*lemon*
کاربر فعال مهندسی نساجی
توليد چمن مصنوعي از سال 1960 توسط شركت Chemstrand كه بعدها به نام Monsanto Textiles Company شهرت يافت، آغاز گرديد. توليد اين محصول با استفاده از فرآيندهايي مشابه فرآيندهاي انجام شده در صنعت كفپوش صورت مي گيرد.
چمن مصنوعي در مناطقي به كار مي رود كه امكانات لازم براي رشد چمن هاي طبيعي فراهم نيست و يا اين كه نگهداري آن به نحو مطلوب، غير ممكن يا مشكل باشد. اين نوع كفپوش ها عمدتاً در استاديوم هاي ورزشي به كار مي روند. البته استفاده در زمين هاي ورزشي تنها بخشي از كاربرد چمن هاي مصنوعي است. دوام اين لايه ها، هزينه پايين نگهداري، عدم نياز به آبياري و ظاهر طبيعي آنها سبب شده است كه اين توليدات در محدوده وسيعي از كاربردها مورد استفاده قرار گيرند كه از جمله آنها مي توان به كاربرد در محوطه هاي چمن كاري عمومي مانند ميادين شهرها، حاشيه اتوبان ها و بزرگراه ها، زمين هاي بازي كودكان، كناره استخرها، چشم اندازها و محوطه هاي داخلي ساختمان ها اشاره كرد. اين چمن ها در مكان هاي تفريحي، مشكل گل آلوده شدن زمين در هنگام بارش باران را ندارند و در چمن كاري هاي مصنوعي اتوبان ها و بزرگراه ها، خطرات و مشكلات مربوط به آبياري فضاهاي سبز را حل نموده اند. همچنين در مناطقي كه با كمبود آب مواجه هستند و يا نمي توان آبياري مطلوبي براي چمن ها انجام داد، چمن هاي مصنوعي گزينه هاي مناسبي به شمار مي روند.
يكي ديگر از مزاياي استفاده از چمن هاي مصنوعي، صرفه جويي اقتصادي است، زيرا چمن هاي طبيعي را حداقل يك بار در هر فصل بايد با چمن هاي جديد جايگزين نمود كه اين كار مستلزم صرف هزينه و وقت مي باشد. علاوه بر آن هزينه نگهداري آنها نيز مزيد بر علت است. اما در مورد چمن هاي مصنوعي تنها يك بار نصب كافي است و بعد از نصب، سال ها بدون نياز به نگهداري قابل استفاده هستند.
چمن هاي مصنوعي در زمين هاي فوتبال
فوتبال ورزشي است كه در آن بازيكنان تماس هاي فيزيكي زيادي با سطح زمين دارند و تكل زدن و سر خوردن از جمله حركات اجتناب ناپذير در اين ورزش مي باشد. در بررسي ويژگي هاي مورد نظر براي يك چمن مصنوعي، علاوه بر عكس العمل ميان سطح و توپ، بر هم كنش ميان بازيكن و سطح، سايش پوست بازيكن و نيز دوام چمن مصنوعي معيارهاي تعيين كننده اي هستند.
چمن هاي مصنوعي كه در ابتدا ساخته شده بودند، به دليل دارا بودن اتصالات ضعيف و سايش و اصطكاك زياد نخ ها، براي استفاده در اين ورزش كاملاً مناسب نبودند و بازيكنان مجبور مي شدند در مواقع استفاده از زمين هاي داراي چمن مصنوعي، از پيراهن آستين بلند و شلوار استفاده كنند تا از رسيدن آسيب به پوست خود جلوگيري نمايند. اما امروزه با پيشرفت هايي كه در توليد چمن هاي مصنوعي حاصل شده است، استفاده از آنها در زمين هاي فوتبال افزايش يافته و به جاي چمن هاي طبيعي از فيلامنت هاي مصنوعي همچون پلي پروپيلن، پلي اتيلن و پلي آميد استفاده مي شود كه در واقع اين فيلامنت ها خاب هاي چمن مصنوعي را تشكيل مي دهند. خاب اين چمن ها مانند چمن هاي طبيعي در زمين ريشه دار نيستند، بلكه در يك پارچه زمينه جاسازي شده اند. بدين صورت كه در طول عمليات تافتينگ، فيلامنت ها به فرم لوپ (حلقه) در پارچه قرار داده مي شوند و در مرحله بعد برش مي خورند. براي جلوگيري از لغزيدن فيلامنت ها، پشت اين لايه را با ماده مخصوصي پوشش مي دهند.
