آجر ـ واژه بابلي است ,نام خشت نوشته هايي بوده است كه بر آنها فرمان ,منشور ,قانون وجزاينها را مي نوشتند .سومري ها و بابليها ,براي ساختن خشت , پس از فرو نشستن سيلاب گل خميري را ازكنار رودخانه بدست مي آورند . پختن آجر بايد همزمان با پيدايش آتش , نخست دردشت هايي كه سنگ پيدا نمي شده اختراع شده باشد .نخستين بار ازگل پخته ديواره ها وكف اجاق ها , به آجر پزي پي بردند . پيشينه آجر پزي درخوزستان وميانرودان ( بين النهرين ) زودتر ازجاهاي ديگر ايران زمين است , درهندوستان تاشش هزار سال پيش مي رسد . درايران , درجاهايي كه سنگ نبود , پختن ومصرف كردن آجر از زمان باستان معمول شده . در دوران ساسانيان , مصرف كردن آجر گسترش يافت . آجرهاي ساساني را نخست به كنده گي 7 تا8*44*44 س م مي ساختند . كف دالان مسجد جامع اصفهان با آجر هاي ساساني به روش نره فرش شده است , اين آجرها اززمان ساسانيان كه اينجا آتشكده بوه بجا مانده اند . آجرهاي بزرگ قدمگاه نيشابور هم از زمان ساسانيان بجا مانده اند زيرا آنجا آتشكده آذر برزين مهر بوده است .

ساختمانهاي بزرگ وزيباي آجري زيادي در ايران زمين زمان باستان بجامانده اند مانند :طاق كسري درميانرودان ( بين النهرين ) , پلهاي دختر كه براي آناهيتا ( ناپليد = بي گناه = معصومه ) ايزد آب يا ,بابك ( با = آب + بك = بغ = ايزد ) ساخته شده اند ,گنبد كاووس ,مسجدهاي بزرگ (بيشتر مسجدهاي جامع ) كه در زمان ساسانيان آتشكده بوده اند ونشانه هنر آجر كاري استادان ايراني هستند . شاهكار هنر آجر كاري مسجد جامع اصفهان وگنبد كاووس زيباتر از ساختمانهاي آجر ي ديگرند . آجر سنگي ست ساخته گي ودگرگون كه ازپختن خشت بدست مي آيد . خشت خاك نمناك ياگلي است كه به آن شكل داده شده باشد , گل مخلوط همگن و ورزيده خاك و آب است . خاك را با 15 تا 25% وزنش آب ,‌در هم كرده ورز مي دهند تا تمام دانه هاي خاك نمناك شوند , يا به گرد خاك 7 تا 8% وزنش نم مي زنند . به گل با فشار كم و به خاك نمناك بافشار زياد شكل مي دهند q مصارف آجر اولين پيام هاي تاريخي تمدن هاي گذشته به وسيله آجر براي ما به يادگار مانده است اين اسناد تاريخي اولين كتابخانه هاي تمدن بشري را تشكيل مي داده اند . به اعتقاد باستان شناسان اولين بار آجر در سرزمين بين النهرين تهيه شده است .به هر صورت بايد آجر پس از پيدايش آتش و و در نواحي كه معادن سنگ وجود نداشته اند اختراع شده باشد . نمونه هاي زيبا وباعظمت كار برد آجر درمعماري ايران باستان نماينده پيشرفت درخشان ايرانيان درتوليد ومهندسي كاربرد اين مصالح است . در اين ميان مي توان از زيگورات جغازنبيل , ايوان مدائن , كاخ هاي فيروز‌آباد ولرستان درقبل از اسلام و همين طور مساجدجامع اصفهان ويزد , گنبدكاووس و ارگ تبريز مربوط به دوران بعد از اسلام نام برد . رمز توانايي آجر درخلق شگف انگيز ترين ساختمان هاي تاريخ در نتاسبات آن نهفته است اين ابعاددر طي زمان متحول شده ودر حال حاضر باساختار وتوانايي بدن انسان هماهنگ شده است . ابعاد آجربه طريقي است كه به راحتي در يكديگر قفل وبست مي گردند . اين خاصيت , كيفيت هاي مهندسي بي شماري ازجمله درمحل اتصال دوديوار به يكديگر به وجود مي آورد آجرهابه كمك ملات به يكديگر متصل مي شوند وسطح يكنواختي را به وجود مي آورند . اين ابعاد متناسب باعث شده است كه اين مصالح به منظور اجراي دهانه هاي وسيع به صورت قوس وطاق وگنبد كه اززمان قبل از اساسانيان درايران رواج داشته است ,‌كار آيي منحصر به فردي داشته باشد . خواص آجر باعث شده است كه به عنوان خواص پركننده ديوار و سقف ازجمله پرمصرف ترين مصالح باشد . زيبايي آجر و الگوي حاصل از آجر چيني باعث شده است كه به صورت نما درداخل وخارج بنا مورد استفاده قرار گيرد وهويت خاصي به ساختمان ببخشد . استفاده از آجر به عنوان فرش كف و پلكان , فارغ از مقاومت مطلوب آن ويژگي هاي اقليمي اين مصالح كويري را بيشتر به نمايش مي گذارد . روش نوين امروزي , وسايل فني زياد و امكانات فراواني را به دست معماران داده است كه با وجود مدرن بودن , وسيله اي براي شكفتن روح حساس و زيبا شناس آنها مي باشد . البته تنها آجر وسيله شناخت اين زيبايي روحي نيست وعناصر بسياري نيز اين عمل را به خوبي انجام مي دهند ولي فرق بين آنها دراين است كه آجر قابليت ايفاي هر منظوري را دارد و باوجود گذشت قرون متمادي هنوز مدرن است . يك ساختمان آجري جزئي از طبيعت است وهم آوايي آن را نه تنها به هم نمي زند بلكه رنگ وفرم بديعي نيز به آن مي بخشد و بااين وجود هيچگاه كهنه نبوده و نيست وهمراه با زمان پيش مي رود . به هر حال يك ساختمان آجري همانند يك فرش دستباف , تركيب بديعي از سليقه هاي بي انتهاي معماران هنرمند است

گچ

از مهمترین مصالح ساختمانی است. گچ از ابتدای کار که تعیین حدود زمین است تا انتهای کار که سفید کاری، نصب سنگ و حتی نقاشی است کاربرد دارد.

سنگ گچ

از گروه مصالح کلسیم دار و سنگی رسوبی است. در طبیعت به علت میل ترکیبی شدیدی که دارد بطور خالص یافت نمی‌شود بطوریکه بیشتر بصورت ترکیب با کربن یا اکسیدهای آهن یافت می‌شود. البته بیشتر سنگ گچ‌ها با آهک و خاک رس مخلوط است.

