چمن مصنوعی

[omega]

تاریخچه چمن های مصنوعی
چمن های مصنوعی در فاصله زمانی بین سال های 1960 تا 1969 میلادی در ایالات متحده امریكا، ظهور كرد. اما بسط ان در اروپا، بعد از المپیك سال 1976 منترال، حادث گردید. دیری نپایید كه هیئت های متنوع ورزشی، متوجه امتیازات مربوط به كاربرد چمن های مصنوعی شده و روش های متعددی را برای اعمال شرایط استاندارد، به كار بستند. ازمایشات و تحقیقات علمی و فنی فراوانی طی بیست سال گذشته بر گستره های مصنوعی چمن انجام پذیرفته اند كه ماحصل ان معرفی چمن های مصنوعی Non-Sand-filled، برای زمین های ورزشی هاكی و تنیس در كنار چمن های مصنوعی Sand-fill، برای اكثر رشته های ورزشی و اماكن تزیینی، بوده است.
ایالات متحده امریكا به عنوان نخستین كشوری شناخته می شود كه كاربرد چمن های مصنوعی را در سطوح ورزشی، سرلوحه كار خویش قرار داده است. این نمونه از چمن های مصنوعی تحت عنوان نسل اول، یاد می شوند كه عموما برای پهنه های مربوط به رشته ورزشی راگبی، مورد استفاده قرار می گرفتند. تراكم چمن های این نسل بسیار بالا بوده و با نخ هایی كوتاه از نایلون یا پلی امید، شكل می گرفتند. رشته های نایلونی در برابر اشعه ماوراء بنفش نور خورشید بسیار حساس بوده و در عین حال خشن و زبر، می باشند. بنابر این چمن های مصنوعی به سرعت تخریب شده و احتمال بروز صدمات را برای كاربران، افزایش می دادند. برای جلوگیری از بروز اسیب دیدگی های احتمالی عموما، از ابیاری پهنه بازی قبل از هر مسابقه بهره برده می شد. چنین شرایطی كاهش چشم گیر هزینه ها را در پی نداشت. اما به هر منوال تا حدودی باعث صرفه جویی می بود. امروزه چمن های مصنوعی نسل اول تنها بر پهنه های هاكی مورد استفاده قرار می گیرند با این تفاوت كه به جای نایلون از نخ های پلی اتیلن و گاها پلی پروپیلن، بهره برده می شود. تحقیقات اروپاییان بر چمن های مصنوعی، منجر به شكل گیری نسل دوم پوشش های مصنوعی سطح زمین های ورزشی، گردید. اساس كار در این نسل استفاده از نخ های پلی پروپیلن بلند و تراكم كمتر بوده است. ماحصل این تغییرات، كاهش هزینه ها و صرفه جویی بیشتر بود اما از بعد كیفی نتایج مطلوبی را به دنبال نداشته و عملكرد را به شدت تقلیل می داد. تكامل چمن های مصنوعی نسل دوم، به سمتی سوق یافت كه كاربرد لایه های زیرین محافظ را در قالب مرتجع كننده سطح، ارجحیت یابد. به دنبال این رخداد، سطح كیفی زمین ها ارتقاء یافته و در عین حال تفاوت هایی واضح را با نسل اولی ها، هویدا ساخت. در ادامه تكامل چمن های مصنوعی نسل دوم، ادغامی از سیستم های Non-sand-filled و Sand-filled، پا به عرصه وجود نهاد. در این سیستم كه تحت عنوان Semi-sand-filled شناخته می شود، كیفیت را از Non-sand-filled و كاهش هزینه ها را از Sand-filled، به ارث برده است. بعد از سال 1990 میلادی، تمركز هیئت های فوتبال به سمت امتیازات برجسته كاربرد چمن های مصنوعی معطوف گردید. در این میان اشكالاتی مانند انحراف مسیر توپ،
صدمات احتمالی و فقدان عاملی برای جذب ضربه، همواره مخالفان كاربرد چمن های مصنوعی را شارژ می نمود.
نسل سوم چمن های مصنوعی متناسب با كابرد بر پهنه زمین های راگبی و فوتبال، ظهور یافت كه تراكم رشته ها در انها تقلیل و طول نخ ها افزایش پیدا كرده بود. جنس نخ ها، از پلی اتیلن منظور گردیده بود. ثبات بیشتر سطح به واسطه كاربرد شن های سیلیس و نرمی و ارتجاعیت بالاتر سطح به وسیله كاربرد خرده های لاستیك، تامین گردید. امروزه سیستم نصب و استفاده به همین شكل منظور می گردد اما جنس نخ ها، تراكم نخ ها، ارتفاع نخ ها و ظرافت و زیبایی رشته های چمن، همگی متغیر بوده و در قالب نسل های چهارم و پنجم چمن های مصنوعی، متناسب با نوع كاربرد، تعیین شده و بافت می گردند.

