خلاصه

ساخت و سازِ ساختمهایِن بلندِ بتُنینیاز به اِسکان بیشتر مردم در شهرها و تقاضای مردم برای سکونت و کار را هموار مینماید؛ اِستفاده از فناوریهایِ نوبن از جمله نانو ذَرات در ساخت میتواند از عوامل مؤثر در تعیینِفرمِیک ساختمانِ بلند به لحاظِ ویژگیهایِ معماری از جمله عملکرد و پایداریو مسائلِایمنی باشد. نانو ذرات منجر به افزایش مقاومت فشاری و کاهش نفوذپذیری،بهبود زیرساختارِبتن و خَمیرِسیمان میشوند. در مطالعه پیش رو، سعی شده است ویژگیهایِ نانو بتن در راستای ایجاد ساختمانهایی بافرمِ مناسب و بلند با به کارگیری فنآوریهایِمحیطی و در نظر گرفتن مُحتوای فرهنگی، اجتماعی و محلی که ازاهدافِتوسعهی پایدار است، برشمرده

شود و از طرفی پیشنهاداتی مناسب در این راستا ارائه شده است.

کلید واژه: نانوذرات ، ساختمان بلند ، فرم ، معماری پایدار

-۱ دانشجوی مهندسی معماری، گروه معماری، مؤسسه آموزش عالی توس، مشهد، bahar.golkar@yahoo.com -2 مدرس گروه معماری و عمران، مؤسسه آموزش عالی توس، مشهد.

۱

.۱ مقدمه

پیشرفت در تکنولوژی و هم چنین نیاز بشر به سازههای گوناگون باعث شده تا تحقیقات وسیعی بر روی خواص و رفتار مواد صورت گیرد که بالطبع نتیجه آن ابداع گونههای مختلف سازهها و بهرهگیری از مواد گوناگون است .[۱] نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست بلکه به معنی رویکرد جدید در تمام رشتهها است. نانوتکنولوژی چشم انداز جدیدی از تولید مواد، در مقیاس نانو را با خواص و چیدمانتمیِاَمتفا وت در اختیار ما قرار میدهد. هدف نانوتکنولوژی در واقع ساخت اشیا، اتم به اتم است. با رویکردی از پایین به بالا، رویکردی که طبیعت میلیونها سال است که انجام میدهد .[۲] باتوجه به رشد سریع تحقیقات علمی و عملی علوم و فنون نانودر کلیه علوم وصنایع توجه بسیار کمی به کاربردهای این پدیده در صنعت ساختمان و بطور عام در ساخت و ساز شده است ولیاخیراً با توجه به تقویت کنندهها و استحکام دهندههای نانویی در مصالح ساخت و ساز موج جدیدی با شتاب فزایندهای صنعت ساخت و ساز را در بر گرفته است .[۱] تحقیق حاضر میکوشد ویژگیهایِ نانو بتن در راستای ایجاد ساختمانهایی بافرمِ مناسب و بلند با به کارگیری فنآوریهایِمحیطی و در نظر گرفتن مُحتوای فرهنگی، اجتماعی و محلی که ازاهدافِ توسعهی پایدار است، برشمرده شود و از طرفی پیشنهاداتی مناسب در این راستا ارائه شده است.

۱ـ.۱ پیشبیان

بتن به عنوان یکی از مواد مهم در صنعت ساختمانسازی کاربرد دارد. پودر پوزولان طبیعی برای افزایش دوام،کاهش هزینهی تولید بتن و کاهش آلودگی محیط زیست ناشی از تولیدسیمان به بتن افزوده می شود. که باعث کاهش مقاومت در سنین اولیه بتن میشود. در سالهای اخیر کاربرد ذرات نانو برای بهبود خواص بتن توجه بسیاری از محققان تکنولوژی بتن را به خود جلب کرده است. برای حل مشکل وزن مخصوص زیاد بتن از بتن سبک استفاده میشود. اما مشکل مقاومت مطرح است که برای حل این مشکل از ذرات نانو برای پر کردن خلل و فرجهای بتن و افزایش مقاومت استفاده می شود .[۱] برای ساخت یک ساختمان بلند بتنی توجه به فرم مهم است؛ به سخن دیگر با توجه به فنآوریهای نوین از جمله استفاده از نانو ذرات که می-توان سازهای سبک با مقاومت بالا ساخت، پر واضح است که نیازمند فرمی متناسب برای یک ساختمان بلند با توجه به مصالح مصرفی نانو و مسلما” توسعهی پایدار میباشیم .[۶] استفادهی صحیح از بناهای بلند می تواند کمک موثری به حل مشکلات و ایجاد محیط مطلوب و مناسب نماید اما بی-توجهی به مسایل این بناها نتایج منفی به همراه دارد. از طرفی پس از یک قرن تجربهی معماری مدرن مشکلات پیچیدهای در عرصه محیط زیست رخ میدهد. وضعیت جهان در آغاز قرن ۲۱ به یک توسعهی ناپایدار گواهی میدهد. به دنبال این موضوع مفهوم تازهای با عنوان توسعهی پایدار مطرح شده و به دلیل نقش مهم محیط ساخته شده مطرح میشود .[۵]