انواع سنگ گچ

یا به شكل سولفات کلسیم بدون آب است که به آن انیدریت می گویند و یا به شكل سولفات کلسیم آبدار است که به آن گچ خام گویند و بصورت‌های مختلفی وجود دارد:

الف- سنگ گچ مرمری: مصرف گچ پزی نداشته و جز سنگ‌های زینتی است. به علت نرمی، کار کردن با آن و تراشیدن آن بسیار آسان است و نیز برای ساختن وسایل زینتی مانند قاب عکس استفاده می‌شود. در ایران این سنگ و صنعت آن بیشتر در خراسان است.

ب- سنگ گچ مطبق: لایه لایه می‌باشد و یا سنگ گچ خوشه‌ای که مانند تارهای ابریشم بهم چسبیده‌اند. این نوع سنگ گچ نیز مصرف گچ‌پزی ندارد.

ج- سنگ گچ معمولی: غیر بلوری بوده و فراوان‌ترین نوع سنگ گچ است. مصرف گچ‌پزی دارد و موضوع همین مطلب است.

سنگ گچِ خالص بی‌رنگ است، اگر با کربن مخلوط باشد به رنگ خاکستری است و اگر با اکسید‌های آهن مخلوط باشد بسته به نوع اکسید به رنگ‌های زرد روشن، کبود، سرخ و یا بی‌رنگ است.

مصارف

در ساختمان سازی عبارتند از: تعیین حدود زمین و پیاده کردن نقشه، ملات سازی، گچ و خاک، سفید کاری، سنگ کاری (بطور موقت) و سیمان پزی.

اندازه دانه‌ها و وزن مخصوص آنها

هر قدر اندازه ذرات گچ ريزتر باشد مرغوب‌تر بوده و براي كارهاي ظريف‌تر بهتر استفاده مي‌شود.

قطر بزرگترين دانه نبايد بيش از 6/0 ميليمتر باشد و قطر 5/99 درصد آن نيز بايد ريزتر از 2/0 ميليمتر باشد.

خواص

1. زود گیر بودن

ملات گچ بسیار زودگیر است، در واقع در حدود 10 دقیقه خود را می گیرد. این خاصیت به کارگران کمک می کند که هر چه سریعتر تیغه های 5 سانتیمتری و طاق های ضربی را با این ملات بسازند.

2. ارزانی

گچ بسیار ارزانتر از بسیاری از مصالح ساختمانی است و به همین دلیل در بیشتر کارگاه ها از آن استفاده می شود. در واقع فراوانی و سادگی تهیه و مصرف گچ، آن را ارزان کرده است.

3. ازدیاد حجم

تنها دو نوع ملات این خاصیت را دارد:

1- یک نوع سیمان که در ایران مصرف ندارد.

2- گچ که در حین سخت شدن 01/0 به حجم خود می افزاید.

این خاصیت کمک می کند که کارگران سطوح وسیعی را اندود کاری کنند بدون اینکه در آن فرورفتگی، برآمدگی و یا ترکی به وجود آید و چون حشرات نمی توانند در آن لانه سازی کنند، دیوار بهداشتی خواهد بود.

4. مقاومت در برابر آتش سوزی

هنگامی که گچ سخت می شود آب تبلور از دست رفته را به دست می آورد یعنی دارای دو مولکول آب می شود.

به هنگام آتش سوزی آب از لایه گچ جدا شده و یک لایه آبی از گچ محافظت می کند. مقـاومت آب 3-2 سـاعـت طول می کشد و فرصت خوبی را برای عکـس العمل افراد بوجود می آورد.

5. اکوستیک بودنگچ توانایی جذب و عدم پژواک 75-60 درصد امواج صوتی را دارد. در نتیجه برای محیطی همچون کلاس، اتاق و سالن کوچک کنفراس مناسب است. البته برای سالن های بزرگ باید از وسایل اکوستیکی بهتری بهره جست.

6. پلاستیکی بودن

ملات گچ خاصیت شکل پذیری فوق العاده ای دارد بطوری که برای ساخت شکل ها و نقوش مختلف در فضای ساختمانی و نیز اندود کاریِ سطحی وسیع، بسیار مناسب است.

7. رنگ پذیری

ملات گچ پس از خشک شدن سفید است. سفیدی آن جلوه ای خوب دارد و چشم را خسته نمی کند.

اندود گچ پس از خشک شدن، قابلبتِ قبولِ تقریبا همه نوع رنگی را دارد. برای همین برای اندود کاری فضای داخل ساختمان بسیار مناسب است.

ساخت ملات

برای ساخت انواع ملات، باید ابتدا نوع اجزا تعیین و مخلوط شود، سپس آن را با آب مخلوط کرد.

برای ساخت ملات گچ باید مشخص شود که تنها ملات گچ لازم است یا ملات گچ و خاک. در هر حال باید از یک وسیله به نام استامبولی استفاده کرد. استامبولی ظرف مخصوص گچ سازی و حمل ملات است.

ابتدا مقدار کمی آب در ظرف می ریزیم، سپس دانه های گچ و احیانا خاک را که با نسبت معین مخلوط شده اند در آن می ریزیم. با این کار تمام دانه ها تر می شود.

برای ساخت ملات از یک کیلو گرم پودر گچ، از لحاظ تئوری به 2/0 لیتر (20% وزن گچ) آب نیاز است. اما عملا برای اینکه ملات، شکل پذیرتر باشد و کارگران فرصت بیشتری برای کار بر روی آن را داشته باشند، آب بیشتری به گچ اضافه می کنند. آب اضافی پس از خشک شدن (دقت کنید که خشک شدن با سخت شدن فرق دارد) تبخیر می شود، بر اثر ازدیاد حجم مقداری از فضای خالی ناشی از تبخیر آب پر می شود. البته پس از سخت شدن، ازدیاد حجم رخ نمی دهد. بنابراین آن قسمت از آب اضافی که فرصت تبخیر نداشته اند در گچ ترک های مویین ایجاد می کنند.

سخت شدن

پودر گچ ساختمانی که 5/0 مولکول آب تبلور را دارد برای سخت شدن (گرفتن) نیاز به جذب 5/1 مولکول آب تبلور دیگر دارد تا به سنگ گچ تبدیل شود. البته سختی این سنگ همانند سنگ گچ اولیه نیست اما می تواند در برابر نیروها مقاومت کند.

در واقع این یک چرخه است. یعنی سنگ گچ را آسیاب کرده، آن را می پزند و 5/1 مولکول آب را از آن می گیرند تا به گچ ساختمانی تبدیل شود، سپس دوباره به آن 5/1 مولکول آب می دهند تا سخت شده و به سنگ گچ تبدیل شود.

زمان گرفتن ملات

اگر در ظرف مقداری آب و گچ بریزیم شروع سخت شدن ملات از لحظه ای است که اگر داخل مخلوط را به وسیله میخی خط بیاندازیم بلافاصله اثر خط پر نشود. پایان آن نیز زمانی است که اگر با انگشت ضربه ای (حدود 5/0 كيلوگرم)

بر روی ملات بزنیم آب ظاهر نشود.

البته زمان شروع سخت شدن گچ مرغوب، پس از اختلاط با آب، بین 25 – 8 دقیقه و زمان پایان آن بین 20 دقیقه تا یک ساعت است.

