NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG TÍNH NĂNG CAO ĐỂ SẢN XUẤT CÁC CẤU KIỆN ĐÚC SẴN DÙNG TRONG HẠ TẦNG ĐÔ THỊ

Với tiến trình phát triển và mở rộng đô thị, trong những năm gần đây các đô thị ở Việt Nam đã và đang tập trung đẩy mạnh công tác chỉnh trang đô thị, sửa chữa nâng cấp vỉa hè, làm các khu phố đi bộ, đường xe đạp, các điểm check-in du lịch nổi tiếng, các quảng trường và công viên trong thành phố.

Hiện tại, phần lớn các sản phẩm gạch lát vỉa hè, bó vỉa trên thị trường được chế tạo bằng bê tông thông thường và hoặc đá tự nhiên. Những sản phẩm từ bê tông thông thường (mác 20-30 MPa) có giá thành rẻ nhưng lại có nhiều hạn chế về độ bền, tính thẩm mỹ và nhiều mặt khác. Những sản phẩm từ bê tông thông thường sau khi được thi công, chỉ trong vòng vài năm đã phai màu, xuất hiện những nứt vỡ, bong tróc.. làm giảm giá trị của công trình và ảnh hưởng đến mỹ quan đô thị, bất tiện cho người dân.

Với hiện trạng các hạn chế đã nêu trên, phương pháp nghiên cứu và ứng dụng hợp lý bê tông tính năng cao (BTTNC - High Performance Concrete) đã được nhóm tác giả do ông Mai Triệu Quang – Tổng Giám đốc Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư xây dựng ECC nghiên cứu và áp dụng để tạo ra những sản phẩm khắc phục được các nhược điểm của các loại vật liệu lát kể trên với độ bền và tính thẩm mỹ vượt trội với giá thành hợp lý, được thị trường chấp nhận.

Yếu tố quan trọng trong việc nghiên cứu và sản xuất BTTNC là cải thiện các tính chất vi mô và vĩ mô của các thành phần hỗn hợp của bê tông để đảm bảo tính đồng đều cơ học, sắp xếp hạt tối đa và kích thước lỗ rỗng tối thiểu. Việc lựa chọn thành phần hỗn hợp BTTNC không chỉ tập trung vào tỷ lệ tương đối của các kích thước hạt khác nhau, mà còn vào việc lựa chọn các vật liệu có tính chất vật lý và hóa học phù hợp. Trong đồ án nghiên cứu đã áp dụng việc thay thế một phần xi măng bằng xỉ lò thép nghiền mịn, góp phần tiêu thụ phế phẩm công nghiệp, giảm phát thải CO2 và tăng tính “Xanh” của sản phẩm. Ngoài ra việc áp dụng công nghệ đúc rót rung với tần số rung tối ưu phù hợp với loại khuôn và cấp phối bê tông cũng là một nhân tố quan trọng để góp phần tạo ra các sản phẩm có nhiều tính năng cao với giá thành hợp lý.

Bắt đầu từ năm 2018, các nghiên cứu về vật liệu bê tông tính năng cao đã được thực hiện ở Viện Kỹ thuật xây dựng hạ tầng (C.E.I) trực thuộc Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư xây dựng ECC (BK-ECC), với cơ sở nghiên cứu và thực nghiệm đặt tại Khu Công nghệ cao Đà Nẵng. Sau thời gian dài nghiên cứu và chế tạo sản phẩm quy mô phòng thí nghiệm, cuối năm 2019 lô hàng sản phẩm gạch lát và bó vỉa cho vỉa hè đô thị bằng BTMTNC đã được Công ty Cổ phần Bê tông nhẹ Đà Nẵng, đơn vị tiếp nhận chuyển giao công nghệ từ nhóm nghiên cứu, cho ra đời và được áp dụng thực tế trong dự án Cải tạo trụ sở Công an TP Đà Nẵng. Các sản phẩm sau đó đã được đưa vào ứng dụng cho một loạt các dự án không những trên địa bàn TP Đà Nẵng và các địa phương lân cận: Quảng Nam, Quảng Ngãi, Thừa Thiên Huế, Quảng Bình, Hà Tĩnh, Gia Lai, Hải Dương, Bắc Giang,...

Các sả phẩm bê tông tính năng cao do Công ty Cổ phần Bê tông nhẹ Đà Nẵng sản xuất

Sau gần 03 năm thẩm định kể từ ngày nộp đơn, ngày 25 tháng 01 năm 2022, Bằng Độc quyền Giải pháp Hữu ích số 2839 đã được Cục Sở hữu Trí tuệ thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ cấp cho Chủ đơn với thời hạn bảo hộ 10 năm, theo Quyết định số 1545w/QĐ-SHTT ngày 25 tháng 01 năm 2022.

Tiếp sau thành công của sản phẩm gạch lát và bó vỉa bằng bê tông màu tính năng cao, nhóm tác giả đã tiếp tục nghiên cứu, thực nghiệm và hoàn thành giải pháp công nghệ sản xuất tấm chắn rác (TCR) bằng bê tông dẻo tính năng cao, một nhánh sản phẩm khác của bê tông tính năng cao, và đã nộp Đơn đăng ký Giải pháp Hữu ích cho Cục Sở hữu Trí tuệ vào tháng 01 năm 2022. Sau thời gian thẩm tra kỹ lưỡng, ngày 10 tháng 11 năm 2023, Cục Sở hữu Trí tuệ đã cấp Bằng Bảo hộ cho Giải pháp Tấm chắn rác bê tông dẻo và Phương pháp Sản xuất loại tấm chắn rác này.

Khác với BTMTNC, bê tông dẻo tính năng cao là một dòng sản phẩm BTTNC có pha trộn thêm vật liệu tạo màu vào hỗn hợp bê tông để tạo ra các sản phẩm có độ thẩm mỹ cao, bê tông dẻo tính năng cao là một dòng khác của bê tông tính năng cao, có thêm vào hỗn hợp các sợi phân tán bằng vật liệu PP hoặc PVA, để tăng khả năng chịu uốn của kết cấu và có thêm tính năng chống va đập tốt, phù hợp với đặc điểm chịu lực của cấu kiện tấm chắn rác.

Công trình nghiên cứu của ông Mai Triệu Quang và nhóm tác giả đã đạt giải Khuyến khích Giải thưởng sáng tạo Khoa học và Công nghệ Việt Nam năm 2023, đạt giải nhất tại Hội thi sáng tạo Khoa học kỹ thuật thành phố Đà Nẵng lần thứ 17 (2022-2023).