ساخت خانه بدون ملات؟ با تکنولوژی بلوک‌های قفل شونده

ساخت خانه بدون ملات؟ بررسی تکنولوژی بلوک‌های قفل شونده (Interlocking Blocks) با تمام چالش ها و دردسرها را خواهیم داشت.

ساخت خانه بدون ملات، چگونه ممکن است؟

در دنیایی که زمان، پول و پایداری حرف اول را در ساخت‌وساز می‌زنند، تصور خانه‌ای که بدون ملات ساخته شود شاید کمی عجیب به‌نظر برسد… اما دیگر عجیب نیست!

می توانید خانه‌ای بسازید که مانند لگوهای اسباب‌بازی در کنار هم چیده می‌شود، بدون نیاز به ملات، سیمان یا چسب. نه گرد و خاک، نه زمان خشک شدن، و نه اتلاف انرژی دارد.

فناوری‌های نوین صنعت ساختمان‌سازی، به‌ویژه بلوک‌های قفل‌شونده پیوسینگ سبک، پاسخی مناسب به این نیازها ارائه می‌دهند. این بلوک‌ها با طراحی خاص خود، امکان ساخت سازه‌ها را بدون نیاز به ملات فراهم می‌کنند و منجر به افزایش سرعت ساخت، کاهش هزینه‌ها و حفظ محیط‌زیست می‌شود.​

بلوک‌های قفل‌شونده یا بلوک های نر و ماده، یکی از هوشمندانه‌ترین نوآوری‌های صنعت ساختمان هستند که با طراحی خاص خود، تحولی واقعی در نحوه ساخت خانه‌ها ایجاد کرده‌اند. در این مقاله، با این فناوری شگفت‌انگیز، مزایا، چالش‌ها و نمونه‌های موفق آن در ایران و جهان آشنا می‌شویم.

داستان ساخت خانه بدون ملات از کجا آغاز شد؟

در طول قرن‌ها، ملات به‌عنوان قلب تپنده‌ی دیوارها و ساختمان‌ها شناخته می‌شد. اما با پیشرفت دانش مصالح و نیاز به ساخت سریع‌تر، ارزان‌تر و پایدارتر، معماران و مهندسان به فکر روش‌هایی افتادند که بتوان بدون ملات، دیوارهایی مستحکم ساخت. نخستین گام‌ها در این حوزه به اواخر قرن بیستم بازمی‌گردد، اما در دهه‌ی اخیر، کشورهای نوآور مانند کنیا، هند، چین و برخی مناطق در آمریکای جنوبی و استرالیا، با استفاده از بلوک‌های قفل‌شونده، این روش را به سطح صنعتی رساندند.

مقدار ملات در یک متر مربع دیوار بلوکی

بلوک‌های قفل‌شونده چیست؟

بلوک‌های قفل‌شونده، قطعاتی پیش‌ساخته‌ ای هستند که بدون نیاز به ملات و فقط از طریق زبانه، شیار یا اتصال مکانیکی به یکدیگر متصل می‌شوند؛ درست مثل قطعات پازل! این طراحی باعث می‌شود تا در عین سرعت بالا در نصب، استحکام مناسبی نیز ایجاد کنند.

انواع رایج بلوک‌های قفل شونده نر و ماده

۱.بلوک‌های بتنی قفل‌شونده یا بلوک سبک

بلوک های سبک قفل شونده، ساخته‌شده از بتن مقاوم، مجهز به زبانه و شیار برای چفت شدن دقیق است که در انواع مختلف پوکه ای، لیکا، هبلکس و…در سوله‌ها، ساختمان ها، دیوارهای حائل و ساختمان‌های صنعتی استفاده می شود. در ایران شرکت هایی چون لیپر، آلوکا و آذرسهند، این بلوک ها را تولید می کنند.

۲.بلوک‌های خاکی فشرده (CEB)

بلوک‌های خاکی فشرده (CEB) از خاک محلی مثل پوکه، سیمان، آب و گاه آهک تولید می‌شوند و گزینه‌ای اقتصادی و سازگار با محیط‌زیست هستند و در ساخت‌وسازهای پایدار مورد استفاده قرار می‌گیرند.​

۳.بلوک‌های پلیمری بازیافتی

بلوک‌های پلیمری و پلاستیکی بازیافتی از پلاستیک‌های بازیافتی و ضایعات پلاستیکی؛ سبک، مقاوم و ایده‌آل تولید می‌شوند و در پروژه‌های خاصی که نیاز به مصالح سبک و مقاوم دارند و وزن سازه اهمیت دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرند.​

مزایای شگفت‌انگیز خانه‌سازی بدون ملات

۱.سرعت ساخت باورنکردنی: حذف ملات، یعنی حذف زمان انتظار خشک‌شدن! عدم نیاز به ملات و طراحی مدولار این بلوک‌ها، زمان ساخت را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.​در پروژه‌های نمونه، خانه‌هایی تا ۷۰ متر مربع در عرض تنها ۵ روز ساخته شده‌اند. بدون انتظار برای خشک‌شدن ملات، کارگران می‌توانند دیوارها را در زمانی کوتاه‌تر از حد تصور بالا ببرند.

