماده به شکل عجیب و غیر قابل باوری، سبک است ومقاومت آن بسیار بیشتر از فلزات و فیبر کربن است. بنابراین اگرچه نمی‌تواند به تنهایی برای ساخت و ساز مورد استفاده قرار بگیرد، اما می‌تواند با مصالح ساختمانی سنتی ترکیب شده و برای ساختن ستون‌ها و کاب‌های بسیار محکم‌تر مورد استفاده قرار بگیرند. علاوه براین می‌توان با گرافن، ساختمان‌های بسیار محکم‌تر و ماندگارتری را خلق کرد که این روز‌ها به عنوان مهم‌ترین هدف در ساخت و ساز ساختمان‌های بزرگ محسوب می‌شود.
تولید گرافن کار چندان راحتی نیست و مهندسان و معماران، به ندرت ممکن است بیش از چند ورق بسیار نازک از این ماده را در بخش‌های مختلف پروژه خود به کار گیرند. زیرا ساخت گرافن معمولا بسیار گران تمام می‌شود. اما اخیرا آزمایشگاهی به نام US Oak Ridge National یک روش خاص برای تولید گرافن ابداع کرده که به نظر می‌رسد برای تولید انبوه آن، روشی اقتصادی است. در این روش، از تکنیکی به نام رسوب‌گیری شیمیایی بخار استفاده می‌شود. مهندسی که سرپرست تیم طراحی این پروژه است درباره این روش اینطور توضیح می‌دهد: “کشف این روش جدید برای تولید گرافن، بازار تقاضا و کاربرد‌هایی که برای آن متصور هستیم را افزایش می‌دهد و با افزایش تقاضا، احتمالا موجب کاهش قیمت این ماده برای تولید کنندگان می‌شود.”
بتن رومی (Roman concrete)
برخی از بناهای باستانی رومی، سال‌های سال است که همچنان قوی و پابرجا باقیمانده‌اند. به همین دلیل توجه بسیاری از معماران، به مواد و مصالح ساختمانی به کار رفته در این بناها جلب شده است. محققان آزمایشگاه دانشگاه برکلی در ایالت کالیفرنیا توانسته‌اند راز طول عمر و ماندگاری بتن ساختمانی این سازه‌ها را کشف کنند. نکته مهمی که درباره این نوع بتن وجود دارد این است که برخلاف بتن معمولی که در ساختمان‌های امروزی استفاده می‌شود و در آن از دانه‌های ماسه و شن استفاده می‌شود در این نوع بتن، از یک مخلوط ملاط ریزدانه که از سنگ آهک آتشفشانی تهیه می‌شود، استفاده شده است. این مخلوط به گونه‌ای واکنش می‌دهد که کریستال‌های تشکیل شده توسط آنها، در داخل فضاهای درونی بتن، انبساط پیدا می‌کنند و موجب استحکام بیشتر بتن می‌شوند.
این خصوصیت در بتن رومی، تقریبا شبیه همان میکروفیبر‌هایی است که در بتن پایه‌ی سیمان پرتلند هم می‌بینیم، اما در برابر فرسایش مقاومت بسیار بیشتری دارند. همچنین فضا را به شکل محکم‌تری پوشش می‌دهند که از این لحاظ نیز پیشرفته‌تر هستند. این ترکیب باعث می‌شود تا ایجاد ترک‌های ریز در ساختمان، با گذشت زمان بسیار کمتر شده و مقاومت ساختمان و دوام سازه را به شکل بسیار قابل توجهی افزایش می‌دهد. کافیست یک بار به شهر رم در ایتالیا سفر کنید تا تاثیر این ترکیب در ساختمان‌های باستانی این شهر را ببینید.
جالب اینجاست که بتن رومی نه تنها برای مقاوم کردن ساختمان‌ها بهتر است، بلکه از نظر هماهنگی با محیط زیست نیز سازگاری بیشتری دارد. به عنوان مثال در فرآیند تولید سیمان پورتلند، می‌بایست سنگ آهک و خاک رس را به دمای بیش از 1400 درجه سانتی‌گراد برسانیم. تولید چنین دمایی برای ساخت این نوع سیمان در سرتاسر جهان، نزدیک 7 درصد از تولید کربن جهانی را شامل می‌شود. در حالی که تولید بتن رومی، به چنین دمای بالایی نیاز ندارد و خاکستر آتشفشانی و آهکی که برای تولید این نوع بتن استفاده می‌شوند، در دمای بسیار پایین‌ترین با هم واکنش می‌دهند. بنابراین این فرمول جدید، برای تولید بتنی که محکم‌تر، با دوام‌تر و با محیط زیست سازگارتر است، ارزش بسیار زیادی دارد.
