در این نوشته میخواهیم به تاریخچه چمن مصنوعی بپردازیم.
تاریخچه و تحولات چمن مصنوعی
تحقيقاتي كه اولين بار منجر به توليد چمن مصنوعي با اهداف ورزشي گرديد، به سال 1960 در مركز تحقيقاتي فلوريدا، كاروليناي شمالي و آلاباما در آمريكا باز ميگردد. اولين زمين چمن مصنوعي آزمايشي در سال 1964 در مدرسهاي در ردآيلند مورد بهرهبرداري قرارگرفت.
پس از المپيك مونترال موضوع استفاده از چمن مصنوعي به صورت گستردهاي مورد استقبال جوامع ورزشي و توليدكنندگان تجهيزات ورزشي واقع شد. ايالات متحده آمريكا و بعد از آن كشورهاي اروپایي پيشگام در پيدايش و رشد فناوری چمن مصنوعي در جهان شدند.
برای اولین بار چمن طبیعی در Houston Astrodome آمریکا در زمینهای ورزشی بیسبال به مشکل خوردند. مشکل از این قرار بود که زمین بازی باید سبز و یکدست و زیبا باشد. برای تحقق این امر باید نور آفتاب به اندازهی کافی به چمن برسد و آبرسانی و سایر موارد نیز در کنار آن وجود داشته باشد. ولی از طرفی در پرتابهای بلند و گرفتن توپها بازیکنان به مشکل میخوردند و همین از جذابیت بازیها کاسته بود. آنها دو راه حل را عملی کردند که این کار در سال 1966 انجام شد:
1- سقف ورزشگاهها را با پوششی نازک پوشاندند که کاری بسیار سخت و پر هزینه بود.
2- از کفپوش مصنوعی استفاده کردند که در تهیه آن از الیاف نایلون استفاده شده بود که نیازی به نور آفتاب برای حفظ زیبایی و رشد خود نبود. (چمن مصنوعی نسل اول)
در سال 1970 برای بار اول چمنی مصنوعی به اروپا معرفی شد که این محصول جدید از نایلون ساخته نشده بود، بلکه از پلی پروپیلن درست شده بود. این کار نه تنها به علت قیمت پایینتر آن، بلکه به علت راحتی بیشتر کالای PP بود. این کالا نرمتر از نایلون بود و احتمال آسیب به بازیکن نیز کمتر بود.
از آن سال به بعد کارهای زیادی برای بهبود خواص چمن مصنوعی انجام شد، از جمله: آن را به صورت دسته های کوچک و دارای عرض بیشتر درآوردند و در بین آنها ذرات ماسه مانندی برای افزایش استحکام و خواص ایستایی چمن بکار بردند (نسل دوم چمن مصنوعی). این پوشش در زمین سطح یکنواخت تری نسبت به چمن طبیعی ایجاد کرد، که کنترل توپ را راحت تر میساخت و هم شرایط ممانعت از شوت کردن توپ در جهت های ناخواسته را مهیا میکرد.
این پیشرفت بسیار خوبی بود، بخصوص برای ورزش هاکی روی چمن این موضوع بسیار تحسین برانگیز بود. البته در ابتدا از این نوآوری در زمینهای هاکی استقبال کمی شد، ولی امروزه کمتر زمین هاکیای را میتوان یافت که از چمن طبیعی در آن استفاده شود. البته در زمینهای فوتبال استقبال خوبی نشد، زیرا حرکت توپ فوتبال بر روی چمن طبیعی و مصنوعی قابل مقایسه نیست و تکلهایی که از کنار به بازیکن وارد میشود، به خاطر وجود ذرات ریز آسیب به بازیکن را محتمل تر میکند.
وجود ماسه در بین چمن، محققین این امر را به این نتیجه رساند که بر روی یک نوع چمن مصنوعی دیگر کار کنند. چمن تولید شده در این مرحله قابل قیاس با نوع های قبلی خود نبود. از لحاظ طولی بلندتر (55 میلیمتر) و به صورت هشتگ نسبت به هم قرار گرفته بودند. در تهیهی این نوع چمن از پلی پروپیلن استفاده نشده بود، بلکه پلی اتیلن بکار رفته بود که نرمتر بود و در تماس پوست مناسبتر نیز بود. در تهیه این نوع چمن از گرانول های لاستیکی به جای ذرات ماسه استفاده شد. ترکیب الیاف و این ذرات یک بازی مناسب و سالم را نتیجه میدهند و تکلهای از کنار هم نمیتوانست مایهی نگرانی برای ایجاد زخم بر روی بازیکن باشد.