در سال 2005 كه فدراسيون فوتبال اروپا (UEFA) و فدراسيون بين المللي فوتبال (FIFA) استفاده از جديدترين نسل چمن هاي مصنوعي را مجاز نمودند، چمن مصنوعي رسماً به دنياي فوتبال وارد شد. قبل از آن بررسي هاي زيادي در زمينه تدوين استانداردهاي كيفي براي چمن هاي مصنوعي، خواص فيزيكي مربوط به اتصالات، اصطكاك، غلتيدن و انعكاس توپ در آنها، احتمال ايجاد آسيب توسط آنها براي بازيكنان و همچنين مسائل اقتصادي مربوطه انجام شده بود. يكي از نتايج اين بررسي ها اين بود كه استفاده از چمن هاي مصنوعي محدوديت زماني نداشته و مستقل از شرايط آب و هوايي است. در حالي كه عمر مفيد يك زمين چمن طبيعي تنها به اندازه 600 ساعت بازي فوتبال است.
يكي ديگر از دلايل رشد استفاده از چمن هاي مصنوعي، معماري مدرن استاديوم هاي ورزشي است. از آنجا كه اكثر استاديوم هاي جديد كاملاً سقف دار هستند، چمن هاي طبيعي نمي توانند در آنها هوا و نور كافي دريافت كنند.
نسل سوم چمن هاي مصنوعي
امروزه در زمينه سيستم هاي توليد، نوع نخ و لايه هاي زيرين اين كفپوش ها پيشرفت هاي قابل توجهي حاصل شده است. چمن هاي مصنوعي اوليه داراي خاب هاي كوتاهي بودند و به منظور ايجاد يك سطح محكم و فرش مانند، با تراكم بالايي توليد مي شدند. از چمن هاي نسل اول هنوز هم در زمين هاي هاكي و در چمن كاري چشم اندازها استفاده مي شود. از جمله معايب اين نوع چمن ها مي توان به لغزش زياد و خواص سايشي نامناسب آنها اشاره كرد كه هر دوي اين عوامل موجب افزايش احتمال وارد آمدن آسيب به بازيكنان فوتبال مي شد.
براي نسل دوم چمن هاي مصنوعي راه كار استفاده از پركننده هاي شني ارائه شد كه موجب بهبود خواص لغزشي آنها گرديد. با اين حال پس از مدتي شن ها فشرده مي شدند و اتصالات لايه ضعيف مي شد، در نتيجه مجدداً احتمال آسيب رسيدن به بازيكنان افزايش مي يافت.
نسل كنوني چمن هاي مصنوعي (نسل سوم) داراي خاب هاي بلندي هستند. ماده پر كننده در آنها تركيبي از شن هاي سيليسي و ذرات لاستيكي است كه هرگز فشرده نمي شوند (شكل1). انواع جديد نخ از جمله نخ هاي تشكيل شده از چندين مونوفيلامنت به همراه سيستم هاي لايه گذاري پيشرفته، ويژگي هاي بهينه اي به اين چمن ها مي دهد. ضريب اصطكاك پايين، اتصالات مناسب و خواص مربوط به انعكاس توپ در آنها با چمن هاي طبيعي برابري مي كند و اينها همه سبب شده اند كه امروزه از چمن هاي مصنوعي به عنوان يك پوشش مطلوب در زمين هاي فوتبال استفاده شود. در حال حاضر استاديوم هاي بزرگي در سالزبرگ، اتريش و برن (در سوئيس) با چمن هاي مصنوعي مجهز شده اند.
