Ứng dụng in 3D sản xuất bê tông cốt nhựa có khả năng chịu lực gấp 4 lần

Hải Nguyên
06/08/2022 16:06
D

Nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Automation in Construction (Tự động hóa trong xây dựng). Theo đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng hạt thủy tinh và nhựa tái chế để sản xuất kết cấu bê tông bằng công nghệ in 3D.

Cụ thể, nhóm nghiên cứu tại Phân viện STEM, Đại học RMIT (Melbourne, Australia) do TS Trần Phương dẫn đầu, đã phát triển bê tông in 3D có thành phần từ nhựa tái chế để tăng độ kiên cố cho dầm bê tông. Phương pháp mới nhằm cải thiện độ bền uốn và vấn đề ăn mòn của kết cấu bê tông bằng việc dùng nhựa in 3D làm giàn giáo để gia cố bê tông.

Công nghệ in 3D, dầm bê tông cốt nhựa

TS Trần Phương đứng cạnh tấm tường bê tông in 3D. Ảnh: NVCC.

TS Trần Phương 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.

Anh giải thích, thông thường khuôn gia cường phải được gia cố bằng các thanh cốt thép. Tuy nhiên thép nặng gấp 9 lần nhựa nên sẽ làm tăng khối lượng bê tông đáng kể. Ngoài ra rỉ thép khiến chất lượng bê tông giảm đi theo thời gian.

Trong khi đó, khuôn gia cường bằng vật liệu nhựa rất nhẹ, khi đổ bê tông vào sẽ giúp làm tăng độ cứng của cả khối bê tông lên tới 20-30% do tạo được độ dẻo. Mặt khác, cốt (gia cường cho bê tông) bằng nhựa không bị ăn mòn. "Dùng công nghệ in 3D và nhựa tái chế sẽ giúp tạo ra các khối bê tông nhẹ, bền hơn theo thời gian. Phương pháp gia cố này "khá thực tế, bền vững và có khả năng mở rộng", anh nói.

TS Trần Phương, Công nghệ in 3D, dầm bê tông cốt nhựa

Bê tông trong quá trình in 3D (hình trên) và cột bê tông sau khi in xong (hình dưới).

Thiết kế dầm bê tông cốt nhựa được lấy cảm hứng từ cấu trúc sinh học của xương, được tối ưu hóa theo cách tự nhiên. Vật liệu nhựa được bổ sung vào khuôn và in bằng công nghệ in 3D ngay từ đầu với kết cấu được thiết kế bằng công nghệ tính toán tối ưu. Nguyễn Văn Vương, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.

Cũng theo thành viên Vương chia sẻ, độ dày của khuôn có thể tuỳ chỉnh để đảm bảo độ cứng phù hợp và độ ổn định khi đổ bê tông vào. Bê tông cốt nhựa in 3D còn có thể 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.

Cũng trong năm 2020-2021, nhóm nghiên cứu viên Đại học RMIT phát triển quy trình in bê tông 3D thay thế 50% cát sông tự nhiên bằng thủy tinh tái chế. Nghiên cứu của nhóm được đăng trên tạp chí Construction and Building Materials (Xây dựng và Vật liệu xây dựng). Công trình 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.

Theo TS Phương, cát và hạt thủy tinh có chung nguồn gốc hoá học nên có thể thay thế lẫn nhau trong bê tông. Việc sử dụng thủy tinh vi mô thay cát trong công nghệ in 3D giúp giải quyết hai vấn đề gồm: giảm việc khai thác và sử dụng cát tự nhiên trong xây dựng và giảm rác thải thủy tinh.

Anh cho biết một vài công trình nghiên cứu về vấn đề này từng được thực hiện bởi các nhà khoa học Singapore. Tuy nhiên, các công trình không đi sâu giải thích nguyên lý của việc dùng hạt thuỷ tinh tái chế trong bê tông in 3D.

TS Phương cho biết thêm việc kết hợp hai phương pháp sử dụng vật liệu thuỷ tinh thay cát và vật liệu nhựa để gia cường bê tông vẫn có thể khả thi với công nghệ in 3D. Ví dụ các kết cấu tường, cột, trụ có thể sử dụng hai phương pháp đồng thời.

Dẫn số liệu thống kê từ Bộ Tài nguyên và Môi trường (Báo cáo Hiện trạng môi trường quốc gia năm 2019), mỗi năm tại Việt Nam có khoảng 1,8 triệu tấn rác thải nhựa thải ra môi trường, nhưng chỉ 27% được tái chế, TS Phương cho biết việc tái sử dụng vật liệu nhựa hợp lý sẽ giải quyết vấn đề môi trường, đồng thời đưa công nghệ cốt lõi trở thành giải pháp bền vững cho ngành xây dựng trong nước.

"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", anh nói.

