Vật Liệu Xây Dựng Mới Trên Thế Giới

Vật liệu Nano

Trong xây dựng thì vật liệu xây dựng có vai trò cực kỳ quan trọng. Cùng với công nghệ xây dựng và vật liệu xây dựng là 2 yếu tố hàng đầu trong xây dựng. Sự phát triển của kinh tế kéo theo sự phát triển của hạ tầng và xây dựng. Những công nghệ xây dựng mới được phát minh và những vật liệu xây dựng mới được tìm ra. Tất cả để tạo lên sự phát triển cho tương lai. Cùng Z tìm hiểu những vật liệu xây dựng mới trên thế giới để có thể ứng dụng nhanh nhất vào xây dựng phát triển đất nước.

Vật liệu xây dựng là gì

– Vật liệu xây dựng là bất kỳ vật liệu được sử dụng cho mục đích xây dựng. Nhiều chất hiện diện trong tự nhiên, chẳng hạn như đất sét, đá, cát, và gỗ, thậm chí cành cây và lá, đã được sử dụng để xây dựng các tòa nhà. Ngoài các vật liệu tự nhiên, nhiều sản phẩm nhân tạo được sử dụng. Một số tổng hợp ít hoặc nhiều. Sản xuất các vật liệu xây dựng là một ngành công nghiệp được thiết lập ở nhiều nước. Việc sử dụng các vật liệu này thường được tách ra thành các ngành nghề chuyên môn cụ thể. Chẳng hạn như nghề mộc, cách nhiệt, hệ thống ống nước, và công việc lợp mái. Chúng cung cấp thành phần của nơi sinh hoạt và các cấu trúc như nhà. Chúng ta nghiên cứu rất nhiều vật liệu xây dựng mới để thay thế cho các vật liệu cũ.

Công năng của vật liệu xây dựng

Đối với một công trình, tùy theo công năng của vật liệu. Nó khi làm việc vật liệu xây dựng có thể chịu các yếu tố tác động bên ngoài như :

  • Tác động cơ học (chịu lực trọng lượng bản thân, gió, sóng, động đất, tuyết…)
  • Tác động hóa học (xâm thực của môi trường axit, nước biển, sinh vật biển, nước mưa…
  • Các tác dụng khác như áp suất hơi, nhiệt, phóng xạ

Trong các hoạt động xây dựng thì bao giờ vật liệu cũng đóng vai trò chủ yếu. Vật liệu quyết định chất lượng, mỹ thuật, giá thành và cả thời gian thi công công trình. Thông thường chi phí về vật liệu là rất lớn trong tổng giá thành xây dựng. Đối với các công trình dân dụng và công nghiệp nó chiếm khoảng 75-80%. Đối với các công trình giao thông là 70-75%. Các công trình thủy lợi là 50-55%. Còn lại là chi phí về máy xây dựng, nhân công, quản lý và các chi phí khác…

Vật liệu xây dựng mới

Vật liệu xây dựng mới
Vật liệu xây dựng mới

Việc nghiên cứu và thay thế nhưng vật liệu cũ bằng những vật liệu mới có nguồn nguyên liệu chế tạo phong phú hơn.  Nguyên liệu có thể là chất thải công nghiệp. Sẽ hạn chế việc khai thác tự nhiên như núi đá vôi, đất sét… Giúp bảo vệ môi trường.

Những ưu điểm của vật liệu mới có thể vượt trội so với vật liệu truyền thống như :

  • Thân thiện với môi trường. Vật liệu mới có thể được chế tạo từ thực vật hay chất thải của sản suất công nghiệp có sẵn trong tự nhiên. Vì vậy tận dụng được nguồn nguyên liệu phong phú này sẽ giúp giảm ô nhiễm môi trường, thân thiện với môi trường.
  • Trọng lượng nhẹ mà bền. Những kết cấu không cần nặng chỉ cần chắc chắn sẽ dễ dàng vận chuyển hay sử dụng, giảm kết cấu móng, hay sàn đầm đỡ… từ đó tiết kiệm được rất nhiều.
  • Khả năng cách nhiệt và cách âm tốt hơn hẳn những vật liệu cũ.
  • Giảm giá thành sản xuất và xây dựng.

Một số vật liệu mới trên thế giới

Bê tông tự phục hồi

  • Bê tông từ lâu là vật liệu thân thuộc với xây dựng. Bê tông có rất nhiều ưu điểm nổi trội và hầu hết các công trình xây dựng đều sử dụng bê tông làm trụ, sàn, cột. Vì tính bền và cứng, dễ sử dụng
  • Vấn đề của bê tông là những vết nứt. Những vết nứt nhỏ hình thành bên trong các khối bê tông lớn do thường xuyên chịu tải trọng lớn hoặc sự thay đổi nhệt độ liên tục. Nươc và muối xâm nhập và làm hỏng bê tông. Loại bê tông mới có khả năng tự sửa chữa. Vi khuẩn đóng vai trò như những công nhân xây dựng,, hydrogen đóng vai trò như chất độn và nhựa Epoxy giúp bê tông cứng hơn.
Bê tông tự vá
Bê tông tự vá
  • Các nhà khoa học ở Hà Lan đã chế tạo dược loại bê tông có khả năng tự phục hồi làm tăng tuổi thọ của bê tông lên nhiều lần. Phương thức hoạt động của nó là các tế bào vi khuẩn được đưa vào bê tông để may vá các vết thương của bê tông. Hiện vật liệu này đã được sử dụng thực tế tại hồ chứa nước tại Hà Lan.
  • Các nhà khoa học Mỹ cũng đã chế tạo ra được bê tông tự vá tự phục hồi.
Bê tông tự phục hồi
Bê tông tự phục hồi