http://ufile.info/up/files/k8ghghgykkd26dv564sj.jpg
شكل1- نسل سوم چمن هاي مصنوعي با خاب بلند براي زمين هاي فوتبال
چمن هاي مصنوعي با خاب كوتاه
از چمن هاي مصنوعي با خاب كوتاه در زمين هاي مخصوص ورزش هايي چون هاكي، تنيس، كريكت، بيس بال، گلف و ... كه در آنها بازيكن تماس مستقيم با سطح زمين ندارد، استفاده مي شود. بنابراين در اين چمن ها اهميت مسئله سايش به اندازه چمن هاي مورد استفاده در زمين فوتبال آن قدر زياد نيست، اما در عوض ويژگي هاي مربوط به انعكاس توپ و يكنواختي سطح از اهميت بيشتري برخوردارند.
جالب است كه اخيراً فدراسيون بين المللي هاكي (FIH)، زمين هاي داراي چمن هاي مصنوعي را تنها سطوح مورد تأييد براي مسابقات هاكي اعلام نموده است. چمن هاي مصنوعي مورد مصرف در ورزش هاكي را مي توان بدون استفاده از پركننده هاي شني سيليكوني نيز توليد كرد. امروزه اين گونه چمن ها به جاي پلي آميد اغلب از نخ هاي خام و يا تكسچره شده PE و PP و بسيار شبيه چمن هاي مصنوعي با خاب بلند ساخته مي شوند
مقاومت در برابر اشعه فرابنفش
در بعضي از كشورها مانند كشورهاي اروپاي شمالي، كمبود نور خورشيد مانع از رشد چمن هاي طبيعي مي شود، حال آن كه در برخي مناطق مانند نواحي جنوب استوا، نور و گرماي شديد و آب و هواي خشك، رشد آنها را با مشكل مواجه مي نمايد. در هر كدام از اين مناطق، چمن هاي مصنوعي مي توانند جايگزين مناسبي براي چمن هاي طبيعي باشند. اما دوام اين كفپوش ها به مقاومت نخ هاي موجود در ساختمان آنها در برابر اشعه ماوراء بنفش وابسته است. همچنين به دليل اين كه نخ ها در معرض هواي آزاد قرار دارند، خواص فيزيكي شان ممكن است دچار تنزل شود. با استفاده از رنگدانه هاي با ثبات و مواد شيميايي مقاوم كننده در توليد نخ هاي مورد مصرف در چمن هاي مصنوعي مي توان بر اين مشكلات غلبه نمود. امروزه با توليد چمن هاي مصنوعي ساخته شده از اين نخ ها، حتي مناطقي مانند كشورهاي عربي و استراليا كه داراي آفتاب شديد هستند، توانسته اند از اين چمن ها استفاده نمايند.
تابش سطحي يعني آفتابي كه به زمين مي رسد، نه تنها به عرض جغرافيايي بستگي دارد، بلكه به ميزان ابر آلودگي متوسط در آن منطقه و مقدار رطوبت هوا نيز وابسته است. توليد كنندگان چمن مصنوعي براي سنجش مقاومت نخ هاي مورد مصرف خود، از دستگاه Weather-O-Meter استفاده مي كنند كه توسط آن، درصد تغييرات استحكام كششي نخ ها پس از 13000 ساعت قرار گيري در اين دستگاه، اندازه گيري مي شود . نخ هايي كه استحكام كششي آنها به بيش از 50% مقدار اوليه مي رسد، از نظر استاندارد N ISO 4892-2 / former DIN-53387-1B مورد تأييد هستند. اين درصد، ميزان مقاومت نخ ها در برابر اشعه فرابنفش به مدت 10 سال، در صورتي كه به طور ميانگين در معرض Klangley/year100 قرار گيرند، را نشان مي دهد. لازم به ذكر است كه Klangleyواحد تشعشع خورشيد مساوي يك گرم كالري است. شكل4 نقشه تشعشع خورشيدي در مناطق مختلف زمين را نشان مي دهد.
