متریال های جدید ساختمانی فوق مدرن در حال تغییر روش ساخت و ساز هستند. مواد امروزی سازگار با محیط زیست، قابل اعتماد و بادوام هستند، در حالی که مناسب آب و هوا هستند. در لیست ما از تعدادی  مصالح ساختمانی خلاقانه و بسیار پرکاربرد صحبت خواهد شد.

علم مواد مدرن در سال های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است. امروزه، مصالح ساختمانی جدید واقعاً انقلابی در بازار بوجود آورده اند. مواد مصنوعی بدیع در حال ایجاد هستند – مصالح ساختمانی سبک تر، قوی تر و سازگارتر با محیط زیست نسبت به مصالح سنتی. این پیشرفت‌ها معماری جدیدی را تحریک می‌کنند که کاملاً متفاوت از آنچه ما به آن عادت کرده‌ایم و سازگارتر با محیط زیست است به ساخت و ساز بپردازیم.

مواد نوآورانه: حل مشکلات گذشته

وقتی سیمان ترک می‌خورد، مشکلی بسیار جدی‌تر از آن چیزی است که بسیاری فکر می‌کنند. این فقط در مورد زیبایی شناسی نیست، اگرچه این قطعا مهم است. خیر، این مشکل ساختاری است: آب وارد شکاف می شود و شروع به تضعیف یکپارچگی بتن می کند. در محیطی با دمای ناپایدار، این مشکل با اثر یخ زدگی و یخ زدایی تشدید می شود. آب در شکاف در زمستان های یخبندان منبسط می شود و هر طرف شکاف را کمی دورتر می کند. و سپس، هنگامی که یخ در بهار منجمد می شود، آب عمیق تر به سیمان نفوذ می کند و شکاف را عمیق تر می کند و یکپارچگی ساختاری ساختمان را تضعیف می کند.

اما اگر بتن بتواند خودش را التیام بخشد چه؟ یا آسفالت یا حتی فلز؟ این کار در صرفه جویی میلیاردها تومان و دلار در تعمیرات و کارهای مرمتی به تنهایی امکان پذیر خواهد بود، البته قصد ما این نیست که به کاهش آسیب به محیط زیست ناشی از جایگزینی مواد آسیب دیده اشاره کنیم.

برخی از مصالح ساختمانی مدرن، شاید در طاقچه های کوچک جای خود را پیدا کنند، اما تعدادی از مصالح ساختمانی نوآورانه پتانسیل استفاده گسترده را دارند. ساختمان‌هایی با سازه‌های آجری و بتنی سنتی به تدریج به گذشته تبدیل خواهند شد، زیرا الزامات بشریت واضح است: ما به ساختمان‌های سازگار با محیط زیست، کم‌مصرف، بادوام و سبک وزن نیاز داریم که زیبا به نظر برسند و در عین حال بسیار کاربردی باشند.

نوآورانه ترین مصالح ساختمانی

ما جالب ترین و نوآورانه ترین مواد در ساخت و ساز را جمع آوری کرده ایم که در حال حاضر مورد استفاده قرار گرفته اند و برخی از آنها که مفاهیم امیدوارکننده ای هستند که در پروژه های آزمایشی آزمایش می شوند. تعدادی از مصالح ساختمانی لزوماً کاملاً جدید نیستند – یعنی این فناوری مدت ها پیش توسعه یافته و آزمایش شده است، اما هنوز به صورت انتخابی استفاده می شود و گسترده نیست. مصالح ساختمانی جدید هم برای تکمیل تزئینی و هم به عنوان مصالح اصلی در سازه های ساختمانی استفاده می شود.

چوب شفاف

اختراع جدیدترین مواد سازگار با محیط زیست – چوب شفاف – در سال 2016 اعلام شد. با این حال، تنها در سال 2020 بود که دانشمندی که با همکاری تیمی از دانشگاه مریلند در کالج، روشی برای شفاف کردن چوب اختراع کرد. پارک، اظهار داشت که آزمایشات تکمیل شده و به نتیجه پایداری دست یافته اند. چوب شفاف حداقل 5 برابر قوی تر و سبک تر از شیشه است و همچنین از نظر حرارتی کارآمدتر است. این ویژگی ها است که آن را به یک جایگزین بالقوه جالب برای پنجره های پلاستیکی یا شیشه ای تبدیل می کند. مزایای دیگر: مواد خام تجدید پذیر و سازگار با محیط زیست است. درخت بالسا به سرعت رشد می کند، درختی که تنها در 5 سال به بلوغ می رسد. هزینه های تولید نیز بسیار کمتر از تولید شیشه است، از طرفی نیاز زیادی به برق نیز ندارد.

چوب شفاف کاملاً انعطاف پذیر است، زیرا حاوی سلولز طبیعی است. برای دستیابی به شفافیت، چوب بالسا را در محلول مخصوص آغشته می کنند و سپس رزین اپوکسی به سازه اضافه می کنند. از چوب شفاف یا شیشه چوبی می توان به جای واحدهای شیشه ای سنتی یا سایر عناصر در سازه های ساختمانی استفاده کرد که باید شفاف، اما همچنین بادوام، سازگار با محیط زیست و کم مصرف باشند.