۲.کاهش هزینه ها و صرفه‌جویی اقتصادی: کاهش مصرف ملات، نیروی کار و ضایعات ساختمانی، منجر به صرفه‌جویی اقتصادی می‌شود.​ به‌خصوص در پروژه‌های انبوه‌سازی، این فناوری تفاوت مالی چشمگیری ایجاد می‌کند.

۳.دوستی با محیط‌زیست: استفاده از مواد بازیافتی و کاهش مصرف سیمان، اثرات زیست‌محیطی و ردپای کربن را کاهش می‌دهد.​ چون بسیاری از بلوک‌های قفل‌شونده از مواد بازیافتی یا خاک محل ساخته می‌شوند در نتیجه، مصرف انرژی کمتر و تولید کربن پایین‌تری نسبت به مصالح سنتی دارند.

۴.افزایش دقت و زیبایی ساخت: طراحی دقیق و یکنواخت، ظاهر منظم و شکیل این بلوک‌ها، کیفیت نهایی ساخت را بهبود می‌بخشد.​

۵.انعطاف پذیری و بازچیدمان آسان: در صورت نیاز به جابه‌جایی یا توسعه، دیوارها می‌توانند بدون آسیب تخریب و دوباره نصب شوند، ویژگی‌ای که در مناطق زلزله‌خیز یا پروژه‌های اضطراری بسیار حیاتی است. برخی از این بلوک‌ها، قابل جداسازی و استفاده مجدد هستند.​

چالش‌ها و محدودیت‌هایی که راجع به بلوک قفل شونده باید بدانیم

هیچ فناوری بدون چالش نیست. در ایران، موانعی مانند نبود استاندارد ملی برای این نوع بلوک‌ها، ضعف در آموزش نیروی انسانی، و عدم آشنایی نهادهای نظارتی، مانع رشد سریع این روش شده است. اما تجربه‌ی کشورهای دیگر نشان داده که با سرمایه‌گذاری در آموزش، تحقیق و توسعه و تسهیل فرآیندهای قانونی، می‌توان به‌سرعت بر این موانع فائق آمد. چالش های اصلی به شرح زیر هستن:

۱.مقاومت لرزه‌ای در برابر زلزله: در مناطق زلزله‌خیز، لازم است با میلگرد، میله های فلزی یا طراحی خاص، سازه تقویت شود.

۲.نیاز به طراحی مهندسی دقیق: برای اطمینان از پایداری ساختار، چیدمان و اتصال صحیح، اصل ایمنی ضروری است.

۳.محدودیت در فرم‌های معماری خاص: برخی مدل‌ها، برای طراحی‌های پیچیده معماری مناسب نیستند و محدودیت دارند.

مقایسه بلوک‌های قفل‌شونده با مصالح سنتی

تجربه‌های موفق استفاده از بلوک قفل شونده در ایران و جهان

ایران:هرچند بیشتر فناوری‌های اولیه در این زمینه در اروپا و آمریکا توسعه یافته‌اند، اما در سال‌های اخیر تلاش‌هایی در ایران برای بومی‌سازی این تکنولوژی انجام شده است.

در پروژه‌های مختلفی در تهران، اصفهان و یزد، از بلوک‌های خاکی فشرده و بتنی قفل‌شونده استفاده شده است. این پروژه‌ها نشان‌دهنده‌ی موفقیت این فناوری در شرایط اقلیمی و اقتصادی ایران هستند.​ استفاده از دستگاه‌های فشرده‌ساز دستی ساخت داخل نیز باعث کاهش هزینه تولید بلوک می شود. مقاومت این بلوک‌ها در آزمایش‌های خمشی و فشاری به حداقل استاندارد ملی ایران نزدیک است.

به طور مثال پروژه‌های دانشگاه تهران و شریف آزمون مقاومت بلوک‌های بتنی قفل‌شونده با موفقیت بالا را به پایان رسانده اند. همچنین در روستاهای فارس و کرمان ساخت خانه‌های مقاوم با بلوک‌های خاکی بدون ملات را شروع کرده اند. شرکت ماناتک یزد، نیز تولید بلوک‌های قفل‌شونده از ضایعات بتن با افزودنی‌های پلیمری را جهت افزایش انعطاف‌پذیری و چسبندگی مکانیکی انجام می دهد. این بلوک‌ها عمدتاً در سوله‌ها و انبارهای صنعتی استفاده شده‌اند.

ژاپن: با توجه به زلزله‌خیز بودن این کشور، شرکت‌های پیشرفته‌ای مانند Sekisui House از پانل‌های پیش‌ساخته بدون ملات استفاده می‌کنند که علاوه بر پایداری، سرعت ساخت بالایی دارند.

کنیا: شرکت Makiga Technologies در کنیا، با استفاده از ماشین‌های فشرده‌ساز خاک، خانه‌هایی را برای جوامع کم‌درآمد ساخته است که بدون ملات و با هزینه‌ای بسیار کمتر از روش‌های سنتی انجام شده‌اند.