جدول انواع نسلهای چمن مصنوعی
نسل | زمان عرضه | جنس الیاف | طول الیاف | پرکننده |
اول | دهه 60 میلادی | نایلون | 12-10 میلیمتر | فاقد پرکننده |
دوم | دهه 70 میلادی | پلی پروپیلن | 25-20 میلیمتر | ماسه |
سوم | اواخر دهه 90 میلادی | پلی اتیلن | 65-40 میلیمتر | ماسه و گرانول لاستیکی |
انواع چمن مصنوعی
معمولا از چمن مصنوعي در مناطقي استفاده میشود كه امكانات و شرایط لازم براي رشد چمن طبيعي فراهم نيست و يا اين كه نگهداري آن به نحو مطلوب، مشكل است. استفاده از چمن مصنوعی در زمينهاي ورزشي، تنها بخشي از كاربرد آنها است.
بالا بودن دوام چمن، هزينه پايين نگهداري از آن، عدم نياز به آبياری و ظاهر طبيعي آن سبب شده است كه اين توليدات در محدوده وسيعي از كاربردها مورد استفاده قرار گيرند، كه از جمله آنها ميتوان به كاربرد در محوطههاي چمن كاري عمومي مانند ميادين شهرها، حاشيه اتوبانها و بزرگراهها، زمينهاي بازي كودكان، كناره استخرها و محوطه داخلي ساختمانها اشاره كرد. در هنگام بارش باران، مشكل گل آلود شدن در چمن مصنوعی وجود ندارد و از این رو استفاده از آن در مكانهاي تفريحي بسیار مناسب است.
همچنین با چمن كاري مصنوعي حاشیه اتوبانها و بزرگراهها، مشكلات مربوط به آبياري فضاهاي سبز برطرف میشود. علاوه بر این، در مناطقي كه با كمبود آب مواجه هستند و يا امکان آبياری مطلوب چمن طبیعی وجود ندارد، استفاده از چمنهاي مصنوعي یکی از بهترین گزينههاست.
از چمن مصنوعی در ورزشهای مختلفی استفاده میشود که در ادامه در مورد آنها مطالبی ارائه خواهد شد.
یکی از مصارف اصلی چمن مصنوعی در ورزش پرطرفدار فوتبال است. یوفا پذیرفته است که بازیهای لیگ و قهرمانی اروپا بر روی چمن مصنوعی برگزار شود. فیفا نیز بازی بر روی چمن مصنوعی را مجاز دانسته است. در سال 2001، فیفا با ارائه برنامه جامع آزمون، جهت توسعه استاندارد بینالمللی برای چمنهای مصنوعی، تلاش نمود تا نسبت به ایمنی و سلامت بازیکنان بر روی چمن مصنوعی اطمینان حاصل شود و همچنین صنایع جهت توسعه تولید چمن مصنوعی تشویق شوند.
از چمنهای مصنوعی در ورزش تنیس نیز استفاده میشود. نهادهای حاکم ورزشی در زمینه تنیس، به منظور اطمینان از کیفیت بازی بر روی چمن مصنوعی (سلامت بازیکنان و رفتار توپ)، اقدام به تدوین مجموعهای از استانداردها نمودهاند. جهت تائید استفاده از زمینهای چمن مصنوعی برای بازیهای رسمی، لازم است این زمینهای تازه نصب شده، تحت آزمونهای مختلفی قرار گیرند.
ارتفاع خواب الیاف تک فیلامنت چمن مورد استفاده برای زمین تنیس 10 تا 20 میلیمتر است و با ماسه پر میشود. نگهداری چمن مصنوعی تنیس نیز از اهمیت بسیاری برخوردار است و به ویژه میزان نفوذپذیری آب آن باید مطابق با الزامات مشخص شده در استاندارد فدراسیون بینالمللی تنیس باشد.
دو نوع کف پوش برای هاکی وجود دارد:
- کف پوش بدون پرکننده : کف پوشهای بدون پرکننده از سوی فدراسیون بینالمللی هاکی بهعنوان کف پوش با کیفیت بالا (درجه 1) شناخته شدهاند. سطح این کف پوشها را با مقدار زیادی آب، آبپاشی میکنند (شکل 8). ارتفاع خواب این کف پوشها معمولا 10 تا 20 میلیمتر است.
- کفپوش پر شده با ماسه : ارتفاع خواب کف پوشهای حاوی پرکننده بلندتر است (15 تا 25 میلیمتر) و با ماسه پر میشوند که این نوع کفپوش بهعنوان درجه 2 شناخته میشود.
