بتن شفاف (لیتراکن) و مزایا آن

از حدود صدها سال پیش، یعنی از زمانی که رومیان  اختراع کننده، استفاده از مصالح جدید در ساختمان‌ها شدند و در قرن نوزدهم بتن به معنای امروزی شکل گرفت و توسعه یافت تا به امروز میلیون‌ها تُن از این ماده مقاوم در ساختمان‌ها، سدها، خیابان‌ها و... ساخته‌شده است. به‌طوری‌که امروزه از آن به‌عنوان یکی از مهم‌ترین عناصر سازه‌ای یاد می‌کنند. تحقیقاتی که بر روی عناصر تشکیل‌دهنده بتن انجام‌شده بیشتر در جهت تأمین مقاومت و خواص دیگر آن ازجمله کارایی، دوام، نفوذپذیری و غیره بوده است؛

اما امروزه پیشرفته‌ای تکنولوژی، گسترش مراکز تحقیقاتی و در کنار آن، دگرگونی نیازها و خواسته‌های معماران از مصالح ساختمانی، سبب شده که از ویژگی و خواص دیگر این ماده نیز استفاده گردد، به‌طوری‌که امروزه محصولات مختلفی ازجمله بتن‌های تزئینی با تکنیک‌های حکاکی کردن ، منقوش کردن، صیقل دادن و...  بتن شفاف، بتن خود متراکم، بتن هوشمند می‌توانند نقش بتن را در ساخت‌وساز شهری دگرگون نمایند. در مقاله حاضر، ضمن اشاره به روش ساخت این نوع بتن به بررسی کاربردهای بتن شفاف  در معماری به‌ویژه بتن عبور دهنده نور خواهم پرداخت.

تاریخچه بتن شفاف

بتن انتقال‌دهنده نور در سال ۲۰۰۱ توسط یک معمار مجارستانی به نام آرون لوسونسزی به همراه همکارانش در دانشگاه فنی بوداپست اختراع و سپس توسط شرکتی به نام به‌صورت بلوک‌های پیش‌ساخته با اندازه‌های مختلف تولید گردید.

انواع بتن شفاف

بلوک‌های بتن شفاف  LITRACON

بتن شفاف به‌وسیله ترکیب فیبرهای نوری شیشه‌ای با مصالح سنگی، سیمان و آب به دست می‌آید و به‌صورت بلوک‌های پیش‌ساخته تولید می‌گردد. اندازه و قرارگیری فیبرها در هر بلوک می‌تواند متفاوت باشد.

پنل‌های بتن شفاف LITRACON PXL

پنل پیکسل اختراع دیگری از دانشگاه هوستون می‌باشد که در آن فیبرهای نوری برای انتقال نور از جنس فیبرهای پلاستیکی است و طریقه جاگذاری فیبرها به‌صورت کاملاً منظم و بافاصله‌های معین می‌باشد.

تفاوت پنل‌ها و بلوک‌های بتن شفاف

ویژگی پنل های بتن شفاف به‌صورت پیکسلی می‌باشد. مواد تشکیل‌دهنده آن از فیبرهای پلاستیکی می‌باشد و از بتن تشکیل می‌شود. ضخامت پانل‌ها ۴۰ میلی‌متر تا ۶۰ میلی‌متر می‌باشد. طول آن‌ها بسته به سفارش مشتری می‌باشد. حداکثر اندازه پنل ها ۴۰ میلی‌متری ۶۰۰ در ۱۲۰۰ میلی‌متر می‌باشد. پنل های ۶۰ میلی‌متری در ابعاد ۱۲۰۰ در ۳۶۰۰ میلی‌متر می‌باشد. رنگ‌های موجود پنل های بتن شفاف سفید، خاکستری و سیاه می‌باشد.

بلوک‌های بتن شفاف از فیبر نوری و بتن تشکیل‌شده است و ضخامت این بلوک‌ها در ۲۵ تا ۵۰ میلی‌متر تولید می‌گردد. طول و عرض بلوک‌ها بسته به سفارش مشتری حداکثر در سایز ۶۰۰ در ۱۲۰۰ میلی‌متر تولید می‌شود. رنگ‌های موجود سفید و خاکستری و سیاه می‌باشد.