[omega]

بررسی اجزای یك زمین چمن مصنوعی

هر نوع از چمن مصنوعی با توجه به كاربری آن ازقسمتهای مختلفی تشكیل شده است . اجزای تشكیل دهنده یك چمن مصنوعی در حالت كلی عبارتند از :

file:///C:/DOCUME%7E1/class/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.jpg فلت های چمن
زمینه بافت ( زیره جزء چمن مصنوعی )
فیلرها (در صورت احتیاج نوع سیستم چمن مصنوعی )
- شن سیلیس ( عامل تثبیت چمن )
- گرانول لاستیك ( جزء پر كننده )
لایه الاستیك ( عامل جذب ضربه , در صورت احتیاج نوع سیستم چمن مصنوعی )



*سیستمهای چمن در فصل بعد به صورت كاربردی تشریح شده است.

[omega]

فلت های چمن

مهمترین جز چمن مصنوعی فلت آن می باشد كه با توجه به اینكه چمن در معرض نور مستقیم خورشید و سایر عوامل جوی و همچنین عوامل فیزیكی ، مكانیكی و شیمیایی قرار میگیرد. كیفیت فلت مورد استفاده تاثیر بسیاری در كیفیت زمین چمن و طول عمر آن دارد . مواد پلیمری مورد استفاده از تولید فلت به پنج نوع اصلی تقسیم می گردند : ]


1- پلی پروپیلن یا PP : فلت چمن PP بایستی در مقابل اشعه ماوراء بنفش نور خورشید مقاوم گردد ، چرا كه به شـدت در مقابل اشعه ماوراء بنفش تخریب پذیر است . این فلت با توجه به حالت خشكی پلیمر PP تا حدودی زبر است و جزو نسل اول فلتهای چمن مصنوعی قرار می گیرد . چمن مصنوعی PP قابلیت دریافت گواهی استاندارد را دارا نمی باشد . پایل چمن مصنوعی كه از الیاف پلی پروپیلن PP تهیه می گردد از طول عمر كوتاهتری برخوردار بوده و زبری بسیار بیشتری در مقایسه یا الیاف LSR دارد كه این امر بعضاَ منجر به جراحت بازیكنان می گردد .


2- نایلون یا PA : الیاف پلی آمید با توجه به خاصیت كشندگی بالایی كه دارند ، بصورت تك رشته ای در چمن مصنوعی مورد استفاده قرار می گیرند .



3- پلی اتیلن یا PE : پلیمیر PE این امكان را ایجاد كرد كه الیاف با طول عمر بیشتر و مقاومتر و در عین حال نرمتری ایجاد گردد.



4- LSR: پلیمیر LSR (چمن با لغزش آسان) كه پایه اصل آن PE می باشد و Patent شركت تیولون هلند می باشد ، لطافت و نرمی بسیار خوبی و در عین حال طول عمر و دوام بالا و مقاومت بالا در مقابل عوامل فیزیكی ، مكانیكی ، شیمیایی و نور خورشید را ایجاد نموده است و به عنوان یكی از بهترین الیاف موجود می باشد مورد توجه قرار گرفته است .
این نوع فلت كاربرد بسیار خوبی در زمینهای پر شده با گرانول لاستیك دارد.نوع فردار آن برای زمینهای بدون شن استفاده می شود.
در LSR مونو فیلامنت 6 یا 8 عدد الیاف تكی كه به صورتی با هم گره شده اند دور هم پیچیده اند كه رشته رشته شدن آنها در طول زمان انجام میگیرد. حالت فنری دارندو برای عمودی ایستادن و تكی به نظر رسیدن نیاز به برس زدن دارند.

