استفاده از تکنولوژی نانو امکان تولید بتن شفاف را فراهم نموده است که تحولی عظیم در زمینه طراحی ساختمانها و سازههای شهری از قبیل پلها ایجاد مینماید. این نوع بتن با افزودن فیبرهای شیشه به مخلوط خرده سنگ، سیمان و آب به شیوهای متفاوت با شیوه سنتی ساخت بتن، برای تولید محصولی خارق العاده تهیه میشود.
تاریخچه
برای بار اول تولید قالب نور با استفاده از الیاف پیوسته در سال ۱۹۸۵ در ژاپن ثبت شد. اما محصول جدید لایتراکن اولین بار توسط آرون لوسنری معمار ۲۷ ساله مجارستانی در سال ۲۰۰۱ اختراع شد و بعد از موفقیت آمیز بودن طرح، لایتراکن شروع به ساخت کرده و فروش خود را در سال ۲۰۰۴ آغاز کرد. شرکت بازاریابی بتن شفاف در آلمان و با نام لایتراکن میباشد که این واژه نیز از بتن انتقال دهنده نور گرفته شده است.
لیتراکن
لایتراکن مخفف بتن انتقال دهنده نور میباشد و به بتنی اطلاق میشود که با بهرهگیری از فیبرهای نوری امکان انتقال نور را از یک سمت به سمت دیگر فراهم میکند. بتن انتقال دهنده نور با نام تجاری لیتراکن ,محصول نسبتا جدیدی است که در سال ۲۰۰۴ توسط یک معمار ۲۷ ساله مجارستانی به نام آرن لوسونزی ابداع گردید. این محصول با ترکیب ۹۶% بتن معمولی و ۴% فیبرهای نوری محصولی منحصر به فرد را برای هزاره جدید به ارمغان آورده است هم اکنون بتن لیتراکن با دانسیته ۲۴۰۰-۲۱۰۰ کیلو گرم بر متر مکعب ، مقاومت فشاری ۵۰ نیوتن بر میلیمتر مربع و مقاومت کششی ۷ نیوتن بر میلیمتر مربع در سه رنگ خاکستری، سیاه و یا سفید و با ابعاد استاندارد ۳۰۰*۶۰۰ میلیمتر و با ضخامت ۵۰۰-۲۵ میلیمتر تولید میگردد. ازنظر تئوری فیبرهای به کار رفته در لیتراکن قادر به انتقال نور در بتنی به ضخامت ۲۰ متر می باشد. همچنین استفاده از فیبر نوری در اجزای باربر سازه ای بدون تاثیر منفی در مقاومت بالای فشاری و کششی آن می تواند اثری خوب با ایجاد فضاهایی روشن و جذاب داشته باشد.
ليتراكن –بتن عبور دهنده
ارن در سن ۲۷سالگي هنگامي كه در كالج سلطنتي هنرهاي زيباي استكهلم مشغول به تحصيل بود، ليترا كن را كشف كرد و در سال ۲۰۰۴ شركت خود را با نام ليترا كن تاسيس نمود. وي در سال ۲۰۰۶ ميلادي با شركتهاي بزرگ مصالح نوين ساختماني جهت توليد انبوه به توافق رسيد. ليتراكن محصول منحصر به فردي است كه امروزه به عنوان يك متريال ساختماني جديد و پيشرفته با قابليت هاي بالا مطرح شده است. اين محصول از تركيب %۹۶ بتن معمولي %۴ فيبر توليد شده است. در ابتدا چنين به نظر مي آيد كه اين محصول يك ساختار دو جزئي دارد. اما چنين نيست! چون فيبر ها به قدري كوچك هستند كه يك تركيب دانه بندي همگن را بوجود اورده اند. هزاران فيبر نوري شيشه اي بين دو وجه اصلي بلوك بتني قرار مي گيرند و باعث عبور نور مي شوند. قابل ذكر است اين الياف نوري كه قابليت انعطاف پذيري زيادي را دارا هستند را هيچ گونه تاثير منفي بر روي مقاومت كششي يا فشاري بتن مي گذارند. نكته اي كه در اين جا بر زيبايي كاربرد ليتراكن مي افزايد همرنگ بودن رنگ نور و سايه ي ايجاد شده است. پس اگر به ليتراكن نور آبي بتابد سايه ايجاد شده آبي خواهد بود و سايه قرمز هم حكايت از تابش نور قرمز دارد. از نظر تئوري فيبرهاي به كار رفته در ليترا كن قادر به انتقال نور در بتني به ضخامتي حدود ۲۰ متر است كه در نوع خودش بسيار بي نظير است .
