بتن شفاف یا شیشه ای حاصل ترکیب بتن مرغوب و فیبرهای نوری است. این فیبرها به دو صورت پلاستیکی و شیشه ای تولید می شوند.

آشنایی با بتن شیشه ای یا شفاف

برای بار اول تولید قالب نور با استفاده از الیاف پیوسته در سال ۱۹۸۵ در کشور ژاپن ثبت شد. ولی محصول جدید لایتراکن اولین بار توسط آرون لوسنری معمار ۲۷ ساله ی 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 شروع کرد. شرکت بازاریابی بتن شفاف در آلمان و با نام لایتراکن است که اقدام به تولید بلوک های پیش ساخته با اندازه های مختلف کرد. واژه لایتراکن از بتن انتقال دهنده نور گرفته شده ‌است.

بیشتر بخوانید: آشنایی با ضد یخ بتن و مزایا و معایب های آن

بتن شفاف یا شیشه ای حاصل ترکیب بتن مرغوب و فیبرهای نوری است. این فیبرها به دو صورت پلاستیکی و شیشه ای تولید می شوند. قطر فیبرهای شیشه ای بین 30 تا 100 میکرون و نوع پلاستیکی آن بین 5/. تا 5/2 میلی متر است. با تغییر نوع فیبرها نتایج به دست آمده متفاوت بوده، می توان به این نکته اشاره کرد که نوع پلاستیکی فیبرها رنگ را بهتر عبور می دهند.

این فیبرهای نوری حدودا 4 تا 5 درصد وزن بتن را اشغال کرده و به دلیل اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تشکیل یک جز ساختاری را می دهند که سطح بیرونی همگن و یکنواخت باقی می ماند. بتن شفاف به دو صورت بلوک و پنل قابل تولید است. هر بلوک می تواند در طرح و رنگ متفاوت (خاکستری، سفید، مشکی) تولید شود.

بتن عبور دهنده نور، امروزه به عنوان یک محصول ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا مطرح است. این محصول ترکیبی از فیبر های نوری و ذرات بتن است و می تواند به عنوان بلوک ها و یا پانل های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبر ها به دلیل اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک متریال دانه بندی شده را تشکیل می دهند.

نتیجه کار صرفا ترکیب دو ماده شیشه و بتن نیست، بلکه یک متریال جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می آید که نور را از خود عبور می دهد.

فیبر های شیشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها می شوند. جالب ترین حالت این پدیده نمایش سایه ها در وجه مقابل ضلع نور خورده است. رنگ نوری که از پشت این بتن دیده می شود ثابت است. هزاران فیبر شیشه ای نوری به صورت موازی کنار هم بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار می گیرند. نسبت فیبر ها بسیار کم و حدود ۴ درصد کل میزان بلوک ها است. علاوه بر این فیبر ها به دلیل اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبدیل به یک جزء ساختاری می شوند سطح بیرونی بتن همگن و یکنواخت باقی می ماند.

در تئوری، ساختار یک دیوار ساخته شده با بتن عبور دهنده نور، می تواند تا چند متر ضخامت داشته باشد چون وجود دارد. ساختارهای باربر هم می‌ توانند از این بلوک ‌ها ساخته شوند. چون فیبر های شیشه ای هیچ تاثیر منفی روی مقاومت بتن ندارند. بلوک ها می توانند در اندازه های متنوع و با عایق حرارتی خاص نصب شده روی آن ها تولید شوند.

بیشتر بخوانید: نانو آجرنما و مزایای آن

محاسن بتن شفاف

• امکان ساخت دیوار با هر ضخامت با استفاده از بتن شفاف.

• توانایی انتقال نور را تا طول ۲۰ متر در سراسر تیر بتنی بدون اتلاف روشنایی.

• سطح و ساختاری همگن دارد، مقاومت فشاری مناسب.

• تنوع در طرح و رنگ بلوک های بتنی، جلوگیری از اتلاف انرژی حرارتی با نگهداری پرتو های نوری درون بلوک دیوار.

• قابلیت به کارگیری آن ها در پروژ های اجرایی به صورت افقی و یا عمودی. این بتن آب گریز و از همه مهم تر دوستدار محیط زیست است.

• استفاده از بتن شیشه ای بر عکس بتن معمولی امکان استفاده از انرژی طبیعی خورشید را میسر می سازد و می دانیم که مسئله بهینه سازی مصرف انرژی در دنیا بسیار زیاد حایز اهمیت است.

• می توان از بتن شفاف برای تولید نور طبیعی در دفاتر و انبار ها و دیگر مکان ها استفاده کرد که باعث کاهش مصرف انرژی می شود، کاربرد این محصول در صنعت ساختمان برای دیوارها بسیار زیاد می ‌باشد، در چنین حالتی هر دو سمت دیوار و ضخامت دیوارها قابل رویت هستند و می‌ تواند مورد استفاده قرار بگیرد.

• مقاومت این بتن اگر در آن رزین اپوکسی به کار رود در برابر حمله سولفاتی بالاتر از بتن معمولی می باشد. بتن شفاف قابلیت استفاده به عنوان سازه باربر را دارا می باشد و می ‌تواند به حالت مسلح ،به صورت پیش ساخته و در رنگ‌ های متنوع ساخته شود.

