Các loại vật liệu mới cho tương lai ngành xây dựng

Các loại vật liệu mới cho tương lai ngành xây dựng. Trong tương lai, sản xuất Vật Liệu Xây Dựng đòi hỏi ngày càng cao về những yếu tố thông minh, tiết kiệm về tài nguyên thiên nhiên, tăng cường sử dụng các loại phế thải, phế liệu của các ngành công nghiệp, nông nghiệp và rác thải sinh hoạt đô thị để làm nguyên liệu, nhiên liệu, vừa tiết kiệm năng lượng và bảo vệ cho môi trường…

Bê tông màu xanh lá cây

Trong các nỗ lực nhằm bảo vệ môi trường đồng thời nâng cao năng suất chất lượng ngành xây dựng, chính phủ Malaysia đã có nhiều chính sách để khuyến khích hơn trong việc sử dụng các loại vật liệu xây dựng và có thể tận dụng nguồn phế thải sẵn có từ công nghiệp. Hưởng ứng phong trào này, các nhà nghiên cứu từ Khoa Kỹ thuật dân dụng thuộc Trường Đại học công nghệ MARA đã phát triển thành công một loại bê tông mới thân thiện với môi trường và được đặt tên là “green-mix”.

Họ sử dụng những cốt liệu thông thường cho bê tông trộn với chất thải phù hợp và các vật liệu tái chế để tạo thành một vật liệu thân thiện với môi trường nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng như bê tông thông thường. Một số vật liệu sử dụng bao gồm tro bay, cốt liệu bê tông tái chế và nhôm ở dạng sợi.

Các tiêu chí của bê tông xanh bao gồm: nguyên vật liệu được sử dụng vào để sản xuất là các vật liệu xanh bền vững; các vật liệu tái chế khác hoặc chất thải cũng có thể được coi là bền vững khi nó có thể mang lại tiết kiệm một vài chi phí và nguyên liệu thô cũng như giảm các bãi chôn lấp.

Để sản xuất loại bê tông mới này cần đòi hỏi chuyên môn cao về kỹ thuật như thiết kế bê tông hỗn hợp mới, những loại nguyên vật liệu thô mới và hiểu biết mới về tính chất của vật liệu bê tông xanh.

Graphene vật liệu mới trong xây dựng

Trong thời gian gần đây, graphene nhanh chóng thu hút được nhiều sự chú ý của giới khoa học và công nghệ. Được ca ngợi như một “siêu vật liệu” trong tương lai, graphene có thể tạo ra các tấm vật liệu không những vô cùng mỏng nhẹ mà lại còn siêu bền và gần như trong suốt. Cụ thể hơn, Graphene là một kiểu tấm cấu tạo từ các nguyên tử carbon liên kết với nhau theo kiểu hình lục giác tuần hoàn.

Graphene không hẳn là một loại vật liệu mới, thực tế nó đã được sử dụng nhiều trong xây dựng. Về mặt lý thuyết, đó là một loại vật liệu xây dựng xuất sắc, vì nó vô cùng nhẹ nhưng trong khi cứng hơn cả thép và sợi cacbon. Có nhiều khả năng, trong tương lai nó có thể kết hợp với các vật liệu xây dựng truyền thống để tạo ra các cấu trúc bền vững, ấn tượng hơn.

Đây được coi là mảnh vật chất bền nhất thế giới hiện nay với độ bền đã từng được kiểm chứng khi hơn thép tới 300 lần. Đồng thời, Graphene còn được công nhận là linh hoạt hơn rất nhiều đối với silicon. Tốt hơn silicon, độ linh hoạt cao trong khi còn bền hơn cả thép và dẫn nhiệt tốt, graphene hiện đang được coi là loại chất liệu lý tưởng cho các thiết bị đeo ở trên người. Tuy nhiên, cũng vì những đặc tính hiếm có như vậy mà vật chất này có giá thành sản xuất rất đắt đỏ.

