از سفال تا هبلکس | سیر بلوک های ساختمانی در ایران و جهان

از سفال تا هبلکس، سیر بلوک های ساختمانی در ایران و جهان را به‌صورت تاریخی با مقایسه های جذاب برای مخاطبان حرفه ای!

ساخت‌وساز، در طول تاریخ همواره جلوه‌ای از توانایی بشر در پاسخ به نیازهای اولیه و سپس توسعه‌یافتگی تمدن‌ها بوده است. در قلب این تلاش مداوم، بلوک‌های ساختمانی به‌عنوان یک ابزار خلق فضا و فرم، از اهمیت بالایی برخوردارند. آنچه روزی با قالب‌گیری گل در آفتاب آغاز شد، امروز با فناوری اتوکلاو، نانوذرات و مصالح هوشمند، تکامل یافته است.

حال ما با نگاهی تحلیلی و چندلایه، سیر تحول بلوک‌های ساختمانی از گذشته تا آینده را در ایران و جهان بررسی می‌کنیم.

چگونه از خشت به آجر رسیدیم؟

نخستین شواهد استفاده از خشت در میان‌ رودان، مصر باستان و تمدن ایلام مشاهده شده است. در ایران، خشت‌های ساده از خاک رس، آب و کاه ساخته می‌شدند و در نور آفتاب خشک می‌شدند. بناهایی چون ارگ بم، زیگورات چغازنبیل و خانه‌های سنتی یزد، شاهکارهایی از معماری خشتی‌اند.

نکته جالب این‌که در مصر باستان نیز برای ساخت اهرام، از قالب‌گیری سنگ‌های مصنوعی با ترکیبی شبیه بتن استفاده می‌شده که شباهت‌هایی با مصالح امروزی دارد.

نیاز به استحکام بیشتر و دوام در برابر رطوبت، منجر به پخت خشت و تولید آجر شد. ایرانیان در دوران ساسانی و سپس اسلامی، استفاده از آجر را در مساجد، مدارس و کاروانسراها گسترش دادند. آجرهای لعاب‌دار و تزئینی با نقوش هندسی، به عنوان مصالح ساخت و بیان‌گر زیبایی‌شناسی ایرانی مطرح شدند.

گذار از آجر به بلوک‌های سیمانی چگونه اتفاق افتاد؟

با انقلاب صنعتی در قرن ۱۹، نیاز به مصالح استاندارد، تولید انبوه و سرعت ساخت افزایش یافت. بنابراین بلوک‌های سیمانی اولیه از ترکیب شن، ماسه، سیمان و آب و قالب‌گیری مکانیزه ساخته شدند. در اروپا و آمریکا، این نوع بلوک‌ها جایگزین آجرهای دستی شدند و در ایران نیز از دهه ۱۳۳۰ شمسی، تولید این بلوک ها آغاز و وارد پروژه‌های ساختمانی بزرگ شدند.

اما تفاوت مهم بین آجر سنتی و بلوک سیمانی در استانداردسازی ابعاد، مقاومت مشخصه، سرعت اجرا و کاهش خطای انسانی بود. در ایران، با توسعه کارخانه‌های تولید بتن سبک و سنگین، بلوک‌های توپر و توخالی در ابعاد متنوع ساخته شدند. با این حال، این بلوک‌ها سنگین بوده و از نظر عایق‌کاری نیز نیاز به بهبود داشتند و نیاز به سبک سازی این مصالح نوظهور بود.

از سفال تا هبلکس (تحلیل تخصصی عملکرد بلوک‌های ساختمانی)

سفال یکی از مصالح سنتی با هویت تاریخی است که ساختار فیزیکی و مکانیکی آن از ترکیب خاک رس با مقداری ماسه یا کاه آغاز شد و فرآیند تولید به قالب‌گیری و پخت در کوره (۹۰۰–۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد) ختم شد.

مقاومت فشاری سفال  بین ۷ تا ۱۵ مگاپاسکال بود که نسبت به وزن مخصوص ۱۶۰۰–۱۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب، کم بود.

