Vật liệu tái chế mở cánh cửa mới cho bê tông in 3D

Theo nghiên cứu của các chuyên gia Đại học RMIT, thủy tinh và nhựa tái chế kết hợp với công nghệ in 3D có thể đem đến một giải pháp bền vững cho ngành xây dựng.

Thông tin từ các chuyên gia Đại học RMIT, những năm gần đây, in 3D bê tông nổi lên như một công nghệ có tiềm năng thay đổi cuộc chơi trong ngành xây dựng. Công nghệ này cho phép tạo ra các kết cấu bê tông thông qua quá trình ép đùn từng lớp bê tông, thay vì phương pháp đúc khuôn thông thường.

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng in 3D có một số ưu điểm vượt trội so với phương pháp đúc khuôn, như khả năng in các cấu trúc hình học phức tạp, giảm phụ thuộc vào người lao động, và nâng cao năng suất chế tạo.

Tuy nhiên, cả 2 phương pháp in 3D và đúc khuôn truyền thống vẫn đều cần đến nguyên liệu thô có thể hao kiệt như cát sông tự nhiên.

Mới đây, các nghiên cứu viên từ Đại học RMIT đã phát triển một quy trình in bê tông 3D bền vững, trong đó 50% cát sông tự nhiên được thay thế bởi vật liệu có tính chất vật lý và thành phần hóa học tương tự là thủy tinh tái chế.

Vật liệu tái chế mở cánh cửa mới cho bê tông in 3D
Bê tông trong quá trình in 3D (hình trên) và cột bê tông sau khi in xong (hình dưới).

Nghiên cứu mới này đã được đăng trên tạp chí “Construction and Building Materials” (Xây dựng và Vật liệu xây dựng). Nghiên cứu đã tìm hiểu tác động của các loại thủy tinh tái chế khác nhau đối với khả năng uốn cong của kết cấu bê tông in 3D.

Nghiên cứu chỉ ra rằng in 3D theo cấu trúc tải chéo và sử dụng lượng hạt thủy tinh thô với nồng độ tối ưu là giải pháp phù hợp và bền vững để thay thế cát sông tự nhiên.

Ông Junli Liu, nghiên cứu sinh Đại học RMIT và chủ nhiệm đề tài nghiên cứu chia sẻ: "Việc sử dụng thủy tinh tái chế có thể giúp ngành xây dựng giảm phụ thuộc vào cát – nguồn tài nguyên thiên nhiên hiện đang bị khai thác quá mức, đồng thời giúp giảm vấn đề rác thải thủy tinh đang chiếm không gian tại các bãi chôn lấp".

Trong một nghiên cứu khác được công bố trên tạp chí “Automation in Construction” (Tự động hóa trong xây dựng), các nghiên cứu viên từ Đại học RMIT (Úc), Đại học HUTECH (Việt Nam) và Viện Công nghệ Guwahati (Ấn Độ) đã đề xuất sử dụng nhựa tái chế để tăng độ kiên cố của dầm bê tông.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển phương pháp mới nhằm cải thiện độ bền uốn và vấn đề ăn mòn của kết cấu bê tông - dùng nhựa in 3D làm giàn giáo để gia cố bê tông. Điều đặc biệt hơn nữa là thiết kế này lấy cảm hứng từ cấu trúc của xương, một cấu trúc tế bào được tối ưu hóa theo cách tự nhiên.

Vật liệu tái chế mở cánh cửa mới cho bê tông in 3D
Tiến sĩ Trần Phương, giảng viên cấp cao tại Phân viện STEM thuộc Đại học RMIT bên tấm tường bê tông in 3D.
 

Tiến sĩ Trần Phương, giảng viên cấp cao tại Phân viện STEM thuộc Đại học RMIT, chủ nhiệm đề tài nghiên cứu cho biết dầm bê tông cốt nhựa in 3D có khả năng chịu lực mạnh hơn bốn lần, bền hơn và chống nứt cao hơn so với các mẫu bê tông được đúc bằng khuôn và không có bất kỳ gia cố nào.

Tiến sĩ Trần Phương giải thích: Bê tông là vật liệu giòn với khả năng uốn và giãn vốn khá yếu. Thông thường, bê tông phải được gia cố bằng các thanh cốt thép thì mới có thể chịu được các sự cố trầm trọng hay đổ vỡ bất ngờ. Tuy nhiên, cốt thép có khối lượng nặng, chi phí sản xuất cao và cần nhiều nhân công để lắp đặt.

Trong khi đó, trọng lượng của nhựa nhẹ hơn bê tông khoảng hai lần và nhẹ hơn thép khoảng bảy lần. Cốt (gia cường cho bê tông) bằng nhựa không bị ăn mòn và trên hết, nhựa là vật liệu có thể tái chế, có chi phí sản xuất thấp hơn.

Cũng theo Tiến sĩ Trần Phương, phương pháp gia cố này “khá thực tế, bền vững và có khả năng mở rộng” nhờ sự kết hợp của công nghệ in 3D và nhựa tái chế.

