Trang chủ Thế kỷ của não bộ Công nghệ Vật liệu tái chế mở cánh cửa mới cho bê tông in...

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.

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.

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.

Theo ICT NEWS

CÁC TIN KHÁC

Bí ẩn những người có “trí nhớ siêu phàm”, thế giới chỉ 100-200 người

Chỉ cần nhắc một ngày bất kỳ trong quá khứ, người có trí nhớ siêu phàm kể lại được những gì đã xảy ra hôm ấy.

Vì sao động vật biểu hiện khác thường khi nhật thực toàn phần?

Hươu cao cổ phi nước đại, nhện gỡ mạng, khỉ đột chải chuốt, dế ríu rít… Nhiều động vật có những phản ứng lạ trong nhật thực toàn phần.

Bia không cồn được sản xuất như thế nào?

Uống bia không cồn trong các cuộc vui gặp mặt bạn bè, đối tác ngày càng trở nên phổ biến. Đặc biệt trong thời điểm nhà nước ban hành các quy định liên quan đến nồng độ cồn khi tham gia giao thông. Vậy bia không cồn được sản xuất như thế nào?

Những ví dụ cho thấy VideoPoet của Google sẽ trở thành đối thủ cạnh tranh đáng gờm của Sora của OpenAI

Người dùng sẽ sớm chứng kiến VideoPoet và những hậu bối của nó sản sinh ra những video chân thực đến kinh ngạc.

Công cụ AI dự đoán sức khỏe trong tương lai và thời điểm qua đời của con người

Một công cụ trí tuệ nhân tạo (AI) tạo ra bản sao kỹ thuật số của bệnh nhân để có thể dự đoán sức khỏe chúng ta trong tương lai.

Lịch sử ra đời chiếc xe gắn máy đầu tiên

Xe gắn máy hai bánh (xe gắn máy, xe máy) đã và đang là phương tiện giao thông phổ biến ở nhiều quốc gia. Cùng với nhu cầu sử dụng, các công ty sản xuất xe gắn máy ở nhiều quốc gia đã không ngừng cạnh tranh sáng tạo, cải tiến về kiếu dáng và đặc tính kỹ thuật để khẳng định thương hiệu. Có thể nói chiếc xe gắn máy không chỉ là phương tiện giao thông mà còn là tác phẩm nghệ thuật. Người sở hữu chiếc xe gắn máy không chỉ để đi lại mà còn để thể hiện sở thích của mình.

Bài viết nổi bật

Đại học Sư phạm TP.HCM ‘bắt tay’ doanh nghiệp công nghệ Việt thúc đẩy chuyển đổi số

Theo hợp tác mới ký kết với Viettel Solutions, Đại học Sư phạm TP.HCM sẽ cùng doanh nghiệp này xây dựng các giải pháp công nghệ trong giáo dục tập trung vào 4 nội dung chính.

Nhóm sinh viên trường ĐH Ngoại thương giành giải ‘Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng’

Ngày 12/6, tại Học viện Tài chính diễn ra Chung khảo Hội thi khoa học sinh viên toàn quốc 'Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng' lần thứ VII, năm 2022. Ban Giám khảo đã chọn ra nhóm sinh viên ĐH Ngoại thương TP. Hồ Chí Minh giành giải Đặc biệt.

Bài viết mới nhất

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.25) Tháp Nhạn (Phú Yên): Chứng tích cổ ngàn tuổi kết nối quá khứ và hiện tại – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) Trải qua cả ngàn năm lịch sử, bất chấp thăng trầm thời gian, Tháp Nhạn vẫn sừng sững trên sườn núi Nhạn, tiếp tục kể câu chuyện về Bà Thiên Y A Na, về hành trình khai phá và phát triển mảnh đất Phú Yên của người Chăm cũng như người Việt.

Bí ẩn những người có “trí nhớ siêu phàm”, thế giới chỉ 100-200 người

Chỉ cần nhắc một ngày bất kỳ trong quá khứ, người có trí nhớ siêu phàm kể lại được những gì đã xảy ra hôm ấy.

Tạo ra loại “keo” mới giúp bịt kín màng não sau phẫu thuật

Một nhóm các bác sĩ phẫu thuật thần kinh học và kỹ sư sinh học Mỹ đã chế tạo ra loại "keo" đặc biệt dùng cho các ca phẫu thuật mở màng não.

Nghiên cứu tiết lộ sự thực thú vị về tuổi thọ tối đa của con người

Dù tuổi thọ của con người vẫn đang tăng nhưng không có nghĩa là không có giới hạn, các chuyên gia nhận định những người sống trên 115 tuổi hiện vẫn còn hiếm.

Cáp treo Nữ Hoàng (Quảng Ninh) – TOP 5 tuyến cáp treo hiện đại của Việt Nam thu hút nhiều khách du lịch (P.2) – [VIETKINGS-TOPPLUS – Hành trình TOP Việt Nam]

(kyluc.vn) Cáp treo Nữ hoàng băng qua cửa ngõ Vịnh Cửa Lục, nối liền từ bờ biển Bãi Cháy tới núi Ba Đèo (Hòn Gai - Thành phố Hạ Long). Với sự độc đáo, nơi đây đã trở thành điểm đến không thể bỏ lỡ tại Quảng Ninh.

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.24) Chợ Bình Tây (Thành phố Hồ Chí Minh): Ngôi chợ cổ giữa lòng Chợ Lớn – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) Chợ Bình Tây (còn được gọi là Chợ Lớn, Chợ Lớn Mới) với lối kiến trúc cổ, mang đậm phong cách Á Đông, được thành lập trong những năm đầu tiên hình thành vùng đất Sài Gòn xưa. Nơi đây là điểm buôn bán, giao thương quan trọng giữa Tp. Hồ Chí Minh và các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, cũng như với một số nước trong khu vực như Campuchia, Lào, Thái Lan…