۱ـ.۲ هدف تحقیق

این تحقیق ابتدا تاثیراتی که ذرات نانو در بتن دارد مورد بررسی قرار میدهد. سپس به شناخت ویژگیهای معماری در سازه میپردازیم،ویژگیهای معماری پایدار بررسی و پس از آن ساختار ساختمانهای بلند در راستای استفاده از نانو بتن و بهرهگیری از مواد جدید در کنار حفظ زیبایی شناختی مورد مطالعه گرفته است.

۱ـ.۳ روش تحقیق

این تحقیق با مراجعه به تعدادی از مقالات معتبر و مطالعه کتابخانهای به دست آمده است. تا به سوالاتی از جمله تأثیر ذرات نانو و نانو بتن در ساختمان-های بلند پاسخ دهد؛ و همچین تاثیر آنها در فرم ساختمان چگونه خواهد بود.
۱ـ.۴ پیشینهی تحقیق

خزائنی و همکارانش [۳] در سال ۱۳۳۱، تأثیر عملکرد نانو سیلیس در بهبود مشخصات مکانیکی بتن با افزایش عیار سیمان را مورد بررسی قرار دادند، ایشان نتیجه گرفتند که ذرات نانو سیلیس از توسعه ریز ترکها جلوگیری کرده و بنابراین مقاومت نمونههای نانو سیلیس، علیرغم افزایش عیار سیمان، افزایش مییابد. همچنین، احمدی مقدم و هکارانش [۱] نانو بتن سبک را مورد مطالعه قرار دادند؛ در نهایت بیان داشتند که در نمونههای بتن با افزودن مقدار یکسان میکروسیلیس، آن نمونههایی که دارای نانو سیلیس میباشند دارای مقاومت بیشتری هستند. این امر را میتوان به اینعلّت دانست که نانو سیلیس در فضای کوچکتر از میکرومتر عمل کرده و مادهی سخت کننده تشکیل داده است و سبب بهبود ساختار بتن و کاهش نفوذ پذیری و در نهایت افزایش مقاومت بتن میشود. مطالعات خزائی و احمدی، بررسی مشخصات مکانیکی نمونههای استاندارد بتنی بود؛ که برای یک ساختمان بتنی

۲

نیز قابل تعمیم است. ساختمان بتنی بلند یک سازه بتنی است که طراحان سازه و محاسب تلاش دارند تا حد امکان آن را سبک و مقاوم همراه با رعایت اصول و ویژگیهای معماری یک ساختمان بلند ارائه نمایند. گلابچی [۶] طی یک مقاله به تحقیق در مورد معیارهایی برای طراحی و ساخت بناهای بلند پرداخته است و از منظر ویژگیهای معماری آن را بررسی نموده است. گرجی ]نگارنده از [۶ معماری پایدار را به نقد از منظر محیط زیست کشیده و در تحقیق خود مبانی معماری پایدار را نیز برشمرده است، شهبازی و همکارش منتظر ]نگارنده از [۶ نیز از منظر استفاده از انرژی خورشیدی معماری پایدار را بررسی نمودهاند. در مطالعات معرفی شده و دیگر مراجع یاد شده در پایان تأثیر نانو ذرات در یک ساختمان بلند بتنی از منظر مبانی معماری پایدار بررسی نشده است.

.۲ نانوبتن

خیراًاَ نانو تکنولوژی به طور قابلِ توجهی علاقه پژوهشگران را به خود مجذوب ساخته است، که از پتانسیلهای جدید و سودمند ذرات در مقیاس نانو ناشی شده است. اندازه ذرات نانو میتواند در بهبود چشمگیر خواص در اندازه ذرات با ترکیب شیمیایی یکسان تأثیر بسزایی داشته باشد. به سبب اندازه فوقالعاده ریز نانو ذرات دارای خواصِ مکانیکی و شیمیایی منحصر به فرد از مواد مرسوم خود هستند. به خاطر همین خواص منحصر به فرد نانو ذرات توجه زیادی را به خود کشانده است .[۲] بتن را میتوان یک نانو ماده دانست زیرا هم از دیدگاه فیزیکی با وجود متخلخل ها و حفرات یادشده در بتن و خمیر سیمان هیدرات شده و هم از دیدگاه شیمیایی با توجه به واکنش های هیدراتاسیون و همچنین واکنشهایی شیمیایی انجام گرفته در بتن هنگام حملات عوامل مهاجم شیمیایی و عوامل فیزیکی زیانآور از دیدگاه نانو قابل بررسی است .[۱]