Trong thời đại phát triển ngày nay, việc sử dụng các loại vật liệu truyền thống như gang, sắt, và thép không còn là động lực chính cho ngành xây dựng. Thay vào đó, vật liệu nhân tạo Composite đang trở nên ngày càng phổ biến. Bài viết dưới đây sẽ giới thiệu về ứng dụng của vật liệu Composite trong lĩnh vực xây dựng, đồng thời đặt ra câu hỏi: Tại sao nên chọn sử dụng Composite? Hãy cùng tìm hiểu để hiểu rõ hơn về lợi ích mà vật liệu này mang lại.
Vật liệu Composite là gì?
Vật liệu xây dựng đóng vai trò quan trọng trong mọi công trình, và chất lượng của từng loại vật liệu đó sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của công trình. Sự phổ biến của vật liệu Composite trong xây dựng ngày nay đặt ra câu hỏi: Composite là gì?
Composite, (đôi khi còn được viết là vật liệu compozit), còn được gọi là vật liệu tổng hợp, là một dạng vật liệu kết hợp từ hai hoặc nhiều vật liệu khác nhau, tạo thành một vật liệu mới có đặc tính hoàn toàn khác biệt so với các vật liệu gốc. Đồng thời, vật liệu mới này thường mang lại hiệu suất vượt trội so với những vật liệu ban đầu.
Composite thực sự là một loại vật liệu nhựa tổng hợp, kết hợp nhiều đặc tính ưu việt từ các loại vật liệu khác nhau. Nó bao gồm hai thành phần chính: vật liệu nền và vật liệu gia cường.
Vật liệu nền đảm bảo sự liên kết giữa các thành phần cốt bên trong Composite, tạo nên tính nguyên khối và tính thống nhất cho vật liệu. Thành phần này có thể bao gồm polymer (như polyester, PE, PVC, Epoxy, cao su), kim loại, và ceramic (như xi măng).
Vật liệu gia cường đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các đặc tính cơ lý cần thiết cho Composite. Có hai loại vật liệu cốt cơ bản: dạng cốt sợi và dạng cốt hạt. Trong thành phần này, các loại sợi (như thủy tinh, cellulose, carbon, ceramic) và hạt (như hạt kim loại, bột gỗ, bột đá) thường được sử dụng để gia cường vật liệu Composite.
Tại sao vật liệu Composite trong xây dựng ngày càng phổ biến?
Công nghệ cao đã kết hợp các đặc tính nổi trội từ các loại vật liệu khác nhau vào trong vật liệu Composite, tạo ra một sản phẩm có khả năng hoạt động mạnh mẽ với độ bền và khả năng chịu lực vượt trội so với vật liệu truyền thống.
Với sự phát triển của công nghệ hiện đại, vật liệu Composite được hình thành chủ yếu từ nguyên tử carbon chiếm khoảng 90%, trong khi phần còn lại 10% là các nguyên liệu tổng hợp khác. Cấu trúc mạng lưới sợi 2 chiều của các hạt carbon làm tăng đáng kể khả năng và độ bền chịu nén của vật liệu, đồng thời làm tăng tính dẻo dai và linh hoạt, giúp vật liệu dễ dàng lắp đặt trên mọi kết cấu kiến trúc đa dạng.
Với thành phần chủ yếu là nguyên tử carbon, vật liệu Composite có trọng lượng rất nhẹ, nhẹ hơn gấp đôi so với nhôm, làm cho việc vận chuyển trở nên thuận tiện hơn. Điều này không chỉ giảm chi phí vận chuyển mà còn giảm áp lực lao động, vì không cần nhiều nhân công lao động mà vẫn có thể thuận tiện lắp đặt và gia cố trên các kết cấu công trình.
Khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa của Composite làm tăng hiệu suất bảo vệ lớp cốt thép bê tông trên công trình. Đồng thời, vật liệu này đảm bảo hoạt động ổn định trong mọi môi trường và điều kiện làm việc khắc nghiệt. Với những ưu điểm này, vật liệu Composite đã hoàn toàn chiếm trọn lòng tin của người tiêu dùng, đặc biệt là trong lĩnh vực xây dựng.