شـروع خشـک شدن گچ، بسته به شرایط آب و هوا بین چند ساعـت تا چـند روز طول می کشد. گچ زمانی کامل خشک می شود که کاملا سفید شده باشد. (فرق بین سخت شدن را با خشک شدن مد نظر داشته باشید.)

دوغ آب

ساختن دوغ آب گچ مانند ساختن ملات گچ است، فقط از آب بیشتری استفاده می کنند، بطوری که کاملا رقیق شود. از آن در پر کردن درزهای طاق ضربی استفاده می شود. دوغ آب قبل از ازدیاد حجم، و ملات را تقریبا بعد از آن استفاده می کنند

محصول کوره ذوب آهن، چدن است که معمولاً دارای ناخالصی کربن و مقادیر جزیی ناخالصی‌های دیگر است که به نوع سنگ معدن و ناخالصی‌های همراه آن و همچنین به چگونگی کار کوره بلند ذوب آهن بستگی دارد. از آنجایی که مصرف عمده آهن در صنعت بصورت فولاد است، از این رو، باید به روش مناسب چدن را به فولاد تبدیل کرد که در این عمل ناخالصی‌های کربن و دیگر ناخالصی‌ها به مقدار ممکن کاهش ‌یابند.

روشهای تهیه فولاد روش بسمه:

در این روش ناخالصی‌های موجود در چدن مذاب را به کمک سوزاندن در اکسیژن کاهش داده و آن را به فولاد تبدیل می‌کنند. پوشش جدار داخلی کوره بسمه از سیلیس یا اکسید منیزیم و گنجایش آن در حدود 15 تن است. نحوه کار کوره به این ترتیب است که جریانی از هوا را به داخل چدن مذاب هدایت می‌کنند، تا ناخالصی‌های کربن و گوگرد به صورت گازهای SO2 و CO2 از محیط خارج شود و ناخالصی‌های فسفر و سیلیس موجود در چدن مذاب در واکنش با اکسیژن موجود در هوا به صورت اکسیدهای غیر فرار P4O10) و (SiO2 جذب جدارهای داخلی کوره شوند و بهترکیبات زودگداز Mg3(PO4)2 و MgSiO3 تبدیل و سپس به صورت سرباره خارج شوند. سرعت عمل این روش زیاد است، به همین دلیل کنترل مقدار اکسیژن مورد نیاز برای حذف دلخواه ناخالصی‌های چدن غیرممکن است و در نتیجه فولاد با کیفیت مطلوب و دلخواه را نمی‌توان به این روش بدست آورد.

روش کوره باز (یا روش مارتن) : در این روش برای جدا کردن ناخالصی‌های موجود در چدن، از اکسیژن موجود در زنگ آهن یا اکسید آهن به جای اکسیژن موجود در هوا در روش بسمه (به منظور سوزاندن ناخالصی‌هایی مانند کربن، گوگرد و غیره) استفاده می‌شود. برای این منظور از کوره باز استفاده می‌شود که پوشش جدار داخلی آن از MgO و CaO تشکیل شده است و گنجایش آن نیز بین 50 تا 150 تن چدن مذاب است. حرارت لازم برای گرم کردن کوره از گازهای خروجی کوره و یا مواد نفتی تأمین می‌شود. برای تکمیل عمل اکسیداسیون، هوای گرم نیز به چدن مذاب دمیده می‌شود. زمان عملکرد این کوره طولانی‌تر از روش بسمه است. از این نظر می‌توان با دقت بیشتری عمل حذف ناخالصی‌ها را کنترل کرد و در نتیجه محصول مرغوب‌تری به دست آورد.

روش الکتریکی : از این روش در تهیه فولادهای ویژه‌ای که برای مصارف علمی ‌و صنعتی بسیار دقیق لازم است، استفاده می‌شود که در کوره الکتریکی با الکترودهای گرافیت صورت می‌گیرد. از ویژگی‌های این روش این است که احتیاج به ماده سوختنی و اکسیژن ندارد و دما را می‌توان نسبت به دو روش قبلی، بالاتر برد. این روش برای تصفیه مجدد فولادی که از روش بسمه و یا روش کوره باز بدست آمده است، به منظور تبدیل آن به محصول مرغوبتر، بکار می‌رود. برای این کار مقدار محاسبه شده‌ای از زنگ آهن را به فولاد به دست آمده از روشهای دیگر، در کوره الکتریکی اضافه کرده و حرارت می‌دهند. در این روش، برای جذب و حذف گوگرد موجود در فولاد مقدار محاسبه شده‌ای اکسید کلسیم و برای جذب اکسیژن محلول در فولاد مقدار محاسبه شده‌ای آلیاژ فروسیلیسیم (آلیاژ آهن و سیلیسیم) اضافه می‌کنند.

انواع فولاد و کاربرد آنها

از نظر محتوای کربن، فولاد به سه نوع تقسیم می‌شود:

فولاد نرم : این نوع فولاد کمتر از 2/0 درصد کربن دارد و بیشتر در تهیه پیچ و مهره، سیم خاردار و چرخ دنده ساعت و... بکار می‌رود.

فولاد متوسط : این فولاد بین 2/0تا 6/0 درصد کربن دارد و برای تهیه ریل و راه آهن و مصالح ساختمانی مانند تیرآهن مصرف می‌شود.

فولاد سخت : فولاد سخت بین 6/0 تا 6/1 درصد کربن دارد که قابل آب دادن است و برای تهیه فنرهای فولادی، تیر، وسایل جراحی، مته و... بکار می‌رود.

اصطلاح فولاد (Steel) برای آلیاژهای آهن که تا حدود 1،5 درصد کربن دارند و غالبا با فلزهای دیگر همراهند، بکار می‌رود. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.

کاربرد انواع مختلف فولاد

از فولادی که تا 0. 2 درصد کربن دارد، برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد استفاده می‌شود. فولاد متوسط 0. 2 تا 0. 6 درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار می‌برند. فولادی که 0. 6 تا 1. 5 درصد کربن دارد، سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده می‌شود.