Xi măng công nghệ nano

  • Tại Trường Đại học Purdue, các nhà nghiên cứu đã thêm các tinh thể nano cellulose có nguồn gốc từ sợi gỗ vào bê tông. Vật liệu nano cốt thép vượt trội hơn các vật liệu truyền thống bởi các tính chất cơ khí và hóa học, độ bền cao hơn, chịu được va đập mạnh và tính linh hoạt tốt hơn. Khi áp dụng vật liệu này cho bê tông, giúp giảm ảnh hưởng môi trường tới cấu trúc vật liệu, cần ít vật liệu hơn để đạt được một hiệu ứng tương tự. Các chất phụ gia nano tinh thể có thể được chiết suất như một sản phẩm phụ của ngành nông nghiệp, năng lượng sinh học và sản xuất giấy.
  • Sản phẩm có độ cứng và độ bền vượt trội. Với công thức độc đáo đây là công nghệ vật liệu mới trong xây dựng. Các phân tử xi măng tạo ra ở kích thước nano nên tạo ra liên kết vô cùng chặt chẽ nên giảm thiểu khả năng nứt, rò rỉ của công trình một trong những nguyên nhân gây ra chính là do các lỗ rỗng trong quá trình trộn bê tông tạo ra khi sử dụng xi măng cũ tiếp xúc với các tác nhân môi trường như nắng, gió, mưa,..

Xi-măng phát quang

  • Hiện tại Mexico các tiến sĩ khoa học đã chế tạo được một loại xi măng mới. Có thể chịu được nhiệt và phát sáng vào ban đêm. Tuổi thọ của xi măng này trên 100 năm. Xi măng có thể hấp thụ ánh sáng vào ban ngày và phát quang vào ban đêm. Thành phần có chứa tỉ lệ các chất lân quang. Xi măng có thể làm đẹp cho môi trường, tiết kiệm điện năng, và trên hết tuổi thọ rất cao. Hãy thử tưởng tượng những con đường được phát sáng, những ngôi nhà tự phát sáng vào ban đêm, cả thành phố sẽ lung linh như thế nào.
  • Quy trình sản xuất loại xi măng này không quá khó. Có thể thay đổi độ sáng của xi măng theo tỷ lệ trộn các nguyên liệu chế tạo mà không làm thay đổi cấu trúc của xi măng.
Xi măng phát quang
Xi măng phát quang

Đồ nội thất sinh học

  • Một nhóm kiến trúc sư tại Mỹ đã phát minh ra vật liệu mang tên đồ nội thất sinh học.
  • Đồ nội thất sinh học có ưu điểm chính là thân thiện với môi trường và tiết kiệm năng lượng. Khi chúng kết thúc tuổi thọ người ta sẽ dễ dàng phân hủy chúng như những vật liệu sinh học khác.
  • Chúng được làm từ thạch cao và cám yến mạch Mycoform, chất nền sợi nấm cùng những mảnh vụn gỗ. Kết hợp thêm với Ganoderma lucidum. Đây là một loại nấm khả năng tiêu hóa các chất kể trên và biến nó thành vật liệu kết cấu cứng bên ngoài được khoát bởi một lớp vi khuẩn cenllulose.Sự kết hợp trên tạo ra vật liệu nhựa composite bền vững. Chúng khá phù hợp sử dụng cho những món đồ nội thất cơ bản mà còn cả các công trình lớn nữa đấ. Nhóm nghiên cứu mô tả quá trình tạo ra vật liệu sinh học trên không cần sự đòi hỏi cao về công nghệ.
Ghế sinh học
Ghế sinh học

Vật liệu nano

  • Vật liệu mới Nano đã giúp ngành vật liệu xây dựng vượt khỏi những giới hạn tưởng như không thể. Những vật liệu từ nano mới giúp chịu được sức ép và sức nén mạnh mẽ. ví dụ ống nano carbon CNTs.
  • Tiềm năng của vật liệu Nano hay những dòng vật liêu siêu nhẹ, bê tông siêu nhẹ có ứng dụng cao. Từ y học, thực phẩm, vũ trụ, điện tử đến nội thất…
Vật liệu Nano
Vật liệu Nano

Bề mặt trơn trượt

  • Các nhà khoa học tới từ Harvard đã chế tạo được một loại vật liệu trơn trượt tới khó tin. Bề mặt trơn trượt có thể truyền chất lỏng và trơn tới mức chống lại sự xâm lấn. Các vi khuẩn không thể bám trụ lại bề mặt, ngăn chặn được màu vẽ, đá, bụi…
  • Vật liệu mới cho những khu vực yêu cầu tính kháng khuẩn cao như bệnh viện. Vật liệu mang bề mặt trơn trượt yêu cầu về khả năng khử trùng liên tục.

