اختراع بتن سبک سازهای پرمقاومت نورگذر+ تصاویر
به گزارش خبرگزاری فارس از تبریز، احسان دادخواه‌خیابانی، مجری طرح بتن سبک سازهای پرمقاومت نورگذر و دانشجوی دکترای زلزله دانشگاه تبریز اخیراً با طرح ساخت «بتن سبک سازهای پرمقاومت نورگذر( ELASTICON)» در چهل و ششمین نمایشگاه بین‌المللی و تخصصی اختراعات 2018 ژنو در بخش عمران و معماری آن، موفق به کسب مدال طلای این مسابقات شده است.
با این وجود به دلیل اهمیت این موضوع در سال «حمایت از کالای ایرانی» و اینکه این بتن در مقایسه با سایر بتن‌ها چه مزیت و برتری دارد، با احسان دادخواه خیابانی، مجری این طرح به گفت‌وگو پرداخته‌ایم.
فارس: در ابتدا از مشخصات فنی این طرح بگویید و اینکه این پروژه چه مزیتی در مقایسه با سایر بتن‌های تولیده شده دارد؟
بتنی که امروزه در ساخت و سازها مورد استفاده قرار می‌گیرد، عموماً از سیمان، آب و سنگ‌دانه ( شن و ماسه) تشکیل شده است.
همانگونه که مشخص است، بتن دارای رنگ خاکستری بوده و چگالی زیاد آن باعث عدم عبور نور از آن می‌شود که این امر باعث عدم تفکیک اشخاص، رنگ‌ها و اشکال از پشت بتن می‌شود.
در ساخت بتن‌های سبک سازهای مهم‌ترین عامل، سبک بودن وزن آن است و میزان مقاومت آن مهم نیست، از این رو در آیین‌نامه‌ها حداکثر وزن مخصوص مجاز را قید می‌کنند.
از آنجایی که سنگ‌دانه‌های سبک معمولاً متخلخل هستند و مقاومت بتن را به میزان زیادی کاهش می‌دهند.از این رو به منظور کسب اطمینان از کیفیت سازهای بتن در دفترچه مشخصات حداقل مقاومت مورد نیاز در سن 28 روزه ارائه می‌شود.
با این وجود به طور کلی می‌توان گفت، بتن سازهای سبک بتنی است که مقاومت فشاری 28 روزه آن بیش از 17 مگاپاسکال بوده و وزن مخصوص خشک شده در هوای آزاد از یک‌هزار و850 کیلوگرم بر مترمکعب بیشتر نباشد، بر این اساس افزایش مقاومت بتن سبک سازهای از جمله موارد چالش برانگیز است.
با این مقدمه می‌توان بر این نکته توجه کرد که بتن با خصوصیت گذردهی نور باعث تعامل بهتر ساخت و ساز با حفظ محیط زیست شده و با ایجاد محیطی که ساعت طولانی‌تری با نور طبیعی روشن است، سبب کاهش قابل ملاحظه‌ای در مصرف انرژی و حفظ محیط زیست خواهد شد. از طرف دیگر این ویژگی باعث کاهش هزینه‌های عمل‌آوری و نگهداری بتن خواهد شد.
فارس: در حقیقت شما با اختراع ساخت و تولید این بتن به دنبال چه اهدافی بودید؟
هدف از ساخت این بتن، بهبود رفتار بتن سبک سازهای بوده به طوریکه جزو بتن‌های پرمقاومت است و قابلیت گذردهی نور را نیز داراست.
برای رسیدن به این هدف کلی، بتنی تولید شده است که نه تنها برای قطعات پیش ساخته قابل استفاده است بلکه به عنوان بتن سازهای نیز می‌توان استفاده کرد به این ترتیب که مصالح و سنگ‌دانه‌ها طبق طرح اختلاط با هم آمیخته شده و بعد از بتن‌ریزی،گیرش و عمل‌آوری، بتن سبک سازهای پرمقاومت نورگذر به دست خواهد آمد.