هند: در برخی مناطق روستایی، دولت هند پروژه‌های مسکن اجتماعی را با استفاده از بلوک‌های قفل‌شونده اجرایی کرده که هم مقاوم در برابر زلزله و هم زیبا هستند.

آلمان: در آلمان، بلوک‌های Legioblock در پروژه‌های صنعتی و زیرساختی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. این پروژه‌ها نشان‌دهنده‌ی قابلیت‌های این فناوری در ساخت‌وسازهای بزرگ و پیچیده هستند.​ در آلمان استفاده از سیستم‌های دیوار خشک و اسکلت‌های پیش‌ساخته، به‌ویژه در خانه‌های انرژی‌پایین (Passive Houses) رایج است.

استرالیا: شرکت‌هایی همچون BEEcube، از بتن‌های مهندسی‌شده برای ساخت ویلاهای مدرن و ضدآب بدون نیاز به ملات بهره می‌برند.

آینده‌ی این فناوری در ایران

با توجه به تنوع اقلیمی و نیاز مبرم به مسکن ارزان‌قیمت و سریع‌الساخت در ایران، فناوری ساخت خانه بدون ملات می‌تواند یک انقلاب در معماری بومی ما ایجاد کند. اگر حمایت سیاست‌گذاران و نهادهای تحقیقاتی فراهم شود، می‌توان با بومی‌سازی این تکنولوژی، آن را در مناطق روستایی، زلزله‌خیز و حتی مناطق محروم به‌کار گرفت. به‌ویژه در نوسازی بافت‌های فرسوده، این سیستم می‌تواند سرعت، زیبایی و ایمنی را توأمان به ارمغان بیاورد.

آیا این فناوری در ایران قابل پیاده‌سازی است؟

بی‌تردید بله. ایران به دلیل شرایط اقلیمی متنوع، نیاز به ساخت سریع، و لزوم کاهش مصرف انرژی، بستر مناسبی برای استفاده از این فناوری دارد. تنها نیازمند سیاست‌گذاری مناسب، حمایت صنعتی، و بومی‌سازی استانداردهای بین‌المللی هستیم.

تحلیل عملکرد سازه‌ای بلوک‌های قفل‌شونده

تحقیقات نشان می‌دهند که این بلوک‌ها اگر با هندسه مناسب طراحی شوند، می‌توانند حتی در برابر زلزله و باد نیز مقاوم باشند.

از منظر مهندسی سازه، پایداری ساختمان‌های ساخته‌شده با بلوک‌های قفل‌شونده وابسته به دو عامل اصلی است:

1. طراحی هندسی دقیق اتصالات مکانیکی بلوک‌ها
2. رفتار فیزیکی و مکانیکی مصالح سازنده بلوک

در مطالعه‌ای که توسط «گوپتا و همکاران» (۲۰۲۱) انجام شد، مشخص شد که بلوک‌های قفل‌شونده به شرطی که هندسه مناسبی داشته باشند، می‌توانند تنش‌های جانبی ناشی از زلزله و باد را به خوبی منتقل کنند. با این حال، برای عملکرد بهتر در برابر نیروهای افقی، اغلب توصیه می‌شود از میل‌گردهای تقویتی درون حفره‌های بلوک‌ها استفاده شود.

در پژوهش دیگری در دانشگاه Curtin استرالیا (۲۰۲۲)، بلوک‌های با طراحی سه‌بعدی چاپ‌شده مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بلوک‌هایی با زبانه و شیار مورب نسبت به مدل‌های ساده، مقاومت برشی بهتری دارند و برای مناطق زلزله‌خیز گزینه‌ای مطمئن‌تر محسوب می‌شوند.

نقش هوش مصنوعی و پرینت سه‌بعدی در بلوک‌های آینده

آینده از آنِ تکنولوژی است! امروزه تکنولوژی‌های نوین در حال تغییر چهره صنعت ساختمان هستند. در کشورهای پیشرو، اکنون بلوک‌هایی با طراحی هوش مصنوعی ساخته می‌شوند. این سیستم‌ها با توجه به بارگذاری، بهترین شکل اتصال را پیشنهاد می‌دهند و سپس با پرینتر سه‌بعدی، بلوک به‌صورت دقیق چاپ می‌شود. در ایران نیز، دانشگاه علم و صنعت در حال توسعه الگوریتم‌هایی برای بهینه‌سازی اتصالات مکانیکی بین بلوک‌ها است.

آینده ساخت‌وساز همین‌ است!

ساخت خانه بدون ملات، دیگر رؤیا نیست! بلوک‌های قفل‌شونده با ترکیب سرعت، دوام، اقتصاد و پایداری محیطی، می‌توانند آینده‌ی ساخت‌وساز در ایران و جهان را متحول کنند. تنها چیزی که باقی مانده، تصمیم هوشمندانه برای به‌کارگیری این فناوری است.

با توجه به مزایای متعدد این فناوری و تطبیق آن با مصالح موجود در بازار، انتظار می‌رود که استفاده از بلوک‌های قفل‌شونده در پروژه‌های ساختمانی افزایش یابد.