رضا فخریان
رئیس مرکز رشد خوشه فناوری های
سنگ وصنایع وابسته

درآمدی بر قاب سنگ های کامپوزیتی سبک وزن


   یک قاب سنگ کامپوزیتی  ، شامل روکشی از سنگ طبیعی (با ضخامت mm 5- mm 3) است که به یک قاب پشتیبان  می¬چسبد. با توجه به نوع استفاده، قاب پشتیبان می¬تواند از جنس آلمینیوم (آرایش لانه زنبوری  یا به صورت ورقه¬ای)، فایبرگلاس، سرامیک یا مواد دیگر باشد. این دو بخش، یعنی روکش سنگی و قاب پشتیبان، با استفاده از چسب¬های بسیار قوی و تحت دما و فشار زیاد به هم می¬چسبند. قاب هم¬گذاره¬ی حاصله علاوه بر اینکه زیبایی طبیعی گرانیت یا مرمر را حفظ می¬کند، بر مشخصه¬های نامطلوب و ذاتی این سنگ¬ها مثل شکنندگی و سنگینی آن¬ها غلبه می¬کند.
   قاب¬های کامپوزیتی ، به طور بالقوه می¬توانند از هر جنسی از سنگ طبیعی باشند، مثلاً، گرانیت، مرمر، سنگ آهک، تخته¬سنگ و یا ماسه سنگ. قاب¬های کامپوزیتی ، کاربرد وسیعی دارند، نظیر پوشش دیوار¬های داخلی و خارجی، آسانسور¬ها، سطوح آشپزخانه  و ...


شکل 1 سطح مقطع یک قاب¬ هم¬گذاره نمونه با آرایش لانه زنبوری

1-1 ویژگی¬های قاب¬های کامپوزیتی

الف. وزن کم
   قاب¬های کامپوزیتی استاندارد، لمینیت شده با قاب¬های پلاستیکی، که با آلمینیوم لانه زنبوری مستحکم شده است 2/1 یا 3/1 سبکتر از قاب¬های تمام سنگ¬ است. این موضوع، وزن ثابت ساختمان را کاهش می¬دهد. هر چه قاب¬ها سبکتر باشند، سرعت نصبشان بهبود می¬یابد، این موضوع هنگام روکش کردن ساختمان¬های بلند، ملموس¬تر است. به این ترتیب، در به کارگیری نیروی انسانی و زمان صرفه¬جویی می¬شود. علاوه بر این، در کنار تأمین استحکام در لایه¬های نازک سنگ، تکنیک¬های ساخت، مانع از تاب برداشتن (ویژگی طبیعی که اغلب در قاب سنگ¬های طویل مشاهده می¬شود) این لایه¬ها می¬شود. قاب¬ سنگ¬های کامپوزیتی ، با استفاده از روش¬های مختلف نصب، نظیر چسباندن و یا چفت و بست مکانیکی مثل پیچ¬های مخفی یا شیارهایی که در هم گیر می¬کنند، می¬توانند روی بیشتر سطوح نصب شوند.


شکل 2  قاب¬های سبک وزن و نصب از طریق چفت و بست مکانیکی به بنا شدن ساختمان، شتاب می¬دهد.

ب. مقاومت بهتر در برابر فشار، خمش و آب

قاب سنگ¬های کامپوزیتی ، به دلیل پایه پشتیبان، در برابر فشار و خمش مقاومت بهتری از خود نشان می¬دهند. قاب پایه پشتیبان، قابلیت خم شدن دارد و این قابلیت موجب می¬شود که در بخش¬های مختلف معماری، ایده¬آل باشند. همچنین خاصیت ترد و شکننده بودن سنگ¬های طبیعی را کاهش می¬دهد، ضمن اینکه همان زیبایی و ظرافت مورد نظر در سنگ¬های طبیعی برای استفاده در ساختمان را دارند. به علاوه قاب¬های هم¬گذاره¬ای که با پوستی از رزین مصنوعی با قابلیت خم شدن ، پوشانیده می¬شوند، نسبت به آب غیرقابل نفوذ هستند. این موضوع در مورد سنگ¬های ساخت یافته¬ی باز ، مثل سنگ آهک یا تراورتن هم صدق می¬کند.

