بتن شفاف یا لیتراکن چیست؟ کاربردها، ویژگی ها و نحوه ساخت بتن شفاف

بتن شفاف یا لیتراکن چیست و در کجا استفاده می شود؟

از بتن شفاف در معماری زیبا و تزئینات معماری به عنوان یک ماده نما برای روکش دیوارهای داخلی استفاده می شود. این بتن انتقال دهنده نور بر روی محصولات مختلفی طراحی و اجرا شده است. چندین روش برای تولید بتن شفاف وجود دارد.

این نوع جدید از بتن تحت عنوان بتن شفاف یا لیتراکن در زبان انگلیسی از طریق تکنولوژی نانو اختراع شده و تحول زیادی در بخشیدن نوع جدیدی از زیبایی به ساختمان ها ایجاد کرده است. بتن شفاف در بسیاری از صنایع در سراسر جهان محبوبیت یافته است. به عنوان یک ماده ساختمانی با صرفه جویی در مصرف انرژی و سازگار با محیط زیست، بتن انتقال دهنده نور یا شفاف اکنون به طور فزاینده ای در معماری زیبا و روکش های داخلی استفاده می شود.

بتن شفاف چگونه و از چه ترکیباتی ساخته می شود؟

بتن شفاف بر اساس مفهوم "نانو اپتیک" ساخته شده است. جایی که فیبرهای نوری نانویی به عنوان شکاف هایی در ماده بتن عمل می کنند تا نور را از یک طرف سطح به طرف دیگر آن منتقل کنند. این فیبرها یا تارهای نوری همانند رشته های بلند و باریکی هستند که نور را مانند شیشه انتقال می دهند. در واقع این فیبرهای نانویی از جنس شیشه هستند و سایز بسیار کوچک آن ها باعث ایجاد ساختاری همگن در بتن می شود.

بتن عبور دهندۀ نور (لایتراکان) (Light Transmitting Concrete) امکان عبور نور از بتن را به عنوان مصالح ساختمانی جدید که به طور گسترده در دسترس قرار دارد، ارائه می‌دهد. این مصالح در سال 2001 توسط معماری مجارستانی به نام آرون لوسونچی اختراع شد. این متریال، ترکیبی از فیبرهای نوری و ذرات بتن می‌باشد. بتن لایتراکان با ترکیب 96% بتن معمولی و 4% فیبر نوری، محصولی منحصر به فرد است که می‌تواند بدون تاثیر منفی در مقاومت بالای فشاری و کششی اجزای باربر سازه به عنوان یک بلوک پیش ساخته مورد استفاده قرار گرفته و فضاهایی روشن و جذاب را خلق کند. 

 این الیاف نوری به طور مساوی از طریق بتن پخش می شوند و در دو طرف بلوک قابل مشاهده هستند. این موضوع باعث می شود اشکالی که در یک طرف سطح تشکیل می شوند، به صورت سایه هایی ای از سطح دیگر بتن ظاهر شوند.

به طور کلی بتن شفاف با ترکیب دو ماده اصلی ساخته می شود. بتن ریز (با سیمان و سنگدانه هایی مانند شن) و الیاف نوری.
. فیبرها، به دلیل اندازه کوچکی که دارند، به راحتی با بافت بتن ترکیب شده و متریالی کاملاً همگن را تولید می‌کنند که باعث نفوذ نور به داخل بلوک‌ها می‌شوند. استفاده از این بتن در جداره‌های داخلی و خارجی سازه از قبیل دیوارها، کف و حتی به عنوان لوازم جانبی و اجزاء هنری متداول است. لایتراکان کلاسیک، محصولی کاملاً دست ساز بوده که الگوی نوری هر کدام از بلوک‌های آن، محنصر به فرد می‌باشد.

این الیاف نوری جایگزین سایر سنگدانه های بتنی شده و نور را از منابع مصنوعی و طبیعی حتی در زاویه تابش بیش از 60 درجه هدایت می کنند. در لایه های نوری سه لایه مختلف وجود دارد: پوشش بافر، روکش و هسته. قسمت انتقال دهنده این لایه ها هسته است و بنابراین نور از طریق هسته منتقل می شود.

