نمای آجری با قدمتی دیرینه در معماری ایرانی و جهانی همواره به عنوان عنصری زیبا بادوام و اصیل در ساخت و ساز مطرح بوده است. با این حال حتی این متریال مقاوم نیز در گذر زمان و تحت تاثیر عوامل محیطی گوناگون دچار فرسودگی و آسیب می شود. نمای آجری در معرض چالش هایی نظیر جذب آب شوره زدگی رشد عوامل بیولوژیکی آلودگی های جوی و آسیب های ناشی از تغییرات دما قرار دارد که همگی می توانند از زیبایی و دوام آن بکاهند و هزینه های نگهداری و ترمیم را افزایش دهند.
چالش های پیش روی نمای آجری
آجر نما علی رغم مزایای فراوان در طول عمر خود با مجموعه ای از چالش ها روبرو می شود که در صورت عدم توجه و پیشگیری می توانند به تخریب و کاهش عمر مفید آن منجر شوند. از جمله مهم ترین این چالش ها می توان به موارد زیر اشاره کرد :
- جذب آب و رطوبت : آجر به دلیل ماهیت متخلخل خود قابلیت جذب آب بالایی دارد. نفوذ آب به درون آجر می تواند زمینه ساز مشکلات متعددی از جمله یخ زدگی و ترک خوردگی در مناطق سردسیر رشد جلبک و خزه و شوره زدگی شود.
- شوره زدگی (Efflorescence) : املاح و نمک های موجود در آجر ملات و یا خاک پشت نما در اثر رطوبت حل شده و به سطح آجر منتقل می شوند. تبخیر آب در سطح آجر منجر به رسوب این املاح و ایجاد لکه های سفید و آزاردهنده شوره می شود که علاوه بر ظاهر نامناسب می تواند به مرور زمان به ساختار آجر آسیب برساند.
- رشد عوامل بیولوژیکی : رطوبت و آلودگی های محیطی شرایط مناسبی را برای رشد قارچ ها جلبک ها و خزه ها بر روی نمای آجری فراهم می آورند. این عوامل بیولوژیکی نه تنها ظاهر نما را زشت می کنند بلکه با ترشح اسیدهای آلی می توانند به تخریب سطح آجر و ملات نیز کمک کنند.
- آلودگی های جوی و گرد و غبار : ذرات معلق دوده و آلاینده های صنعتی موجود در هوا به مرور زمان بر روی نمای آجری رسوب کرده و باعث کدر شدن رنگ آجر و کاهش زیبایی ظاهری آن می شوند. پاکسازی این آلودگی ها اغلب دشوار و پرهزینه است.
- تغییرات دمایی و سیکل های یخ بندان : تغییرات شدید دما به خصوص در مناطق با آب و هوای سرد و مرطوب می تواند تنش های حرارتی را در آجر ایجاد کرده و منجر به ترک خوردگی و جدا شدن قطعات آجر از نما شود. سیکل های مکرر یخ بندان و ذوب شدن آب نفوذ کرده به آجر این آسیب ها را تشدید می کند.
پوشش های نانو؛ راهکاری نوین برای حفاظت از آجر
در سال های اخیر فناوری نانو به عنوان یک راهکار نوین و موثر در حفاظت از مصالح ساختمانی به ویژه نمای آجری مطرح شده است. پوشش های نانو موادی هستند که در ابعاد نانومتری (یک میلیاردم متر) طراحی و تولید می شوند و با ایجاد یک لایه محافظ نامرئی بر روی سطح آجر خواص آن را بهبود می بخشند و از آن در برابر عوامل مخرب محیطی محافظت می کنند که این پوششها نانو آجر نیز گفته می شود.
این پوشش ها با ایجاد تغییرات در سطح آجر در مقیاس نانو می توانند به طور قابل توجهی از نفوذ آب جذب آلودگی و رشد عوامل بیولوژیکی جلوگیری کرده و در نتیجه عمر مفید نمای آجری را افزایش دهند. مکانیسم عملکرد این پوشش ها اغلب بر پایه ایجاد خواص آب گریزی (Hydrophobicity) و خودتمیزشوندگی (Self-cleaning) استوار است.