ناخالصی‌های آهن و تولید فولاد

آهنی که از کوره بلند خارج می‌شود، چدن نامیده می‌شود که دارای مقادیری کربن،گوگرد،فسفر، سیلیسیم، منگنز و ناخالصی‌های دیگر است. در تولید فولاد دو هدف دنبالمی‌شود:

1- سوزاندن ناخالصی‌های چدن

2- افزودن مقادیر معین از مواد آلیاژ دهنده به آهن

منگنز، فسفر و سیلیسیم در چدن مذاب توسط هوا یا اکسیژن به اکسید تبدیل می‌شوند و با کمک ذوب مناسبی ترکیب شده، به صورت سرباره خارج می‌شوند. گوگرد به صورت سولفید وارد سرباره می‌شود و کربن هم می‌سوزد و مونوکسید کربن (CO) یا دی‌اکسید کربن (CO2) در می‌آید. چنانچه ناخالصی اصلی منگنز باشد، یک کمک ذوب اسیدی که معمولاً دی‌اکسید سیلسیم (SiO2) است، بکار می‌برند:

MnO + SiO2 -------> MnSiO3

و چنانچه ناخالصی اصلی سیلسیم یا فسفر باشد (و معمولاً چنین است)، یک کمک ذوب بازی که معمولاً اکسید منیزیم (MgO) یا اکسید کلسیم (CaO) است، اضافه می‌کنند:

(MgO + SiO2 -------> MgSiO2

6MgO + P4O10 -------> 2Mg3(PO4)2

کوره تولید فولاد و جدا کردن ناخالصی‌ها

معمولاً جداره داخلی کوره‌ای را که برای تولید فولاد بکار می‌رود، توسط آجرهایی که از ماده کمک ذوب ساخته شده‌اند، می‌پوشانند. این پوششی مقداری از اکسیدهایی را که باید خارج شوند، به خود جذب می‌کند. برای جدا کردن ناخالصی‌ها، معمولاً از روش کوره باز استفاده می‌کنند. این کوره یک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن 100 تا 200 تن آهن مذاب جای می‌گیرد.

بالای این ظرف، یک سقف مقعر قرار دارد که گرما را روی سطح فلز مذاب منعکس می‌کند. جریان شدیدی از اکسیژن را از روی فلز مذاب عبور می‌دهند تا ناخالصی‌های موجود در آن بسوزند. در این روش ناخالصیها در اثر انتقال گرما در مایع و عمل پخش به سطح مایع می‌آیند و عمل تصفیه چند ساعت طول می‌کشد، البته مقداری از آهن، اکسید می‌شود که آن را جمع‌آوری کرده، به کوره بلند باز می‌گردانند.

روش دیگر جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن

در روش دیگری که از همین اصول شیمیایی برای جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن استفاده می‌شود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه و کمک ذوب در کوره‌ای بشکه مانند که گنجایش 300 تن بار را دارد، می‌ریزند. جریان شدیدی از اکسیژن خالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدایت می‌کنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه، همواره سطح تازه‌ای از فلز مذاب را در معرض اکسیژن قرار می‌دهند.

اکسایش ناخالصی‌ها بسیار سریع صورت می‌گیرد و وقتی محصولات گازی مانند CO2 رها می‌شوند، توده مذاب را به هم می‌زنند، بطوری که آهن ته ظرف، رو می‌آید. دمای توده مذاب، بی آنکه از گرمای خارجی استفاده شود، تقریبا به دمای جوش آهن می‌رسد و در چنین دمایی، واکنشها فوق‌العاده سریع بوده، تمامی‌ این فرایند، در مدت یک ساعت یا کمتر کامل می‌شود ومعمولاً محصولی یکنواخت و دارای کیفیت خوب بدست می‌آید.

تبدیل آهن به فولاد

آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقدار معین کربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم،کروم،تیتانیم، منگنز و نیکل به فولاد تبدیل می‌کنند. فولادهای ویژه ممکن است مولیبدن،تنگستن یافلزهای دیگر داشته باشند. این نوع فولادها برای مصارف خاصی مورد استفاده قرارمی‌گیرند. در دمای زیاد، آهن و کربن با یکدیگر متحد شده، کربید آهن (Fe3C) به نام «سمانتیت» تشکیل می‌دهند. این واکنش، برگشت‌پذیر و گرماگیر است:

Fe3C

Fe3C

دید کلی

از زمانی که انسان غارنشینی را به قصد یافتن مکان زیست بهتر ، پشت سر گذاشت، با مصالح ساختمانی سر و کار پیدا کرده بود. بدیهی است که این مواد از نوع موجود در طبیعت بود، مانند پوست برای بنا کردن خیمه و یا گل و سنگ برای تهیه مسکن دائمی‌. بعدها بشر آموخت که از قطعات چوب و تخته و میخ و پیچ برای استحکام بنا استفاده کند و موادی مانند آهک ، ساروج و سیمان را برای اتصال محکم‌تر قطعات سنگ و یا چوب به یکدیگر بکار بگیرد، ولی خاک رس مهمترین ماده اولیه تهیه بسیاری از مصالح ساختمانی است. خاک رس به صورت ناخالص در تهیه کوزه ، گلدان هاى گلی ، ظروف سفالی ، اشیا و لوله‌هاى سفالی ، سرامیک ، سیمان و به صورت خالص ، در تهیه ظروف چینی و ... مصرف می‌شود.

تعریف

· از نظر واژه: سرامیک به کلیه جامدات غیر آلی و غیر فلزی گفته می‌شود.

· از نظر ساختار شیمیایی:کلیه موادی که از مخلوط خاک رس با ماسه و فلدسپار در دمای بالا بدست می‌آیند و توسط توده شیشه مانندی انسجام یافته و بسیار سخت و غیر قابل حل در حلال‌ها و تقریبا گداز ناپذیر می‌‌باشند، سرامیک نامیده می‌شوند.

نقش اجزای سه‌گانه در سرامیک

· خاک رس:موجب نرمی ‌و انعطاف و تشکیل ذرات بلوری سرامیک می‌شود.

· ماسه:قابلیت چین خوردن ، پس از خشک و گرم شدن و تشکیل ذرات بلوری سرامیک را کاهش می‌دهد.

· فلدسپار:در کاهش دادن دمای پخت و تشکیل توده شیشه‌اى و چسباننده ذرات بلوری سرامیک موثر است.

خواص سرامیک‌ها

خواص سرامیک‌ها بسته به نوع و درجه خلوص هر یک از اجزای اصلی ، مواد افزودنی ، لعاب ، زمان حرارت دادن ، مواد اکسنده و کاهنده‌هاى موجود در محیط ، تغییر می‌کند. در قرن حاضر صنعت سرامیک سازی توسعه و تنوع شگرفی یافته و اهمیت و کاربردهای آن نیز وسعت پیدا کرده است.

سرامیک‌های ویژه

· مقره‌های برق

که عایقهای خوبی برای گرما و برق هستند و در آنها از Al2O3 ، Zr2O3 استفاده می‌شود.

· سرامیک‌های مغناطیسی

در در این نوع سرامیک از اکسیدهای آهن استفاده می‌شود. مهمترین کاربرد آنها در تهیه عنصرهای حافظه در کامپیوتر است.

· سرامیک‌های شیشه‌اى

وقتی شیشه معمولی پس از تهیه در دمای بالایی قرار گیرد، تعداد قابل توجهی از ذرات بلور در آن تشکیل می‌شود و خاصیت شکنندگی آن کم می‌گردد و بر خلاف شیشه‌های معمولی دیگر ، ایجاد یا پیدایش شکاف کوچک در آنها ساری نمی‌باشد،‌ یعنی این شکافها خود به خود پیشرفت نمی‌کنند. از این نوع سرامیک‌ها برای تهیه ظروف آشپزخانه یا ظروفی که برای حرارت دادن لازم باشند، استفاده می‌شود که آن را اصطلاحا پیروسرام می‌نامند.