چمن مصنوعي در مناطقي به كار مي رود كه امكانات لازم براي رشد چمن هاي طبيعي فراهم نيست و يا اين كه نگهداري آن به نحو مطلوب، غير ممكن يا مشكل باشد. اين نوع كفپوش ها عمدتاً در استاديوم هاي ورزشي به كار مي روند. البته استفاده در زمين هاي ورزشي تنها بخشي از كاربرد چمن هاي مصنوعي است. دوام اين لايه ها، هزينه پايين نگهداري، عدم نياز به آبياري و ظاهر طبيعي آنها سبب شده است كه اين توليدات در محدوده وسيعي از كاربردها مورد استفاده قرار گيرند كه از جمله آنها مي توان به كاربرد در محوطه هاي چمن كاري عمومي مانند ميادين شهرها، حاشيه اتوبان ها و بزرگراه ها، زمين هاي بازي كودكان، كناره استخرها، چشم اندازها و محوطه هاي داخلي ساختمان ها اشاره كرد. اين چمن ها در مكان هاي تفريحي، مشكل گل آلوده شدن زمين در هنگام بارش باران را ندارند و در چمن كاري هاي مصنوعي اتوبان ها و بزرگراه ها، خطرات و مشكلات مربوط به آبياري فضاهاي سبز را حل نموده اند. همچنين در مناطقي كه با كمبود آب مواجه هستند و يا نمي توان آبياري مطلوبي براي چمن ها انجام داد، چمن هاي مصنوعي گزينه هاي مناسبي به شمار مي روند.
يكي ديگر از مزاياي استفاده از چمن هاي مصنوعي، صرفه جويي اقتصادي است، زيرا چمن هاي طبيعي را حداقل يك بار در هر فصل بايد با چمن هاي جديد جايگزين نمود كه اين كار مستلزم صرف هزينه و وقت مي باشد. علاوه بر آن هزينه نگهداري آنها نيز مزيد بر علت است. اما در مورد چمن هاي مصنوعي تنها يك بار نصب كافي است و بعد از نصب، سال ها بدون نياز به نگهداري قابل استفاده هستند.
چمن هاي مصنوعي در زمين هاي فوتبال
فوتبال ورزشي است كه در آن بازيكنان تماس هاي فيزيكي زيادي با سطح زمين دارند و تكل زدن و سر خوردن از جمله حركات اجتناب ناپذير در اين ورزش مي باشد. در بررسي ويژگي هاي مورد نظر براي يك چمن مصنوعي، علاوه بر عكس العمل ميان سطح و توپ، بر هم كنش ميان بازيكن و سطح، سايش پوست بازيكن و نيز دوام چمن مصنوعي معيارهاي تعيين كننده اي هستند.
چمن هاي مصنوعي كه در ابتدا ساخته شده بودند، به دليل دارا بودن اتصالات ضعيف و سايش و اصطكاك زياد نخ ها، براي استفاده در اين ورزش كاملاً مناسب نبودند و بازيكنان مجبور مي شدند در مواقع استفاده از زمين هاي داراي چمن مصنوعي، از پيراهن آستين بلند و شلوار استفاده كنند تا از رسيدن آسيب به پوست خود جلوگيري نمايند. اما امروزه با پيشرفت هايي كه در توليد چمن هاي مصنوعي حاصل شده است، استفاده از آنها در زمين هاي فوتبال افزايش يافته و به جاي چمن هاي طبيعي از فيلامنت هاي مصنوعي همچون پلي پروپيلن، پلي اتيلن و پلي آميد استفاده مي شود كه در واقع اين فيلامنت ها خاب هاي چمن مصنوعي را تشكيل مي دهند. خاب اين چمن ها مانند چمن هاي طبيعي در زمين ريشه دار نيستند، بلكه در يك پارچه زمينه جاسازي شده اند. بدين صورت كه در طول عمليات تافتينگ، فيلامنت ها به فرم لوپ (حلقه) در پارچه قرار داده مي شوند و در مرحله بعد برش مي خورند. براي جلوگيري از لغزيدن فيلامنت ها، پشت اين لايه را با ماده مخصوصي پوشش مي دهند.
