بخشی از مقاله
چکیده
مصالح ساختمانی فنّاور ی ساخت بهشدت با ارکان توسعه پایدار - هم چون: محیطزیست، اقتصاد اجتماعی، فرهنگ و سیاست - ارتباط تنگاتنگ دارند. ساختمان خاکی1، تکنیکی 11000 ساله در امر ساختمانسازی با استفاده از مواد پایدار و زمین است که در سراسر جهان شاهد اجرای آن هستیم. خاک برای ساخت دیوارها، کف، سقف و حتی مبلمان استفادهشده است. امروزه تخمین زده میشود که بین 50-33 درصد از جمعیت جهان در خانههای خاکی سکنی دارد. تأکید پژوهش حاضر بر انواع خاک، روشهای تشکیل آنها، جنبههای معماری ساختمانهای خاکی و معماری خاک است.
در طول تاریخ، بشر با روشهای متنوعی اقدام به ساختوساز با خاک نموده است که بهصورت مختصر به آنها اشاره خواهد شد ولی مقاله حاضر ساختمانهای خاک فشردهشده و ویژگیها و کاربردهای آن بر اساس مواد ساختمانی و جنبههای معماری و سازهای را بهصورت مبسوط مطرح میکندفنّاور.ی خاک فشردهشده همراه با ریشههای تاریخی خود هم چنان به حیات خود ادامه داده است تا دوباره ارزش و شهرت خود را طی قرن اخیر بهعنوان یکی از پایدارترین مصالح ساختمانی سازگار با محیطزیست در جهان نشان دهد.
-1 مقدمه
به نظر میرسد مفهوم توسعه پایدار، رویکردی امیدوارکننده بهسوی کاهش مصرف منابع جهانی و آلودگی محیطزیست باشد. از منظر مصالح ساختمانی و تکنیکهای ساخت، طراحی برای کاهش آلودگی و مصرف منابع نقش کلیدی در توسعه پایدار ایفا میکند؛ درحالیکه رضایت متقاضیان و مصرفکنندگان بهعنوان یک بخش و حفظ محیط اکولوژیک بهعنوان بخش دیگر دو مسئلهی مهم هستند که باید تعادل فیمابین آنها را نگه داشت.
نوآوری و پیشرفت در مصالح ساختمانی و روشهای ساختوساز برای بهبود توسعه پایدار، کیفیت بالای زندگی را برای ساکنین و کاربران میسر ساخته است و این در حالی است که کاهش اثرات نامطلوب جهانی و محلی زیستمحیطی از طریق حفاظت از انرژی و منابع و حراست از سایت با منافع اقتصادی حاصل از هزینه کم انرژی ساختمان را در محل به همراه داشته است .[1] طبق اصول اساسی توسعه پایدار، مصالح ساختمانی و فناوری ساختوساز باید ویژگی هایی خاص داشته باشند تا بتوانند اهداف توسعه پایدار را برآورده سازند؛ ازجمله میتوان کاهش نیاز به انرژی، بهرهبرداری دائمی از مواد پایدار و قابل بازیافت، استفاده مجدد از ضایعات نهایی و حداکثر استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی را مطرح نمود .[2]
-2 پیشینه تحقیق
مصالح ساختمانی بهعنوان سومین گروه بزرگ تولیدکننده CO2 در صنعت شناخته شده است. در میان مصالح ساختمانی صنعتی بیشترین سهم انتشار CO2 را سیمان بر عهده دارد .[3] گرم شدن کره زمین یکی از پیامدهای افزایش سطح CO2 است و جنبههای زیستمحیطی، فرهنگی، اقتصادی و اجتماعی آن تمام جهان را تحت تأثیر قرار داده است. بهموازات آن، پیشرفت روزافزون در مصالح ساختمانی نشان میدهد که استفادهی یکی از مصالح ساختمانی باستان یعنی خاک کوبیده1 شده که از شن، ماسه، خاک رس و آب بهصورت شکل دادهشده یا قالبزده ساخته میگردیده در راستای اهداف توسعه پایدار است.
فنآوری این مصالح متعلق به چین می باشد که به 2000 سال قبل از میلاد مسیح برمیگردد؛ و بهعنوان یکی از مواد پایدار مصرفی در طراحیهای آیندهی ساختمان بهحساب میآید که به دلیل حضور منابع خام محلی و کاهش تکیهبر سیمان در مصالح ساختمانی در نظر گرفتهشده است. دو دستاورد قابلتوجه آتی پایداری در جامعه شهری، در دسترس بودن انرژی ارزان و حفاظت از محیطزیست است. هدف پایداری در مصالح ساختمانی، به شکل مشخص تمرکز بر مصالح تولیدی و تکنیکهای ساختوساز و انطباق آنها به نحوی است که در مکانهای مختلف دستیابی به ساختمانهایی با مصرف حداقل انرژی با توجه به مزایای زیستمحیطی، دستاوردهای اقتصادی، آسایش حرارتی و انرژی پایدار، میسر گردد .[4]
ازاینپس در این پژوهش، از ماده یخامِ مورداستفاده در فرایند تولید مواد و مصالح ساختمانهای خاکی با عنوان "مخلوط خاک" 2 یاد میشود. خاک بستر3جزء ِ اصلی مخلوط خاک است که بهطور طبیعی در میان لایههای روخاک4 و سنگبستر5 ایجاد میگردد .[5] خاک بستر یا زیرخاک، لایهای از خاک است که در زیرخاکِ سطحی قرار دارد و ممکن است شامل موادی مانند شن، سیلت6 - لای - و خاک رس باشد، درحالی که خاک سطحی از مقدار زیادی اجزای ارگانیسم و میکروارگانیسم تشکیل شده است.