لعابها و انواع آنها

لعابها طیف وسیعی از ترکیبات آلی و معدنی را در بر می‌گیرند. لعاب مربوط به سرامیک معمولا مخلوط شیشه مانندی متشکل از کوارتز ، فلدسپار و اکسید سرب (PbO) است. این اجزا را پس از آسیاب شدن و نرم کردن به صورت خمیری رقیق درمی‌‌آورند. آنگاه وسیله سرامیکی مورد نظر را در این خمیر غوطه‌ور کرده و پس از سرد و خشک شدن ، آن را در کوره تا دمای معین حرارت می‌دهند. پس از لعاب دادن روی چینی ، روی آن مطالب مورد نظر را می‌نویسند و یا طرح مورد نظر را نقاشی می‌کنند و دوباره روی آن را لعاب داده و یک بار دیگر حرارت می‌دهند. در این صورتوسیله مورد نظر پرارزش‌تر و نوشته و طرح روی آن بادوام‌تر می‌شود.

لعابها در انواع زیر وجود دارند:

· لعاب بی‌رنگ: این نوع لعاب که برای پوشش سطح چینی‌های بدلی ظریف بکار می‌رود، بی رنگ و شفاف است و از مخلوط کلسیم و سیلیس و خاک چینی سفید تهیه می‌شود.

· لعاب رنگی: برای رنگ آبی از اکسید مس (Cu2O) ، برای رنگ زرد از اکسید آهن (FeO) و برای رنگ سبز از اکسید کروم (Cr2O3) ، برای رنگ زرد از کرومات سرب و برای رنگ ارغوانی از ارغوانی کاسیوس استفاده می‌شود.

· لعاب کدر: این نوع لعاب که برای پوشش چپنی‌های بدلی معمولی بکار می‌رود و از مخاـوط،نمک و کربنات سدیم تهیه می‌‌شود که آن را پس از ذوب کردن ، سرد کردن و پودر کردن ، در آب به صورت حمام شیر در می‌آورند و شئی لعاب دادنی را در آن غوطه‌ور می‌کنند. SnO2 , PbO , SiO2 , Pb3O4

ظروف لعابی

ظروف لعابی درواقع ، نوعی ظروف آهنی هستند که سطح آنها را به منظور جلوگیری از زنگ زدن ، از لعاب می‌پوشانند. البته این نوع ظروف را نباید زیاد گرم یا سرد و یا پرتاب کرد و یا اینکه تحت ضربه قرارداد، زیرا لعاب سطح آنها ترک برداشته و می‌ریزد.

انواع چینی

چینی‌ها در واقع از انواع سرامیک محسوب می‌‌شوند و به دو دسته چینی‌های اصل یا سخت و چینی‌های بدلی تقسیم می‌شوند.

· چینی‌های اصل

o چینی ظرف: که می‌توان آن را نوعی شیشه کدر دانست، مانند ظرف چینی معروف بهسور. از ویژگیهای این نوع چینی آن است که لعاب رنگی را به خود می‌‌گیرد.

o چینی سیلیسی:این نوع چینی که به چینی لیموژ معروف است، درکشورهای فرانسه ، ژاپن و چین تهیه می‌‌شود. مواد اولیه آن خاک چینی سفید ، شن سفید و فلدسپار است.

o چینی آلومینیوم‌دار:این نوع چینی به نام چینی ساکس و بایو در فرانسه تهیه می‌‌شود و دارای Al2O3 , SiO2 , CaO است.

· چینی‌های بدلی:خمیر این نوع چینی‌ها ترکیبی حد واسط از خمیر سفال و خمیر چینی‌های ظریف است. در نتیجه سختی آنها از چینی‌های اصل کمتر است. از این رو ، حتما باید آنها را با لعاب بپوشانند. این نوع چینی‌ها خود به دو دسته تقسیم می‌شوند:

o بدل چینی‌های معمولی که خمیر آنها رنگی است و از این رو ، با لعاب کدر پوشانیده می‌شود.

o بدل چینی ظریف که خمیر آنها مانند خمیر چینی بی‌رنگ است اما بر خلاف چینی در مقابل نور شفاف نیست. معمولا سطح این نوع چینی‌ها را از لعاب بی‌رنگ ورنی مانند و شفاف می‌پوشانند تا ظاهری مانند چینی اصل پیدا کنند

از نظر علمی، آهک همان اکسید کلسیم است که از حرارت دادن شدید سنگ آهک (کربنات کلسیم طبیعی) به دست می‌آید.

نگاه اجمالی

آهک و گچ از جمله موادی هستند که کارایی آنها از دوران باستان، توسط بشر شناخته شده است و از آنها در ساختن انواع بناها، استفاده می‌شد. موادی مانند آهک، ساروج و سیمان برای اتصال محکمتر قطعات سنگ و یا چوب بکار گرفته می‌شد.

مفاهیم آهک مرده و آب آهک

هر گاه بر روی اکسید کلسیم (آهک زنده) آب ریخته شود، بر اثر واکنش با آب، گرما ایجاد می‌کند که موجب بخار شدن قسمتی از آب می‌شود. در این عمل آهک بر اثر جذب آب، متورم شده، سپس به صورت گرد سفیدی در می‌آید که اصطلاحاً «آهک مرده» نامیده می‌شود، (زیرا در تماس با آب، دیگر واکنشی از خود نشان نمی‌دهد) و این عمل را شکفته شدن آهک نیزمی‌گویند.

هر گاه مقداری آب به آهک مرده اضافه شود، به شیر آهک تبدیل می‌شود که اگر آن را صاف کنیم، محلول زلالی که در حقیقت محلول سیرشده هیدروکسید کلسیم در آب است، حاصل می‌شود که به آب آهک موسوم است. آب آهک کاربردهای بسیاری در صنایع شیمیایی دارد. مثلاً در تهیه هیدروکسید سدیم، آمونیاک، هیدروکسید فلزات، پرکلرین و به ویژه در استخراج منیزیم از آب دریا بکار می‌رود.

انواع آهک :معمولاً از سه نوع آهک در کارهای ساختمانی استفاده می‌شود.

آهک چرب یا پر قوه

این نوع آهک، حدود چهار درصد ناخالصی همراه دارد و مهمترین ویژگی آن این است که در تماس با آب به شدت شکفته می‌شود و حجم آن تا حدود 5/2 برابر مقدار اولیه‌اش افزایش می‌یابد. مخلوط آن با شن در تماس با گاز کربنیک به سرعت خود را می‌گیرد و سفت می‌شود (به مدت 15 روز در مجاورت هوا)، از اینرو، آهک چرب را آهک هوایی نیز می‌گویند.

آهک‌های کم قوه

این نوع آهک از سنگ آهک‌هایی که 5 تا 6 درصد آهک دارند، تولید می‌شود و ناخالصی‌های عمده آن را اکسید آهن (II) (گل اخری)، اکسید سیلیسیم (سیلیس) و اکسید آلومینوم (آلومین(تشکیل می‌دهد. از ویژگیهای این نوع آهک آن است که به کندی شکفته می‌شود و ملات حاصلاز مخلوط آن با شن، به آرامی‌ در هوا سفت می‌شود.