Thành viên nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Trần Phương đồng thời là nghiên cứu sinh Đại học RMIT, ông Nguyễn Văn Vương chia sẻ thêm rằng dầm bê tông cốt nhựa được lấy cảm hứng từ cấu trúc sinh học của xương còn hứa hẹn đem đến nhiều ứng dụng khác trong các chế phẩm như kết cấu phức tạp đúc sẵn, tấm tường chắn tiếng ồn, kết cấu bê tông dùng trong môi trường nước biển.

Các chuyên gia RMIT cho rằng, mặc dù in 3D bê tông vẫn còn là một khái niệm khá mới ở Việt Nam nhưng không bao giờ là quá sớm để các nhà khoa học và kỹ sư xây dựng bắt đầu tìm hiểu cách sử dụng công nghệ này nhằm hỗ trợ phát triển bền vững.

Theo Diễn đàn Kinh tế thế giới năm 2020, Việt Nam thải ra khoảng 3,7 triệu tấn chất thải nhựa mỗi năm, trong đó chỉ có 10-15% được thu gom tái chế.

Mặt khác, tình trạng thiếu cát trong sản xuất bê tông đang là vấn đề phổ biến trên cả nước. Bộ Xây dựng ước tính nguồn cung cát tự nhiên hợp pháp chỉ đáp ứng được 40 - 50% nhu cầu của ngành xây dựng.

“Việt Nam có rất nhiều rác thải nhựa và thủy tinh. Nếu có thể biến những rác thải này thành vật liệu xây dựng hữu ích một cách sáng tạo thông qua công nghệ in 3D, điều này sẽ mở ra nhiều cánh cửa cơ hội mới”, Tiến sĩ Trần Phương nói.

Vân Anh

Chế tạo lưỡi nhân tạo, bàn tay nhân tạo nhờ công nghệ in 3D

Chế tạo lưỡi nhân tạo, bàn tay nhân tạo nhờ công nghệ in 3D

Với sự phát triển vượt bậc của công nghệ in 3D, lưỡi nhân tạo, bàn tay nhân tạo hay nhiều bộ phận cơ thể khác của con người sẽ được tạo ra trong tương lai để phục...

 
List comment
 

Bất động sản “view sông” luôn được nhà đầu tư săn lùng và chấp nhận trả mức giá đắt hơn rất nhiều so với những sản phẩm khác. Sức nóng của những căn hộ ven sông chưa bao giờ giảm nhiệt.

 

Ngày 22/6, tại thành phố Thanh Hóa, đại diện Tổng công ty Viễn thông MobiFone và UBND tỉnh Thanh Hóa đã ký kết Thỏa thuận Hợp tác hỗ trợ chuyển đổi số giai đoạn 2022-2025.

 

Khẳng định giải thưởng “Sản phẩm công nghệ số Make in Viet Nam” không phân biệt doanh nghiệp lớn hay nhỏ, Thứ trưởng Bộ TT&TT Phạm Đức Long nhấn mạnh giải thưởng này hướng tới khuyến khích các doanh nghiệp tham gia phát triển sản phẩm.

 

Các chuyên gia dự đoán ‘cuộc chiến khốc liệt’ giữa Apple và nhà chức trách toàn cầu sẽ xảy ra trong bối cảnh ‘táo khuyết” bị nghi ngờ thêu dệt các tuyên bố bảo mật, quyền riêng tư vì mục đích thương mại.

 

Giải thưởng “Sản phẩm công nghệ số Make in Viet Nam” năm 2022 sẽ tìm kiếm, tôn vinh các sản phẩm công nghệ số xuất sắc có tác động, ảnh hưởng lớn trong việc đưa hoạt động của người dân và doanh nghiệp lên môi trường số.

 
 

Vì Telegram còn mới nên nhiều người dùng vẫn cần hướng dẫn những thao tác cơ bản như đăng ký tài khoản, ẩn số điện thoại, hay cài tiếng Việt.

Nhà chức trách Trung Quốc đề xuất các nền tảng mạng xã hội phải xem xét mọi bình luận của người dùng trước khi đăng tải.

Tại một sự kiện được Bloomberg tổ chức vào ngày 21/6, Elon Musk cho biết ông có một số 'vấn đề chưa được giải quyết' khiến cho việc tiếp quản Twitter chưa thể hoàn tất.

Bitcoin và thị trường tiền điện tử đang vào kỳ ngủ đông, nhiều nhà đầu tư phân vân không biết nên tiếp tục giữ (hold) hay bán để cắt lỗ.

Phó Thủ tướng Vũ Đức Đam vừa chỉ đạo Bộ Công an đẩy nhanh tiến độ kiểm tra an ninh, an toàn thông tin với các Hệ thống thông tin giải quyết thủ tục hành chính (TTHC) của các bộ, ngành, địa phương.

 
123

Giấy phép hoạt động báo chí: Số 09/GP-BTTTT, Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 07/01/2019.

Tòa soạn: Tầng 7, Tòa nhà Cục Tần số Vô tuyến điện, 115 Trần Duy Hưng, Quận Cầu Giấy, Hà Nội

Điện thoại: 024 3 936 9966 - Fax: 024 3 936 9364

Hotline nội dung: 0888 911 911 - Email: toasoan@ictnews.vn

123