مزایای مصالح ساختمانی بر پایۀ ترکیبات پلیمری
مواد پلیمری به دلیل
خواص و مزایای منحصر به فردشان به عنوان مصالح ساختمانی، محبوبیت روزافزونی پیدا کرده‌اند.
پلیمر درواقع نوعی پلاستیک اصلاح شده است و دارای ویژگی‌های خاصی است که آن را برای
استفاده در ساختمان‌سازی مناسب می‌کند. این مادۀ شیمیایی، به دلیل دوام و مقرون به‌صرفه
بودن، اغلب به عنوان جایگزینی برای مصالح ساختمانی سنتی استفاده می‌شود. پلیمرها را می‌توان
به روش‌های مختلف در ساختمان‌سازی استفاده کرد، از جمله در عایق‌کاری، غشاهای بکاررفته
در سقف‌ها وسیستم‌های کفپوشی و غیره.
مزایای استفاده از پلیمرها در مصالح ساختمانی:
استفاده از پلیمرها در مصالح ساختمانی، مزایای زیادی دارد. یکی از مزایای اصلی آنها این است که سبک و بادوام هستند و این مسئله آنها را برای استفاده در پروژه‌های ساختمانی ایده‌آل می‌کند. پلیمرها همچنین دارای خواص عایق‌بندی حرارتی عالی هستند که این امر می‌تواند به کاهش هزینه‌های انرژی مرتبط با گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها کمک کند. پلیمرها در برابر خوردگی و سایر عوامل محیطی مقاوم هستند و این مسئله آنها را برای ساخت سازه‌های بیرونی مانند عرشه‌ها (بالکن یا پشت بام‌ها) یا پاسیو ایده‌آل می‌کند. نصب مواد برپایۀ پلیمر نسبت به مصالح ساختمانی سنتی مانند چوب یا فلز آسان‌تر است و با استفاده از آنها در ساختمان‌سازی، در زمان و هزینه‌های کار در طی ساخت و ساز صرفه‌جویی می‌شود.
تاثیر مواد پلیمری بر محیط زیست:
پلیمرها تأثیر زیست محیطی قابل توجهی در صنعت ساختمان دارند. یکی از مزایای اصلی آنها این است که می‌توان آنها را از منابع تجدیدپذیر مانند گیاهان تولید کرد. این مسئله خود باعث کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی می‌شود. از سوی دیگر، پلیمرها سبک وزن هستند و در مقایسه با مصالح ساختمانی سنتی مانند بتن یا فولاد به انرژی کمتری برای حمل و نقل نیاز دارند. بعلاوه، مصالح ساختمانی مبتنی بر پلیمر اغلب خواص عایق‌بندی بهتری نسبت به همتایان خود دارند. این بدان معناست که ساختمان‌های ساخته شده با پلیمرها می‌توانند مصرف انرژی را برای مقاصد گرمایشی و سرمایشی کاهش دهند که متعاقبا این بازدهی حرارتی بهبودیافته به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای مرتبط با سیستم‌های HVAC ((Heating, Ventilation, and Air Conditioning) مخفف گرمایش، هوارسانی و تهویه مطبوع(سرمایش)) کمک می‌کند. با این حال، مهم است که معایب احتمالی این ترکیبات نیز در نظر گرفته شوند. برخی از پلیمرهای بکاررفته در ساختمان‌سازی ممکن است حاوی افزودنی‌ها یا مواد شیمیایی باشند که اگر در فرآیندهای تولید و دفع به درستی مدیریت نشوند، می‌توانند برای سلامت انسان یا محیط زیست مضر باشند. برای کاهش این نگرانی‌ها، لازم است که تولیدکنندگان و سازندگان، اقدامات پایداری را در طی چرخۀ عمر مواد ساختمانی مبتنی بر پلیمر در اولویت قرار دهند. این اقدامات از تامین مسئولانه مواد خام آنها شروع شده و تابازیافت این محصولات در مراحل پایانی عمرشان ادامه می‌یابد.