به علت وجود این محتوای ارگانیک در خاک سطحی سرعت تجزیهی روخاک بهمراتب بیشتر از خاک بستر است که این امر در نظام طبیعت جهت تولید گیاخاک به کار میرود؛ به همین دلیل، خاک سطحی آنقدر ثبات ندارد که در مخلوط خاک قرار بگیرد. خاک بستر در مخلوط خاک "چسبندگی" و "دانهبندی" را فراهم میکند؛ چسبندگی از ذرات ریز خاک نشأت میگیرد و این خصوصیت باعث میشود اجزای مخلوط خاک در کنار یکدیگر منسجم گردند. بخش سنگدانهای نیز شامل بقایای خاک بهاستثنای هر نوع محتوای ارگانیکی است.
ذرات ریز و چسباننده، سنگدانهها و اجزا "تثبیتکننده7 "ی مخلوط خاک را آنگونه که در بخش ذیل توصیف خواهد شد، میپوشانند. غالب زیرخاکها بهطور طبیعی دربرگیرندهی اجزای چسبنده و سنگدانه است اما این که آیا یک خاک بستر خاص بهعنوان جزئی از مخلوط خاک مناسب باشد، چه تثبیتکننده لازم باشد چه نباشد، بستگی به کیفیت و نسبت آنها - اجزا چسبنده و سنگدانه - دارد. خاک بستر مناسب جهت استفاده بهعنوان مصالح ساختمانی در اکثر نقاط جهان بهراحتی در دسترس است و بسیاری از جوامع این مصالح را برای تحقق طیف گستردهای از نیازهایشان استفاده میکنند.
بررسیهای مرتبط با صنایعدستی باستانی تا به امروز، منشأ مواد خام مورداستفاده و همچنینفنّاوریهای ساخت و تولید را بهخوبی مشخص می کند [6]گِل،. خاک رس، چوب، سنگ، کاهگل، نی، شن، ماسه و خاک تعدادی از مواد پایدار بهکاررفته در ساختمانسازی است؛ به این دلیل که این مواد مقاومت بالایی در برابر شرایطجوّی داشته، ویژگیهایی با دامنهی گسترده دارند، مواد خالص ژئوشیمیایی به حساب میآیند و دسترسی آسان و کم هزینهای به علت فراوانی توزیعشان بر روی سطح زمین وجود دارد.
تکنیکهای ساختوساز ساختمانهای خاکی [7]
شکل 1، هجده روش فنی مختلف جهت ساختوساز ساختمان خاکی را مطابق با نقشی که خاک در ساختمان بازی میکند نشان میدهد: یا باربر و یا غیر باربر است و یا متصل با یک سازهی باربر به کار میرود. سازه ی خاکی باربر میتواند به شکل درجا و یا از واحدهایی که پیش از فرایند ساختوساز قالبگیری شدهاند ایجاد شود. در تکنیکهای ساختمانی که از بلوک چینی منفصل استفاده میکنند، مصالح ساختمانی قبل از آغاز فرایند ساختوساز تولید میشود ولی این امر در مورد فرایندهای ساختوساز درجا و یکپارچه صدق نمیکند چراکه تمایز واضحی بین پایان تولید مصالح ساختمانی و آغاز ساختوساز ساختمان وجود ندارد.
این تفاوت حائز اهمیت است چراکه از ویژگیهای مصالح ساختمانی درجا این است که باید در سایت ساخته شود و ازاینرو تولید سریع مصالح ساختمانی و دست یافتن به ویژگی های خاصشان از مشخصههای آن است. این امر درباره روشهای بلوک چینی صدق نمی کند، چراکه خصوصیات آن در لحظهی ساختوساز بهطور کامل ایجاد شده است. مثال های مصالح ساختمانهای خاکی تولیدشده توسط روشهای تاریخی یکی کاهگل - مورداستفاده در سازههایباربر درجا - و دیگری گِل و جگن1 - مورداستفاده بهعنوان مصالح درگیر با یک سازهی باربر - میباشد .
[8] از مثالهای رایج مصالح خاکی ساختمانی که نتیجهی تکنیکهای کنونی ساختمانی است میتوان به خاک قالبی - خشت یا آجر متراکم - [9] 2 و آجر فشاری3 اشاره کرد که به شکل مکانیکی تولید میشود. باوجوداین، برخی تکنیکهای کنونی از بهروزرسانی تکنیکهای سنتی برگرفتهشدهاند همچون وضعیت کنونی تولید خاک کوبیده شده . تولید ساختمانهای خاکی و مصالح آنها میتواند به تکنیکهای تولید "خاک جامد و تغییرنیافته"، "مایع"، "پلاستیک" یا "خاک تغییریافتهی خشک" طبقهبندی گردد.