سیستم رابر اینفیل چمن مصنوعی استاندارد از الیاف LSR كه دارای گواهینامه یك ستاره فیفا می باشد و از مقاومت بسیار بالایی در مقابل نورخورشید و عوامل فیزیكی و مكانیكی برخوردار است و در عین حال از نرمی و لطافت بسیار خوبی برخوردار بوده و بدین جهت از ضریب ایمنی بسیار بالایی برخوردار می باشد .



5- XTREME ®نسل جدید پلیمرهای چمن مصنوعی است كه توسط شركت تیولون هلند اخیرا" اختراع و به ثبت انحصاری رسیده است. چمن مصنوعی ساخته شده از این نوع پلیمر، اولین چمن مصنوعی در جهان بوده كه اواخر سال 2005 موفق به اخذ گواهینامه دوستاره فیفا گردیده است. از خصوصیات ویژه این نوع چمن مصنوعی جدید، لطافت بسیار بالا (نرمتر از چمن طبیعی) و درعین حال مقاومت و دوام طولانی مدت آن می باشد .
Xtreme بالاترین امنیت و راحتی برای بازیكنان را تامین می كند.
نرمی و ملایمت Xtreme آسیا چمن قابل مقایسه با برسهای نرم شستشوی اتومبیل است با لمس Xtreme این حالت را احساس می كنید . پلیمر كاملاً راست می ایستد و مشكل خوابیدن پایلها در این نوع فلت حل شده است.
سطح بی خطر چمن مصنوعی منوط به عدم جابه جایی پركننده هاست. بین تمام الیاف باید همیشه پر نگه داشته شود پلیمرXtreme با استفاده از الگوی CLMT از جا به جایی پركننده ها جلوگیری می كند.


مواد اولیه آسیا چمن از شركت تیولن ( Thiolon ) كه بیشتر از 70 درصد از بازار جهانی این محصول را در دست دارد تهیه می شود . فلت های چمن در مقابل انواع عوامل جوی و محیطی خصوصا اشعه U.V. مقاوم شده است و طبق استاندارد دین آلمان در مقابل اشعه هیچگونه تغییری نشان نمی دهد و دارای عمر مفید10 الی 15 سال می باشد . فلت های مورد استفاده در چمن های مصنوعی دارای تفاوتهایی در دیتكس رنگ همچنین در عرض و ضخامت هستند.



زمینه بافت ( Backing)

زیره چمن مصنوعی یا زمینه بافت به عنوان نگهدارنده فلت های چمن مصنوعی از قسمتهای مهم چمن محسوب می شود.
استفاده از زمینه بافت خوب تاثیر بسیار زیادی دراستحكام و عمر چمن دارد.
زیره چمن مصنوعی برای انواع مختلف باید از لحاظ تارو پود مشخصات ویژه ای داشته باشد .
زمینه بافت مورد استفاده آسیا چمن محصولات Ten cate thiobac (یكی دیگراز زیرمجموعه های Royal ten cate ) است.
این شركت بیشترین بازار این محصول را در اختیار دارد.در چمن مصنوعی استاندارد بین المللی فوتبال مدل پردیس از زیره مخصوص سه لایه (C08) استفاده گردیده است . این سه لایه موجب مقاومت چمن مقابل انواع تنشهای طولی ، عرضی و قطری حاصل از انجام تكلهای شدید می گردد.
از دیگر مزایای thiobacbacking جذب بهتر لاتكس ودر نتیجه محكمتر بودن پایلها در سطح چمن است.همچنین با برش بهتر درزبندی با اطمینان بیشتر انجام می شود.