فرآیند تولید بتن شفاف مشابه بتن سنتی است. تنها تفاوت در اضافه کردن 4٪ تا 5٪ فیبرهای نوری، بر اساس حجم آن ها به مخلوط است.

به طور خلاصه، این فرآیند شامل افزودن یک لایه الیاف به قالب، به جای لایه های کوچک بتن در فواصل 2 میلی متر تا 5 میلی متر است. هرچه این لایه بندی نازکتر و کوچکتر صورت بگیرد، بتن شفاف تولید شده انتقال نور بیشتری خواهد داشت.

نکته مهمی که در تولید بتن شفاف باید مورد توجه قرار داد این است که بتن شفاف فاقد سنگدانه های درشت است. زیرا سنگ های درشت تر به رشته های الیاف آسیب می رساند و باعث اختلال در انتقال نور می شود.

همچنین، خاک رس صنایع دستی نیز به عنوان پایه ای برای قرار دادن فیبرهای نوری در ترکیب بتن اضافه می شود. بعلاوه، از آنجا که بتن شفاف نوعی بتن از پیش ریخته شده است، معمولا مواد را به صورت بلوک یا پانل برش داده، صیقل داده شده و آماده برای استفاده به فروش می رسانند.

چه کسی بتن شفاف را اختراع کرد؟

ایده اولیه مفهوم بتن شفاف به اوایل قرن بیستم برمی گردد. زمانی که پیشرفت های عمده ای در تکنولوژی الیاف نوری بر پایه پلیمر حاصل شد که منجر به توسعه استفاده از فیبر نوری شد.

اگرچه ایده انتقال نور بتن از سالها قبل وجود داشته است، اما مفهوم واقعی بتن شفاف توسط آرون لوسونچی معمار مجارستانی در سال 2001 مطرح شد.

به عنوان فرد پیشگام در اختراع بتن شفاف، لوسونچی توانست ظرف دو سال پس از طرح ایده خود، اولین بلوک بتنی شفاف را با موفقیت تولید کند. این ماده جدید لیتراکن نامیده شد که مخففی از مفهوم انگلیسی بتن انتقال دهنده نور است. این بتن به زودی در کشورهایی از جمله ایتالیا ، آلمان و حتی چین محبوب شد و اکنون در معماری زیبا استفاده می شود.

معرفی PXL

یکی دیگر از محصولات لایتراکان، لایتراکان pXL است که برخلاف نمونه کلاسیک آن، هیچ گونه فیبر نوری جهت انتقال نور نداشته و تنها یک بلوک پلاستیکی ثابت می‌باشد. این ویژگی و نحوۀ تولید آن، لایتراکان pXL را مقرون به صرفه تر می‌سازد. این پنل‌ها تقویت شده و نصب آسانی دارند. همچنین می‌توان از آن‌ها احجام سه بعدی و فرم‌های منحنی را نیز تولید کرد که کاربرد آن را در طراحی و ساخت المان‌‎‌ها و مبلمان شهری بیشتر می‌کند.

نمونه هایی از استفاده از بتن شفاف در معماری

اگرچه استفاده از بتن شفاف هنوز در معماری چندان گسترده نشده، اما چند پروژه وجود دارد که از آن برای ساخت سازه های قابل توجه استفاده کرده اند.

"دروازه اروپا" که در سال 2004 به عنوان یادبودی برای جشن ورود مجارستان به اتحادیه اروپا ساخته شد، به دلیل کیفیت انتقال نور بتن استفاده شده در آن، یکی از مشهورترین بناهای دیدنی در این کشور است.

نمونه اخیر دیگر کتابخانه شهر اشتوتگارت در آلمان است. این سازه به دلیل شکل مکعبی و سقف شفاف آن که به نور طبیعی اجازه می دهد محیطی روشن با نور غیر مستقیم به وجود آورده، که ایده آل کتابخانه است.

این بتن علاوه بر ساخت نمای بیرونی نماها، می تواند در دیوارهای داخلی نیز  استفاده شود. استفاده از این بتن ها در دیوارهای جدا کننده ایده جذابی برای طراحی کلینیک ها، طراحی رستوران و کافی شاپ و طراحی سالن های زیبایی می باشد.