مصالح ساختمانی پیشرفته

مصالح ساختمانی پیشرفته یا “Advanced Building Materials” به موادی اطلاق می‌شود که به صورت فناوری‌های جدید در تولید و استفاده از آن‌ها در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد معمولاً دارای ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاصی هستند که از سازگاری بالا با محیط زیست گرفته تا مقاومت بالای مکانیکی و گرمایی برخوردارند. 

تاریخچه

استفاده از مصالح ساختمانی پیشرفته، به دلیل پیشرفت تکنولوژی در صنعت ساختمان از دهه 1960 میلادی شروع شده است. در این دهه، تکنولوژی‌های جدیدی مانند بتن پیشرفته، سرامیک‌های پیشرفته و فلزات پیشرفته به کار گرفته شدند. این تکنولوژی‌ها باعث شدند تا مصالح ساختمانی قدیمی تر و کم بازده، به مصالحی با کیفیت بالا و قابلیت استفاده در شرایط مختلف تبدیل شوند. استفاده از مصالح ساختمانی پیشرفته با توجه به نیازهای جدید در صنعت ساختمان و اهمیت اقتصادی و اجتماعی ساختمان‌ها، به صورت پیوسته در دهه‌های بعدی ادامه یافت. در این راستا، شرکت‌های بزرگ ساختمانی و تولیدکنندگان مصالح ساختمانی به دنبال تحقیقات و توسعه مستمر در این حوزه هستند و سعی دارند تا مصالح ساختمانی پیشرفته با کارایی بالا و قابلیت استفاده در شرایط مختلف را تولید کنند.

مزایا

استفاده از مصالح ساختمانی پیشرفته دارای مزایای بسیاری است که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• عمر طولانی: مصالح ساختمانی پیشرفته دارای عمر طولانی‌تری نسبت به مصالح ساختمانی قدیمی هستند. این مزیت به دلیل استفاده از مواد با کیفیت بالا و فناوری‌های پیشرفته در تولید مصالح ساختمانی است.
• کارایی بالا: مصالح ساختمانی پیشرفته دارای کارایی بالاتری نسبت به مصالح ساختمانی قدیمی هستند. به عنوان مثال، بتن پیشرفته دارای مقاومت بالا در برابر فشار، کشش، خمش و خوردگی است.
• مقاومت در برابر شرایط محیطی: مصالح ساختمانی پیشرفته دارای مقاومت بالا در برابر شرایط مختلف محیطی هستند. به عنوان مثال، سرامیک‌های پیشرفته دارای مقاومت بالا در برابر حرارت، سرما، رطوبت و خوردگی هستند.
• سازگاری با فناوری‌های جدید: مصالح ساختمانی پیشرفته سازگاری بالایی با فناوری‌های جدید دارند. به عنوان مثال، برخی از مصالح ساختمانی پیشرفته قابلیت استفاده در ساختمان‌های هوشمند و پایدار را دارند.
• حفاظت از محیط زیست: مصالح ساختمانی پیشرفته در برخی موارد دارای اثرات زیست محیطی کمتری نسبت به مصالح ساختمانی قدیمی هستند. به عنوان مثال، استفاده از بتن با کیفیت بالا می‌تواند به کاهش مصرف آب در فرآیند ساختمان‌سازی و کاهش آلودگی شود.

معایب 

استفاده از مصالح ساختمانی پیشرفته دارای معایب و چالش‌هایی نیز است که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• هزینه‌های بالا: مصالح ساختمانی پیشرفته در برخی موارد هزینه‌های بیشتری نسبت به مصالح ساختمانی قدیمی دارند.
• نیاز به دانش فنی بالا: استفاده از مصالح ساختمانی پیشرفته نیاز به دانش فنی بالایی دارد. این موضوع می‌تواند به عنوان یک محدودیت برای تعمیم استفاده از این مصالح در صنعت ساختمان‌سازی باشد.
• تاثیرات محیطی: در برخی موارد، تولید مصالح ساختمانی پیشرفته می‌تواند به تاثیرات زیست محیطی منفی منجر شود، به عنوان مثال، مصرف انرژی بالای تولید سرامیک‌های پیشرفته.
• کیفیت متغیر: در برخی موارد، کیفیت مصالح ساختمانی پیشرفته ممکن است متغیر باشد و به این دلیل نیاز به بررسی‌های دقیق برای اطمینان از کیفیت مصالح وجود داشته باشد.
• مشکلات اجرایی: استفاده از مصالح ساختمانی پیشرفته در برخی موارد ممکن است با مشکلات اجرایی مواجه شود، به عنوان مثال، ساختمان‌های بتنی پیشرفته نیاز به روش‌های خاص برای اجرای موفقیت‌آمیز دارند.

