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

Phát triển công nghệ mô phỏng theo dõi 24.000 electron 'nhảy múa' theo thời gian thực

Phát triển công nghệ mô phỏng theo dõi 24.000 electron 'nhảy múa' theo thời gian thực

Vi khuẩn vũ trụ Niallia tiangongensis: Sinh vật địa ngoại đầu tiên 'sinh ra' trên trạm Thiên Cung của Trung Quốc

Vi khuẩn vũ trụ Niallia tiangongensis: Sinh vật địa ngoại đầu tiên 'sinh ra' trên trạm Thiên Cung của Trung Quốc

Công bố và trao Giải thưởng Sáng kiến Khoa học 2025

Công bố và trao Giải thưởng Sáng kiến Khoa học 2025

Chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2025: Hành trình phát triển và đổi mới

Chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2025: Hành trình phát triển và đổi mới

Công nghệ chân không mới giảm 75% độ xốp trong các sản phẩm in 3D cỡ lớn

Công nghệ chân không mới giảm 75% độ xốp trong các sản phẩm in 3D cỡ lớn

Lý thuyết Stephen Hawking giúp các nhà khoa học tính toán tuổi thọ vũ trụ ngắn hơn dự đoán

Lý thuyết Stephen Hawking giúp các nhà khoa học tính toán tuổi thọ vũ trụ ngắn hơn dự đoán

Máy gia tốc hạt lớn biến chì thành vàng: Giấc mơ giả kim thuật trở thành hiện thực

Máy gia tốc hạt lớn biến chì thành vàng: Giấc mơ giả kim thuật trở thành hiện thực

Trung Quốc phát minh ăng-ten siêu mỏng cho máy bay tàng hình

Trung Quốc phát minh ăng-ten siêu mỏng cho máy bay tàng hình

Công nghệ lượng tử của Toshiba thay đổi ngành viễn thông

Công nghệ lượng tử của Toshiba thay đổi ngành viễn thông

Phương pháp 'chia tách' đưa các vệ tinh công suất thấp vào kỷ nguyên 5G

Phương pháp 'chia tách' đưa các vệ tinh công suất thấp vào kỷ nguyên 5G

Cần định danh rõ vai trò tạp chí khoa học

Cần định danh rõ vai trò tạp chí khoa học

Phương pháp làm mát 3D mới sử dụng nước sôi để tăng hiệu suất thiết bị điện tử gấp 7 lần

Phương pháp làm mát 3D mới sử dụng nước sôi để tăng hiệu suất thiết bị điện tử gấp 7 lần

Tin mới cập nhật

IHG sớm khai trương voco Scenia Bay Nha Trang

IHG sớm khai trương voco Scenia Bay Nha Trang

Hà Nội lập 2 đoàn kiểm tra chuyển đổi số 2025

Hà Nội lập 2 đoàn kiểm tra chuyển đổi số 2025

Rakuten Mobile tiết kiệm 20% năng lượng mạng di động nhờ AI

Rakuten Mobile tiết kiệm 20% năng lượng mạng di động nhờ AI

Chứng khoán châu Á - Thái Bình Dương tăng mạnh nhờ sóng cổ phiếu công nghệ

Chứng khoán châu Á - Thái Bình Dương tăng mạnh nhờ sóng cổ phiếu công nghệ

HanoiPlas 2025: Giải pháp tiên tiến ngành nhựa, cao su và tái chế hội tụ tại Hà Nội

HanoiPlas 2025: Giải pháp tiên tiến ngành nhựa, cao su và tái chế hội tụ tại Hà Nội

Bộ KH&CN ứng dụng AI: Rút ngắn thời gian xây dựng nghị định từ 1 năm xuống 1 tuần

Bộ KH&CN ứng dụng AI: Rút ngắn thời gian xây dựng nghị định từ 1 năm xuống 1 tuần

VIB cảnh báo các chiêu thức lừa đảo mới nhắm vào người dùng ngân hàng số

VIB cảnh báo các chiêu thức lừa đảo mới nhắm vào người dùng ngân hàng số

Lĩnh vực vi mạch bán dẫn: Cơ hội mới cho thí sinh mùa tuyển sinh 2025

Lĩnh vực vi mạch bán dẫn: Cơ hội mới cho thí sinh mùa tuyển sinh 2025

Ford Việt Nam mở chương trình ưu đãi tháng 6

Ford Việt Nam mở chương trình ưu đãi tháng 6

Tội phạm mạng dùng AI tăng gấp 3 lần tại Việt Nam

Tội phạm mạng dùng AI tăng gấp 3 lần tại Việt Nam

Khám phá gây kinh ngạc về thiên hà cổ đại ở rìa tận cùng của thời gian

Khám phá gây kinh ngạc về thiên hà cổ đại ở rìa tận cùng của thời gian

Hơn 1,1 triệu người dùng sử dụng Zalo để dịch thuật

Hơn 1,1 triệu người dùng sử dụng Zalo để dịch thuật

Tin đọc nhiều

Phát triển công nghệ mô phỏng theo dõi 24.000 electron 'nhảy múa' theo thời gian thực

Phát triển công nghệ mô phỏng theo dõi 24.000 electron 'nhảy múa' theo thời gian thực

Vi khuẩn vũ trụ Niallia tiangongensis: Sinh vật địa ngoại đầu tiên 'sinh ra' trên trạm Thiên Cung của Trung Quốc

Vi khuẩn vũ trụ Niallia tiangongensis: Sinh vật địa ngoại đầu tiên 'sinh ra' trên trạm Thiên Cung của Trung Quốc

Công bố và trao Giải thưởng Sáng kiến Khoa học 2025

Công bố và trao Giải thưởng Sáng kiến Khoa học 2025

Chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2025: Hành trình phát triển và đổi mới

Chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2025: Hành trình phát triển và đổi mới

Công nghệ chân không mới giảm 75% độ xốp trong các sản phẩm in 3D cỡ lớn

Công nghệ chân không mới giảm 75% độ xốp trong các sản phẩm in 3D cỡ lớn

Lý thuyết Stephen Hawking giúp các nhà khoa học tính toán tuổi thọ vũ trụ ngắn hơn dự đoán

Lý thuyết Stephen Hawking giúp các nhà khoa học tính toán tuổi thọ vũ trụ ngắn hơn dự đoán

Máy gia tốc hạt lớn biến chì thành vàng: Giấc mơ giả kim thuật trở thành hiện thực

Máy gia tốc hạt lớn biến chì thành vàng: Giấc mơ giả kim thuật trở thành hiện thực

Trung Quốc phát minh ăng-ten siêu mỏng cho máy bay tàng hình

Trung Quốc phát minh ăng-ten siêu mỏng cho máy bay tàng hình

Công nghệ lượng tử của Toshiba thay đổi ngành viễn thông

Công nghệ lượng tử của Toshiba thay đổi ngành viễn thông

Phương pháp 'chia tách' đưa các vệ tinh công suất thấp vào kỷ nguyên 5G

Phương pháp 'chia tách' đưa các vệ tinh công suất thấp vào kỷ nguyên 5G

Video xem nhiều

Giới thiệu chương trình bình chọn “Xe của năm 2022"

Giới thiệu chương trình bình chọn “Xe của năm 2022"

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

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

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

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

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Bắc Sơn mây hát

Bắc Sơn mây hát

Chiếc điều hòa cá nhân này của Sony là tất cả những gì bạn cần để sống sót qua mùa hè nóng nực

Chiếc điều hòa cá nhân này của Sony là tất cả những gì bạn cần để sống sót qua mùa hè nóng nực

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