دوام و نگهداری از سازه‌های ساختمانی بر پایۀ
پلیمر:
یکی از مزایای
کلیدی سازه‌های مبتنی بر پلیمر، مقاومت آنها در برابر خوردگی است که آنها را برای
استفاده در محیط‌هایی با رطوبت بالا و یا قرارگیری در معرض مواد شیمیایی، ایده‌آل
می‌کند. برخلاف مصالح ساختمانی سنتی مانند چوب یا فلز، پلیمرها با گذشت زمان زنگ
نمی‌زنند و پوسیده نمی‌شوند. مصالح ساختمانی مبتنی بر پلیمر به دلیل استحکام
استثنایی و مقاومت در برابر ضربه شناخته شده‌اند. آنها می‌توانند بارهای سنگین و
شرایط آب و هوایی شدید را بدون به خطر انداختن یکپارچگی سازه‌ها تحمل کنند. این
دوام و مقاومت آنها، نیاز به تعمیرات یا تعویض‌های مکرر را کاهش می‌دهد. تعمیر و نگهداری از
سازه‌های مبتنی بر پلیمر در مقایسه با سایر مواد نسبتاً آسان است. پلیمرها اصولا
موادی غیر متخلخل هستند و سطحی صاف تشکیل می‌دهند که در برابر تجمع آلودگی‌ها و
لکه‌دار شدن مقاوم است.
بنابراین شستشوی سطوح پلیمری می‌تواند به سادگی و با استفاده از آب و صابون ملایم و بدون نیاز به مواد شستشودهندۀ تخصصی انجام شود. با این حال، توجه به این نکته ضروری است که درحالی‌که پلیمرها بادوام هستند، اگر به درستی و با افزودنی‌هایی مانند تثبیت کننده‌های UV در طی فرآیند تولید فرموله نشوند، ممکن است در معرض انواع خاصی از آسیب‌ها مانند تخریب UV باشند.
تجزیه و تحلیل هزینه‌ای پلیمرها در مقایسه با مصالح ساختمانی سنتی:
پلیمرها اصولا به‌دلیل هزینۀ کمتر تولید و نصب،
راه حل مقرون به‌صرفه‌تری برای تولید مصالح ساختمانی هستند. مصالح ساختمانی سنتی
مانند چوب، بتن یا فولاد گران بوده و برای ساخت و ساز به نیروی کار بیشتری نیاز
دارند. در مقابل، پلیمرها سبک وزن هستند بنابراین به‌راحتی قابل حمل بوده و هزینه‌های
حمل و نقل را نیز کاهش می‌دهند. هرچند که ممکن است پلیمرها از منظر هزینه‌های اولیه
و نگهداری در طی گذشت زمان سودمند باشند، با این وجود مهم است که از معایب بالقوه
مرتبط با پلیمرها در پروژه‌های ساختمانی غافل نشد. برای سازندگان و معماران بسیار
مهم است که هنگام تصمیم‌گیری در مورد استفاده از پلیمرها در مقابل مصالح ساختمانی
سنتی، عواملی مانند الزامات ظرفیت تحمل بار وزنی را به دقت در نظر بگیرند.
کاربردهای
نوآورانۀ پلیمرها در ساخت و ساز:
پلیمرها با رویکرد‌هایی نوآورانه برای مقابله با چالش‌های مختلف در بخش ساخت و ساز، از افزایش یکپارچگی ساختاری گرفته تا بهبود بهرهوری انرژی، مورد استفاده قرار گرفته‌اند. یکی از کاربردهای قابل توجه پلیمرها، استفاده از کامپوزیت‌های مبتنی بر پلیمر برای اهداف مستحکم‌سازی است. این کامپوزیت‌ها، همانند پلیمرهای تقویت شده با الیاف (FRPs)، نسبت استحکام به وزن (و مقاومت در برابر خوردگی) بالایی دارند. آنها می‌توانند به عنوان جایگزینی برای مصالح سنتی ساختمانی مانند فولاد یا بتن و در جهت تقویت سازه‌هایی همچون پل‌ها، ساختمان‌ها و حتی سکوهای دریایی مورد استفاده قرارگیرند. یکی دیگر از پیشرفت‌های هیجان انگیز در صنعت مواد پلیمری ساختمانی، ورود پلیمرهای هوشمند به سیستم‌های ساختمانی است. پلیمرهای هوشمند دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی هستند که به آنها این اجازه را می‌دهد تا به محرک‌های خارجی مانند تغییرات دما یا رطوبت پاسخ هوشمند دهند. بدان معنا که شکل یا خواص خود را مطابق با شرایط موجود تطبیق داده و منجر به پیشرفت عملکرد و کارایی در مواد خود ترمیم شونده یا نماهای پاسخگو شوند.