Theo Tạp chí Điện tử & Ứng dụng

Bình luận

Tối thiểu 10 chữ Tiếng việt có dấu Không chứa liên kết

Gửi bình luận

Tin cùng chuyên mục

Đặt hàng nhà khoa học để giải quyết thách thức an ninh nguồn nước ở vùng Tây Nam Bộ

Đặt hàng nhà khoa học để giải quyết thách thức an ninh nguồn nước ở vùng Tây Nam Bộ

Ấn Độ thử nghiệm thành công tên lửa đẩy cho sứ mệnh Gaganyaan

Ấn Độ thử nghiệm thành công tên lửa đẩy cho sứ mệnh Gaganyaan

Phát hiện khu vực đại dương "ma" làm giảm lực hấp dẫn Trái đất

Phát hiện khu vực đại dương "ma" làm giảm lực hấp dẫn Trái đất

NASA thành lập ủy ban điều tra và công khai các báo cáo về đĩa bay

NASA thành lập ủy ban điều tra và công khai các báo cáo về đĩa bay

Sự biến mất của nhiễm sắc thể Y và triển vọng về gene giới tính mới

Sự biến mất của nhiễm sắc thể Y và triển vọng về gene giới tính mới

Chìa khóa để phân biệt bộ não con người và các loài động vật khác

Chìa khóa để phân biệt bộ não con người và các loài động vật khác

Dinh dưỡng trong trứng gà sống và trứng gà chín là như nhau

Dinh dưỡng trong trứng gà sống và trứng gà chín là như nhau

Thiết bị MouthPad giúp lưỡi điều khiển điện thoại

Thiết bị MouthPad giúp lưỡi điều khiển điện thoại

4 nghiên cứu thú vị trái đất mà có thể bạn chưa biết

4 nghiên cứu thú vị trái đất mà có thể bạn chưa biết

Phương pháp mới phát hiện tự kỷ ra sao?

Phương pháp mới phát hiện tự kỷ ra sao?

5 công nghệ đột phá của ngành y tế mà có thể bạn chưa biết

5 công nghệ đột phá của ngành y tế mà có thể bạn chưa biết

Năm 2023, những sự kiện khoa học đáng mong đợi

Năm 2023, những sự kiện khoa học đáng mong đợi

Tin mới cập nhật

Huawei tháo gỡ thách thức cho hệ thống điện mặt trời tại Việt Nam

Huawei tháo gỡ thách thức cho hệ thống điện mặt trời tại Việt Nam

Nhân viên Deloitte Việt Nam từng kiểm toán SCB bị đình chỉ tư cách

Nhân viên Deloitte Việt Nam từng kiểm toán SCB bị đình chỉ tư cách

Chuyên gia Hoa Kỳ chia sẻ kinh nghiệm thực tiễn về phát triển bền vững

Chuyên gia Hoa Kỳ chia sẻ kinh nghiệm thực tiễn về phát triển bền vững

Sẽ tổ chức tuyên truyền công tác phòng, chống ma túy thông qua các hoạt động cộng đồng

Sẽ tổ chức tuyên truyền công tác phòng, chống ma túy thông qua các hoạt động cộng đồng

TNH tăng phi mã, lãnh đạo vẫn bạo chi gom cổ phiếu, riêng vị Phó Tổng Giám đốc này tính mua 1 triệu đơn vị

TNH tăng phi mã, lãnh đạo vẫn bạo chi gom cổ phiếu, riêng vị Phó Tổng Giám đốc này tính mua 1 triệu đơn vị

Chủ tịch UBCKNN làm việc với Giám đốc quốc gia của Ngân hàng thế giới

Chủ tịch UBCKNN làm việc với Giám đốc quốc gia của Ngân hàng thế giới

Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 cho Galaxy hiện diện trên bộ đôi Samsung Galaxy Z Mới

Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 cho Galaxy hiện diện trên bộ đôi Samsung Galaxy Z Mới

Samsung sẽ ra mắt trợ lý giọng nói Bixby nâng cấp trong năm nay với AI riêng

Samsung sẽ ra mắt trợ lý giọng nói Bixby nâng cấp trong năm nay với AI riêng

Hướng dẫn tra cứu vị trí quét chip NFC trên điện thoại Android và iOS

Hướng dẫn tra cứu vị trí quét chip NFC trên điện thoại Android và iOS

Samsung ra mắt loạt thiết bị đeo, giúp nâng tầm trải nghiệm người dùng

Samsung ra mắt loạt thiết bị đeo, giúp nâng tầm trải nghiệm người dùng

Tony Parker đồng hành cùng Alibaba.com cho chiến dịch Olympic Paris 2024

Tony Parker đồng hành cùng Alibaba.com cho chiến dịch Olympic Paris 2024

VinFast tính vay 250 triệu USD xây nhà máy ở Indonesia

VinFast tính vay 250 triệu USD xây nhà máy ở Indonesia

Tin đọc nhiều

Đặt hàng nhà khoa học để giải quyết thách thức an ninh nguồn nước ở vùng Tây Nam Bộ