ج. افزایش نرخ بهره¬وری  در سنگ
   استفاده از روکش سنگی نازک در قاب¬های کامپوزیتی ، کاربرد سنگ طبیعی را به حد اعلای خود می¬رساند. به طور کلی نرخ بهره¬وری، سه برابر زمانی است که جنس ما تماماً از سنگ طبیعی باشد. برای مثال  m3 1 از سنگ خام، می¬تواند برای ساختن بیش از m2 135 قاب سنگ هم¬گذاره استفاده شود، در حالیکه با این مقدار سنگ خام، تنها m2 45 قاب تمام سنگ طبیعی ساخته می¬شود. واین به معنای استفاده کارآمدتر از منابع محدود است، بهره¬برداری از منابع طبیعی کاهش می¬یابد و موجب ترویج حفاظت از محیط زیست و منابع طبیعی می¬گردد.
   به علاوه، حصول تعداد بیشتر روکش¬های سنگی از یک بلوک سنگی منفرد، به تولید کننده اجازه می¬دهد در پایان تولید، به سازگاری بیشتری بین بافت و رنگ دست یابد.


شکل 4 برش¬های نازک از بلوک سنگی مشابه، نرخ بهره¬وری را افزایش می¬دهد.

1-2 انواع پشتیبان¬های کامپوزیتی

الف. پشتیبان لانه زنبوری آلمینیومی
   پشتیبان لانه زنبوری، برای پرداخت مرمر و گرانیت مناسب است. ضخامت سنگ می¬تواند به نازکی mm 3 باشد و ضخامت پشتیبان می¬تواند بازه¬ای از 10 تا mm 25 داشته باشد. پشتیبان نه تنها سبک است بلکه استحکام بالایی هم دارد و نسبت به رطوبت، فرسایش شیمیایی و آتش مقاوم است. به علاوه، ورقه¬های آلیاژ آلمینیوم موجود در خانه-های لانه زنبوری، مقاومت خوبی نسبت به فشار و خم¬شدگی، ایجاد می¬کند. ویژگی¬های این قاب¬ها اجازه¬ی استفاده آن¬ها در پوشش داخلی و خارجی دیوارها و سطوح مورد استفاده برای درست کردن غذا در آشپزخانه را می¬دهد.


شکل 5 پشتیبان آلمینیومی لانه زنبوری همراه با مرمر نازک


ب. پشتیبان آلمینیومی پلیمری
      قاب پشتیبان آلمینیومی پلی¬استری نازک، حدود 2.5 تا mm 4 ضخامت دارد، چنین قاب¬های هم¬گذاره¬ای جاهایی کاربرد دارد که وزن و ضخامت کم، مورد نیاز است. آن¬ها می¬توانند در پوشش دیوار¬های داخلی، داخل آسانسور¬ها و سقف¬های تزئینی استفاده شوند. غیر از سبک وزن بودن، قاب¬های آلمینیومی پلی¬استری، صافتر هستند و نسبت به فرسایش و حملات شیمیایی مقاومتر هستند.


شکل 6 پشتیبان آلمینیومی پلیمری نازک همراه با مرمر


ج. پشتیبان مشبک فایبرگلاسی
   این روش برای گرانیت مناسب¬تر است و از آنجایی که مرمر نسبت به گرانیت، لطیف¬تر و شکننده¬تر است، در پرداخت مرمر استفاده از این روش کمتر متداول است. مزیت استفاده از پشتیبان مشبک فایبرگلاسی، استحکام، سختی (شقی)  و سبکی آن است. قاب¬ها می¬توانند هم با چسب و هم بوسیله¬ی چفت و بست مکانیکی نصب شوند.