ديواره ها: رايج ترين حالت ممكن براي استفاه از ليتراكن در ساخت ديواره هاي داخلي و خارجي است. ليتراكن را با توجه به ميزان استحكام ديوار و پارامترهاي ديگر مي توان ضخيم تريا باريك تر توليد كرد. همچنين چون با عبور نور ضخامت ديوار محسوس است مي تواند عاملي براي نشان دادن سنگيني و استحكام ديوار در مكان هاي خاص باشد و در عين حال به تشديد كنتراست بين نور و ماده مي افزايد.
راستاي شرقي – غربي ، بهترين حالت ممكن كاربري ديوارهاي ليتراكني را فراهم مي سازد تا اشعه آفتاب در زمان طلوع و غروب خورشيد با راستاي كمتري به ديوار بتابد و شدت نور بيشتري قابل مشاهده باشد.
۲- كف پوشها: وقتي ليترا كن به عنوان يك پوشش كف به كار مي رود، يكي ديگر از شگفتي هاي نهان خود را آشكار مي سازد .
از طلوع آفتاب و در طول روز كه نور به آن مي تابد مانند يك بتن معمولي به نظر مي رسد و هنگام غروب نيز بلوك هاي كف در رنگ هاي منعكس شده از نور به زيبايي شروع به درخشيدن مي كنند.
كوراسيون داخلي: نورپردازي در دكوراسيون داخلي و ايجاد حس در يك فضا يك بحث مهم غير قابل انكار است. ليترا كن در اين زمينه به كمك يك دكوراتور داخلي مي آيد . اين ماده عجيب مي تواند به صورت بلوك يا پانل و در رنگهاي مختلف جلوه اي خاص به فضاي دروني ساختمان بخشد. هم اكنون ليترا كن به سه رنگ سياه ، سفيد و خاكستري در بازار موجود است.
ديوارهايي كه با ليتراكن ساخته شده اند از پشت نور پردازي مي شوند تصوير بسيار زيبايي از اجسام محوطه بوجود مي آورند. با استفاده از ليتراكن مي توان زيبايي هاي خارج از فضا را در عين سكون به داخل ينا آورد. ليتراكن علاوه براينكه به عنوان يك متريال مجزا شناخته شده است ، مي تواند در خدمت صنايع ديگر نيز قرار گيرد . به عنوان مثال در طراحي لامپ ليتراكيوب ( Litracub Lamp) چندين بلوك ليتراكني روي هم قرار مي گيرند و مكعبي را تشكيل مي دهند تا منبع نور در داخل آن قرار گيرد و نور پس از عبور از بتن به بيرون ساطع گردد .
مسلح كردن ليتراكن :
جدا از اين كه انواع عايق هاي حرارتي و صوتي متناسب با ليترا كن توليد شده اند در نوع استحاك يافته آن شيارهايي در داخل بتن تعبيه مي گردند كه ميلگردهايي به صورت عمودي يا افقي در اين شيار ها قرار مي گيرند و همان طور كه قبلا ذكر شد چون فيبرهاي نوري به كار رفته در ليتراكن خاصيت انعطاف پذيري خوبي دارند ، اطراف ميلگردها را مي پوشانند و از نمايش آنها جلوگيري مي كنند. در چنين آزمايش و پروژه موفقيت بتن مسلح ليترا كن به اثبات رسيده است.
مشخصات تكنيكي ليتراكن:
حد اقل فيبر موجود %۴ و حداكثر آن %۵ مي باشد و از هر %۴ فيبر اپتيكي به كار رفته فقط %۳ نور تابيده شده عبور مي كند. دانسيته ي بتن ليتراكن بين ۲۱۰۰ تا ۲۴۰۰ كيلوگرم بر متر مكعب است.
ویژگیهای بتن شفاف
- میتوان دیوار با هر ضخامتی توسط لایتراکنها ساخت.
- میتوان نور را تا ۲۰ متر در سراسر بتن بدون اتلاف روشنایی انتقال دهد.
- اگر از این ماده بیشتر و بیشتر در ساختمان سازی استفاده شود. نور طبیعی بیشتری میتواند برای نور دفاتر و انبارها استفاده شود. این میتواند منجر به کاهش زیاد در مقدار الکتریسیته استفاده شده برای نور ساختمانها شود.
- معماران قادر به طراحی و ساخت طیف وسیعی از سازهها که بسیار مناسب برای کفها، پیادهروها، بلوکهای ساختمانی، پانلها و دیوارهای باربر هستند.
