Thế hệ tiếp theo của bê tông cốt sợi hiệu suất cao (UHPFRC) vừa được tạo ra tại EPFL. Vật liệu mới sẽ được sử dụng để tăng cường và kéo dài tuổi thọ của các cây cầu và các cấu trúc khác, cả mới và cũ. Quá trình này, hơn nữa còn giải phóng CO2 ít hơn 60% 70% so với thế hệ bê tông cốt sợi trước đây. Ngành công nghiệp xây dựng thải ra khoảng 40% lượng khí thải CO2 toàn cầu, phần lớn đến từ việc sản xuất bê tông.
Phòng thí nghiệm bảo trì và an toàn cấu trúc (MCS) của EPFL, đứng đầu là Eugen Brühwiler cùng với nhà nghiên cứu MCS Amir Hajiesmaeili đã tìm cách phát triển thế hệ tiếp theo của bê tông cốt sợi siêu hiệu suất cao (UHPFRC). Mục đích của ông là phát triển một loại vật liệu giữ lại các tính chất cơ học có trong bê tông ngày nay, nhưng không có sợi thép.
| |
| Phát triển nguyên liệu siêu bền giúp gia cố bê tông cốt thép. |
UHPFRC mà Hajiesmaeili nghĩ ra nhẹ hơn 10% so với bê tông cốt sợi khác, và tác động tới môi trường của nó thấp hơn 60% 70%. Vật liệu mới này hiệu quả đến mức việc chuyển giao công nghệ đầu tiên sẽ diễn ra vào năm 2020, khi nó sẽ được sử dụng để gia cố một cây cầu. "Sau ba năm kể từ lần thử nghiệm đầu tiên, cuối cùng chúng tôi cũng tìm được công thức đúng, một công thức đáp ứng được các tiêu chuẩn xây dựng nghiêm ngặt", ông Hajiesmaeili nói.
Vị kĩ sư này đã làm điều đó như thế nào? Thay vì sợi thép, ông sử dụng sợi polyethylen tổng hợp rất cứng, khớp với ma trận xi măng. Ông cũng thay thế một nửa xi măng, một chất kết dính thường được sử dụng trong bê tông, bằng đá vôi, một vật liệu được bán rộng rãi trên khắp thế giới. Bí quyết là tìm ra một vật liệu mạnh và tạo ra sự gắn kết phù hợp.
Lượng khí thải carbon mà quá trình sản xuất bê tông cốt thép sử dụng vật liệu này tạo ra thấp hơn so với bê tông cốt thép thông thường. "Với vật liệu này, chúng tôi có thể tăng giá trị cho các cấu trúc lâu đời bằng cách đảm bảo chúng sẽ tồn tại trong một thời gian dài," Brühwiler, người có phòng thí nghiệm đã giám sát việc gia cố cấu trúc của hơn 100 cây cầu và tòa nhà ở Thụy Sĩ, chia sẻ. "Giải pháp này cũng hợp lý về mặt tài chính và môi trường hơn nhiều so với việc san bằng và xây dựng lại các công trình hiện có như cầu và các di tích lịch sử".
Theo Nguyên Mừng/Sở hữu Trí tuệ