8 đổi mới về bê tông thay đổi tương lai của ngành xây dựng

[Checker]

Khi nghĩ về công nghệ, chúng ta thường nghĩ đến điện thoại thông minh, máy tính và các thiết bị hàng ngày khác. Nhưng ngành xây dựng đã chứng kiến một số cải tiến thú vị nhất gần đây, đặc biệt là trong bê tông. Từ phương pháp trộn thân thiện với môi trường đến bê tông tự phục hồi, những cải tiến bê tông mới mang đến khả năng vô tận cho tương lai của ngành xây dựng!

Bê tông in 3D​

In 3D theo truyền thống được sử dụng cho nhựa và nhựa epoxy, nhưng hiện nay nó bao gồm cả bê tông. Công nghệ đang được phát triển ở Hà Lan, Nga và những nơi khác để tạo ra hỗn hợp bê tông cho in 3D và các máy móc để thực hiện việc này. Máy in 3D bê tông có thể sản xuất các cấu trúc một cách nhanh chóng và theo những cách tùy chỉnh cao mà các phương pháp truyền thống không thể đạt được. Khi công nghệ bê tông mới này trở nên phổ biến hơn, nó có thể tạo ra nhà ở một cách hiệu quả và giá cả phải chăng cho những người vô gia cư hoặc những người phải di dời. Ví dụ, một ngôi nhà chỉ mất 24 giờ để in. Philip Lund-Nielsen, đồng sáng lập COBOD International, nhấn mạnh độ bền và vật liệu của máy in 3D được sử dụng trong xây dựng bê tông, thể hiện chuyên môn và kinh nghiệm của họ.

Bê tông uốn cong trong khoa học vật liệu​

Bê tông thường không gắn liền với tính linh hoạt, nhưng các nhà khoa học tại Đại học Michigan đã thay đổi điều đó. Họ đã thêm cát silic, sợi rượu polyvinyl và phụ gia hóa học vào hỗn hợp bê tông truyền thống. Loại bê tông mới này khó nứt hơn 500 lần và nhẹ hơn, giúp lắp đặt và thay thế dễ dàng hơn. Những đổi mới như thế này có thể cải thiện đáng kể độ an toàn về kết cấu của các tòa nhà và cầu ở khu vực có động đất cao. Nó cũng giúp bê tông tồn tại lâu hơn bằng cách ngăn ngừa các vết nứt cho độ ẩm gây hại.

Bê tông sinh thái​

Một số loại bê tông mới có mục đích giảm thiểu tác động của quá trình xây dựng đến môi trường. Ví dụ, sử dụng magie sunfat hoặc tro bay (một loại vật liệu thải từ than đã đốt) trong hỗn hợp bê tông giúp giảm lượng khí thải carbon và sử dụng ít nước hơn. Cách tiếp cận này có lợi cho các nhà máy điện đốt than bằng cách sử dụng tro bay còn sót lại, giảm chất thải và giảm lượng khí thải CO2 từ bê tông. Đây là giải pháp bền vững giúp duy trì độ bền và chất lượng của bê tông. Ngoài ra, việc kết hợp các vật liệu tái chế như than sinh học và các vật liệu xi măng bổ sung như xi măng xỉ có thể làm giảm thêm lượng khí thải carbon của bê tông.

Bê tông nhẹ​

Trong khi bê tông uốn cong nhẹ, các loại mới khác thậm chí còn nhẹ hơn. Một loại kết hợp bê tông với sợi carbon, được biết đến với độ nhẹ và độ bền. Gia cố bằng sợi carbon cho phép bê tông mỏng hơn, nhẹ hơn và chắc hơn trong khi vẫn chống ăn mòn. Nó loại bỏ nhu cầu về chất bịt kín và lớp phủ rào cản, tiết kiệm thời gian, tiền bạc và tài nguyên. Sử dụng vật liệu bê tông nhẹ có thể làm cho các quy trình xây dựng hiệu quả hơn, cải thiện cả tốc độ và hiệu quả về chi phí.

Bê tông sao Hỏa cho các dự án cơ sở hạ tầng​

Vâng, bạn đã đọc đúng: các nhà khoa học đang phát triển những cải tiến cụ thể có thể chống chọi với môi trường khắc nghiệt của sao Hỏa. Bằng cách sử dụng những vật liệu dồi dào trên Hành tinh Đỏ, họ đã phát triển một loại bê tông có độ bền gấp đôi loại bê tông mà chúng ta thường sử dụng trên Trái đất. Ví dụ, lưu huỳnh thay thế nước vì nước là nguồn tài nguyên hạn chế trên Sao Hỏa. Mặc dù bê tông sao Hỏa không nhất thiết phải là một cải tiến mà chúng ta sẽ sử dụng thường xuyên trên Trái đất, nhưng nó có thể rất quan trọng nếu con người cố gắng tạo ra một thuộc địa trên Sao Hỏa.

