مقدمه
ساخت و ساز یکی از بزرگترین بازارهای کامپوزیتها در جهان است. دلیل وسعت کاربرد کامپوزیت های FRP در کاربرد، مزیتهایی است که کامپوزیت ها نسبت به مواد ساختمانی قدیمی دارند. مزیت هایی مانند وزن کمتر، نیاز کمتر به سازه های نگهدارنده و مقاومت عالی در برابر خوردگی و پوسیدگی (که باعث کاهش دوام موادی چون چوب و فولاد می شود) از جمله اینهاست. همچنین نیاز کمتر به نگهداری و تعمیر، موجب کاهش هزینه ها طی عمر استفاده از کامپوزیت ها می شود. وزن کمتر کامپوزیت ها نیز ضمن آسان تر نمودن نصب قطعات حین کار، هزینه های نصب و حمل و نقل را کاهش می دهد علاوه بر این کامپوزیت ها آزادی طراحی بیشتری دارند و امکان ایجاد اشکال پیچیده تر را فراهم می آورند.
رشد بازار کامپوزیت ها در ساخت منازل مسکونی در نواحی از جهان شامل اروپا و آمریکای شمالی کاهش داشته است ولی در چین و سایر بخش های آسیا در حال تجربه رشد خوبی است. محققان بازار در Lucintel آمار دقیق تری را ارائه کرده اند. به گزارش آنها تقاضا برای کامپوزیت ها در کاربردهای ساختمانی در چین با رشدی دو رقمی همراه است. این در حالی است که در آمریکای شمالی رشد سالیانه 5 درصدی در سال 2013 مورد انتظار بوده است و در همین دوره زمانی، اروپا میانگین رشد 6 درصد داشته است. به گزارش Lucintel کاربردهای ساخت و سازه های تجاری و صنعتی برای کامپوزیت ها، اروپا و ایالات متحده را از رکود در این حوزه نجات داده است. در این نوشتار ضمن معرفی برخی شرکت های فعال در این زمینه در دنیا به معرفی برخی کامپوزیت ها در صنایع ساختمان پرداخته می شود.
گام اول؛ طراحی
شرکت انگلیسی Optima Project Ltd متخصص و مشاور در زمینه طراحی مهندسی پیشرفته، آنالیز و مواد FRP است. به اعتقاد David Kendall مدیر عامل این شرکت، حضور مهندسان کامپوزیت در ابتدای مرحله طراحی هر پروژه، اهمیت زیادی دارد. این شرکت در حال حاضر بر روی پروژه ساختمانی بزرگی در Mideast کار می کند. مدیر عامل این شرکت اظهار می کند که اغلب اوقات مواد مورد نیاز برای یک پروژه به میزان کافی و درست در نظر گرفته نمی شود. برای مثال سقف ساختمانی از جنس کامپوزیت به لحاظ ساختاری و کارآمد می تواند نصف وزن برآورد شده از مواد باشد. در واقع اگر با مشاوره با متخصصین کامپوزیت در همان ابتدای کار، همه سازه های نگهدارنده، در طراحی در نظر گرفته شود و مقدار مواد درست برآورد شود، می توان مواد و هزینه ها را تا حد امکان کاهش داد. به نظر وی، در عبارات هندسه یا بارگذاری (loading) اطلاعات زیادی گنجانیده شده است.
شرکت Optima Project Ltd در پی افزایش استفاده از کامپوزیتها در ساخت و ساز در کشورهای خاورمیانه است. جایی که به اعتقاد David Kendall امکان پیشرفت بسیار زیاد و معماری های بسیار جذاب وجود دارد. در عین حال شرکت های زیادی در استفاده از کامپوزیت ها وجود ندارد و شرکت های موجود اغلب مواد مهندسی دیگری را عرضه می کنند و این فرصت خوبی برای شرکت آنهاست. گام بزرگ بعدی که شرکت Optima Project Ltd دنبال می کند افزایش استفاده از کامپوزیت ها در بخش های ساختاری در ساختمان هاست. در حال حاضر برای چارچوب های داخلی و سازه های نگهدارنده بیشتر از فولاد استفاده می شود. این شرکت می خواهد سازه های نوع پوسته (shell type) مانند سقف استادیوم و سایر سازه ها در جایی که به فضاهای باز بزرگ و بدون چارچوب های داخلی و آستری ها نیاز است را تولید کند. به ادعای مدیر عامل این شرکت آنها قادر به خلق سازه های پوسته ای با فاصله تکیه گاه 200 یا 300 متر هستند. به بیان David Kendall به دلیل آزادی بیشتری که کامپوزیت ها در طراحی دارند، معماران بسیار سریعتر از مهندسان و با آغوش باز پذیرایی این مواد برای کاربردهای ساختمانی هستند. مهندسان معمولا در صنعت ساختمان بیشتر محافظه کار هستند که این امر ناشی از قوانین موجود است. رویکرد بسیار خوبی در استفاده مهندسی از کامپوزیت ها از نظر بارگذاری و عملکرد در سایر صنایع وجود دارد و دلیلی ندارد که نتوان به این هدف در ساختمان دست نیافت.
توسعه مواد ساختمانی جدید تمرکز گروهی از شرکت های اروپایی است که از اکتبر سال 2008 میلادی با هم کار می کنند. هدف ایشان توسعه نانو کامپوزیت های جدید و سامانه ای برای گسترش مواد سبک تر برای کاربردهای ساختمانی است. در همین راستا پروژه 24 ماهه FACOMP بر ایجاد بخش هایی از دیوار های نما بود که معمولا برای نمای خارجی ساختمان ها و به عنوان جایگزینی برای آلومینیوم و فولاد استفاده می شوند. انتظار این است که نانو کامپوزیت ها انعطاف پذیری بیشتر در طراحی، وزن کمتر، نصب آسان، مقاومت خوردگی، عملکرد مکانیکی زیاد و مقاومت خوب در برابر آتش به ارمغان آورند.