[omega]

فیلرها (در صورت نیاز سیستم چمن)

1- شن سیلیس

بسته به نوع سیستم چمن یكی از مهمترین عناصر تشكیل دهنده یك زمین چمن مصنوعی سند فیلد ورابر اینفیل دانه های شن پركننده میباشد شن سیلیس به چمن ثبات می دهد بطوری كه كیفیت و دوام زمین ورزشی بستگی به كیفیت آن دارد . موارد زیر برای شن مورد استفاده در آسیا چمن لحاظ می شود.

شن مورد استفاده نباید دارای بیش از 3% آهك و گچ و رس باشد زیرا پودر حاصله از آنها در مجاورت رطوبت باعث تراكم بیش از حد زمین بازی و همچنین كدر شدن رنگ چمن میشود .
باید حداقل 96% از جرم كل مواد پركننده شن سیلیس SiO2 باشد .
مقدار مجاز برای ذرات ریز با حداقل اندازه 063/0 میلیمتر ؛ كمتر از 2% است .
دانه بندی شن مورد استفاده بر اساس میزان فاكتورهای سرخوردن و ثبات مورد نیاز متفاوت خواهد بود . برای مثال زمینهای چمن مصنوعی فوتبال احتیاج به شن نرمتری نسبت به زمینهای هاكی دارند .
( دانه بندی لازم شن پر كننده برای فوتبال 0.3 - 0.63 mm و برای تنیس 0.4-0.8 mm و برای هاكی 0.71-1.25 mm )
باید حد اقل 50% از دانه های شن مورد استفاده ؛ گِرد باشند .


گردی یك مشخصه مهم دانه های شن است و اثر مستقیم بر روی میزان فرسودگی و پاره شدن الیاف چمن دارد . دانه شن با لبه های تیز باعث پاره گی و صدمه به فلت چمن میشود و حتی بهترین فلت چمن بر اثر حركت شنِ تیز دانه صدمه می بیند .



2 - گرانول لاستیك : اندازه گرانولهای لاستیك برای زمین فوتبال بین 5/0 میلیمتر تا 5/1 میلیمتر ؛ به شكل چندوجهی ؛ از جنس بازیافت و یا :
EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer)

با دانه بندی ذیل مناسب است :

< 0.15 mm ( dust ) max 0.1%
0.15 – 0.5 mm max 1 %
0.5 - 1.0 mm 40 %
1.0 - 1.5 mm 55 %
> 1.5 mm max 4 %

از لحاظ قیمت استفاده از نوع بازیافت صرفه جویی زیادی بهمراه دارد. اما با توجه به رنگ تیره جنس بازیافت برای كنترل دمای زمین درمناطقی كه آفتاب شدید دارند نوعEPDM توصیه می شود. ( EPDM دارای رنگهای متنوع است )

[omega]

سیستم های چمن مصنوعی



هر ساختار از انواع مختلف چمن مصنوعی از اجزای خاصی تشكیل شده است.هرنوع از محصولات آسیا چمن یك تركیب خاص است كه نیازهای ورزشهای خاص خود را تامین می كند. چمن مصنوعی دارای گونه های مختلف بوده كه متخصصین چمن مصنوعی آنها را سیستمهای چمن (Grass System) نام گذارده اند. دلیل وجود سیستمهای مختلف چمن مصنوعی را می توان مربوط به تفاوت شاخصه های تكنیكی در هر ورزش دانست. از جمله : چگونگی حركت توپ، بازگشت توپ ، زاویه انعكاس توپ، نیاز به سر خوردن ، تماس بازیكن با زمین ، شوت كردن ، ضربه زدن یا پرتاب كردن .


1. سیستم شنی و گرانول لاستیك (Sand&Rubber infill System)

این سیستم (چمن نسل سوم) كه تركیبی است از چمن مصنوعی با ارتفاع پایل خیلی بلند (50-56mm) كه با تراكم كمتر بافت شده و مخلوطی از گرانول لاستیك و شن سیلیس یا گرانول لاستیك به تنهایی در آن پاشیده می شود تا ضمن بالا بردن دوام نخ چمن ، امكان بازی طبیعی را فراهم سازد. ساختار باز ( تراكم پایین ) مشخصه این سیستم است.

file:///C:/DOCUME%7E1/class/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.jpg
بهترین كنترل توپ و بهترین حركت توپ در فوتبال( استفاده از پركننده )
نمی شكند، سخت نمی شود و نمی پوسد
بازی طبیعی و حداقل صدمات
مقاومت كم در برابر سرخوردن (LSR)

الیاف مورد استفاده در این سیستم از نوع LSR or EXTREME (Low Sliding Resistance ) بوده كه مقاومت آن در مقابل سرخوردن در كمترین حد ممكن است و راحتی بازیكنان را تامین می كند . این سیستم درحال حاضر مورد استفاده باشگاههای اروپائی جهت بازیهای باشگاهی و داخلی است. فدراسیون بین المللی فوتبال(FIFA) نیز مجوز استفاده از زمین چمن مصنوعی سیستم فوق را برای چندین باشگاه مشهور ازجمله باشگاه آژاكس آمستردام جهت بازیهای رسمی به تائید رسانده است. این سیستم برای نخستین بار در ایران توسط شركت آسیاچمن در مجموعه ورزشی شهید كشوری و زمین آكادمی فوتبال متعلق به فدراسیون فوتبال جمهوری اسلامی ایران در مجموعه ورزشی آزادی اجراء شده است .

[omega]

. سیستم شنی (Sand-FilledSystem)

این سیستم مركب از چمن مصنوعی با ارتفاع پایل متوسط (18-32mm) ، تراكم متوسط بافت و مخلوط شن سیلیس میباشد. الیاف چمن مورد استفاده در این سیستم متنوع بوده و از انواع LSR وPP آن ، بستگی به شرایط محیطی، جغرافیائی محل نصب استفاده میشود . زیر سازی زمین چمن مصنوعی این سیستم طوری طراحی و اجراء می گردد كه آب باران حتی در شدیدترین رگبارها به سهولت دفع شده و بازی با آزادی كامل توپ و بازیكن ادامه می یابد . تراكم نسبتاً كم الیاف در این سیستم از مشخصات آن است.

- برگشت عالی توپ
- عالیترین سیستم چمن برای هاكی
از سیستم فوق در ورزشــهای فوتبال ، هاكی ، گلف ، بیسبال و زمینهای ورزشی چند منظوره استفاده می گردد . این سیستم برای اولین بار در ایران توسط شركت آسیاچمن در ورزشگاه شهدای جیحون و ورزشگاه شهید فهمیده اجراء شده است

[omega]

3. سیستم نیمه شنی (Semi-Sand Filled System)



سیستم نیمه شنی كه چمن استاندارد مخصوص زمینهای بازی تنیس است، تركیب چمن مصنوعی با نوع فلتهای LSR وPP و مخلوط شن سیلیس می باشد .

این سیستم با حركت سریع توپ در برگشت ضربه به زمین و قدرت مانور بازیكن بهترین نتیجه را در زمینهای بازی ارائه داده است . سیستم نیمه شنی علاوه بر تنیس در هاكی و دیگر ورزشها مانند مینی فوتبال استفاده می شود . تراكم زیاد و یكسان در همه جا از خصوصیات این سیستم است.




4. سیستم بدون شن (Non-sand filled system)



سیستم چمن مصنوعی بدون شن (Water Based) كه كاربردهای بسیار فراوان داشته و در زمینهای فوتبال ، تنیس، هاكی ، زمینهای ورزشی چند منظوره و فوتبال داخل سالن استفاده میشود از فلتهای SPF وLSR وPP با تراكم بافت بالا تولید می شود . امكان ورزش و تمرین با كفشهای معمولی به جز كفشهای استوك دار برای همه ورزشها وجود دارد. این سیستم تاكنون توسط شركت آسیاچمن در تعدادی از ورزشگاههای كشور اجراء شده است