کاهش وزن مخصوص بتن با مصالح موجود به‌گونه‌ای است که در رده بتن‌های سبک سازهای باشد، افزایش مقاومت بتن با مصالح موجود به منظور دستیابی به بتن رده C40 و بالاتر، دستیابی به بتن سبک با قابلیت استفاده در اعضای سازهای و کاهش مصرف انرژی الکتریسیته و حفظ منابع انرژی برای نسل‌های بعدی از جمله دیگر اهداف این پروژه بوده است.
فارس: به برخی از ویژگی‌ها و مزیت‌های این پروژه در مقایسه با سایر بتن‌های تولیدی موجود در بازار مصرف اشاره داشتید، از دیگر قابلیت‌های این ثبت اختراع بگویید؟
حفظ محیط زیست با افزایش طول مدت استفاده از نور طبیعی در اماکن، کاهش مصرف انرژی با توجه به خاصیت گذردهی نور، استفاده از مصالح دورریز در راستای بازیافت و حفظ محیط زیست، کاهش هزینه‌های عمل‌آوری و نگهداری بتن با توجه به خاصیت گذردهی نور، بهبود رفتار سازه‌ها با استفاده از بتن سازهای سبک پرمقاومت و مقاوم‌سازی سازه‌های تاریخی با حفظ ارزش آثار تاریخی از جمله دیگر قابلیت‌های این بتن است.
از سوی دیگر، بهبود تمام رفتار بتن‌های معمولی اعم از مقاومت فشاری، خم، سایش، جذب آب، یخبندان، مقاومت در محیط اسیدی، قلیایی و مقاومت حرارتی بسیار بالا را می‌توان از آثار مثبت آن اعلام کرد.
وزن مخصوص این بتن یک‌هزار و 680 kg/m^3 بوده و مقاومت فشاری 28 روزه آن 800 MPa، مقاومت خمشی 12/1 MPa، عرض سایش 2/11 میلی‌متر و جذب آب آن صفر است.
فارس: حال با توجه به ویژگی‌ها و قابلیت‌هایی که این بتن در مقایسه با سایر بتن‌ها دارد که به بخشی از آنها نیز اشاره کردید، به نظر می‌رسد این بتن جدید کاربردهای وسیعی در عرصه صنعت ساخت و ساز داشته باشد؟
بله، همان طوری که گفته شد، از این بتن می‌توان در ساختمان‌هایی با کاربری خاص مثل موزه‌ها که نور مستقیم آفتاب برای وسایل نگهداری شده مضر است، در جهت تامین نور و روشنایی استفاده کرد.
همچنین در سازه‌ها به دلیل عبور نور می‌توان مدت زمان بیشتری را بدون روشن کردن لامپ در محیط مورد نظر به فعالیت ادامه داد.
نکته قابل تامل دیگر اینکه با توجه به بهره‌گیری از تکنولوژی نانو در این بتن، در پیاده‌روها با تعبیه سلول خورشیدی در زیر این بتن، می‌توان روشنایی معابر عمومی را از نور خورشید تأمین کرد و به دلیل صفر بودن جذب آب، امکان از بین رفتن بتن در فصل زمستان وجود ندارد. همچنین با توجه بهره‌گیری از تکنولوژی نانو در این بتن، در محیط‌های اسیدی و بازی هم مقاوم است.
فروش ورق ژئوممبران
با این وجود، با نورپردازی و مشخص کردن علایم راهنمایی و رانندگی یا تبلیغات می‌توان در اماکن عمومی از ویژگی گذردهی نور استفاده کرد.همچنین با استفاده از این بتن در مقاوم‌سازی آثار تاریخی، می‌توان ارزش تاریخی این آثار را حفظ کرد.