سیمان طبیعی (Natural concrete)
محققین موسسه‌ی تکنولوژی دانشگاه ماساچوست در مقاله تحقیقاتی جدیدی که منتشر نموده‌اند پیشنهاد می‌دهند که می‌شود سیمان را به طور کامل از چرخه تولید بتن خارج کنیم و به جای آن از سیمان‌های طبیعی استفاده کنیم. البته منظور این محققین از سیمان طبیعی این است که می‌توانیم برای چسباندن مصالح ساختمانی ریزدانه‌ها در بتن ساختمانی، از مواد طبیعی مانند پودر استخوان، صدف و اسفنج دریایی استفاده کنیم. دلیل اینکه این محققین روی چنین ترکیبی کار کرده‌اند، دو مکشل مهم درباره سیمان پورتلند است. اولین اشکال مربوط به انرژی زیادی است که برای تولید این نوع سیمان نیاز داریم و دوم، ترک‌های ریزی است که در این نوع سیمان با گذشت زمان ایجاد می‌شوند و پتانسیل زیادی برای شکنندگی آن دارند. این گروه تحقیقاتی، با مقایسه نتیجه حاصل از مقایسه این دو نوع سیمان، یعنی سیمان سنتی و سیمان طبیعی به این نتیجه رسیدند که سیمان طبیعی می‌تواند به راحتی جایگزین راه حل‌های فعلی شود. البته بونکریت هنوز برای استفاده در ساختمان‌سازی آماده نیست، اما می‌تواند یک نقطه شروع خوب باشد تا مهندسین بر مبنای آن، نحوه انتخاب مصالح ساختمانی آینده را بازنگری کنند.
چوب بالسای فیبر کربنی (Carbon-fibre balsa)
چوب بالسا به این دلیل که بسیار محکم و در عین حال به طرز باورنکردنی سبک و فوق‌العاده سودمند است، در حال حاضر تولید این نوع چوب بسیار مشکل است و هزینه تولید آن بالا در می‌آید. متاسفانه هنوز روش ارزان قیمتی برای تولید این چوب بدست نیامده است، اما یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه هاروارد سعی دارند از برخی موادی که به شکل فوق‌العاده‌ای سبک و مقاوم هستند، نوعی مصالح ساختمانی کامپوزیتی سلولی تولید کنند که بتواند جایگزین چوب بالسا شود.
این محققین برای تولید جایگزین‌های مصنوعی برای چوب بالسا، از رزین‌های بر پایه‌ی اپوکسی که با فیبر کربنی تقویت شده و در مقابل حرارت سفت می‌شوند و همچنین تکنیک‌های چاپ اکستروژن سه بعدی استفاده می‌کنند. این مهندسین سعی دارند با استفاده از این روش‌ها در مصالح ساختمانی اپوکسی فیبر کربنی، نوعی اثر لانه زنبوری ایجاد کنند و به این ترتیب به ماده‌ای دست پیدا کنند که بتواند به طور کامل و بالقوه جایگزین چوب بالسا شود. به دلیل داشتن رگه‌های نامنظم، استفاده از چوب بالسا در ساختارهای دقیق، کمی با ریسک همراه بوده و سخت و دشوار است. اما این ماده جدید نه تنها ارزان‌تر از چوب تمام می‌شود بلکه چنین دشواری‌هایی را نیز به همراه ندارد.
بتن سبز (Green-mix concrete)
توسعه‌ی مصالح ساختمانی جدید تنها اینطور نیست که مصالح ساختمانی را قوی‌تر یا سبک‌تر کنند، بلکه در دنیای آینده، سازگارتر کردن مصالح ساختمانی با محیط زیست نیز اهمیت زیادی پیدا خواهد کرد. یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه تکنولوژی “مارا” در کشور مالزی، توانسته‌اند بتنی تولید کنند که سازگاری فوق‌العاده‌ای با محیط زیست دارد. آنها این ماده را “بتن سبز” نامیده‌اند. این محققین عناصر متداول سازند‌ه‌ی بتن را با مواد بازیافتی ترکیب کردند و یک جایگزین مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست تولید کرده‌اند که در آزمایشگاه مقاومت مصالح، به همان خوبی بتن اولیه عمل می‌کند. برخی از مواد به کار رفته در ترکیب بتن سبز عبارتند از مصالح ساختمانی ریزدانه بازیافتی، خاکستر بادی، و رشته‌هایی که از قوطی‌های آلمینیوم به دست می‌آید.
منبع: وبلاگ پادیر گستر