Sản xuất graphene rất khó khăn nên các nhà xây dựng đã ít có cơ hội được sử dụng loại vật liệu này trong các dự án. Đến bây giờ, các phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge của Mỹ mới chỉ phát triển một phương pháp mới để sản xuất Graphene, đó chính là sử dụng kỹ thuật lắng đọng hơi hóa chất.

Sợi carbon balsa

Nhờ sự phát triển của công nghệ mà hiện nay chúng ta không còn phải gặp nhiều khó khăn để xây dựng những công trình với quy mô và vị trí đa dạng trên khắp thế giới. Bên cạnh đó, những loại vật liệu mới cũng luôn được nghiên cứu và phát triển để phù hợp với các xu hướng xây dựng của tương lai.

Gỗ balsa được biết đến là một loại vật liệu vô cùng nhẹ nhưng lại vô cùng cứng. Dù vậy, rất khó để sản xuất nó và cũng vì vậy mà giá thành cao. Tuy nhiên, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard đã tạo ra được một loại vật liệu composite (vật liệu được tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau) với trọng lượng nhẹ chưa từng có mà độ cứng khó có sản phẩm nào có thể thay thế nó.

Kết quả cuối cùng một sản phẩm có khả năng thay thế hoàn toàn những loại gỗ balsa. Không chỉ rẻ hơn, mà còn giúp loại bỏ các vần đề mà cấu trúc gỗ thông thường có với các hạt không đều và khó khăn để sử dụng trong kết cấu chính xác.

Tơ nhện tổng hợp

Tơ nhện là một trong những loại vật liệu gây ấn tượng nhất trong thế giới tự nhiên, với độ bền cực kỳ cao. Những nhà nghiên cứu từ lâu đã muốn tạo ra một phiên bản tổng hợp giống như tơ nhện, nhưng cách để tạo ra một loại vật liệu có tính chất tương tự vẫn là một bí ẩn lớn cho tới bây giờ.

Vật liệu độc đáo này vượt trội so với hầu hết những loại vật liệu tổng hợp và tự nhiên ngày nay nhờ có độ bền và độ cứng cao, kết hợp thêm với độ dẻo dai tăng. Đạt được sức mạnh và khả năng mở rộng cùng một lúc cho đến nay là một thách thức rất lớn trong kỹ thuật vật liệu xây dựng. Đơn giản là vì tăng sức mạnh có nghĩa là mất khả năng mở rộng và ngược lại.

Một nhóm các nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Massachusetts đã sử dụng kỹ thuật in 3D để tạo ra hình mạng nhện giả để tìm hiểu thêm về cấu trúc thành phần của chúng. Họ tin rằng điều này là bước tiến tiếp theo để hướng tới một phiên bản tổng hợp.

 

Hỏi : Các loại vật liệu mới có đảm bảo an toàn cho môi trường không?

Đáp : Các loại vật liệu xây dựng mới luôn đảm bảo tính chất Xanh cho môi trường sử dụng và thêm vào đó chất lượng sẽ cao hơn các vật liệu cũ thông thường.

Hỏi : Giá thành của các vật liệu mới trong tương lai như thế nào?

Đáp : Vì rất khó sản xuất và tìm kiếm nên giá thành sản phẩm chắc chắn sẽ rất cao bù lại chất lượng của sản phẩm sẽ cực kỳ tốt

Hỏi : Sử dụng các vật liệu xanh để làm gì?

Đáp : Sử dụng các vật liệu xây dựng xanh giúp tiết kiệm đáng kể nguồn năng lượng, tài nguyên không tái tạo. Ngoài ra, ngành xây dựng nói riêng và toàn xã hội có thể giảm thiểu tối đa ô nhiễm môi trường, phát thải khí hiệu ứng nhà kính, hạn chế biến đổi khí hậu. Một vấn đề đang nóng hơn bao giờ hết trên thế giới.