آهک‌های آبی

این نوع آهک، معمولاً از سنگ آهک‌هایی که حدود 6 تا 22 درصد گل رس دارند، تهیه می‌شود. از ویژگیهای مهم این نوع آهک آن است که دور از هوا و حتی در زیر آب، به آهستگی سفتمی‌شود، در تماس با آب خیلی شکفته می‌شوند و با آب خمیر کم چسب تولید می‌کند. بطورکلی، می‌توان این نوع آهک‌ها را حد واسط بین، آهک‌های هوایی و سیمان دانست.

روشهای تهیه آهک‌

روش تهیه کلی آهک، همان حرارت دادن سنگ آهک (کربنات کلسیم) تا دمای 1000 تا 1200 درجه سانتیگراد است. البته، هر چه دما بالاتر باشد و گاز دی‌اکسیدکربن حاصل، بهتر از محیط خارج شود، عمل تجزیه سنگ آهک بهتر صورت می‌پذیرد. اما بطور کلی، تهیه انواع آهک متفاوتاست که در اینجا به چند نمونه اشاره می‌شود.

تهیه آهک معمولی

برای تهیه این نوع آهک، از کوره‌های ثابت و غیره پیوسته یا از کوره‌های مکانیکی استفاده می‌شود.

کوره‌های ثابت و غیر پیوسته

در این کوره‌ها که به روش سنتی کار می‌کنند، خرده‌های سنگ آهک را در اندازه‌های تقریبی 10 سانتیمتر روی هم می‌چینند و سطح آن را با کاه گل می‌پوشانند. سپس از قسمت پایین با کمک سوخت (بوته، چوب، زغال یا نفت سیاه) تا دمای 1000 درجه سانتیگراد به آن گرما می‌دهند، پس از زمان معینی گرما دادن را قطع کرده، بعد از آنکه کوره سرد شد، آهک زنده حاصل را خارج می‌کنند (چون در زمان خالی کردن، آهک کوره کار نمی‌کند، از اینرو، آن را کوره ثابت و غیر پیوسته می‌گویند(.

کوره‌های مکانیکی و پیوسته

این کوره‌ها نیز انواع مختلف دارند. "کوره آلبرگ" که در قسمت پایین آن، شبکه فلزی ضخیمی ‌تعبیه شده است و بر روی آن مخلوط زغال (به عنوان سوخت) و سنگ آهک را قرار می‌دهند. گرمای سوختن زغال دمای کوره را بالا می‌برد و سنگ آهک را تجزیه و به آهک تبدیل می‌کند. آهک حاصل از پایین شبکه فلزی و گاز دی‌اکسیدکربن نیز از بالای کوره خارج می‌شود. عیب عمده استفاده از این نوع کوره آن است که مقداری خاکستر زغال در آهک وارد می‌شود. بازدهی این روش بین 12 تا 14 تن آهک در روز است.

کوره شماتولا

این کوره شبیه کوره آلبرگ است، با این تفاوت که قسمت آتشدان آن در خارج از محفظه کوره قرار دارد و از اینرو، عیب مخلوط شدن آهک با خاکستر زغال را ندارند.

کوره‌های گردان

این کوره‌ها مشابه کوره پخت سیمان هستند. بازدهی این نوع کوره‌ها از انواع دیگر بالاتر است.

مرحل تهیه آهک‌های آبی

برای تهیه این نوع آهک مراحل زیر به ترتیب انجام می‌گیرد.

تجزیه سنگ آهک

در این مرحله، به روشی که برای تهیه آهک گفته شد، عمل می‌شود. با این تفاوت که سنگ آهک انتخاب شده باید مقدار قابل ملاحظه‌ای خاک رس همراه داشته باشد.

شکفته کردن

در این مرحله با دقت و مهارت کافی، آن اندازه آب به آهک زنده اضافه می‌شود که فقط اکسید کلسیم هیدراته شود و سیلیکات‌ها و آلومینات کلسیم آب جذب نکنند و به صورت بلورهای هیدراته در نیایند. برای این منظور اضافه کردن آب را باید در دمای 250 تا 400 درجه سانتیگراد انجام داد، زیرا در این دما، سیلیکات‌ها، آب جذب نمی‌کنند.

الک کردن

آهک را پس از شکفته شدن باید از الکهای ویژه‌ای عبور داد و بر اساس اندازه ذرات، آن را به صورتزیر دسته‌بندی کرد:

آهک سبک : که نرم‌ترین قسمت آن است و درجه خلوص آن نیز بالا است.

آهک هیدرولیک معمولی : که از الک رد نشده است و باید آن را دوباره آسیاب و بوجاری کرد.

آهک‌های سنگین : که دانه‌های آنها دارای ماهیت سیمان است و مقدار سیلیکات آن زیاد است.

نخاله آهک : شامل سنگ آهک‌های نپخته است که در برابر آب شکفته نمی‌شود و حاوی مقدار زیادی سیلیکات است.

کاربردهای مهم آهک

آهک کاربردهای زیادی در کارهای ساختمان‌سازی و تهیه فرآورده‌های صنعتی و شیمیایی دارد که به بسیاری از آنها اشاره می‌کنیم:

تهیه ظرفهای چینی : چینی‌ها در واقع از انواع سرامیک محسوب می‌شوند و به دو دسته چینی‌های اصل یا چینی‌های سخت و چینی‌های بدلی تقسیم می‌شوند.

تهیه شیشه‌های معمولی : عمدتا شامل سیلیس، کربنات کلسیم (یا آهک)، کربنات سدیم و زغال کک است.

تهیه سیمان : در ابتدا از سنگ آسیاب برای پودر کردن مخلوط و از کوره‌های ثابت استفاده می‌شد.

تهیه ساروج : ساروج یا ملاط، مخلوطی از آهک، ماسه و آب است که بر خلاف سیمان در داخل آب خود را نمی‌گیرد و سفت نمی‌شود، ولی در مجاورت هوا به علت جذب گاز دی‌اکسیدکربن و تشکیل سنگ آهک، به تدریج سفت می‌شود.

در قندسازی : می‌توان از ریشه گیاه چغندر، قند استخراج کرد.

در دباغی پوست : قبل از دباغی پوست باید عملیات آماده‌سازی را، به منظور حذف ضایعات باقیمانده بر روی پوست، بر روی آن انجام داد.

یکی دیگر از مصارف عمده آهک در صنایع شیمیایی و در آزمایشگاه‌های شیمی، تهیه هیدروکسید سدیم از کربنات سدیم و هیدروکسید آمونیوم از کلرید آمونیم است

تخته فیبر نیمه سخت (MDF):

ام. دی. اف برای اولین بار در در سال 1965 در امریكا ساخته شد هم اكنون به نام تخته بارابورد به بازار عرضه می شود. ام. دی. اف دارای بافتی بسیار متراكم می باشد. روكشهایی از چوب و مصنوعات روكشی بر روی این محصول چسبانده می شود مانند: روكش آلدر، روكش فرمیكا كه نوع فرمیكا مقاوم نسبت به آب می باشد.