فارس: چگونه به این ایده رسیدید که با استفاده از تکنولوژی نانو می‌توان به ساخت و تولید بتن با این قابلیت دست یافت؟
ایده ساخت و تولید این بتن به لیتراکن LITRACON ساخت بتن شفاف برمی‌گردد. چرا که بتن عبور دهنده نور، امروزه به عنوان یک ماده ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا مطرح است.
این ماده ترکیبی از فیبرهای نوری و ذرات بتن است و می‌تواند به عنوان بلوک‌ها و یا پانل‌های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبرها به خاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک ماده دانه‌بندی شده را تشکیل می‌دهند.
به این ترتیب نتیجه کار صرفاً ترکیب دو ماده شیشه و بتن نیست بلکه یک ماده جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی همچنین سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می‌آید.
در حقیقت لیتراکن برای تولید قطعات پیش ساخته مورد استغاده قرار می‌گیرد و کاربرد غیرسازه‌ای دارد، به این صورت که در لایه‌های بسیار زیاد فیبر نوری استفاده می‌شود و در بین آنها دوغاب سیمان ریخته می‌شود.
منظور ما دنبال گونه‌ای از بتن‌های نور گذر بودیم که علاوه بر دارا بودن خاصیت گذردهی نور، قابلیت استفاده در المان‌های سازهای را علاوه بر المان‌های غیرسازه‌ای دارا باشد.
به همین دلیل با تشکیل گروه سه نفره (احسان دادخواه‌خیابانی دانشجوی دکترای زلزله دانشگاه تبریز به همراهی حسن نمازی‌ربطی استاد تمام دانشکده شیمی دانشگاه تبریز و محمدخیراللهی‌دهخوارقانی دانشجوی دکترای سازه دانشگاه صنعتی سهند تبریز) طی دو سال تلاش و کوشش توانستیم به هدف خود برسیم.
فارس: هزینه تولید هر مترمکعب این بتن چقدر است و در آینده برای بهبود آن چه اقدماتی در دستور کارتان قرار دارد؟
هزینه هر مترمکعب این بتن در مقیاس آزمایشگاهی در حدود 7 میلیون ریال است.
با در نظر داشتن جنبه‌های اجرایی این نوع بتن، در ادامه در تلاشیم علاوه بر بهبود میزان گذردهی نور طبیعی، میزان شفافیت این بتن را افزایش داده همچنین هزینه تمام شده آن را کاهش دهیم.
فارس:از دستاوردهای چهل و ششمین نمایشگاه بین‌المللی و تخصصی اختراعات ژنو 2018 بگویید، که چقدر برای شما سودمند بوده است؟
چهل و ششمین نمایشگاه بین‌المللی و تخصصی اختراعات 2018 ژنو، اواسط آوریل زیرنظر و حمایت دولت فدرال سوئیس و شهرداری ژنو، حمایت فکری سازمان ملل متحد، فدراسیون جهانی مخترعان، سازمان‌های علمی، تحقیقاتی و مراکز مرتبط و وزارتخانه‌های علوم، تحقیقات و فناوری بیش از 40 کشور از جمله فرانسه، آلمان، رومانی، روسیه، ایران، کرواسی، مجارستان، مالزی، پرتغال، هلند، اسپانیا، کره جنوبی، تایوان و... با شرکت 700 مخترع با یک‌هزار اختراع برگزار شد.
انتخاب و اعطای مدال و جوایز در بخش مسابقات این عرصه بین‌المللی به مخترعان با بررسی دقیق اختراعات توسط بیش از 70 نفر از هیات داوران بین‌المللی با تخصص‌های ویژه صورت می‌پذیرد.
با این وصف، اختراع بنده در بخش عمران و معماری تحت عنوان«"بتن سبک سازهای پرمقاومت نورگذر( ELASTICON)» در بین یک‌هزار اختراع توانست مدال طلای این عرصه بین‌المللی را کسب کند همچنین جایزه ویژه بهترین اختراع بین‌اللمللی کشور تایلند را به دست آورد
منبع فارس نیوز