الزامات برهمکنش میان توپ و چمن مصنوعی باید مطابق با الزامات و روشهای آزمون ذکر شده در استانداردهای فدراسیون بینالمللی هاکی باشد.
چمن مصنوعی راگبی
چمن مصنوعی مورد استفاده در راگبی باید مطابق الزامات زیر باشد:
- الیاف: تک فیلامنت
- نوع و میزان پرکننده معمول: نیمه پر، گرانول و ماسه
- ارتفاع پرکننده: 50 تا 80 درصد ارتفاع نخ خواب
- ارتفاع خواب: 55 تا 70 میلیمتر
تمامی آزمونهای انجام شده باید مطابق با الزامات استاندارد مربوط به راگبی باشد.
از مزایای کف پوشهای چند منظوره، پایین بودن فضای مورد نیاز و هزینه کم آن است. استاندارد مورد استفاده برای این کف پوشها، EN 15330 است و از این کف پوشها بیشتر برای بازیهای تمرینی و همچنین در مدارس استفاده میشود.
چمن مصنوعی برای افرادی که وقت آزاد زیادی ندارند ولی علاقهمند به استفاده از فضای سبز هستند، نیز مناسب است. چمن مصنوعی که به خوبی نگهداری شود، در تمام طول سال ظاهری زیبا خواهد داشت. استفاده از چمن مصنوعی در مناطقی که چمن طبیعی نمیتواند بهخوبی رشد کند (مانند مناطق سایه، پشتبام و اطراف استخر) گزینه مناسبی است. مزیت محوطه سازی با چمن مصنوعی علاوه بر حفظ ظاهر زیبا در طول سال، پایین بودن هزینه نگهداری آن است. همچنین طول عمر چمن مصنوعی نسبت به چمن طبیعی نیز بیشتر است.
اجزای تشکیل دهنده چمن مصنوعی
یک زمین ورزشی پوشیده شده از چمن مصنوعی از سه بخش نسبتا مستقل تشکیل شده است:
- لایه اصلی چمن مصنوعی
- لایه ضربهگیر
- زیرسازی
لایه اصلی چمن مصنوعی
لایه اصلی چمن مصنوعی خود از دو بخش اصلی تشکیل شده است: منسوج چمن، و پرکنندهها. منسوج چمن یک پارچه بافته شده به روش تافتینگ است که دارای اجزاء زیر است:
- لایه الیاف خاب، که خود به دو بخش الیاف خاب آزاد و الیاف خاب تقسیم بندی میشود. الیاف خاب آزاد، به لایه الیاف خاب در بالای سطح پرکننده (لایه فاقد پرکننده) اطلاق میشود و الیاف خاب شامل الیاف و پرکننده است.
- پرکننده که معمولا شامل لایه های ماسه و گرانول لاستیکی است.
- پارچه پشت فرش یا لایه زیرین اولیه که نخ چمن بر روی آن بافته میشود.
- لایه زیرین ثانویه به همراه پوشش پشت فرش که معمولا لاتکس استایرن – بوتادین (SBR) یا پلی یورتان است.
لایه ضربه گیر
در برخی موارد، چمن مصنوعی می تواند دارای لایه های جاذب ضربه باشد که پیش از نصب فرش چمن، بر روی لایه (آسفالت) رویه قرار میگیرند. این لایه دو گونه دارد:
- لایه ضربهگیر پیش ساخته یا آماده از جنس فوم مصنوعی
- لایه ضربهگیر که در محل ریخته میشود: حاوی گرانولهای لاستیکی متصل شده به یکدیگر با چسب پلی یورتان و یا مخلوطی از گرانولهای لاستیکی و مواد معدنی متصل شده به یکدیگر با چسب پلی یورتان.
زیرسازی
برای نصب چمن مصنوعی لازم است که محل نصب زیرسازی شود. لایه زیرسازی نیز از بخشهای خاک بستر، ژئوتکستایل، زیر اساس، اساس و زهکش (در صورت نیاز) تشکیل میشود. رویه زیرسازی یا در حقیقت سطح زیر چمن، شامل یکی از لایههای زیر است:
- آسفالت یا بتن (لایه متصل شده)
- شن (لایه متصل نشده)
عملکرد کل سیستم چمن مصنوعی به عملکرد هر یک از اجزای یاد شده و نحوه تولید، نصب ، مراقبت و نگهداری از آنها بستگی دارد.