نوع الدر آن نسبت به آب و سایر عوامل مقاوم نمی باشد . تخته فیبر سخت: در سال 1926 اولین كارخانه تولید اچ. پی. ال در شهر لورل تاسیس شد كه این واحد در حال حاضر بزرگترین كارخانه تولید كننده اچ پی. ال در دنیا به شمار می رود دو نوع از این تخته ها عبارتند از:

روكوب گونیایی: این صفحات دارای رنگهای مختلفی مانند: مرمری روشن و تیره هستند و گاهی رنگ آنها را به صورت موج چوب در می آورند. این صفحات قابل شستشو با آب سرد و گرم است و برای پوشش دیوار ها به كار می رود

روكوب مربعی: گاهی صفحات روكوب را به شكل (مربع یا مستطیل ) در می آورند و برای پوشش كف آشپزخانه، حمام، و سرویسها استفاده می شود.

-----------------------------------------------------

H P L

فرمیكا با اسم اختصاری HPL كه مخفف HIGH PRESSUS LAMINATE می باشد یك كلمهاسپانیایی و معرف ورقه ای است مركب كه از چندین لایه ساخته شده از الیاف (مثلكاغذ)آغشته به رزین های عمل كننده در گرما (گرما سخت) كه تحت تأثیر حرارت و فشار 5مگا پاسگال به هم چسبیده باشد. یك یا دو سطح فرمیكامی تواند از ورقه های رینگی یا تزیینی آغشته به رزین ملامین پوشیده شود. در ایران به تولید ورقه های فرمیكای ضد حرارت و رطوبت پرداخته می شود و در حال حاضر از كشورهایی نظیر هند، تركیه، سوریه،... نیز وارد می شود. مواد اولیه معمولی جهت ساخت فرمیكا یا HPL عبارتند از: كاغذ كرافتك، كاغذ دكورتیو، رزین فنلیك، و رزین ملامین می باشد.

خصوصیت روكش فرمیكا :

مقاومت های رطوبتی :مقاوم در برابر آب و بخار بدون ترك خوردگی و ورقه ورقه شدن. جذب رطوبت در حال غوطه وری در آب كمتر از 6درصد و افزایش ضخامت ناشی از جذب آب آن كمتر از 10درصد می باشد.

مقاومت حرارتی : تحمل دمای خشك و شوك حرارتی تا 180 درجه سانتیگراد. مقاومت در برابر حرارت سیگار بدون باقی ماندن اثر آن. تغییرات ابعادی در دمای بالا كمتر از 3درصد می باشد.

سایر مقاومت ها : به دلیل استفاده از چسب رزین فنو لیك در تولید فرمیكا در مقابل جریان الكتریسیته مقاوم بوده به دلیل استفاده از جسب رزین ملامین در سطح لایه باعث مقاومت رویه در برابر اسیدهای ضعیف شده است.

---------------------------------------------

H D F

تخته فیبر سخت: در سال 1962 اولین كارخانه تولید اچ. پی. ال در شهر لورل تاسیس شد كه این واحد در حال حاضر بزرگترین كارخانه تولید كننده اچ پی. ال در دنیا به شمار می رود دو نوع از این تخته ها عبارتند از:

روكوب گونیایی : این صفحات دارای رنگهای مختلفی مانند: مرمری روشن و تیره هستند و گاهی رنگ آنها را به صورت موج چوب در می آورند. این صفحات قابل شستشو با آب سرد و گرم است وبرای پوشش دیوار ها به كار می رود.

روكوب مربعی: گاهی صفحات روكوب را به شكل (مربع یا مستطیل ) در می آورند و برای پوشش كف آشپزخانه، حمام، و سرویسها استفاده می شود.

كفپوشهای h d f

لایه این پاركتها به صورت زیر است

-1 سطح خارجی از لمینت سخت و مقاوم -2 ورق فلم طرح چوب -3 فیبر ضد رطوبت H. D. F

-4 سیستم اتصال تاپ لاك -5 (TOP LOOK ) ورق ملامین ضر رطوبت

ابعاد این كفپوش توسط شركت های مختلف متفاوت است.

--------------------------------------------

پانلهای معدنی

پانلهای چوب و سیمان( CEMENT BOARD (C. B

پانلهای چوب و گچ (GYPSUM FIBER BORD (G. F. B

پانل های چوب و سیمان (C. B) : سابقه تولید صفحات چوب و سیمان به سال 1914 می رسد كه در اتریش نوعی پانل فشرده چوبی كه در ساخت آن از كربنات منیزیم به عنوان عامل اتصال دهنده به كار رفته بود تولید گردید. در سال 1982 برای تولید این پانلها از سیمان پرتلند استفادهشده و در سالهای پس از آن از گچ به عنوان اتصال دهنده استفاده گردید. واحد هایتولید كننده پانل های چوب و سیمان در ایالات متحده از سال 1940شروع به كار نمود. در این فرایند می توان از الیاف دیگری مانند: ماسی، شن، پرلیت، را نیز می توان مورد استفاده قرار داد. از فرایند جدید در تولید این تخته می توان تزریق دی اكسید كربن به داخل آن كه منجر به افزایش مقاومت آن می شود نام برد.

موارد مصرف پانلهای چوب و سیمان (C. B): این پانلها در ساختمان به ویژه در پوششهای داخلیسقف و و دیوار ها و نمای خارجی ساختمان كاربرد گسترده ای دارد.

پانلهای چوب و گچ (G. F. B ) : پانلهای گچی از تركیب ذرات چوب و گچ های مصنوعی كه خود ازمحصولات جانبی فرآیندهای تولید كود های مصنوعی می باشند به دست می آید. هزینه تولیداین تخته ها به دلیل استفاده از این مواد پایین بوده. ارزش صفحات گچی تقویت شدهحدوداً نصف قیمت تخته خرده چوب ساخته شده با رزین اوره فرمالدیید است بدین ترتیب این فرآورده دارای قدرت رقابت بالایی می باشد.

موارد مصرف پانلهای چوب و گچ (G. F. B) : از صفحات چوب و گچ در داخل ساختمان به عنوان پوشش كف، پوشش داخلی دیوار ها، دیوارهای جدا كننده(پارتیشن)و غیره استفاده می شود.

پانهای چوب و لاستیك : در این فرآیند كه از الیاف چوب و تایر فرسوده و رزین استفاده می شود، با تغییر درصد مواد اولیه،تخته هایی به دست می آید كه ویژگیهای متعددی در برابر رطوبت، كشش و ضربه از خود نشان می دهد سالانه 240ملیون تایر در ایالات متحده فرسوده می شود كه این تعداد تایر فرسوده یك مشكل زیست محیطی جدی محسوب می شود كه با این فن آوری تا حدودی از مشكلات مربوط به آن كاسته شده است

بتن عبور دهنده نور

لایتراکان،Litracon Light Transmitting Concrete، بتن عبور دهنده نور، امروزه به عنوان یک متریال ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا مطرح است. این متریال ترکیبی از فیبر های نوری و ذرات بتن است و می تواند به عنوان بلوک ها و یا پانل های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک متریال دانه بندی شده را تشکیل می دهند. به این ترتیب نتیجه کار صرفا ترکیب دو متریال شیشه و بتن نیست، بلکه یک متریال جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و همچنین سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می آید.