در سال 2005 كه فدراسيون فوتبال اروپا (UEFA) و فدراسيون بين المللي فوتبال (FIFA) استفاده از جديدترين نسل چمن هاي مصنوعي را مجاز نمودند، چمن مصنوعي رسماً به دنياي فوتبال وارد شد. قبل از آن بررسي هاي زيادي در زمينه تدوين استانداردهاي كيفي براي چمن هاي مصنوعي، خواص فيزيكي مربوط به اتصالات، اصطكاك، غلتيدن و انعكاس توپ در آنها، احتمال ايجاد آسيب توسط آنها براي بازيكنان و همچنين مسائل اقتصادي مربوطه انجام شده بود. يكي از نتايج اين بررسي ها اين بود كه استفاده از چمن هاي مصنوعي محدوديت زماني نداشته و مستقل از شرايط آب و هوايي است. در حالي كه عمر مفيد يك زمين چمن طبيعي تنها به اندازه 600 ساعت بازي فوتبال است.
يكي ديگر از دلايل رشد استفاده از چمن هاي مصنوعي، معماري مدرن استاديوم هاي ورزشي است. از آنجا كه اكثر استاديوم هاي جديد كاملاً سقف دار هستند، چمن هاي طبيعي نمي توانند در آنها هوا و نور كافي دريافت كنند.
نسل سوم چمن هاي مصنوعي
امروزه در زمينه سيستم هاي توليد، نوع نخ و لايه هاي زيرين اين كفپوش ها پيشرفت هاي قابل توجهي حاصل شده است. چمن هاي مصنوعي اوليه داراي خاب هاي كوتاهي بودند و به منظور ايجاد يك سطح محكم و فرش مانند، با تراكم بالايي توليد مي شدند. از چمن هاي نسل اول هنوز هم در زمين هاي هاكي و در چمن كاري چشم اندازها استفاده مي شود. از جمله معايب اين نوع چمن ها مي توان به لغزش زياد و خواص سايشي نامناسب آنها اشاره كرد كه هر دوي اين عوامل موجب افزايش احتمال وارد آمدن آسيب به بازيكنان فوتبال مي شد.
براي نسل دوم چمن هاي مصنوعي راه كار استفاده از پركننده هاي شني ارائه شد كه موجب بهبود خواص لغزشي آنها گرديد. با اين حال پس از مدتي شن ها فشرده مي شدند و اتصالات لايه ضعيف مي شد، در نتيجه مجدداً احتمال آسيب رسيدن به بازيكنان افزايش مي يافت.
نسل كنوني چمن هاي مصنوعي (نسل سوم) داراي خاب هاي بلندي هستند. ماده پر كننده در آنها تركيبي از شن هاي سيليسي و ذرات لاستيكي است كه هرگز فشرده نمي شوند (شكل1). انواع جديد نخ از جمله نخ هاي تشكيل شده از چندين مونوفيلامنت به همراه سيستم هاي لايه گذاري پيشرفته، ويژگي هاي بهينه اي به اين چمن ها مي دهد. ضريب اصطكاك پايين، اتصالات مناسب و خواص مربوط به انعكاس توپ در آنها با چمن هاي طبيعي برابري مي كند و اينها همه سبب شده اند كه امروزه از چمن هاي مصنوعي به عنوان يك پوشش مطلوب در زمين هاي فوتبال استفاده شود. در حال حاضر استاديوم هاي بزرگي در سالزبرگ، اتريش و برن (در سوئيس) با چمن هاي مصنوعي مجهز شده اند.