مراحل ساخت بتن شفاف

 طرح اختلاط

1. با توجه به نوع ساخت و عملکرد این بتن، تنها گزینه موجود برای بتن ساخته‌شده، بتن خود متراکم (scc) نتیجه‌گیری شده، به دلیل آنکه لرزاندن بتن با فیبرهای داخل بتن شفاف سازگار نیست و باعث جابه‌جایی فیبرهای نوری می‌شود. 
2. بتن خود متراکم موردنیاز، باید ریزدانه باشد، به دلیل آنکه تراکم بالای الیاف با درشت‌دانه بودن بتن سازگاری ندارد. 
3. طبیعی است با ریزدانه شدن بتن، باید عیار سیمان نیز بالا رود، به دلیل آنکه سطح ویژه افزایش پیدا می‌کند. 
4.   در انتخاب نوع فیبرهای نوری دقت لازم اعمال شد تا اولاً چگالی فیبرها به چگالی بتن نزدیک باشد تا جسم حاصل، بتن باشد ثانیاً چسبندگی مناسب بین فیبرهای نوری و بتن حفظ گردد
5. به علت حفظ چسبندگی مناسب بین فیبر و جلوگیری از جمع شدگی کنترل نشده بتن، از مواد افزودنی منبسط کننده استفاده شد. 
6. با توجه به اینکه هدف زیبایی‌شناسی مدنظر بوده است، از سیمان بیشتری در بتن استفاده‌شده است تا کارایی لازم را تأمین کند و نمای بهتری به وجود آورد. 
7. با توجه به تأمین مقاومت مناسب و جلوگیری از تیرگی بیش‌ازاندازه بتن حاصله، از ماسه کوارتزی در طرح اختلاط استفاده‌شده است.
8. نحوه اختلاط بتن با مخلوط‌کن تاوه ای بوده است.
9. در ساخت نمونه آزمایشگاهی ۱۵*۱۵*۱۵ سانتی‌متر حدود ۶۰۰۰ (۵۹۷۴ عدد) فیبر نوری استفاده‌شده است.
10. همچنین نمونه آزمایشگاهی دیگری با تعداد فیبر نوری کمتر (۳۰۰۰ عدد)، موردسنجش آزمایش مقاومت فشاری با چک بتن شکن قرار گرفت و مقاومت فشاری ۶۳۷ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع در سن ۲۸ روز حاصل گردید. 

مراحل گام‌به‌گام ساخت

در مرحله اول یک‌لایه بتن درون قالب موردنظر ریخته شده و در مرحله  دوم یک‌لایه فیبر نوری (که هر لایه مجموعه‌ای از فیبرهای موازی را شامل می‌شود) روی بتن ریخته، قرار می‌گیرد.
پس‌ازآن قالب را تحت‌فشار مکانیکی و یا ویبره شدن قرار داده تا فیبرها به‌طور کامل درون بتن و در عمق مشخصی جاسازی شوند. مراحل اول تا سوم را به‌صورت منظم تکرار کرده تا قالب از بتن و مجموعه‌ای از لایه‌های فیبری پرشده و پس از مدتی تبدیل به ماده‌ای سخت و همگن شود.  
با تعبیه شیارهایی درون بتن و قرار دادن میلگردها به‌صورت عمودی یا افقی در آن می‌توان بلوک‌های بتنی را مسلح و درعین‌حال تقویت نمود. به علت خاصیت انعطاف‌پذیری فیبرهای نوری، این فیبرها در اطراف میلگردها قرارگرفته و باعث مخفی شدن آن‌ها می‌گردد.
باوجود میلگردها به‌عنوان اعضای کششی در جسم، ولی فیبرهای نوری که خود نیز مقاومت کششی متوسطی داشته و می‌توانند از تعداد میلگردها نیز بکاهند.   

جزئیات اجرایی نصب بتن شفاف

نصب پنل‌ها و بلوک‌های بتن شفاف به طرق زیر انجام می‌گیرد.

• توسط ملات

• توسط پیچ و مهره

نصب پنل و بلوک بتن شفاف توسط پیچ و مهره اجرا می‌شود. در کارخانه تولید بتن شفاف محل‌های موردنظر با دستگاه سوراخ می‌شوند و در محل به‌صورت نر و مادگی توسط پیچ اجرا می‌شوند و همچنین اجرا با روش پیچ و مهره سرعت بالایی در اجرا به همراه خواهد داشت.

قیمت روز

پنل ها و بلوک‌های بتن شفاف باضخامت‌های مختلف برحسب مترمربع به فروش می‌رسند.

خصوصیات بتن شفاف
 

1.  بلوک‌های بتن شفاف را می‌توان تا ارتفاع ۲۰ متر ساخت و به‌عنوان دیوار حمال استفاده کرد .
2. علاوه بر زیبایی نمای ساختمان در کاهش و صرفه‌جویی برق و انرژی نقش مهمی را ایفا می‌کند .
3. هزینه اولیه آن زیاد است اما نیاز به تعمیر و نگهداری ندارد و در درازمدت می‌توان از آن استفاده کرد و مفید واقع شود .
4. در بتن شفاف یا لیتراکن، فیبرهای نوری موجود در بتن نقش میلگرد را ایفا می‌کنند. خاصیت کششی و فشاری در بتن پدیدار می‌شود.

 کاربردهای بتن شفاف

1. در دیوارها
2. در کف‌سازی
3. در ساخت تابلو راهنما
4. دیوارهای داخلی
5.  لامپ‌های مکعبی