این مقاله در ادامه ی مقاله ی می باشد.
آیا فرصتی برای صنعت سنگ وجود دارد تا روش های جدیدی را برای استفاده از سنگ ها ایجاد کند؟
سنگ مهندسی شده چیست؟
در حال حاضر اصطلاح “الوار مهندسی شده (engineered timber)” معمولاً در ساخت و ساز استفاده می شود، پس چرا “سنگ مهندسی (engineered stone)” وجود نداشته باشد؟ سنگ هایی مانند: رزین کوارتز (resin quartz) که سنگ خرد شده ایست که با رزین به هم چسبانده شده است و یا سنگ به اصطلاح متخلخل، که سنگ خرد شده با مواد معدنی دیگر مخلوط شده، در فشار بالا فشرده شده و در دمای بالا ایجاد می شود، مهندسی نشده هستند. با این وجود سنگ طبیعی در اجزای ساختاری ساختمان مهندسی شده است.
آیا می توان ساختمان های پیچیده ای را مطابق با نیازهای معاصر و از مواد محلی ، طبیعی تر و کمتر فرآوری شده ایجاد نمود؟
چنین سیستم جدید ساخت و ساز پست مدرنی می تواند روندی کم انرژی و با عمر طولانی ایجاد کند که توسط رئیس RIBA الکس گوردون (Alex Gordon) در دهه 1970 پیشنهاد شد – و از آن زمان تاکنون نادیده گرفته شده است.
نتیجه می تواند ساختمان هایی باشد که به اندازه کافی انعطاف پذیر هستند تا در صورت نیاز تغییر کنند، نه اینکه تخریب شوند. این موارد حتی می توانند مانند: مقر جدید بانک تریودوس (Triodos) در هلند – از هم جدا شوند و تمام اجزا و مواد آنها دوباره استفاده یا بازیافت گردند.
بدترین چیز برای سنگ – و برای آجرها – این است که آنها را با ملات سیمان سخت لایه لایه بروی هم بچینند، درزگیری کنند یا اندود نمایند.
هدف استفاده از ملات، چسباندن سنگ ها به هم نیست، بلکه جدا نگه داشتن آن ها، اجتناب از تماس نقطه ای و توزیع یکنواخت فشار وزن است.
آهک این کار را بسیار بهتر از سیمان سخت انجام می دهد و همچنین انرژی بسیار کمتری نسبت به سیمان مصرف می کند و قادر است دی اکسید کربن ساطع شده در ساخت آن را دوباره جذب نماید.
با این حال، مهمترین دلیل ترجیح آهک به سیمان و بتن این است که استفاده مجدد و بازیافت را تسهیل می کند.
هیجان انگیزترین امکان برای صنعت سنگ – و چالشی که در این مقاله مطرح می شود – ایجاد سیستمی از سنگ مهندسی شده برای سازه های ساخته شده و یا تا حدی ساخته شده است.
برای این کار می توان از مقاومت فشاری سنگ، که می تواند بیشتر از بتن باشد، همراه با پس-تنیدگی (post-tensioning) توسط میله های فولادی ضد زنگ استفاده نمود.
برای طراحی اجزای استاندارد، دیوارها، ستون ها، تیرها و اسلب ها همگی می توانند از قطعات کوچک سنگ اره شده، برش داده شده و از قبل درل شده ساخته شوند.
اصل اساسی برای المان هایی برای طاق بستن، طاق تخت یا نعل درگاه پس-تنیده (post-tensioned) خواهد بود، که (احتمالاً) به نفع استانداردسازی اجزا، بدون نیاز به ایجاد قوس (voussoiring) در آنهاست.
این تصور را نباید به سرعت به دلیل غیرعملی و غیراقتصادی بودن آن رد کرد. این ایده بادبادکی است که ارزش پرواز را دارد.
شکی نیست که تغییرات آب و هوایی برای ساخت و ساز عواقبی خواهد داشت. دولت، خواهان ساخت و سازهای کربن خنثی است و معماران، مشتاق ارائه آن هستند. گروهی از آنها، سال گذشته شبکه اقدام اقلیمی معماران (ACAN) را تشکیل دادند و گفتند که معماران با فوریت مورد نیاز برای رسیدگی به این مشکل عمل نمی کنند.
در ماه ژوئن، زمانی که رئیس RIBA، بن دربی شایر (Ben Derbyshire) گفت: “وضعیت اضطراری آب و هوا، بزرگترین چالش پیش روی سیاره و حرفه ما است.” RIBA اعلامیه آب و هوای خود را منتشر کرد. وی افزود: ما باید در این مورد همدردی در کلام را به اقدامات تأثیرگذار تبدیل کنیم.
یکی از این اقدامات باید حمایت از مواد کم انرژی، کم کربن، طبیعی، محلی و فرآوری نشده باشد. ملات سنگ طبیعی و آهک مناسب است.
در حرکت اجتناب ناپذیر به سمت روش های ساختمانی بی خطر برای محیط زیست، استفاده کمتر از سیمان و بتن، استفاده بیشتر از آهک و نقش جدید قابل توجهی برای سنگ طبیعی، که یک منبع ملی بزرگ باقی می ماند، در نظر گرفته خواهد شد.
پس تنیدگی (Post tensioning)
سنگ تحت فشار، بسیار قوی است. مقاومت فشاری یک سنگ ساختمانی رسوبی معمولاً در حدود 40-50 نیوتن بر میلی متر مربع است، گاهی اوقات کمی بیشتر خواهد بود. اعمال کشش با استفاده از یک میله فولادی بعید است که بیش از 5-10٪ این مقدار را نشان دهد، که با اعمال بارهای جانبی تا 20٪ افزایش می یابد.
پس تنیدگی سنگ در سال 1927 توسط یوجین فریسینت (Eugene Freyssinet)، مهندس فرانسوی ابداع شد. او تیرهای بتن آرمه پیش تنیده را دید که با ریختن بتن روی فولاد تحت فشار ساخته می شدند.
این کار با اعمال بارهای جانبی به آنها استحکام زیادی می بخشد، بنابراین می توان از آنها به عنوان نعل درگاه یا تیر بدون ترک خوردگی یا شکستگی استفاده نمود. این فرآیند، امروزه نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
فریسینت (Freyssinet) دریافت که همین اصل را می توان با اعمال فشار پس از عبور فولاد از سوراخی که در سنگ ایجاد شده بود، به کار برد (بنابراین، پس تنیدگی (post-tensioning) برخلاف پیش تنیدگی (pre-tensioning) است). مزیت افزودن تنیدگی به سنگ این است که آن را قادر می سازد بارهای جانبی را تحمل کند (مثلاً سقف ها)، بنابراین می توان از بخش های باریک تری نسبت به آنچه که بدون تنیدگی لازم بود، استفاده کرد.
همچنین به این معنی است که قطعات فرآوری شده خارج از محل تولید می شوند و می توانند به سرعت در هنگام رسیدن به محل نصب شوند.
اگرچه مفهوم پس تنیدگی مدتی است که وجود داشته، اما استفاده از آن به ساختمان هایی با عناصر سنگی باربر (load-bearing) محدود شده است.
مایکل هاپکینز پارتنرشیپ (Michael Hopkins Partnership) به ویژه از این فرآیند در سال 1995 برای 28 ستون کتون استون (Ketton Stone) استفاده کرد که ساختمان ملکه (Queen’s Building) را در کالج امانوئل (Emmanuel College)، کمبریج (Cambridge) نگه می دارد. ستون ها توسط کتون استون ساخته شده اند. بدون تنیدگی، ستون های باریک به سادگی توسط وزن سقف به بیرون رانده می شدند.
پنج سال بعد، مایکل هاپکینز دوباره از این سیستم برای ستون های ماسه سنگ برچور (Birchover) و گرانیت دلانک (DeLank) در خانه پورکولیس (Portcullis House)، ساختمان جدید پارلمان در وست مینستر (Westminster) استفاده کرد.
در سال 2009، معماری به نام بری کندل (Barry Kendell) از معماران شپرد رابسون (Sheppard Robson)، مشتاق استفاده از سنگ در ساختمان نوسازی شده ردیف شماره 1 ساوتهمپتون در منطقه حفاظت شده بلومزبری (No1 Southampton Row in the Bloomsbury Conservation Area) در لندن بود. او همچنین می خواست که ارتفاع ملون های (mullion) کف ظریف و باریک باشند.