http://ufile.info/up/files/k8ghghgykkd26dv564sj.jpg
شكل1- نسل سوم چمن هاي مصنوعي با خاب بلند براي زمين هاي فوتبال
چمن هاي مصنوعي با خاب كوتاه
از چمن هاي مصنوعي با خاب كوتاه در زمين هاي مخصوص ورزش هايي چون هاكي، تنيس، كريكت، بيس بال، گلف و ... كه در آنها بازيكن تماس مستقيم با سطح زمين ندارد، استفاده مي شود. بنابراين در اين چمن ها اهميت مسئله سايش به اندازه چمن هاي مورد استفاده در زمين فوتبال آن قدر زياد نيست، اما در عوض ويژگي هاي مربوط به انعكاس توپ و يكنواختي سطح از اهميت بيشتري برخوردارند.
جالب است كه اخيراً فدراسيون بين المللي هاكي (FIH)، زمين هاي داراي چمن هاي مصنوعي را تنها سطوح مورد تأييد براي مسابقات هاكي اعلام نموده است. چمن هاي مصنوعي مورد مصرف در ورزش هاكي را مي توان بدون استفاده از پركننده هاي شني سيليكوني نيز توليد كرد. امروزه اين گونه چمن ها به جاي پلي آميد اغلب از نخ هاي خام و يا تكسچره شده PE و PP و بسيار شبيه چمن هاي مصنوعي با خاب بلند ساخته مي شوند
مقاومت در برابر اشعه فرابنفش
در بعضي از كشورها مانند كشورهاي اروپاي شمالي، كمبود نور خورشيد مانع از رشد چمن هاي طبيعي مي شود، حال آن كه در برخي مناطق مانند نواحي جنوب استوا، نور و گرماي شديد و آب و هواي خشك، رشد آنها را با مشكل مواجه مي نمايد. در هر كدام از اين مناطق، چمن هاي مصنوعي مي توانند جايگزين مناسبي براي چمن هاي طبيعي باشند. اما دوام اين كفپوش ها به مقاومت نخ هاي موجود در ساختمان آنها در برابر اشعه ماوراء بنفش وابسته است. همچنين به دليل اين كه نخ ها در معرض هواي آزاد قرار دارند، خواص فيزيكي شان ممكن است دچار تنزل شود. با استفاده از رنگدانه هاي با ثبات و مواد شيميايي مقاوم كننده در توليد نخ هاي مورد مصرف در چمن هاي مصنوعي مي توان بر اين مشكلات غلبه نمود. امروزه با توليد چمن هاي مصنوعي ساخته شده از اين نخ ها، حتي مناطقي مانند كشورهاي عربي و استراليا كه داراي آفتاب شديد هستند، توانسته اند از اين چمن ها استفاده نمايند.
تابش سطحي يعني آفتابي كه به زمين مي رسد، نه تنها به عرض جغرافيايي بستگي دارد، بلكه به ميزان ابر آلودگي متوسط در آن منطقه و مقدار رطوبت هوا نيز وابسته است. توليد كنندگان چمن مصنوعي براي سنجش مقاومت نخ هاي مورد مصرف خود، از دستگاه Weather-O-Meter استفاده مي كنند كه توسط آن، درصد تغييرات استحكام كششي نخ ها پس از 13000 ساعت قرار گيري در اين دستگاه، اندازه گيري مي شود . نخ هايي كه استحكام كششي آنها به بيش از 50% مقدار اوليه مي رسد، از نظر استاندارد N ISO 4892-2 / former DIN-53387-1B مورد تأييد هستند. اين درصد، ميزان مقاومت نخ ها در برابر اشعه فرابنفش به مدت 10 سال، در صورتي كه به طور ميانگين در معرض Klangley/year100 قرار گيرند، را نشان مي دهد. لازم به ذكر است كه Klangleyواحد تشعشع خورشيد مساوي يك گرم كالري است. شكل4 نقشه تشعشع خورشيدي در مناطق مختلف زمين را نشان مي دهد.
آخرین ویرایش توسط مدیر:
