سازه و ساختمان

[sarina_]

امروزه استفاده از سیستم های ترکیبی یا کامپوزیت به شدت روبه افزایش است، چراکه بشر به وسعت کاربرد این ترکیبات پی برده و لزوم استفاده از آنها را درک نموده است.

آشناترین مثال برای كامپوزیت، دیوار كاه گلی است. در گذشته بشر كاه و گل را با هم تركیب كرد و ماده ای ساخت كه از لحاظ خواص فیزیكی با هر دو آنها متفاوت بود. این تركیب، تركیبی است فیزیكی و این مواد با هم آلیاژ نشده اند بلكه در كنار هم قرار گرفته اند. بشر اولیه به این ماده دسترسی پیدا كرد؛ چیزی كه امروز آن را به نام كامپوزیت یا مواد مهندسی شده می شناسیم و در واقع، تركیبی است از مواد مختلف در سه زیر شاخه پایه پلیمر،‌ پایه سرامیك و پایه فلزی.

در پایه پلیمر به جای گل از رزین استفاده می شود كه پلاستیك است. پلاستیك زنگ نمی زند، سبك است، به راحتی شكل می گیرد،‌ ریخته گری می شود، می توان آن را ذوب كرد و قابل بازیافت می باشد. ولی یكی از معایب آن عدم استحکام آن است. بنابراین برای استحكام بخشیدن به آن تركیب دیگری مورد نیاز است. به جای كاه از نوعی الیاف مثل الیاف شیشه استفاده می شود. البته كلمه فایبر گلاس كه به كامپوزیت اطلاق می شود، ‌اصطلاحی غلط است، زیرا الیاف شیشه تنها یكی از الیافی است كه در این تركیب مورد استفاده قرار می گیرد. الیاف كربن، كولار و پلی پروپیلن نیز در این صنعت کاربرد دارند. در نهایت تمام این الیاف با یك رزین تركیب می شوند.

مواد كامپوزیت در سه رده تكنولوژی در صنعت مصرف دارند. در رده های پایین در ساختن وان حمام و وسایل بهداشتی، وسایل بازی در پارك ها، دكه های گل فروشی و غیره به كار می روند. در رده متوسط در صنعت خودرو، انتقال آب و نفت و نیرو و ... مورد استفاده قرار می گیرند و در رده تكنولوژی بالا در صنایع هوا و فضا مورد مصرف دارند.

موارد استفاده كامپوزیت در ساختمان
مواد كامپوزیت عمدتاً در ساختمان كاربرد وسیعی دارند. این مواد به صورت لوازم بهداشتی داخل ساختمان مثل وان، دستشویی، در و پنجره و ... برای جلوگیری از انتقال حرارت كار گذاشته می شوند. مواد كامپوزیت ترك نمی خورند و در مقابل ضربه و خوردگی و خمش مقاومند.
در حالت دیگر این مواد در سازه ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند؛ بطوریكه می توان از آنها به جای تیرآهن یا میلگرد داخل بتن استفاده كرد. تقویت خارجی و داخلی سازه های بتنی هم اكنون یك تجارت بسیار مهم در جهان امروز است.

یكی از مزایای استفاده از كامپوزیت عدم دور ریز آن است،‌ بطوریكه به عنوان مثال قطعات دور ریز مواد كامپوزیتی در یك كارخانه خودروسازی را می توان آسیاب كرده و به عنوان پر كننده و تقویت كننده بتن استفاده نمود. این مواد حتی در ساخت خانه های تمام كامپوزیتی نیز كاربرد دارند. در اروپا خانه های كامپوزیتی دو طبقه ساخته می شود كه به راحتی با جرثقیل قابل حمل و جابجایی هستند.

مواد كامپوزیتی بطور اخص در ساخت پلها و پل های عابر پیاده بکار می روند. هم اكنون نمونه های زیادی از پل های تمام كامپوزیتی در سرتاسر جهان موجود است. یكی دیگر از موارد استفاده كامپوزیت در صنعت ساختمان استفاده از آن در زیباسازی شهر ها، ساخت مجسمه ها و مرمت ساختمان های قدیمی و بناهای باستانی است، بدون اینكه معلوم شود بخش ترمیمی از جنس ماده اصلی نیست، با همان رنگ و همان شكل.

مواد كامپوزیتی در ابرسازه ها نیز كاربردهای متنوعی دارند. در ساخت سقف مساجد و برجهای مسكونی و تجاری، مقادیر بالایی از این مواد استفاده می شود و این کاربرد، بدون كاهش مقاومت سازه، وزن آن را بسیار كاهش می دهد. تاكنون در آمریكا در حدود 130 هزار پل تمام كامپوزیتی و یا تقویت شده توسط كامپوزیت ساخته شده است. در ژاپن به دلیل بالا بودن پتانسیل زلزله، مواد كامپوزیتی در تعداد زیادی از ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند. در مالزی یك شركت سالانه 400 هزار تن مواد كامپوزیتی تولید می كند كه از آن بیشتر در ساخت گنبد مسجد استفاده می كنند.

متاسفانه در كشور ما به دلیل عدم شناخت كامل خصوصیات این تركیبات كه خود ضعف در طراحی، تولید و مصرف را به دنبال دارد، میزان استفاده این مواد به نسبت كشور های دیگر بسیار ناچیز است. ولی شاید بتوان با برنامه ریزیهای درازمدت و سرمایه گذاری در جهت شناساندن هرچه بیشتر این مواد به شركتها و موسسات صنعتی كشور این ضعف ها را تا حد زیادی جبران نمود.