Bê tông thấm​

Lũ lụt đô thị là một vấn đề lớn đối với nhiều thành phố trên thế giới, phần lớn là do bê tông và nhựa đường không cho phép nước thấm xuống đất bên dưới nơi nước có thể được hấp thụ. Bê tông và các vật liệu xây dựng khác cần được bịt kín để chống nước vì nếu nước đi vào các lỗ rỗng trong bê tông và trải qua nhiều chu kỳ đóng băng-tan băng, bê tông sẽ bắt đầu nứt và mòn. Do đó, bê tông trước đây không phải là giải pháp có thể sử dụng ở mọi nơi — ngay bây giờ. Bê tông thấm là một loại bê tông xốp cho phép nước ngấm xuống đất để tránh ngập lụt và thân thiện hơn với môi trường.

Khi phát triển hơn nữa, nó có thể tiến gần hơn đến một giải pháp sử dụng ở vùng có khí hậu lạnh.

Bê tông tự phục hồi​

Một trong những cải tiến bê tông tuyệt vời nhất gần đây là bê tông tự phục hồi. Bê tông sinh học sử dụng vi khuẩn tạo ra chất giống như keo khi bị nứt. Chất này tạo thành đá vôi hoặc canxit, bịt kín hoàn toàn khoảng trống. Trong khi vẫn đang trong quá trình thử nghiệm , bê tông tự phục hồi có thể tiết kiệm hàng tỷ USD chi phí bảo trì và làm cho các công trình trở nên an toàn hơn.

Bê tông tự cố kết (SCC), còn được gọi là bê tông tự phục hồi , chảy dưới trọng lượng của chính nó, loại bỏ nhu cầu rung động cơ học. Khoa học vật liệu thúc đẩy sự phát triển của bê tông tự phục hồi, dẫn đến những tiến bộ trong vật liệu xi măng cải tiến và các giải pháp ít carbon.

Được phát triển tại Nhật Bản vào những năm 1980 để cải thiện độ bền của bê tông đúc sẵn, SCC hiện đã trở nên phổ biến trên toàn thế giới. Độ chảy và độ ổn định cao của SCC cho phép nó lấp đầy các hình dạng phức tạp và các cấu trúc gia cố dày đặc mà không bị phân tầng hoặc chảy nước. Thiết kế hỗn hợp cân bằng đạt được điều này, thường bao gồm tỷ lệ nước trên xi măng thấp hơn, cốt liệu mịn cao hơn, chất siêu dẻo và chất biến tính độ nhớt. Các thành phần này đảm bảo SCC duy trì độ đặc và độ kết dính của chất lỏng.

Ưu điểm chính của SCC trong cải tiến bê tông là dễ dàng thi công. Nó làm giảm công sức và thời gian cần thiết để đầm chặt, cải thiện hiệu quả thi công, đặc biệt là trong các công trình có hình dạng phức tạp hoặc cốt thép bị tắc nghẽn. Khả năng chảy và lắng đọng dưới trọng lượng của SCC làm giảm lỗi của con người và sự không nhất quán trong quá trình đầm chặt, tạo ra bê tông đồng đều hơn và có cấu trúc chắc chắn hơn. SCC cũng mang lại lợi ích về mặt thẩm mỹ với bề mặt nhẵn, lý tưởng cho bê tông kiến trúc có thể nhìn thấy. Ngoài ra, nó làm giảm nhu cầu rung động, giảm ô nhiễm tiếng ồn tại các công trường xây dựng, có lợi trong môi trường đô thị hoặc nhạy cảm.

Tuy nhiên, sử dụng SCC đòi hỏi phải thiết kế hỗn hợp cẩn thận và kiểm soát chất lượng. Đặc tính của nó có thể nhạy cảm với sự thay đổi về tỷ lệ vật liệu và điều kiện môi trường. Để đạt được thiết kế hỗn hợp cân bằng thường bao gồm tỷ lệ nước trên xi măng thấp hơn, cốt liệu mịn cao hơn và sử dụng chất siêu dẻo, chất điều chỉnh độ nhớt và vật liệu kết dính bổ sung như tro bay, xỉ xi măng và khói silic. SCC thường đắt hơn bê tông thông thường do chi phí phụ gia cao hơn và yêu cầu sản xuất nghiêm ngặt hơn.

Tóm lại, SCC đại diện cho một tiến bộ đáng kể trong công nghệ bê tông, mang lại lợi thế về hiệu quả xây dựng, tính toàn vẹn của cấu trúc và tác động môi trường. Sự phù hợp của nó với các hình dạng phức tạp và môi trường xây dựng đầy thử thách khiến nó trở thành vật liệu có giá trị trong thực tiễn xây dựng hiện đại.

Bê tông mờ​

Bê tông trong suốt có thể thay đổi các tòa nhà, vỉa hè, biển báo và đồ chiếu sáng. Nó kết hợp vải trong suốt với bê tông hạt mịn, cho phép ánh sáng, bóng tối và màu sắc chiếu qua mà không làm giảm độ bền hoặc độ chắc chắn. Công nghệ mới này có thể thay thế kính nhựa cho cửa sổ, biển báo và nhiều thứ khác, giúp các tòa nhà chắc chắn hơn, an toàn hơn và an ninh hơn.

Những cải tiến mới nhất về bê tông mờ sử dụng vật liệu xi măng bổ sung, phụ gia hóa học và sợi để tăng độ dẻo, nâng cao hiệu suất trong các ứng dụng hiện đại.