انواع پوشش های نانو مناسب برای آجر
پوشش های نانو متنوعی برای حفاظت از نمای آجری در بازار موجود هستند که هر کدام بر اساس نوع مواد اولیه خواص و کاربردهای خاص خود دسته بندی می شوند. برخی از مهم ترین انواع این پوشش ها عبارتند از :
- پوشش های نانو سیلان : این نوع پوشش ها از جمله رایج ترین و پرکاربردترین انواع پوشش های نانو برای آجر هستند. آنها با ایجاد یک لایه آب گریز بر روی سطح آجر مانع از نفوذ آب و رطوبت می شوند. پوشش های نانو سیلان عموماً شفاف و بی رنگ بوده و تغییری در ظاهر طبیعی آجر ایجاد نمی کنند.
- پوشش های نانو سیلیکون : این پوشش ها نیز مشابه پوشش های سیلان خاصیت آب گریزی بالایی دارند و علاوه بر آن مقاومت خوبی در برابر اشعه UV و عوامل جوی از خود نشان می دهند. پوشش های نانو سیلیکون معمولاً دوام و طول عمر بیشتری نسبت به پوشش های سیلان دارند.
- پوشش های نانو اکسید تیتانیوم (TiO۲) : این پوشش ها علاوه بر خاصیت آب گریزی دارای خاصیت خودتمیزشوندگی فوتوکاتالیستی نیز هستند. اکسید تیتانیوم در حضور نور خورشید فعال شده و قادر است آلودگی های آلی و معدنی را تجزیه کرده و سطح آجر را تمیز نگه دارد. این پوشش ها به ویژه برای نماهای آجری در مناطق با آلودگی هوای بالا بسیار مناسب هستند.
- پوشش های نانو ترکیبی : این نوع پوشش ها ترکیبی از چند نوع ماده نانو هستند که به منظور دستیابی به خواص چندگانه و بهبود عملکرد با یکدیگر ترکیب شده اند. به عنوان مثال یک پوشش نانو ترکیبی می تواند همزمان خاصیت آب گریزی خودتمیزشوندگی و مقاومت در برابر UV را داشته باشد.
مزایای استفاده از پوشش های نانو برای نمای آجری
استفاده از پوشش های نانو برای نمای آجری مزایای متعددی را به همراه دارد که از جمله مهم ترین آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد :
- افزایش طول عمر نما : پوشش های نانو با جلوگیری از نفوذ آب شوره زدگی رشد عوامل بیولوژیکی و آسیب های ناشی از آلودگی های جوی به طور قابل توجهی عمر مفید نمای آجری را افزایش می دهند.
- کاهش هزینه های نگهداری : با محافظت از نما در برابر عوامل مخرب نیاز به تعمیرات و بازسازی های مکرر کاهش یافته و هزینه های نگهداری نما به طور چشمگیری پایین می آید. خاصیت خودتمیزشوندگی برخی از پوشش های نانو نیز نیاز به شستشو و پاکسازی نما را به حداقل می رساند.
- بهبود زیبایی ظاهری : پوشش های نانو با حفظ رنگ طبیعی آجر و جلوگیری از ایجاد لکه های شوره و آلودگی به حفظ زیبایی و جلوه بصری نمای آجری کمک می کنند. برخی از پوشش ها حتی می توانند رنگ آجر را شفاف تر و زنده تر نشان دهند.
- حفاظت از محیط زیست : با افزایش طول عمر نما و کاهش نیاز به تعمیرات و تعویض مصالح مصرف منابع طبیعی و تولید زباله های ساختمانی کاهش می یابد. همچنین برخی از پوشش های نانو مانند پوشش های اکسید تیتانیوم می توانند به کاهش آلودگی هوا نیز کمک کنند.
- بهبود عایق بندی حرارتی : برخی از پوشش های نانو با کاهش جذب آب و رطوبت توسط آجر می توانند به بهبود عایق بندی حرارتی نما و کاهش مصرف انرژی ساختمان کمک کنند.
پوشش نانو نه تنها زیبایی را به نمای ساختمان می‌بخشند بلکه عمر مفید آن را نیز افزایش می‌دهند. با انتخاب پوشش‌های نانو از ویژگی هایی مانند آبگریزی گرد و غبار ناپذیری و مقاومت در برابر UV برای نمای خود بهره‌مند می‌شوید.