برای برآوردن هر دو این خواسته، ستون های پس تنیده ای از کادبی استون (Cadeby Stone) تولید شد. این کار، افزایش سرعت ساخت و ساز در محل را در پی داشت، بنابراین سنگ تنها در سه هفته به جای هشت هفته ای که برای نصب کردن دستی زمان می برد، نصب شد. ستون ها بر روی تراشه های همان سنگ قرار دارند که وزن را از طریق صفحات کربل (corbel) به صفحه کف برمی گرداند.
سنگ ساختاری
ساختن یک آسمان خراش با اسکلت سنگی به جای فولاد یا بتن نه تنها مقدار کربن محصور شده ساختمان را کاهش می دهد، بلکه هزینه کمتری نیز دارد.
این مورد، از موضوعات بسیار تحسین شده در نمایشگاهی در مرکز ساختمان (The Building Centre) در لندن بود. اما درست زمانی که دو ماه و نیم از شروع نمایشگاه می گذشت، مرکز ساختمان به دلیل قرنطینه کوید 19 (Covid-19) تعطیل شد. این اولین باری بود که پس از حمله جنگ جهانی دوم بسته شد.
این نمایشگاه اخیراً دوباره در مرکز ساختمان (The Building Centre) افتتاح شده است (اطلاعات بیشتر را اینجا بخوانید). در زمان تعطیلی، اهداف این نمایشگاه به حوزه دیجیتال منتقل شد و هنوز هم در آنجا قابل مشاهده است. این موارد شامل گزارشی به نام پروژه تحقیقاتی برج سنگی است، که به کمک آن، معماران، برنامه ریزان و مشتریان می توانند می تواند مورد سازه قاب های سنگی پایدار را ارزیابی کند.
نمایشگاه مرکز ساختمان (The Building Centre)، به نام عصر سنگ جدید (The New Stone Age)، تجلیلی از پتانسیل و زیبایی سازه های سنگ و همچنین پایداری ذاتی آن بود.
امین طاها (Amin Taha) از گروپ ورک (Groupwork)، استیو وب (Steve Webb) از وب ییتس (Webb Yates) و پیر بیدا (Pierre Bidaud) از استونمیسنری کامپنی (Stonemasonry Company)، که به عنوان معمار، مهندس و صنعتگر گرد هم آمدند تا فیفتین کلارکن ول کلوز (15Clerkenwell Close) را با اسکلت بیرونی ساخته شده از لایم استون خام چمرک (Chomerac) استخراج شده از معدنی در نزدیکی لیون (Lyon) در فرانسه، در لندن بسازند.
برخی از سنگ ها به صورت ساون (sawn) فرآوری شده اند، برخی هنوز آثار مته ها و شکافتگی هایی که در معدن برای جدا شدن آن ها ایجاد شده، به همراه دارند.
ماهیت خام سنگ، زیبایی چالش برانگیزی به ساختمان می بخشد – و در واقع توسط شورای ایسلینگتون (Islington Council) که دستور تخریب آن را صادر کرد، به چالش کشیده شد، اگرچه پس از برنده شدن جایزه RIBA ، تجدید نظر کردند.
فیفتین کلارکن ول کلوز (15Clerkenwell Close) یک ساختمان هفت طبقه در ایسلینگتون (Islington) است که شامل هشت آپارتمان (از جمله خانه خود امین طاها) و چندین فضای اداری است. امین، لایم استون فرانسوی را برای این پروژه انتخاب کرد تا یاد بنای اصلی این مکان را که صومعه قرن یازدهمی نورمن سنت ماری (Norman nunnery of St Mary’s) بود، گرامی بدارد.
سنگ مهندسی شده/سنگ مهندسی شده/سنگ مهندسی شده/سنگ مهندسی شده/سنگ مهندسی شده
سنگ مهندسی شده/سنگ مهندسی شده/سنگ مهندسی شده/سنگ مهندسی شده/سنگ مهندسی شده
