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

Chiếc xe điện nhỏ nhất thế giới có gì đặc biệt?

Zagato - hãng thiết kế xe và huấn luyện đua nổi tiếng của Ý, luôn được biết đến với những mẫu xe thể thao và...

Bộ sưu tập mô hình nhạc cụ điện tử phong cách retro thu nhỏ

Nhà thiết kế đồ họa Dan McPharlin đã tung ra bộ sưu tập những mô hình thu nhỏ bằng giấy đầy màu sắc của các loại đàn điện tử synthesizer.

Bất ngờ phát hiện “quái thú” tiền sử từng tung hoành ở Việt Nam

Tại di chỉ Na Dương các nhà khoa học đã phát hiện hóa thạch của một loài cá sấu chưa từng được biết đến trước đây, là đại diện lâu đời nhất của họ hàng cá sấu Mã Lai ở châu Á.

Bí ẩn bóng đèn sợi đốt lâu nhất thế giới, dùng từ năm 1901 đến giờ chưa hỏng

Ra đời từ hơn 100 năm trước, bóng đèn sợi đốt này hầu như thắp sáng liên tục từ đó đến nay, chỉ được tắt đi trong một khoảng thời gian rất ngắn.

Làm thế nào mà robot hút bụi biết dò đường và né đồ vật tài tình thế nhỉ?

Robot hút bụi nhỏ gọn ngày càng trở nên phổ biến trong các hộ gia đình, dần thay thế cho những chiếc máy hút bụi cồng kềnh. Những robot này di chuyển khắp sàn nhà, hút sạch bụi bẩn và sau đó tự quay trở về ổ để sạc điện. Làm thế nào mà những robot này có thể di chuyển và làm sạch một cách thông minh đến vậy? Hóa ra bên trong mỗi robot hút bụi nhỏ bé đều sở hữu nhiều loại cảm biến cùng với những tính năng ưu việt được lập trình sẵn, giúp chúng có thể làm việc tự động hoặc tuân theo sự điều khiển của người dùng.

Công nghệ cao giúp phục dựng cổ vật Tam Tinh Đôi

Các nhà khảo cổ làm việc tại di chỉ Tam Tinh Đôi phải sử dụng vật liệu từ polymer để lấy những cổ vật quý giá dễ vỡ lên từ lòng đất an toàn.

Bài viết nổi bật

Bình Định: Triển lãm hơn 50 sản phẩm khởi nghiệp của thanh niên

Thị đoàn Hoài Nhơn (Bình Định) đã tổ chức triển lãm hơn 50 sản phẩm tiêu biểu của phong trào thanh niên khởi nghiệp đến từ 17 phường, xã trên địa bàn.

Hội thảo tuyển dụng nghề nghiệp tương lai 4.0 và ứng dụng bình tưới cây từ rác thải nhựa

Sáng 11-6, Công ty Cổ phần Công nghệ A. Yersin (ASP), Khách sạn Yasaka-Saigon-Nhatrang, Hội Bảo vệ thiên nhiên và môi trường tỉnh phối hợp tổ chức hội thảo tuyển dụng nghề nghiệp tương lai 4.0 và ứng dụng bình tưới cây từ rác thải nhựa.

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

Chiếc xe điện nhỏ nhất thế giới có gì đặc biệt?

Zagato - hãng thiết kế xe và huấn luyện đua nổi tiếng của Ý, luôn được biết đến với những mẫu xe thể thao và...

Máy lọc không khí giúp làm giảm nguy cơ lây nhiễm virus SARS-CoV-2 ở trường học

Phóng viên TTXVN tại Brussels dẫn kết quả nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học Bỉ gồm kỹ sư Bert Blocken (Đại học KU Leuven / TU Eindhoven), nhà virus học Marc Van Ranst (Đại học KU Leuven) và Leen Peeters (công ty Th!Nk E), cho biết, nếu lớp học được trang bị một máy lọc không khí, nguy cơ một học sinh bị lây nhiễm virus SARS-CoV-2 sẽ giảm 12 lần.

Sáng chế túi khí cho người lái xe máy nộp đăng ký sáng chế tại Mỹ

Sáng chế mô tả chiếc áo sát nách như áo lót nữ sẽ kích hoạt các túi khí bảo vệ đầu và vai người đi xe máy trong tình huống xảy ra tai nạn.

Sáng chế mới: Lớp phủ sinh học giúp thực phẩm tươi ngon lâu dài

Các nhà nghiên cứu tại Trường Y tế Công cộng Rutgers tại Mỹ mới đây đã phát triển thành công một loại lớp phủ sinh học có khả năng giúp thực phẩm tươi lâu hơn 50%. Đặc biệt, loại lớp phủ này vô cùng thân thiện và chỉ mất 3 ngày để tự phân hủy trong đất.

Kỹ sư hàng không Viettel: Trưởng thành qua những thách thức và thất bại

Với 19 bằng độc quyền sáng chế được bảo hộ tại Việt Nam và 4 tại Hoa Kỳ, Viện Hàng không Vũ trụ Viettel (VTX) hiện nay là một trong những “thương hiệu” nổi bật về đổi mới, sáng tạo. Trong số những sáng chế của VTX có những giải pháp góp phần tạo nên thành công của Viettel trong phát triển hệ thống tổ hợp thiết bị quân sự công nghệ cao “chưa từng có tiền lệ”

Khởi nghiệp từ nuôi trùn quế

Với mong muốn đẩy mạnh phong trào sản xuất và sử dụng phân hữu cơ trùn quế trong nông nghiệp, nhóm tác giả Trần Thị Kim Dung, Nguyễn Thu Hà, Vũ Thị Hà Mai - Phòng Quản lý Khoa học và Công nghệ, Trường Đại học Hồng Đức đã xây dựng ý tưởng 'Mô hình nuôi trùn quế lấy phân - hướng đi bền vững trong kinh tế nông nghiệp'. Ý tưởng đã vinh dự lọt top 10 cuộc thi 'Ý tưởng khởi nghiệp trong đoàn viên, thanh niên tỉnh Thanh Hóa' lần thứ II-2021, do Tỉnh đoàn Thanh Hóa tổ chức.