برخی از مصالح نوین ساختمانی

  آجر های خنک کننده  

آجرهای خنک کننده ساختمان به دلیل خواص خنک‌کنندگی و جذب گرمای زیاد، در کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌ها موثر هستند؛ آجرهای خنک‌کننده از خلاقانه ترین کشفیات به عنوان یکی از مصالح نوین ساختمانی می باشند و در لیست مصالح ساختمانی جدید برای دیوار قرار دارد. آجر خنک‌کننده به آجرهای هیدرو سرامیکی نیز معروفند از ترکیب خشت با هیدروژل ساخته شده اند. آجرهای هیدرو سرامیکی مناسب دیوارهای پیرامونی ساختمان‌ها می باشند.

مکانیسم عملکرد آجرهای خنک‌کننده بدین صورت است که با ورود هوا، مواد هیدروژل، آب را جذب و درون آجر ذخیره می‌کنند. این آب برای خنک کردن ساختمان ها در روزهای گرم معجزه خواهد کرد. آجرهای هیدروسرامیکی مناسب ترین مصالح جدید ساختمانی برای دیوار ساختمان های تجاری به خاطر کاهش مصرف انرژی می باشند. 

بلوک سبک سیمانی

 بلوک سبک سیمانی یکی از انواع مصالح نوین ساختمانی ضد آب، آتش، صدا و گرما است که جایگزین بلوک های سنگین سیمانی شده است، در برابر زلزله، سیل و باد پایدارتر می باشد. بلوک سبک به عنوان مصالح ساختمانی جدید برای نما، پایه ها، دیوار ها، سقف ها و پارتیشن ها کاربرد دارد، هسته این بلوک به راحتی با میله های فولادی برای افزایش استحکام پر می شود.

کلی مزیت برای بلوک سبک که از مصالح ساختمانی جدید و ارزان برای دیوار چینی و سقف است، وجود دارد. اما مهم‌ترین این مزیت ها، فراگیر بودن استفاده از آن در تمام ساختمان های امروزی می باشد. 

 بتن خود ترمیم کننده

بتن خود ترمیم کننده به عنوان یکی از مصالح جدید در ساختمان سازی با افزودن باکتری و کپسول آب به بتن حاصل و باعث ترمیم خود بتن می شود. ترک های بتنی از مشکلات قدیمی در ساخت و ساز ساختمان ها می باشد. هنگامی که بتن ترک برمی دارد، این باکتری ها در برابر آب و هوا، سنگ آهک تولید می کنند. سنگ آهک ترک ها را می پوشاند و باعث افزایش طول عمر سازه ها می شود. هزینه های ساخت و نگهداری سازه هایی چون تونل و پل با بتن ترمیم کننده بسیار کمتر خواهد بود.

بیوپلاستیک

پلاستیک، به لطف روند تخریب بی نظیر خود، یکی از مهم‌ترین عناصر آلوده در جهان است. پلاستیک زیستی، ساخته شده از جلبک ها، کیتین های دریایی، سلولز و بسیاری دیگر از منابع زیست توده تجدید پذیر، به این معنی است که پس از دور ریختن به سرعت بسیار سریع تخریب می‌شود. بیو پلاستیک به عنوان یکی از مصالح نوین و  یک جایگزین عالی سبز برای پلاستیک ساخته شده با سوخت های فسیلی است. خواص پیچیده آن به خوبی در روکش، عناصر ساختاری و سایر سازه های تقویت کننده معماری استفاده می شود.

شرکت های معتبر و موفق  مصالح ساختمانی پیشرفته 

در زمینه مصالح ساختمانی پیشرفته، شرکت های متعددی وجود دارند که در این حوزه فعالیت می کنند. در زیر، لیستی از برخی از شرکت های موفق در این حوزه و سایت های آن‌ها آمده است:

1. BASF: https://www.basf.com/en/products/construction.html
2. Dow Chemical Company: https://www.dow.com/en-us/market/mkt-construction
3. 3M: https://www.3m.com/3M/en_US/company-us/all-3m-products/~/All-3M-Products/Construction/?N=5002385+8709322+8711017+8711405+8711413+8720539+3294857497&rt=r3 
4. Saint-Gobain: https://www.saint gobain.com/en/solutions/sustainable-construction

Owens Corning: https://www.owenscorning.com/en-us/insulation