Ứng dụng của vật liệu composite trong xây dựng
Trong ngành xây dựng, vật liệu Composite được coi là một lựa chọn mới và tiên tiến. Với đặc tính nổi bật, vật liệu này không chỉ được sử dụng trong quá trình sản xuất các sản phẩm phục vụ cho công trình xây dựng mà còn có ứng dụng đa dạng trong quá trình gia công và gia cố cơ sở hạ tầng. Dưới đây là một số ứng dụng của vật liệu Composite trong lĩnh vực xây dựng mà bạn có thể theo dõi:
Làm nắp cống
Nắp cống composite đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý sơ bộ của hệ thống xử lý nước thải từ sản xuất và sinh hoạt. Thường được coi là hạng mục đầu tiên của hệ thống, nắp cống composite có nhiệm vụ giữ lại các loại rác thải dạng rắn và thô, xuất hiện trong quá trình sản xuất và sinh hoạt, như túi nilon, giấy, cỏ cây, hộp đựng, và những vật liệu khác rơi vào dòng chảy nước thải. Mục tiêu của nắp cống là ngăn chặn sự tắc nghẽn đường ống dẫn nước, tránh hư hại máy bơm, và giảm khó khăn cho các bước xử lý nước thải tiếp theo.
Làm cầu đi bộ
Ở Vương quốc Anh, một cây cầu nâng dành cho người đi bộ và xe đạp đã được xây dựng để quý phạm qua lối vào của cảng. Đặc biệt, cây cầu này được chế tạo từ vật liệu Composite, giúp giảm đáng kể lượng năng lượng cần thiết để vận hành, đồng thời vẫn duy trì hiệu suất nâng cầu một cách hiệu quả.
Gia cố công trình xây dựng
Đối mặt với tình trạng hư hỏng và suy giảm chất lượng của các công trình nhà ở hiện tại, nghiên cứu về cải tạo và nâng cấp các công trình xây dựng trở nên cực kỳ quan trọng. Gia cố công trình bằng vật liệu sợi carbon composite là một phương pháp đã được nghiên cứu và áp dụng tại các nước tiên tiến từ những năm 1990. Trong thời gian gần đây, sự áp dụng của phương pháp này trong việc gia cố các công trình xây dựng đã thể hiện nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp truyền thống.
Phương pháp này tận dụng khả năng chịu lực cao và đồng thời mang lại sự tiện lợi trong quá trình thi công, làm nó trở thành một giải pháp đáng chú ý khi thực hiện sửa chữa và gia cố cho các công trình bê tông cốt thép. Gia cố công trình bằng cách sử dụng vật liệu FRP đem lại nhiều lợi ích, bao gồm quá trình thi công đơn giản, nhanh chóng, không cần phá hủy kết cấu gốc, đồng thời đảm bảo giữ nguyên kết cấu cũ và mang lại tính thẩm mỹ cao.
Đường ống cấp thoát nước
Trong lĩnh vực cấp thoát nước, ống Composite FRP được đánh giá là vật liệu tiên tiến và triển vọng. Vật liệu này sẽ thay thế và khắc phục nhược điểm của các vật liệu truyền thống, đồng thời mang đến nhiều ưu điểm như chi phí thấp, không bị rỉ sét, tuổi thọ cao, tiến hành thi công nhanh chóng, đường kính lớn, và đảm bảo an toàn khi chống chịu với các môi trường ăn mòn đa dạng như nước biển, axit, bazơ, v.v.
Composite FRP là một sản phẩm công nghệ cao, trong đó ống Composite được làm từ sợi thủy tinh được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống cấp thoát nước, hệ thống dung môi hóa học, cũng như trong ngành công nghiệp hóa dầu, nhà máy nhiệt điện và các công trình thủy lợi. Bên cạnh đó, ống Composite cũng có thể được áp dụng trong các công trình cửa xả biển và các dự án khử muối.
Tấm lợp lấy sáng Composite
Tấm lợp lấy sáng thường được làm từ vật liệu Composite FRP (Fiberglass Reinfored Polyester, nhựa gia cường sợi thuỷ tinh). Nó có thành phần cốt lõi là nhựa resin (dạng lỏng) và sợi thuỷ tinh… Kết cấu đặc biệt này đã làm tấm lợp lấy sáng có thể chịu được lực kéo, lực nén, uốn khác nhau.
Sản phẩm có khả năng lấy sáng tốt và thiết kế với hình dạng kích thước theo yêu cầu. Tấm lợp composite F.R.P sẵn sàng đáp ứng cho nhiều công trình kiến trúc khác nhau cũng như mục đích lấy sáng cục bộ hay toàn diện.
Trên đây, chúng tôi đã chia sẻ những ứng dụng của vật liệu Composite trong xây dựng. Có thể thấy rằng, Composite là vật liệu thân thiện với môi trường và được sử dụng rộng rãi. Trong tương lai, vật liệu này sẽ ngày càng được ưa chuộng hơn.