• معماران قادر به طراحی و ساخت طیف وسیعی از سازه‌ ها که بسیار مناسب برای کف‌ ها، پیاده ‌روها، بلوک‌ های ساختمانی، پانل ‌ها و دیوارهای باربر هستند.

• بتن شیشه ای را نمی توان به صورت درجا به کار برد اما در همه نوع ساختمانی از نظر اسکلت می توان استفاده کرد، تعمیر و نگهداری این بتن همانند بتن های عادی می باشد.

خرید اینترنتی چسب آجر

معایب و نقاط ضعف بتن شفاف

• قابل تولید در کارخانه

• قیمت بسیار بالا

• شرایط ساخت این بتن خاص بوده و نیازمد نیروی کار حرفه ای است.

• از مهم ترین مشکلات بتن شفاف ضعف آن در عایق بندی بود که اخیرا یک شرکت معماری آلمانی به نام ون درف وسترهف این مشکل را با استفاده از طراحی یک هسته عایق ساخته شده از رشته های شیشه ای درمرکز پانل ها حل کرده است. در نتیجه این پنل ها به عنوان عایق حرارتی قوی می توانند جاگزین کاملی برای نما های شیشه ای باشند.

بیشتر بخوانید: آشنایی با گروت پلیمری و کاربردهای آن

موارد کاربرد:

1)دیوارهای خارجی غربی و شرقی

2)دیوارهای داخلی به عنوان هدایت نور و زیبایی

3)پوشش کف: یکی از جذاب ترین کاربرد ها، استفاده از بتن شیشه ای در پوشش کف ها و درخشش آن از پایین است. در طول روز این یک کفپوش از جنس بتن معمولی به نظر می رسد و موقع غروب آفتاب بلوک های کف در رنگ های منعکس شده از نور غروب شروع به درخشش می کنند.

4)استفاده در سازه (مسلح کردن بلوک بتنی):

در صورت نیاز به مسلح کردن این بتن، شیارهایی در داخل آن تعبیه می شوند. در حین ساختن دیوارها میلگرد ها به صورت عمودی یا افقی در این شیار ها قرار می گیرند و فیبر های اپتیکی به دلیل خاصیت انعطاف پذیری خود در اطراف میلگردها جمع می شوند و به این ترتیب میلگرد ها دیده نمی شوند.

مشخصات فنی:

بتن و فیبر اپتیکی، میزان فیبر حد اکثر ۵ درصد کل بلوک

وزن ۲۴۰۰-۲۱۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب 

مقاومت فشاری ۴۹ نیوتن بر میلی متر مربع در بدترین حالت و ۵۶ نیوتن بر میلی متر مربع در بهترین حالت مقاومت خمشی معادل ۷/۷ نیوتن بر میلی متر مربع

مراحل ساخت بتن شفاف

مرحله 1:

یک لایه بتن درون قالب مورد نظر ریخته می شود.

مرحله 2:

یک لایه فیبر نوری (که هر لایه مجموعه ای از فیبرهای موازی را شامل می شود) روی بتن ریخته، قرار می گیرد.

مرحله 3:

بعد از آن قالب را تحت فشار مکانیکی و یا ویبره شدن قرار داده تا فیبرها به صورت کامل درون بتن و در عمق مشخصی جاسازی شوند.

مراحل اول تا سوم را به صورت منظم تکرار کرده تا قالب از بتن و مجموعه ای از لایه های فیبری پر شده و بعد از مدتی تبدیل به ماده ای سخت و همگن شود.

مرحله 4: 

بعد از باز کردن قالب ها عمل آوری به واسطه ی رطوبت صورت می پذیرد که زمان عمل آوری بر حسب استفاده از مواد افزودنی متفاوت می باشد.

بیشتر بخوانید: آشنایی با موزاییک پلیمری و کاربردهای آن

نکات اجرایی در ساخت بتن شفاف

به خاطر حفظ چسبندگی مناسب بین فیبر و بتن و جلوگیری از جمع شدگی کنترل نشده بتن، از مواد افزودنی منبسط کننده استفاده شود.

در انتخاب نوع فیبرهای نوری دقت لازم اعمال شود تا چگالی فیبرها به چگالی بتن نزدیک شود.

با توجه به اینکه هدف زیبایی شناسی مد نظر بوده است، از سیمان بیشتری در بتن استفاده شده است تا کارایی لازم را تامین کند و نمای بهتری به وجود آورد، به شرط اینکه باعث کاهش مقاومت نهایی بتن نشود.

استفاده از ماسه کوارتزی در طرح اختلاط باعث کاهش تیرگی در این نوع بتن می شود. که این روشی در جهت بهتر عبور دادن نور از بتن است.

به خاطر محدودیت در ویبره و لرزش بتن به خاطر جا به جایی فیبرهای نوری، از بتن های خود متراکم استفاده می کنیم، بتن خود متراکم باید بسیار ریزدانه باشد (به دخاطر اینکه تراکم بالای الیاف با درشت دانه بودن بتن سازگاری ندارد) و با توجه به بالا رفتن عیار سیمان (سطح ویژه افزایش می یابد)،می توان از بتن های scc در ساخت بتن شفاف استفاده کرد.