فیبر کربن

فیبر کربن، واقعاً یک ماده برای آینده است – البته ماده ای که مدت هاست در ورزش های مختلف استفاده می شود! با این حال، این ماده ابتکاری بیشتر و بیشتر در ساخت و ساز استفاده می شود، صنعتی که اغلب ترکیبی از استحکام و سبکی را می طلبد. فیبر کربن 75 درصد سبک تر از آهن و 30 درصد سبک تر از آلومینیوم است. برای تقویت مصالح ساختمانی سنتی برای بهبود استحکام آنها – آجر، بلوک های بتونی مسلح، سازه های چوبی – و همچنین برای کاهش ضخامت پانل ها و بر این اساس، کاهش وزن آنها استفاده می شود. تقویت فیبر کربن برای بتن همچنین عایق حرارتی عالی را فراهم می کند. تنها نقطه ضعفی که کاربرد گسترده آن را محدود می کند، هزینه بالای مواد است.

کاشی اکریلیک تزئینی

مصالح ساختمانی نوآورانه همیشه موادی با خواص فیزیکی نوآورانه مانند استحکام یا ایمنی نیستند. اینها همچنین می توانند موادی باشند که فناوری را برای ارائه دکوراسیون تماشایی و اجرای عجیب ترین ایده های طراحی ادغام می کنند. نوع جدیدی از مصالح ساختمانی تکمیل، کاشی حساس با فیبر اکریلیک است که به حرکات، لمس یا منابع نور شما واکنش نشان می دهد. فیبر نوری نور را از خود عبور می دهد و واکنش نشان می دهد: کاشی می تواند چشمک بزند، روشن شود، رنگ های همسایه را روی سطح خود بگیرد و پراکنده کند. دکوراسیون با این متریال فرصت های جدیدی را در معماری و طراحی داخلی فراهم می کند.

بتن خود ترمیم شونده

اصطلاح “بتن خود ترمیم شونده” بیش از کمی خارق العاده به نظر می رسد. در سال 2015، مخترع هنک جونکرز از دانشگاه صنعتی دلفت، روشی نوآورانه برای ترمیم ترک‌های بتن با استفاده از باکتری نشان داد. اصل فن آوری ساده است: کپسول هایی حاوی باکتری های خاص و مواد مغذی برای آنها به بتن اضافه شد: باکتری ها به محض برخورد آب فعال می شوند. بتن ترک خورده با رطوبت بازسازی شد و با سنگ آهک تولید شده توسط باکتری ها پر شد.

علاوه بر این فناوری زیستی، جایگزین دیگری از سوی محققان کره ای وجود دارد که در آن کپسول هایی از یک پلیمر خاص به بتن اضافه می شود. تحت تأثیر رطوبت و نور خورشید نیز شروع به واکنش می کند، متورم می شود و ترک را پر می کند.

بتن سنتی یک مصالح ساختمانی بسیار قابل اعتماد و تثبیت شده است، اما در صورت ترک خوردن خواص خود را از دست می دهد. بسیاری از متخصصان علم مواد در سراسر جهان در حال کار بر روی مدرن کردن مواد پایه هستند

سخت ترین و سبک ترین ماده در جهان از 99.8 درصد هوا ساخته شده است!

این ماده فوق سبک متخلخل مصنوعی از ژلی مشتق شده است که در آن جزء مایع ژل با گاز جایگزین می شود. نتیجه یک بدنه بسیار جامد با چگالی بسیار کم و هدایت حرارتی کم است. در لمس، شبیه فوم پلی استایرن شکننده است. آئروژل ها می توانند از ترکیبات شیمیایی مختلفی ساخته شوند. اولین بار در سال 1931 به عنوان زاده فکر ساموئل استفنز کیستلر تولید شد. او استدلال کرد که می تواند مایع را با گاز جایگزین کند بدون اینکه ساختار را کوچک کند. اولین آئروژل ها از سیلیکا ژل ساخته شده بودند. کار بعدی کیستلر مربوط به آئروژل های مبتنی بر اکسید آلومینیوم، اکسید کروم و دی اکسید قلع بود. آئروژل های کربنی برای اولین بار در اواخر دهه 1980 ساخته شدند. ویژگی خاص آئروژل ها این است که می توانند رسانایی حرارتی کمتری نسبت به گازی که دارند داشته باشند. این ماده یک عایق حرارتی عالی است، بنابراین به طور گسترده برای عایق حرارتی سازگار با محیط زیست و کارآمد در مقیاس صنعتی استفاده می شود. به دلیل تخلخل زیاد و ریز ساختار، می توان از آئروژل ها به عنوان ماتریس جمع آوری کوچکترین ذرات گرد و غبار استفاده کرد.

موارد بسیار بیشتری نیز وجود دارد که ما فقط به برخی از آنها پرداختیم.