علاوه براین، پوشش‌های برپایۀ پلیمر نیز به‌دلیل
ویژگی‌های محافظت کننده‌ای که در برابر عوامل محیطی مانند اشعۀ فرابنفش یا قرارگیری
در معرض مواد شیمیایی دارند، محبوبیت بیشتری پیدا کرده‌اند. این پوشش‌ها، با ایجاد
یک مانع مناسب به افزایش طول عمر سازه‌ها کمک کرده و در عین حال نیازهای مرتبط با فرآیندهای
تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهند. فوم‌های پلیمری سبک وزن نیز به دلیل دارا بودن خواص عایق
حرارتی عالی درمقایسه با مواد عایق‌بندی سنتی مانند فایبرگلاس یا پشم‌شیشه، برای اهداف عایق‌بندی استفاده می‌شوند. این مسئله، نه‌تنها بهرهوری انرژی را
بهبود می‌بخشد، بلکه هزینه‌های گرمایش/سرمایش را نیز با گذر زمان کاهش می‌دهد.
آیندۀ پلیمرها در
صنعت ساختمان‌سازی:
با پیشرفت تکنولوژی، درک و توانایی بشر نیز برای توسعۀ مواد پلیمری جدید که حتی بادوام‌تر، پایدارتر و مقرون به صرفه‌تر از نمونه‌های فعلی باشند، افزایش یافته‌است. این پیشرفت‌ها، دنیای جدیدی از امکانات را پیش روی معماران و مهندسین به‌جهت طراحی سازه‌های نوآورانه و با عملکرد پیشرفته باز کرده است. ازجملۀ این زمینه‌ها که پلیمرها می‌توانند در آن پتانسیل زیادی از خود نشان دهند، توسعۀ مواد خود ترمیم شونده است. محققان در حال بررسی راه‌هایی برای تزریق میکروکپسول‌های محتوی عوامل ترمیم‌کنندۀ مبتنی بر پلیمر در مصالح ساختمانی هستند. هنگامی که ترک یا آسیبی در سازه‌های ساختمانی رخ دهد، این کپسول‌ها گسسته شده و عوامل ترمیم‌کنندۀ درون خود را آزاد کرده و آسیب‌های موجود را به طور مستقل ترمیم می‌کنند. این مسئله می‌تواند به طرز قابل توجهی طول عمر سازه‌های ساختمانی را افزایش داده و در عین حال هزینه‌های تعمیرات و نگهداری را نیز کاهش دهد.
علاوه براین، تحقیقات پیوسته‌ای در جهت توسعۀ کامپوزیت‌های پلیمری سبک وزن و در عین حال قوی درحال انجام است که می‌تواند موجب جایگزینی آنها با مصالح ساختمانی معمولی مانند فولاد یا بتن، بدون به خطر انداختن یکپارچگی ساختاری شود. این کامپوزیت‌ها مزایایی مانند نسبت مقاومت به وزن بالا، مقاومت در برابر خوردگی، خواص عایق‌بندی حرارتی و سهولت نصب را درپی دارند. پلیمرها دارای خواص عایق‌بندی عالی هستند و می‌توانند با کاهش انتقال حرارت از دیوارها، کف و سقف‌ها به بهرهوری انرژی در ساختمان‌ها کمک کنند.
با پیشرفت تکنولوژی، ادغام فناوری‌های هوشمند در
پلیمرها برای اهداف ساخت و ساز نیز در حال گسترش است. حسگرهای تعبیه شده در مواد
پلیمری می‌توانند سلامت ساختاری سازه‌ها را با نظارت و مانیتورینگ درجات تنش‌های
وارده، ارتعاشات، تغییرات و تحرکات دمایی کنترل کنند. این حسگرها داده‌هایی واقعی
را فراهم کرده و امکان تعمیر و نگهداری پیشگیرانه و تشخیص زودهنگام هرگونه مشکل را
قبل از تبدیل شدن آن به یک مشکل بزرگ و غیرقابل حل، فراهم می‌کنند. این مسئله دستاوردهای
پرمنفعت و قابل توجهی را برای ایجاد ایمنی، بهینه‌سازی هزینه‌ها و پایداری در صنعت
ساخت و ساز دارد.
آیندۀ صنعت ساختمان‌سازی پتانسیل بسیار زیادی
را جهت ورود ترکیبات مبتنی بر پلیمر به این صنعت دارد. با تحقیق و توسعۀ مداوم، می‌توان
انتظار داشت که حتی کاربردهای نوآورانه‌تری از پلیمرها را در این صنعت شاهد باشیم
که دوام، پایداری و مقرون به‌صرفه بودن به لحاظ اقتصادی را افزایش دهند. این پیشرفت‌ها
بدون شک شیوۀ طراحی و ساخت ساختمان‌ها را در سال‌های آتی شکل خواهند داد.
منبع:
https://polymer-process.com