خانه ای امن با آجرهای فوق سبک ایرانی

گفت وگو با یاسمن کارگر, جوان ترین مخترع سال در مسابقات جهانی اختراعات ۲۰۱۲

یکی از بزرگ‌ترین معایب مصالح ساختمانی سنتی که سالیان سال است در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرد، این است که این مصالح اغلب وزن زیادی دارد و این ویژگی موجب می‌شود هنگام وقوع حوادثی نظیر زلزله که منجر به تخریب ساختمان می‌شود، تلفات انسانی افزایش یابد. بتازگی جایگزین کردن مصالح جدید که سبک‌وزن بودن ویژگی بارز آنهاست به جای مصالح پرمصرف ساختمانی نظیر آجر مورد توجه بسیاری از محققانی که در زمینه طراحی و ساخت مصالح ساختمانی فعالیت می‌کنند قرار گرفته است. در حال حاضر نیز گذر از مصالح سنتی به مصالح جدید ساختمانی در قالب طرح‌های مختلف در حال اجراست که اگر به‌طور جدی تحت پیگیری قرار گیرد، می‌توانیم امیدوار باشیم در آینده‌ای نزدیک مصالح جدید جایگزین مصالح سنتی شود. از جمله می‌توان به ساخت آجر فوق‌سبک آکوستیک توسط دانشجویان رشته عمران دانشگاه اشرفی‌اصفهانی اشاره کرد. این طرح در مسابقات جهانی اختراعات سال ۲۰۱۲ که اواخر آبان امسال به میزبانی کویت و با حضور بیش از ۴۰۰ مخترع از ۴۰ کشور جهان برگزار شد، شرکت کرد و مدال نقره این رقابت را از آن خود ساخت. با یاسمن کارگر، مخترع بیست ساله ـ که یکی از مجریان این طرح است ـ درباره ویژگی‌های این آجر گفت‌وگویی انجام داده‌ایم که می‌خوانید.

چه شد که به فکر ساخت آجرهای فوق‌سبک افتادید؟

آجر از گذشته از اصلی‌ترین مصالح ساختمانی بوده و می‌توان گفت با توجه به نقشی که در ساخت‌وساز دارد حذف آن از صنعت ساختمان‌سازی در عمل امکان‌پذیر نیست. بنابراین لازم است با در نظر گرفتن مشکلات و محدودیت‌هایی که دارد، بهینه‌سازی شود. با توجه به این‌که کشور ما یک کشور زلزله‌خیز است باید ساخت خانه‌های ایمن به‌عنوان یک ضرورت درنظر گرفته شود. زلزله منجر به ایجاد ضربه به پی ساختمان و در نهایت تخریب دیوارها می‌شود که آوار شدن مصالح ساختمانی سنگین تلفات زیادی را بر جا می‌گذارد. اما استفاده از آجرهای سبک نه تنها تا حد زیادی از تخریب دیوارها در هنگام وقوع زمین‌لرزه جلوگیری می‌کند، بلکه در صورت تخریب هم با توجه به کم‌وزن بودن خطر زیادی ندارد. آجرهای سنتی وزن بالایی دارند و میزان جذب آب در آن زیاد است؛ از این‌رو در سال‌های اخیر تلاش‌های زیادی با هدف طراحی و ساخت مصالح جدید سبک‌وزن انجام شده است. البته باید توجه داشت اگرچه هدف، ساخت مصالحی سبک‌تر است اما در عین حال این مصالح باید به‌گونه‌ای تهیه شود که استحکام ساختمان و سرعت ساخت و ساز را نیز افزایش دهد. آجر از جمله مصالح سنتی پرمصرف در ساختمان‌سازی است که حدود ۲۰ درصد از مصرف انرژی بخش صنعت را نیز به خود اختصاص می‌دهد. در حالی که این انرژی صرف تولید انواع مختلف آجرهایی می‌شود که کارایی چندان بالایی نداشته و علاوه بر این، وزن زیاد آن خطر ناشی از تخریب ساختمان را نیز افزایش می‌دهد.

بنابراین می‌توان به این نتیجه رسید که در عمل تولید آجر سنتی صرفه اقتصادی چندان زیادی ندارد. از این‌رو و با توجه به این موضوع، از سال گذشته با تشکیل یک گروه سه نفره، تحقیقاتی را در زمینه ساخت آجر‌های فوق‌سبک آغاز کردیم. مهندس سیدرضا موسوی، مدرس دانشگاه و نوید رشیدی، دانشجوی مهندسی عمران دانشگاه اشرفی‌اصفهانی نیز از دیگر اعضای این گروه هستند.

