بتن شفاف چیست؟ این بتن یکی از مصالح نوین ساختمانی است که برخلاف تصوربسیاری سابقه استفاده از آن به دهه ۳۰ میلادی برمی‌گردد. این نوع از بتن در واقع عبور نور را برخلاف سایر انواع بتن‌ها ممکن می‌سازد. توانایی انتقال نوری این بتن برگرفته از کاربرد مواد به خصوصی مانند فیبرهای نوری است. فیبرهای نوری که توانایی انتقال نور را دارند و از ساختاری شفاف بهره می‌برند، دارای ضخامتی برابر با قطر موی انسان هستند. ویژگی‌های منحصر به فرد فیبرهای نوری به کار رفته در بتن‌های شفاف به شما امکان می‌دهد که سایه‌ها و رنگ‌ها را در دو طرف سازه مشاهده کنید.
تاریخچه
اصطلاح بتونه شفاف برای اولین بار در سال ۱۹۹۵ توسط یک مخترع کانادایی مورد اشاره قرار گرفت. با توسعه فیبرهای شیشه‌ای نوری و فیبرهای مبتنی بر پلیمر، نرخ نوآوری و پیشرفت‌های حاصل شده در این حوزه در سال‌های اخیر به شدت رو به افزایش گذاشت. در دهه ۱۹۹۰ انواعی از بتن شفاف با استفاده از الگوهای ریز و لایه‌ای توسعه یافت. بتن شفاف یا بتن انتقال دهنده نور که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد در سال ۲۰۰۱ توسط یک معمار مجارستانی به نام آرون لوسونسزی و همکارانش در دانشگاه بوداپست ساخته شده است. آرون بعدها در سال ۲۰۰۴ محصول اولیه خود را بهبود بخشید و آن را لیتراکن نامید.
مواد به کار رفته در تولید بتن شفاف
بتن‌های با استفاده از ترکیب فیبرهای نوری و بتن ریزدانه ساخته می‌شود. فیبرها به مانند دیگر مواد در بتن مخلوط می‌شود. این فیبرها می‌توانند نور طبیعی یا مصنوعی را انتقال دهند. مهم‌ترین دلیل استفاده از فیبرهای نوری در ساخت بتن شفاف این است که این نوع از فیبرها حتی می‌توانند در زوایای بیشتر از ۶۰ درجه نور را انتقال دهند.
فیبر نوری شامل سه لایه به نام‌های هسته، غلاف و روکش خارجی است. نور از طریق هسته منتقل می‌شود. به کار بردن مصالح دانه‌ریز در بتن شفاف مقاومت فشاری بالا و تقریباً برابر با ۷۰ مگاپاسکال را برای آن به ارمغان می‌آورد. مواد استفاده شده در ساخت بتن شفاف عبارتند از:
- سیمان
از آنجایی که تنها فیبرهای نوری مسئول انتقال نور هستند، به همین دلیل هم نیاز به استفاده از نوع خاصی از سیمان نیست و سیمان پرتلند معمولی کفایت می‌کند.
- ماسه
از آنجایی که این بتن تنها با استفاده از مصالح دانه‌ریز ساخته می‌شود، بنابراین ماسه‌ها باید از مش ۱۸/۱ میلی‌متر عبور داده شوند. ماسه‌ها باید عاری از هرگونه آلودگی مانند خرده‌های گیاهی و ذرات بزرگ‌تر باشند.
- آب
آب استفاده شده باید یک آب قابل نوشیدن و عاری از هرگونه آلودگی و ناخالصی باشد.
- فیبرهای نوری
فیبرهای نوری تقریباً ۴ تا ۵ درصد حجمی بتن شفاف را شامل می‌شوند. ضخامت فیبرهای نوری می‌تواند از ۲ میکرومتر تا ۲ میلی‌متر باشد که بستگی به الزامات و پیش‌نیازهای انتقال نور دارد.
مطلب پیشنهادی: نسل بعدی بتن (بتن قابل انعطاف)
نحوه تولید بتن شفاف
برای تولید این نوع از بتن ابتدا در یک قالب با اندازه‌های مشخص یک لایه بتن تشکیل شده از مصالح دانه‌ریز ریخته می‌شود. سپس با توجه به الزامات و پیش‌نیازهای نوری مورد نظر از فیبرهای نوری با ضخامت مشخص استفاده می‌شود و آن‌ها در امتداد قالب کار گذاشته می‌شوند و در انتها نیز بتن ریزی مجدداً انجام می‌گیرد. برای آنکه فیبرها کاملاً در بطن و عمق مشخص مستقر شوند آن‌ها را تحت فشار مکانیکی یا لرزش‌های مخصوصی قرار می‌دهند.
برای مسلح کردن بتن شفاف می‌توان شکاف‌هایی را در بطن در نظر گرفت و میلگردهایی را به صورت عمودی یا افقی در آن به کار بست. شایان ذکر است که فیبرهای نوری از حالت ارتجاعی و انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار هستند و نه تنها هیچ گونه اختلالی در مقاومت بتن ایجاد نمی‌کنند بلکه استحکام آن را نیز بهبود خواهند بخشید.
فیبرهایی که در ساخت این نوع بتن به کار برده می‌شود باید از لحاظ چگالی نیز با بتن همخوانی داشته باشند. در ساخت بتن شفاف باید از ایجاد چسبندگی لازم میان بتن و فیبرها اطمینان حاصل شود که بدین منظور می‌توان مواد منبسط کننده خاصی استفاده کرد. در ساخت بتن‌های شفاف به طور عمده از دانه‌های ماسه‌ای از جنس کوارتز استفاده می‌شود. ماسه‌های کوارتزی نه تنها موجب بهبود استحکام بتن می‌شوند، بلکه به دلیل این که خود نیز شفاف هستند از این رو از تیره شدن بتن جلوگیری می‌کنند. در صورتی که در تهیه بتن شفاف از مصالح دانه درشت استفاده شود، فیبرها از جای خود تکان خواهند خورد و کیفیت نهایی کار بسیار پایین خواهد بود.
موارد کاربرد
- نورپردازی در دیوارها
- نمای ساختمان‌ها
- دیوارهای داخلی
- نورپردازی
- افزایش قدرت دید در معابر در طول شب
- چراغ‌های روشنایی
- استفاده در طراحی داخلی
مزایا و معایب بتن شفاف
- مهم‌ترین مزیت این محصولات شفاف این است که نور را از خود عبور می‌دهند و به همین سبب نیز می‌توان از آن‌ها در معماری پایدار استفاده کرد.
- می‌توان از این محصولات شفاف برای کاهش نیاز به نور و روشنایی در ساختمان‌ها استفاده کرد که به همین سبب موجب صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود.
- از معایب بتن‌های شفاف می‌توان به این موضوع اشاره کرد که این محصولات در مقیاس‌های کوچک شاید آن‌چنان که باید نور را از خود عبور ندهند و در فاصله دور غیر روشن به نظر برسند.