سفال با اینکه دوام بالا در اقلیم‌های خشک و تطبیق‌پذیری با ملات‌های سنتی داشت و همچنین امکان تزئین و لعاب‌کاری را بعد دیوارچینی می داد ولی وزن زیاد، انتقال حرارت بالا، ضریب جذب رطوبت نسبتاً بالا و ناامن بودن در برابر زلزله (به دلیل جرم زیاد و عدم پیوستگی)، خیلی زود آن را در رقابت با بلوک های سبک جدید، شکست داد و از صحنه حذف کرد.

روند تولید بلوک های سیمانی با ترکیب اولیه سیمان، شن، ماسه و آب با نسبت مشخص، آغاز گردید، اغلب توپر و گاهی به‌صورت توخالی برای کاهش وزن تولید می شدند ولی این نیز قانع نکرد.

چون ویژگی‌های فنی بلوک های سیمانی معمولی ضعیف بود، تصمیم به ارتقا این بلوک ها گرفته شد. مقاومت فشاری ۱۰ تا ۲۵ مگاپاسکال، وزن مخصوص ۱۸۰۰–۲۲۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب، جذب آب نسبتاً زیاد، عدم عایق صوتی و حرارتی مؤثر، سنگینی، سختی کار در طبقات بالا، نیاز به ملات ضخیم پرمصرف وعایق‌کاری، تولید بلوک های جدید سبک با پوشش معایب شمرده شده را ضروری کرد.

تولید بلوک‌های سبک، تحولی در مهندسی ساخت‌وساز

ضرورت سبک‌سازی در ساختمان‌ها، بیش از پیش حس می شد، وقوع زلزله‌های مخرب در نیم قرن اخیر، مانند زلزله بوئین‌زهرا (۱۳۴۱) یا بم (۱۳۸۲)، نقش بار مرده سازه را در شدت خسارت‌ها را پررنگ کرده بود. از این‌رو سبک‌سازی به یکی از اصول بنیادین مهندسی سازه تبدیل شد.

تولید بلوک پوکه‌ای، پاسخ ایرانی ها به سبک‌سازی بلوک ها بود.

قیمت بلوک پوکه ای سبک

قیمت بلوک سیمانی | خرید انواع بلوک پر تخفیف+ارسال فوری🚩

تولید بلوک پوکه ای در  مسیر تکامل بلوک ها

استفاده از پوکه‌های آتشفشانی قروه، همدان و تبریز برای تولید بلوک‌های سبک، نمونه‌ای بومی از ترکیب طبیعت و فناوری بود. این بلوک‌ها در مقایسه با نمونه‌های سیمانی، وزن کمتری داشته و قابلیت اجرا با ملات سنتی را نیز حفظ کرده‌اند.

بلوک پوکه‌ای یک گام بلند برای سبک‌سازی بلوک با تکیه بر منابع بومی بود که با ترکیبی از سیمان، آب و پوکه معدنی (پومیس یا اسکوریا) تولید شد و اغلب دارای ۲ یا ۳ حفره توخالی برای کاهش وزن بود که حالا در تنوع ۶ و ۹ سوراخه نیز دیده می شود.

ویژگی‌های فنی بلوک پوکه ای، دارای مقاومت فشاری ۴ تا ۱۰ مگاپاسکال (بسته به دانه‌بندی)، وزن مخصوص: ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب و ضریب هدایت حرارتی ۰٫۳–۰٫۵ W/mK است که وزن کم و کاهش بار مرده ساختمان، خاصیت عایق حرارتی و صوتی متوسط و قابلیت اجرا با ملات سنتی را به ساخت و ساز هدیه می دهد که با وجود محدودیت‌هایی چون مناسب نبودن برای دیوارهای باربر، در سیر تکاملی بلوک، هنوز هم برنده‌ترین است و حتی هبلکس هم در محبوبیت به گردپای آن نرسیده است.

تولید بلوک لیکا در سیر تکامل سفال تا هبلکس

در بهبود این تکامل ها، بلوک لیکا با استفاده از دانه‌های صنعتی لیکا تولید شد. در فناوری لیکا، رس در دمای بالا منبسط شده و به دانه‌های کروی و سبک با پوسته سخت تبدیل ‌شد. بلوک‌های ساخته‌شده با این دانه‌ها، تخلخل یکنواخت، وزن پایین و عایق‌کاری مناسبی دارند.

بلوک لیکا یک بلوک صنعتی با دانه‌های منبسط‌شده است که از دانه‌های رس منبسط‌شده (LECA)، سیمان و آب تولید می شود. تخلخل بالا به دلیل پوسته سخت خارجی دانه‌های لیکا، مقاومت فشاری ۵ تا ۱۵ مگاپاسکال، وزن مخصوص ۷۰۰–۱۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب، ضریب انتقال حرارت حدود ۰٫۲–۰٫۳ W/mK از ویژگی های شاخص این بلوک است.

عایق مناسب صوت و حرارت، سبکی و کاهش بار مرده سازه، مقاوم در برابر پوسیدگی، کپک و حشرات، بلوک لیکا را محبوب کرده است اما به دلیل قیمت بالاتر از بلوک‌های پوکه‌ای و نیاز به ملات سبک برای بهره‌وری کامل، میزان استفاده از آن را به طرز محسوسی کاهش داده است.

در ایران، تکنولوژی تولید بلوک لیکا از دهه ۱۳۷۰ به‌صورت صنعتی آغاز شد. اما این پایان ماجرا نبود و تولید بلوک های دیگری آغاز شد!

بلوک AAC یا هبلکس

بلوک‌های AAC از ترکیب آهک، ماسه سیلیسی، سیمان، آب و پودر آلومینیوم ساخته می‌شوند. گاز آزادشده در واکنش شیمیایی موجب ایجاد حفره‌های ریز هوا می‌شود. سپس این ترکیب در اتوکلاو تحت دما و فشار بالا پخته می‌شود و بلوکی بسیار سبک، عایق و یکنواخت تولید می گردد.

بلوک AAC (هبلکس)، استاندارد طلایی بلوک‌های سبک است که برعکس بلوک پوکه ای از ترکیب شیمیایی سیمان، آهک، پودر آلومینیوم، ماسه سیلیسی و آب تولید می شود.

فرآیند تولید بلوک هبلکس شامل ۳ مرحله اصلی زیر است:

• مرحله گازدهی برای واکنش آلومینیوم با آهک و ایجاد تخلخل
• مرحله اتوکلاو و پخت در فشار ۱۰–۱۲ بار و دمای ۱۸۰–۲۰۰ درجه سانتی‌گراد
• تولید نهایی با ساختار سلولی بسته و یکنواخت با میلیون‌ها حفره هوایی

ویژگی‌های فنی بلوک هبلکس، مقاومت فشاری ۳ تا ۵ مگاپاسکال با وزن مخصوص ۵۰۰–۷۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب و ضریب انتقال حرارت در حدود ۰٫۱۱–۰٫۱۴ W/mK است تا مقاومت در برابر آتش این بلوک را به بیش از ۳ ساعت برسانند.

۴ رویکرد مهم مهندسی و زیست‌محیطی بلوک هبلکس

• کاهش بار مرده ساختمان تا ۴۰٪
• کاهش مصرف انرژی در ساختمان تا ۳۰٪
• مقاومت در برابر آتش تا ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد
• بدون ضایعات و قابل بازیافت

امروزه در برج‌سازی‌ها، بیمارستان‌ها و مدارس، هبلکس به‌عنوان گزینه‌ای بهینه برای دیوارهای غیر باربر انتخاب می‌شود.

مزایای تخصصی چون وزن بسیار کم، کاهش بار مرده، ارتقاء عملکرد لرزه‌ای، اجرای سریع با چسب بلوک (حداقل ملات)، قابلیت برش، اره‌کاری، کانال‌زنی آسان، عایق صوتی، حرارتی فوق‌العاده و کاهش ضخامت دیوارها بدون افت عملکرد، این بلوک را بی رقیب کرده است.

اما محدودیت‌ها و معایب بالای این بلوک چون حساسیت بالا به رطوبت در حین اجرا (نیاز به نگهداری دقیق)، ترکیبات شیمیایی سرطانزا، وابستگی به چسب‌های پلیمری مخصوص، نیاز به مجریان آموزش‌دیده، قیمت بالا، هزینه‌ی اولیه نسبتاً بیشتر و عدم حفظ نما، باعث شده که استفاده از آن زیاد چشمگیر نباشد.

مقایسه جامع بلوک ها در سیر تکاملی سفال تا هبلکس

۱-عملکرد بلوک ها در برابر زلزله

بلوک‌های سبک مانند AAC و پوکه‌ای، با کاهش بار مرده، تأثیر نیروهای اینرسی در سازه را کاهش می‌دهند. برعکس، بلوک‌های سنگین سیمانی در ساختمان‌های فاقد طراحی لرزه‌ای، عملکرد ضعیفی دارند.

۲- مقایسه بلوک ها از لحاظ  زمان و هزینه اجرا

۳- بررسی بلوک ها از لحاظ راندمان انرژی و مصرف منابع

سیر بلوک‌های ساختمانی، تنها تاریخچه‌ای از فناوری مصالح نیست؛ بلکه بیانگر سیر درک بشر از مفهوم سکونت، ایمنی و پایداری است. از خشت تا هبلکس، هر بلوک، گامی در مسیر بهینه‌سازی تجربه‌ی زیستن بوده است.

در ایران، ترکیب دانایی سنتی در معماری بومی با فناوری‌های نوین مانند AAC، فرصت بی‌نظیری برای خلق معماری آینده‌نگر و اقلیمی فراهم می‌آورد که شرط آن، آموزش نیروهای اجرایی، حمایت از تولید داخلی، و استانداردسازی دقیق است.

آینده از آنِ مصالحی است که سبک، هوشمند، پایدار و هم‌راستا با اقلیم باشند. شاید بلوک بعدی، دیگر بلوک نباشد؛ بلکه بخشی از پوست زنده‌ی ساختمان باشند.

در ادامه سیر تکاملی بلوک ها، باید به سمت تولید بلوک‌های هوشمند پیش می رویم!

هم اکنون نیز بلوک‌هایی که بتوانند به تغییرات دما، نور یا رطوبت پاسخ دهند، در حال ورود به بازار هستند. مصالح فازتغییری (PCM) با قابلیت ذخیره گرما، بلوک‌های بتنی با مقاومت بالا و هدایت گرمایی کم و بلوک‌های زیستی با رشد خودکار از جمله نمونه‌های آزمایشی‌اند.

هچنین توسعه فناوری چاپ سه‌بعدی بتن، مرحله‌ای جدید از حذف بلوک‌های سنتی را نوید می‌دهد. در این فرآیند، کل دیوار به‌صورت یکپارچه و بدون نیاز به ملات ساخته می‌شود. در ایران، پروژه‌هایی مانند خانه چاپی در تبریز در حال بررسی این امکان هستند.

راهنمای انتخاب هوشمندانه بلوک ها با توجه به نیاز پروژه

در مسیر تحول بلوک‌های ساختمانی از سفال تا هبلکس، آنچه تعیین‌کننده است، نه صرفاً فناوری یا قیمت، بلکه تناسب مصالح با عملکرد مورد نیاز، اقلیم و الزامات سازه‌ای و زیست‌محیطی است.

سیر تکامل سفال تا هبلکس، فقط یک روایت تاریخی نیست، بلکه بازتابی از تکامل آگاهی ما نسبت به ساخت‌وساز هوشمند است. بلوک‌های آینده، تنها دیوار نخواهند ساخت؛ بلکه ساختاری فعال در تنظیم انرژی، رطوبت، صوت و حتی امنیت خواهند بود.