کاربردها و چالش‌های مصالح ساختمانی سبک

سبک بودن مصالح ساختمانی به معنای عدم استحکام آن‌ها نیست. اما غالبا مردم چنین تصوری را در مورد مصالح ساختمانی سبک دارند. این نوع مصالح ساختمانی در واقع یک جنبش صنعتی در راستای دگرگونی طراحی و ساخت سازه‌ها محسوب می‌شوند.

انواع مصالح ساختمانی سبک

محققین مصالح ساختمانی سبک را که از ماسه، سیمان و حتی الیاف ضایعات حاصل از نارگیل و دوریان ساخته شده‌اند را مورد آزمایش قرار داده‌اند تا به میزان استحکام آن‌ها پی‌ببرند. مطالعات این دسته از محققین نشان داده است که این مصالح ساختمانی را می‌توان در ساخت دیوار و سقف به کار برد و در نتیجه در مصرف انرژی صرفه جویی شده و ضایعات صنایع میوه کاهش می‌یابد.

فناوری سه بعدی امکانات جدیدی را نیز برای استفاده از مصالح ساختمانی در اختیار مهندسین قرار می‌دهد. محققین موسسه‌ی فناوری کارلزروهه در آلمان از لیتوگرافی لیزر سه بعدی و اشعه‌های لیزر  برای استحکام بیشتر ریز ساختارها در ماده‌ی مقاوم در برابر پرتو استفاده کردند. مصالح ساختمانی که به این روش ساخته می‌شوند برای ساخت عایق در ساخت و ساز بسیار نوید بخش هستند.

جنز باور یکی از عاملین مطالعه گفت: این مصالح ساختمانی سبک و جدید به ساختار یک خانه‌ی نیمه چوبی با مهارهای افقی، عمودی و مورب شباهت دارد. اما اندازه‌های تیرهای ما تنها 10 میکرومتر است.

منبع الهام

مهندسان هنگام خلق ایده‌های جدید و نوآوری در صنعت ساخت و ساز از طبیعت، پزشکی و زندگی روزمره الهام می‌گیرند. به‌عنوان مثال، محققین موسسه فناوری کارلزروهه در ساخت مصالح ساختمانی از استخوان‌ها و زنبور عسل الهام گرفتند. استخوان‌های انسان دارای چهارچوب و ساختار هستند و شکل لانه‌ی زنبور دارای یک ساختار پوسته‌ای است که بادوام بوده و در عین حال به قدری سبک است که باعث سهولت در جابه جایی شود.

این مصالح ساختمانی سبک چگالی کمتری از آب دارند اما نسبت استحکام به وزن آن‌ها بالاتر از آلومینیوم یا استیل است. سازه‌های دارای خلل و فرج در حمل بارهای غیر حجیم کارایی بهتری دارند.

چالش‌ها

البته مصالح ساختمانی سبک منتقدانی هم دارند. یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها بر سر راه مهندسین در استفاده از این مصالح ساختمانی، مقاومت در برابر آتش است. اخیرا در ایالت نیوجرسی آمریکا یک مجموعه‌ی آپارتمانی بزرگ که با چوب سبک ساخته شده بود در شعله‌های آتش سوخت و به نگرانی‌های منتقدین دامن زد. مقامات رسمی که در صحنه حضور داشتند گفتند سبک خرپای باز در سقف و چوب سبک به کار رفته در آن باعث شعله‌ور شدن آتش شد. در ساختمان‌هایی که در آن‌ها مصالح ساختمانی سبک به کار رفته احتمال خطر وجود دارد اما این نوع مصالح ساختمانی در ساختمان‌های مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حال حاضر اجباری کردن استفاده از مصالح ساختمانی غیر سبک غیر ممکن است. اما برای ساختمان‌های سبک تدابیر لازم در نظر گرفته شده و آن استفاده از سیستم‌های آب پاش است.

اما باید بگوییم که «سازه‌ی سبک» تعریف دقیقی نیست. با روش‌های مختلفی می‌توان مصالح ساختمانی سبک تولید کرد و برخی از روش‌ها از روش‌های دیگر پرخطرتر هستند. شاید محققین با آزمایش مدل سه بعدی روش درستی را در پیش گرفته باشند، اما مسلما مطالعات بیشتری نیاز است تا موفق به ساخت سازه‌های سبک وزنی شویم که از مصالح ساختمانی معمولی ایمن‌تر و کارآمدتر باشند.