شکل 7 لایه¬ای از پشتیبان مشبک فایبرگلاسی به همراه گرانیت

د. پشتیبان شیشه¬ای
   در اینجا قاب هم¬گذاره، از شیشه، سنگ و رزین اپکسی، تشکیل می¬شود. شیشه به کار رفته می¬تواند به صورت شیشه تقویت شده   ویا به صورت شیشه لمینیت شده  باشد، که شیشه و سنگ بوسیله¬ی اپکسی نیمه شفاف، به یکدیگر مقید می¬شوند، به گونه¬ای که اپکسی، بر رنگ طبیعی سنگ، تأثیری نخواهد داشت. این روش برای سنگ¬هایی مثل عقیق مات ، رخام گچی  و مرمر سفید به خوبی جواب می¬دهد، به طوریکه رگه¬های طبیعی روی سنگ، تحت تابش می¬درخشند و شفاف می¬شوند. این قاب¬های هم¬گذاره، در صحنه¬ها، دیوارهای ویژه، سقف¬های تزئینی و آسانسورها، استفاده می¬شوند.

شکل 8  پشتیبان شیشه¬ای به همراه مرمر که با استفاده از اپکسی نیمه شفاف، به یکدیگر مقید شده¬اند.

ه. پشتیبان سرامیکی
   این روش اغلب برای پرداخت مرمر استفاده می¬شود، چون مرمر جنس لطیفی است و ضمناً دارای رگه¬های باز است. مرمر نیاز به پشتیبان سخت¬تری دارد، خصوصاً وقتیکه قرار است در کف ساختمان استفاده شود. نصب این قاب¬های هم-گذاره برای کف، با استفاده از سیمان انجام می¬پذیرد و برای پوشش دیوارها، به وسیله¬ی تکیه¬گاه¬های مکانیکی انجام می¬شود. مرمر قابلیت برش¬هایی با ضخامت mm 3 را دارد و به پشتیبان سرامیکی با ضخامت mm 8 چسبانده می¬شود. هر چند پشتیبان سرامیکی، پایه¬ای قوی ایجاد می-کند، ولی در عوض این قاب¬ها نسبت به پشتیبان¬های دیگر سنگین¬تر هستند.

1-3 خلاصه¬ای از  ساخت قاب¬های سنگی کامپوزیتی

   سنگ طبیعی که به صورت بلوک از معدن سنگ استخراج شده، به شکل ورقه¬های باریک بریده می¬شود. این ورقه¬های سنگ به وسیله¬ی رزین¬های خاص و از طریق اعمال حرارت و فشار یکنواخت به قاب پشتیبان مقید می¬شوند. همینکه کار چسب تمام شد، ورقه¬ها به دو نیم بریده می¬شوند واین قطعات، صاف و صیقلی می¬شوند. سرانجام، این قطعات به طور ماشینی، به اندازه¬های مورد نظر مشتری، بریده می¬شوند.

محدودیت¬ها و نگرانی¬ها در حوزه¬ی قاب¬های سنگی کامپوزیتی
   هر چند این تکنولوژی موجب صرفه¬جویی در مصرف سنگ طبیعی می¬شود، سرعت نصب را افزایش می¬دهد و بازه استعمال و همچنین مراحل اجرایی استعمال را بهبود می¬بخشد، استفاده از آن برای سنگ¬های کم¬قیمت یا با قیمت متوسط، مقرون به صرفه نیست. ولی در مصارفی که از سنگ¬های مجلل نظیر عقیق، مرمر و گرانیت آبی آسمانی استفاده می¬شود، مقرون به صرفه است، چون استفاده از چنین مواد اولیه با ارزشی را به طور قابل توجهی کاهش می-دهد.
   استحکام و عملکرد قاب سنگی هم¬گذاره، به شدت به چگونگی تکنولوژی تولید و همچنین کیفیت رزین بستگی دارد. به همین دلیل، انتخاب مواد خوب و کارپرداز آگاه، جهت تدارک ملزومات مورد نیاز تولید، از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است.
   انتخاب روش¬های نصب، مثل چفت و بست مکانیکی و یا چسب، نیاز به کارگر ماهر و متخصص دارد تا بتوان از اثربخشی نصب، اطمینان حاصل کرد. به همین دلیل، قبل از فکر کردن به قاب سنگ¬های هم¬گذاره، باید از وجود کارگران تعلیم¬دیده و لایق برای انجام عملیات نصب، مطمئن شد.