[omega]

زیرسازی زمین

كیفیت نهایی پروژه چمن مصنوعی منوط به حسن انجام عملیات زیر سازی و سطح سازی قبل از چمن بوده و طراحی زیر سازی و عملیات اجرایی آن دارای حسـاسیت و اهمیـت فوق العاده می باشد و لذا برای جلوگیری از صرف هزینه و وقت مضاعف ناشی از دوباره كاریهای مربوط به ترمیم و بازسازی معیوب كه معمولاً به كوتاهی عمر چمن و هزینه های سربار می انجامد ، عملیات زیر سازی چمن مصنوعی میبایست با دید طویل العمر بودن بعنوان یك سازه مقاوم ، بررسی ، مطالعه و اجرا گردد .
در بررسی و طراحی زیرسازی یك پروژه چمن مصنوعی ، بایستی پارامترهای گوناگونی مد نظر قرارداد از جمله این پارامترها اهمیت و استاندارد زمین پروژه مورد مطالعه می باشد . مطمئناً اهمیت زمین و اینكه چه كارایی و انتظاری از آن زمین می رود و یا از چه درجه حساسیتی برخوردار است در طراحی زیرسازی آن نقش حائز اهمیتی را دارا می باشد .


طراحی زیرسازی چمن مصنوعی به چندین عامل بستگی دارد كه از آن جمله میتوان به میانگین شدت بارندگی سالانه و نیز متوسط بارندگی 5 ساله ، میانگین دبی سالانه و 5 ساله بارندگی ، عمق یخبندان ، ابعاد زمین ، نوع خاك و ... اشاره نمود .

[omega]

انواع زیر سازی
الف) زیرسازی استحكام نیافته یا Unbound :
در این روش با توجه به مصالح در دسترس محلی زیرسازی را می توان طراحی نموده كه بصورت استحكام نیافته باشد ، بدین معنی كه در این زیرسازی از بتن یا آسفالت استـفاده نمی گردد . از مـزایای ایـن نـوع زیرسـازی ارزانی و قیمـت پاییـن آن می باشـد ولی اسـتفاده از آن محـدودیت هایی را ایجاد می نماید كه از آن جمله محدودیت تردد وسایل سنگینی روی چمن و نیز امكان موج برداشتن آن در طولانی مدت می باشد . بدین لحاظ این زیرسازی در زمین های با اهمیت بالا توصیه نمی گردد .

ب) زیرسازی استحكام یافته یا Bound :
در این روش سطح بالایی زیرسازی با بتن یا آسفالت استحكام می یابد . البته این روش نیز باتوجه به نوع سیستم چمن ، ابعاد زمین و سایر پارامترهای دیگر طراحی های خاص خود را نیاز دارد . به طور كلی زیرسازی استحكام یافته به دو روش كلی طراحی و اجرا می گردد . در روش اول هدایت و دفع آب بصورت روسطحی و با شیب بندی صورت می پذیرد ، این روش مخصوص زمینهای كوچك و چمن های Non sand filled است . در روش دیگر بایستی با ایجاد زهكش مناسب زمین ، آب ناشی از بارندگی از طریق خود زمین دفع گردد .طراحی یك زهكش مناسب نیز همانند زیرسازی به پارامترهای اهمیت و استاندارد زمین ، نوع خاك ، شدت و دبی بارندگی ، عمق یخبندان و ابعاد زمین بستگی دارد . در سیستم زهكش بایستی بتن یا آسفالت مورد استفاده متخلل و قابل زهكش باشد . آسفالت مورد استفاده در این نوع بایستی از نوع آسفالت پلیمیری باشد ، چرا كه آسفالت گرم خاصیت هدایت آب را دارا نمی باشد . عدم هدایت و دفع سریع آب نیز موجب می گردد كه در یخبندان ، با انجماد آبهای باقیمانده ، لایه های آسفالت ترك برداشته و منهدم گردند و این امر منجر به كاهش مقاومت مصالح و قدرت باربری رویه آسفالت در دراز مدت خواهد شد .