- کاربرد این محصول در صنعت ساختمان برای دیوارها میباشد، در چنین حالتی هر دو سمت دیوار و ضخامت دیوارها قابل رویت هستند. و در هر دو سمت داخلی و خارجی میتواند مورد استفاده قرار بگیرد.
- قابلیت استفاده به عنوان سازه باربر را نیز داراست و میتواند به حالت مسلح نیز ساخته شود.
- به صورت پیش ساخته و در رنگهای متنوع ساخته میشود.
- تیرهای بتنی پیوسته تا طول ۲۰ متر میسازد که الیاف، نور را به تمام طول انتقال میدهند.
- دقت تولید آن بسیار بالاست.
- میتواند به شکل قطعات تیر، راه پلهها، پانلهای آسانسور، پوشش دیوار، جدا کننده اتاق و…. به کار رود.
مشخصات تکنیکی بتن شفاف
مشخصات بتنهای ساخته شده با روش فوق به شرح زیر میباشد:
- میزان فیبر حداکثر ۵ درصد کل بلوک
- عبور ۳ درصد نور تابیده از هر ۴ درصد کل فیبر موجود
- چگالی ۲۴۰۰-۲۱۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب
- مقاومت فشاری ۴۹ نیوتن بر میلیمتر مربع در بدترین حالت و ۵۶ نیوتن بر میلیمتر مربع در بهترین حالت
- مقاومت خمشی معادل ۷/۷ نیوتن بر میلیمتر مربع
- اندازه بلوکها: ضخامت mm500-۲۵، عرض حداکثر mm600، ارتفاع حداکثر mm300.
موارد کاربرد بتن شفاف
- دیوار: به عنوان متداول ترین حالت ممکن این بتن میتواند در ساختن دیوارها مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب هر دو سمت و همچنین ضخامت این ماده جدید قابل مشاهده خواهد بود. بنابراین سنگینی و استحکام بتن به عنوان ماده اصلی لایتراکن محسوس تر میشود و در عین حال انتقال بین نور و ماده شدیدتر میشود. این ماده میتواند برای دیوارهای داخلی و خارجی مورد استفاده قرار گیرد. به خاطر استحکام زیاد این ماده میتوان از آن برای ساختن دیوارهای باربر هم استفاده کرد. در صورت نیاز، مسلح کردن این ماده نیز ممکن است. انواع دیوار با عایق حرارتی نیز در دست تولید است.
- کف پوشها: وقتی لیتراکن به عنوان یک پوشش کف به کار میرود، یکی دیگر از شگفتیهای نهان خود را آشکار میسازد. از طلوع آفتاب و در طول روز که نور به آن میتابد مانند یک بتن معمولی به نظر میرسد و هنگام غروب نیز بلوکهای کف در رنگهای منعکس شده از نور به زیبایی شروع به درخشیدن میکنند.
- طراحی داخلی: از این نوع بتن عبور دهنده نور میتوان برای روکش دیوارها در طراحی داخلی استفاده کرد به صورتی که از پشت نورپردازی شده باشند و میتوان از نورهای رنگی متنوع برای ایجاد حس فضایی مورد نظر استفاده کرد. لیتراکن میتواند به صورت بلوک یا پانل و در رنگهای مختلف جلوهای خاص به فضای درونی ساختمان بخشد. لیتراکن به سه رنگ سیاه، سفید و خاکستری در بازار موجود است.
- لامپ لایتراکیوب: یکی ازمحصولات موفق لایتراکان در زمینه طراحی، لامپ لایتراکیوب است که در آن بلوکها با قرار گیری روی هم مکعبی را تشکیل میدهند که منبع نور در داخل آن قرار دارد و نور با عبور از بتن به بیرون ساطع میشود.
- بلوکها:مسلح کردن بلوک بتنی عبور دهنده نور: در صورت نیاز به مسلح کردن این بتن شیارهایی در داخل آن تعبیه میشوند. در حین ساختن دیوارها، میلگردها به صورت عمودی یا افقی در این شیارها قرار میگیرند و فیبرهای اپتیکی به خاطر خاصیت انعطافپذیری خود در اطراف میلگردها جمع میشوند و به این ترتیب میلگردها دیده نمیشوند.
- کاربرد در هنر:با پیشرفتهای تکنولوژی و ارائه خلاقیت طراحان و مجسمه سازان با ابزارهای مختلف، پتانسیل و قابلیت بتن توسط هنرمندان گوناگون در تمام جهان مورد استفاده قرار گرفته است