فیبر های شیشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها می شوند. جالب تریت 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 سبز به پشت بلوک بتابد در جلوی آن سایه ها سبز دیده می شوند. هزاران فیبر شیشه ای نوری به صورت موازی کنار هم بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار می گیرند. نسبت فیبر ها بسیار کم و حدود ۴ درصد کل میزان بلوک ها است. علاوه بر این فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبدیل به یک جزء ساختاری می شوند بنابر این 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 فیبر ها تا ۲۰متر بدون از دست دادن نور عمل می کنند و در دیواری با این ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد.

ساختارهای باربر هم می‌توانند از این بلوک‌ها ساخته شوند. زیرا فیبر های شیشه ای هیچ تاثیر منفی روی مقاومت بتن ندارند. بلوکها می توانند در اندازه ها ی متنوع و با عایق حرارتی خاص نصب شده روی آنها تولید شوند.

این متریال در سال ۲۰۰۱ توسط یک معمار مجار به نام «آرون لاسونسزی» اختراع شد و به ثبت رسید. این معمار زمانیکه در سن ۲۷ سالگی در کالج سلطنتی هنر های زیبای استکهلم مشغول به تحصیل بود این ایده را بیان کرد و در سال ۲۰۰۴ شرکت خود را با نام لایتراکان تاسیس کرد و با توجه به نیاز و تمایل جامعه امروز به استفاده از مصالح جدید ساختمانی، از سال ۲۰۰۶ با شرکت های بزرگ صنعتی به توافق رسیده و تولید انبوه آن به زودی آغاز خواهد شد.

موارد کاربرد

دیوار: به عنوان متداول ترین حالت ممکن این بلوک می تواند در ساختن دیوارها مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب هر دو سمت و همچنین ضخامت این متریال جدید قابل مشاهده خواهد بود. بنابر این سنگینی و استحکام بتن به عنوان ماده اصلی « لایتراکان» محسوس تر می شود و در عین حال کنتراست بین نور و ماده شدید تر می شود. این متریال می تواند 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 می تابد قرار گیری غربی یا شرقی توصیه می شود تا اشعه آفتاب در حال طلوع یا غروب با زاویه کم به فیبر های نوری برسد و شدت عبور نور بیشتر شود. بخاطر استحکام زیاد این ماده می توان از آن برای ساختن دیوار های باربر هم استفاده کرد. در صورت نیاز، مصلح کردن این متریال نیز ممکن است همچنین انواع دارای عایق حرارتی آن نیز در دست تولید است.

پوشش کف: یکی از جذاب ترین کاربرد ها، استفاده از «لایتراکان» در پوشش کف ها و درخشش آن از پایین است. در طول روز این یک کفپوش از جنس بتن معمولی به نظر می رسد و در هنگام غروب آفتاب بلوک های کف در رنگهای منعکس شده از نور غروب شروع به درخشش می کنند.طراحی داخلی: همچنین از این نوع بتن عبور دهنده نور می توان برای روکش دیوار ها در طراحی داخلی استفاده کرد به صورتی که از پشت نور پردازی شده باشند و می توان از نور های رنگی متنوع برای ایجاد حس فضایی مورد نظر استفاده کرد.کاربرد در هنر: بتن ترانسپارانت برای مدتها به عنوان یک آرزو برای معماران و طراحان مطرح بود و با تولید لایتراکان این آرزو به تحقق پیوست. کنتراست موجود در پشت متریال تجربه شگفت آوری را برای مدت طولانی در ذهن بیننده ایجاد می کند. در واقع با نوعی برخورد سورئالیستی محتوای درون در ارتباط با محیط پیرامون قرار می گیرد و به این ترتیب بسیاری از هنرمندان تمایل به استفاده از این متریال در کارهای خود دارند. به طور کلی با پیشرفت های تکنولوژیکی و ارائه خلاقیت طراحان و مجسمه سازان با ابزار های مختلف، پتانسیل و قابلیت بتن توسط هنرمندان گوناگون در تمام جهان مورد استفاده قرار گرفته است.

بلوکها

مصلح کردن بلوک بتنی عبور دهنده نور: در صورت نیاز به مصلح کردن این بتن شیار هایی در داخل آن تعبیه می شوند. در حین ساختن دیوارها میلگرد ها بصورت عمودی یا افقی در این شیار ها قرار می گیرند و فیبر های اپتیکی بخاطر خاصیت انعطاف پذیری خود در اطراف میلگردها جمع می شوند و به این ترتیب میلگرد ها دیده نمی شوند. از این روش بصورت موفقیت آمیزی در چند پروژه و طراحی نمایشگاه استفاده شده است.

رنگها و بافت ها: با توجه به رنگ خاکستری متداول بتن معمولی، لایتراکان دارای رنگهای متنوعی است و بافت سطوح بیرونی آن نیز می تواند متنوع باشد، به گونه ای که بلوکهای متنوع در کنار هم قرار گیرند و یک ساختار واحد را به وجود آورند.

توزیع فیبرها

اندازه و ترتیب فیبر ها در هر بلوکی می تواند متفاوت باشد و این ترتیب قرار گیری می تواند کاملا منظم یا کاملا ارگانیک مانند مقطع چوب باشد.

مشخصات تکنیکی

ترکیبات:بتن و فیبر اپتیکی، میزان فیبر حد اکثر ۵درصد کل بلوک، عبور ۳درصد نور تابیده از هر ۴ درصد کل فیبر موجود، چگالی ۲۴۰۰-۲۱۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب، مقاومت فشاری۴۹ نیوتن بر میلی متر مربع در بد ترین حالت و ۵۶نیوتن بر میلی متر مربع در بهترین حالت، مقاومت خمشی معادل ۷/۷ نیوتن بر میلی متر مربع.

اندازه بلوکها

ضخامتmm500-25 ، عرض حداکثرmm600 ، ارتفاع حد اکثرmm300 .

لامپ لایترا کیوب Litracub Lamp یکی از محصولات موفق لایترا کان در زمینه طراحی، لامپ لایترا کیوب است که در آن بلوکها با قرار گیری روی هم مکعبی را تشکیل می دهند که منبع نور در داخل آن قرار دارد و نور با عبور از بتن به بیرون ساطع می شود.به این ترتیب این ماده جدید می تواند در عرصه های مختلف طراحی و همچنین در ایجاد فضاهای پویا و انعطاف پذیر داخلی بسیار مورد استفاده قرار گیرد .

www.mehrazan.dde.ir

www.mehrazan.blogfa.com