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

Tên lửa Starship thất bại bao nhiêu lần sau 14 chuyến bay thử?

Tên lửa Starship thất bại bao nhiêu lần sau 14 chuyến bay thử?

Việt Nam lần đầu đăng cai Kỳ thi Olympic Thiên văn và Vật lý thiên văn quốc tế

Việt Nam lần đầu đăng cai Kỳ thi Olympic Thiên văn và Vật lý thiên văn quốc tế

Trung Quốc hé lộ hệ thống laser có thể trang bị cho J-36

Trung Quốc hé lộ hệ thống laser có thể trang bị cho J-36

7 vũ khí laser quân sự mạnh nhất hiện nay

7 vũ khí laser quân sự mạnh nhất hiện nay

7 bức ảnh ấn tượng từ kính viễn vọng vũ trụ

7 bức ảnh ấn tượng từ kính viễn vọng vũ trụ

Công nghệ thị giác giúp drone không cần GPS vẫn xác định chính xác mục tiêu

Công nghệ thị giác giúp drone không cần GPS vẫn xác định chính xác mục tiêu

Máy tính lượng tử kim cương đầu tiên vượt mốc 100 qubit ra mắt tại Đức

Máy tính lượng tử kim cương đầu tiên vượt mốc 100 qubit ra mắt tại Đức

Vân tay laser mở đường xác thực thiết bị số không cần mật khẩu

Vân tay laser mở đường xác thực thiết bị số không cần mật khẩu

Chip bán dẫn siêu nhỏ đo tín hiệu sinh học đầu tiên thế giới ra đời

Chip bán dẫn siêu nhỏ đo tín hiệu sinh học đầu tiên thế giới ra đời

Lần đầu nghe được âm thanh sóng plasma giữa sao Thổ và Enceladus

Lần đầu nghe được âm thanh sóng plasma giữa sao Thổ và Enceladus

Công nghệ vũ trụ Trung Quốc vượt Mỹ ở ba lĩnh vực chủ chốt

Công nghệ vũ trụ Trung Quốc vượt Mỹ ở ba lĩnh vực chủ chốt

Vỏ gối thông minh 'đánh thức' người khiếm thính khi có sự cố ban đêm

Vỏ gối thông minh 'đánh thức' người khiếm thính khi có sự cố ban đêm

Tin mới cập nhật

Giá xăng E10 giảm 1.311 đồng/lít, thị trường gọi xe cùng tuần giảm phí và giảm cước

Giá xăng E10 giảm 1.311 đồng/lít, thị trường gọi xe cùng tuần giảm phí và giảm cước

Giá điện LNG năm 2026 tăng gần 3,8% tác động gì đến các dự án?

Giá điện LNG năm 2026 tăng gần 3,8% tác động gì đến các dự án?

Tân Chủ tịch UBND TPHCM Lê Quốc Phong là ai?

Tân Chủ tịch UBND TPHCM Lê Quốc Phong là ai?

Thúc đẩy liên kết đào tạo AI, bán dẫn giữa Việt Nam và Hàn Quốc

Thúc đẩy liên kết đào tạo AI, bán dẫn giữa Việt Nam và Hàn Quốc

Chính phủ chấp nhận rủi ro khi đầu tư công nghệ chiến lược

Chính phủ chấp nhận rủi ro khi đầu tư công nghệ chiến lược

Top 10 xe xăng dầu bán chạy tháng 10/2026

Top 10 xe xăng dầu bán chạy tháng 10/2026

Xét tuyển đại học 2028: IELTS không còn là lợi thế cộng điểm

Xét tuyển đại học 2028: IELTS không còn là lợi thế cộng điểm

ASUS Zenbook 14 (2026): lựa chọn mới cho phân khúc laptop cao cấp

ASUS Zenbook 14 (2026): lựa chọn mới cho phân khúc laptop cao cấp

4 điểm nghẽn làm chậm giải ngân ngân sách khoa học công nghệ

4 điểm nghẽn làm chậm giải ngân ngân sách khoa học công nghệ

Toyota hé lộ công nghệ pin thể rắn, hướng tới sạc nhanh trong 10 phút

Toyota hé lộ công nghệ pin thể rắn, hướng tới sạc nhanh trong 10 phút

Tên lửa Starship thất bại bao nhiêu lần sau 14 chuyến bay thử?

Tên lửa Starship thất bại bao nhiêu lần sau 14 chuyến bay thử?

Điều gì đã giúp ASUS Zenbook chiếm giữ 53% thị phần laptop Windows cao cấp?

Điều gì đã giúp ASUS Zenbook chiếm giữ 53% thị phần laptop Windows cao cấp?

Tin đọc nhiều

Tên lửa Starship thất bại bao nhiêu lần sau 14 chuyến bay thử?

Tên lửa Starship thất bại bao nhiêu lần sau 14 chuyến bay thử?

Việt Nam lần đầu đăng cai Kỳ thi Olympic Thiên văn và Vật lý thiên văn quốc tế

Việt Nam lần đầu đăng cai Kỳ thi Olympic Thiên văn và Vật lý thiên văn quốc tế

Trung Quốc hé lộ hệ thống laser có thể trang bị cho J-36

Trung Quốc hé lộ hệ thống laser có thể trang bị cho J-36

7 vũ khí laser quân sự mạnh nhất hiện nay

7 vũ khí laser quân sự mạnh nhất hiện nay

7 bức ảnh ấn tượng từ kính viễn vọng vũ trụ

7 bức ảnh ấn tượng từ kính viễn vọng vũ trụ

Công nghệ thị giác giúp drone không cần GPS vẫn xác định chính xác mục tiêu

Công nghệ thị giác giúp drone không cần GPS vẫn xác định chính xác mục tiêu

Vân tay laser mở đường xác thực thiết bị số không cần mật khẩu

Vân tay laser mở đường xác thực thiết bị số không cần mật khẩu

Chip bán dẫn siêu nhỏ đo tín hiệu sinh học đầu tiên thế giới ra đời

Chip bán dẫn siêu nhỏ đo tín hiệu sinh học đầu tiên thế giới ra đời

Lần đầu nghe được âm thanh sóng plasma giữa sao Thổ và Enceladus

Lần đầu nghe được âm thanh sóng plasma giữa sao Thổ và Enceladus

Công nghệ vũ trụ Trung Quốc vượt Mỹ ở ba lĩnh vực chủ chốt

Công nghệ vũ trụ Trung Quốc vượt Mỹ ở ba lĩnh vực chủ chốt

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

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

Xe máy điện VinFast được CNN chọn là 1 trong 5 biểu tượng mới của Hà Nội

Xe máy điện VinFast được CNN chọn là 1 trong 5 biểu tượng mới của Hà Nội

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

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

Sếp nhà bán lẻ làm lộ ngày bán iPhone 11

Sếp nhà bán lẻ làm lộ ngày bán iPhone 11

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