Đặt hàng nhà khoa học để giải quyết thách thức an ninh nguồn nước ở vùng Tây Nam Bộ

Ấn Độ thử nghiệm thành công tên lửa đẩy cho sứ mệnh Gaganyaan

Ấn Độ thử nghiệm thành công tên lửa đẩy cho sứ mệnh Gaganyaan

Phát hiện khu vực đại dương "ma" làm giảm lực hấp dẫn Trái đất

Phát hiện khu vực đại dương "ma" làm giảm lực hấp dẫn Trái đất

NASA thành lập ủy ban điều tra và công khai các báo cáo về đĩa bay

NASA thành lập ủy ban điều tra và công khai các báo cáo về đĩa bay

Sự biến mất của nhiễm sắc thể Y và triển vọng về gene giới tính mới

Sự biến mất của nhiễm sắc thể Y và triển vọng về gene giới tính mới

Chìa khóa để phân biệt bộ não con người và các loài động vật khác

Chìa khóa để phân biệt bộ não con người và các loài động vật khác

Dinh dưỡng trong trứng gà sống và trứng gà chín là như nhau

Dinh dưỡng trong trứng gà sống và trứng gà chín là như nhau

Một số loài sinh vật biển có chứa chất chống ung thư và Alzheimer.

Một số loài sinh vật biển có chứa chất chống ung thư và Alzheimer.

Dự báo về cuộc đại tuyệt chủng Holocene trên hành tinh

Dự báo về cuộc đại tuyệt chủng Holocene trên hành tinh

Kính viễn vọng Hubble phát hiện hố đen di chuyển với tốc độ khoảng 160.000km/giờ

Kính viễn vọng Hubble phát hiện hố đen di chuyển với tốc độ khoảng 160.000km/giờ

Video xem nhiều

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Isuzu Mu-X 2021 hoàn toàn mới: Thiết kế hiện đại và đầy công nghệ

Isuzu Mu-X 2021 hoàn toàn mới: Thiết kế hiện đại và đầy công nghệ

Honda MSX 125 Grom 2021 mẫu xe côn tay phiên bản đường đua

Honda MSX 125 Grom 2021 mẫu xe côn tay phiên bản đường đua

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Geneva Motor Show 2020: Bentley hé lộ siêu xe Bacalar triệu đô

Geneva Motor Show 2020: Bentley hé lộ siêu xe Bacalar triệu đô

Lộ diện siêu xe hypercar Czinger 21C tăng tốc 0-100km/h chưa tới 2 giây

Lộ diện siêu xe hypercar Czinger 21C tăng tốc 0-100km/h chưa tới 2 giây

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Những gì bạn muốn biết về 5G

Những gì bạn muốn biết về 5G

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

Bàn về tầm nhìn và các trụ cột của công nghệ thông tin di động 6G
04/03/2022
Chip xử lý A15 Bionic của Apple có gì mới
15/09/2021
Sex Education mùa 3 được Netflix công chiếu vào 17/9
14/09/2021
iPhone 13 không thay đổi nhiều về ngoại hình, camera được nâng cấp mạnh
13/09/2021
Cách xem trực tiếp sự kiện ra mắt iPhone 13 và Apple Watch 7
10/09/2021
VNEID của Bộ Công an khác các ứng dụng đang được vận hành?
10/09/2021
'Cái tôi' thời 4.0 và tính hai mặt của mạng xã hội
04/09/2021
'Muôn màu' cảm xúc của trẻ trong ngày khai giảng online
24/08/2021
Chủ tịch Chu Ngọc Anh giải toả 'ách tắc' về Giấy đi đường cho người dân Thủ đô
10/08/2021
Hàng loạt Macbook M1 tự dưng vỡ màn hình, Apple có đồng ý bảo hành?
02/08/2021
6 bộ phim hay nhất để xem trên VieON
29/01/2021
Bắc Ninh: Không ký kết triển khai dự án Owifi 5G với CSE Singapore
27/06/2020
Bị World Bank cấm dự thầu 7 năm, công ty Sao Bắc Đẩu thừa nhận sai sót
27/06/2020
Wefinex - Mô hình hoạt động đa cấp "đội lốt" đầu tài chính trên mạng internet
10/06/2020
Khai trừ MISA khỏi Câu lạc bộ Chữ ký số và Giao dịch điện tử Việt Nam
27/05/2020
Chuyển đổi số - Nên hiểu như thế nào cho đúng
25/05/2020
Chống thất thu thuế là thách thức lớn đối với nền kinh tế số
29/04/2020
Cách chuyển tập tin sang máy tính mới
10/11/2019
VNPT, MobiFone, VTC sẽ hoàn thành cổ phần hóa trước năm 2021
20/08/2019
5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?
26/07/2019
Nhận diện hành vi lừa đảo trên không gian mạng
25/07/2019
Truyền hình OTT - Hướng đi mới của các “nhà Đài”
24/07/2019