این آجر چه تفاوتی با نمونه‌های مشابه دارد؟

کارگر: آوار شدن مصالح ساختمانی سنگین در هنگام وقوع زلزله تلفات زیادی را بر جا می‌گذارد، اما استفاده از آجرهای سبک نه تنها تا حد زیادی از تخریب دیوارها جلوگیری می‌کند بلکه در صورت تخریب هم با توجه به کم‌وزن بودن خطر زیادی ندارد

در این طرح برای ساخت آجرهای فوق‌سبک از خاک رس ـ که از مواد اولیه آجرهای معمولی است ـ استفاده شده است. اما افزودن مواد جدید به ترکیب اولیه این آجرها موجب شد هم‌وزن آن کاهش پیدا کند و هم میزان جذب آب در آنها به‌مراتب کمتر شود. وزن یک آجر معمولی حدود ۵‌/‌۱ تا دو کیلوگرم است، اما وزن آجر جدید طراحی شده در مرحله اولیه تولید به ۸۵۰ گرم کاهش یافته است. این آجر سبک است، مقاومت آن بالاتر از آجرهای معمولی است و از این‌رو می‌توان گفت تا حد زیادی در برابر زلزله از خود مقاومت نشان می‌دهد. به این‌ دلیل که آب کمی جذب می‌کند، مشکل شوره‌زدگی و یخ‌زدگی هم ندارد. مهم‌ترین ویژگی آن در مقایسه با نمونه‌های مشابه این است که از نظر شکل ظاهری کاملا شبیه به آجرهای معمولی است. ویژگی بعدی این است که این طرح صرفه اقتصادی دارد. در نمونه‌های مشابه از مواد نانو استفاده می‌شود که موجب افزایش هزینه‌ها می‌شود. ما برای ساخت این آجر استفاده از خاک رس به عنوان ماده اولیه را به‌حداقل رساندیم و ماده جدیدی به نام دیاموتیت ـ‌که ساخته خودمان است و از مواد بازیافتی شیشه تهیه می‌شودـ در ترکیب با خاک رس اضافه کردیم. در این فرآیند در داخل آجر حفره‌ها و حباب‌هایی ایجاد شده که موجب می‌شود آجر ساخته شده ویژگی‌ آکوستیک داشته باشد و میزان هدایت حرارتی در آن به حداقل ممکن کاهش یابد. در بسیاری از کشورها از جمله انگلیس هم نمونه‌های مشابهی ساخته شده که در مسابقات اختراعات ۲۰۱۲ هم شرکت داشت، اما این آجرها از نظر ظاهری با آجرهای معمولی متفاوت بودند و به گفته هیات داوران باید اسم جدید برای آن درنظر گرفته می‌شد.

هزینه تمام شده این آجر در مقایسه با آجرهای معمولی چقدر است؟

همان‌طور که گفتم این طرح صرفه اقتصادی دارد. فرآیند ساخت این آجرها کاملا شبیه به آجرهای معمولی است و هزینه تمام شده برای ساخت آن درست با هزینه ساخت آجرهای معمولی برابری می‌کند. با این تفاوت که هم خاصیت عایق صوتی دارد و هم عایق حرارتی. در اصفهان ۴۰۰ کارخانه در زمینه تولید آجر فعالیت می‌کنند. آجر هم از جمله مصالح اولیه ساختمانی است. پس در عمل حذف آن از این صنعت امکان‌پذیر نخواهد بود. بنابراین بهتر است به دنبال راه‌هایی برای بهینه‌سازی باشیم.

چه اقداماتی برای صنعتی شدن طرح آجرهای فوق‌سبک آکوستیک خودتان انجام داده‌اید؟

در حال حاضر این طرح هنوز صنعتی نشده است؛ البته با چند کارخانه مذاکره کرده‌ایم اما تاکنون نتیجه‌ای نگرفته‌ایم. در مسابقات اختراعات بعضی کشورها دعوت کردند این طرح در آن کشورها اجرایی شود؛ اما ما ترجیح می‌دهیم این طرح را به تولید داخلی برسانیم؛ البته با محدودیت‌های زیادی مواجه هستیم. برای تولید به سرمایه نیاز داریم. با توجه به این‌که آن آجر‌ها و ویژگی‌های اختصاصی که دارند مورد تائید بسیاری از مراجع علمی از جمله دانشگاه اشرفی اصفهانی شهر اصفهان، دانشگاه فردوسی مشهد و مرکز پژوهش‌های علمی و صنعتی قرار گرفته است، اگر از اجرایی شدن آن حمایت شود براحتی می‌تواند جایگزین آجرهای سنتی شود.

به عنوان جوان‌ترین مخترع چه توصیه‌ای به جوانان دارید؟

اختراع به نظر من چیز عجیب و غریبی نیست؛ اختراع یک ایده است، اختراعی موفق است و به هدف می‌رسد که مشکلات و محدودیت‌های موجود را از میان بردارد، یعنی برای شکل‌گیری این ایده بایداز محدودیت‌های موجود کمک بگیریم. ما هم در این طرح از یک ایده ساده یعنی همان آجری که سال‌هاست در ساخت و ساز استفاده می‌شود، آغاز کردیم و همین ایده ساده مبنای کارمان قرار گرفت. جوانان نباید فکر کنند برای رسیدن به موفقیت حتما باید از پله‌های بالا شروع کنند.

در سطح کشور همیشه با آجر به عنوان یک کالای سنتی که کار علمی با آن تمام شده برخورد می‌شده است و اگر کاری هم انجام شده هدف این بوده که مصالح جدید جایگزین مصالح سنتی ساخت آجر شود؛ اما ما به جای پاک کردن صورت مساله سعی کردیم به پاسخ مناسبی برای آن دست یابیم.

فرانک فراهانی‌جم