Sơn đổi màu

  • Tong khi thử nghiệm tính chất của các dây nano có màu vàng, các nhà khoa học phát hiện ra màu sắc của nó thay đổi khi các chuỗi hạt nano bị kéo dãn hay co lại. Chúng có khả năng đổi thành màu xanh, tím, đỏ..
  • Từ phát hiện này các nhà khoa học có ý tưởng tạo ra một loại cảm biến với các hạt nano màu vàng. Chúng có thể thay đổi màu sắc khi thay đổi áp suất tác động lên nó. Sử dụng tấm phim mỏng bằng vật liệu polymer trong suốt và ở giữa là các chuỗi mà vàng. Khi đó chỉ cần ấn nhẹ vào tấm polymer có thể khiến nó đổi màu tím và ấn chặt để chuyển qua màu đỏ. Ứng dụng này giúp tạo ra các loại bề mặt thay đổi màu sắc, trang trí nội thất.
Sơn đổi màu
Sơn đổi màu

Vật liệu Aerogel cách điện

Aerogel là vật liệu mới nằm trong Top những vật liệu mới tốt nhất. Và đang ngày một phổ biến trong nhiều ngành sản xuất VLXD, Silicon, các cơ quan vũ trụ không gian.

  • Thân thiện môi trường
  • Có khả năng cách điện tốt nhất
  • Được xem là loại vật liệu rắn, nhẹ nhất thế giới.
Aerogel rất nhẹ
Aerogel rất nhẹ

– 90% thể tích aerogel là không khí

– Nặng hơn không khí có 3 lần mà nhẹ hơn thủy tinh 1000 lần

Aerogel rất nhẹ
Aerogel rất nhẹ

Gỗ trong suốt

  • Sự khác biệt với gỗ thông thường là loại bỏ chất Lignin của gỗ và thêm vào Polymer để tăng cường sự chắc chắn và tạo độ trong suốt cho gỗ
  • Trong một bối cảnh mà kiến trúc đô thị hiện đại phụ thuộc rất nhiều vào việc sử dụng các vật liệu như thép & kính. Thì việc tìm ra vật liệu mới thay thế có thể phân hủy được. Sẽ giúp giảm chi phí về kinh tế và thân thiện hơn với môi trường.
Gỗ trong suốt 2
Gỗ trong suốt 2
  • Sự khám phá nghiên cứu một loại vật liệu gỗ cao cấp trong suốt. Đó là công của các nhà khoa học từ College Park. Loại gỗ “trong suốt này” được các nghiên cứu viên tin rằng. Chúng chắc chắn hơn gỗ truyền thống và có thể thay thế các vật liệu ít thân thiện với môi trường hơn như nhựa.
Gỗ trong suốt
Gỗ trong suốt

Gạch làm mát

  • Đất sét kết hợp cùng Hydrogel đã tạo lên gạch tự làm mát. Sáng chế của sinh viên kiến trúc tại Catalonia tạo ra vật liệu mới có tác dụng làm mát trên nội thất xây dựng.
  • Hydrogel có tác dụng hấp thụ nước lên đến 500 lần trọng lượng của nó. Lượng nước này làm giảm nhiệt độ trong những ngày nóng,
Gạch tự làm mát
Gạch tự làm mát

Gạch hút bụi

  • Tại San Luis Obispo Mỹ, nữ giáo sư Carmen Trudell (người sáng lập tập đoàn BOTH landscape and Architecture) đã sáng chế ra được Gạch hút bụi
  • Gạch hút bụi được thiết kế để tạo thành một phần thông gió trong tòa nhà. Mặt tiền hai lớp của viên gạch chuyên dụng bên ngoài, được bổ sung bởi lớp bên trong là vật liệu cách nhiệt. Nghĩ đơn giản là khi không khí đi vào trong nhà sẽ đi qua hệ thống gạch hút bụi. Và những hạt bụi sẽ được giữ lại và chuyển tới phễu đổ bỏ.
  • Gạch hút bụi có thể hoạt động với 2 hệ thống thông gió cơ học và thụ động. Chẳng hạn như mê cung địa nhiệt và ống khói năng lượng mặt trời.
  • Hiệu quả của gạch hút bụi sẽ được cải thiện khi hoạt động song song cùng hệ thống thông gió cơ khí và hệ thống thông gió tự nhiên bằng cách cung cấp không khí ngoài trời đã lọc.
Gạch tự hút bụi
Gạch tự hút bụi

Bê tông không cát

  • Bê tông màu xanh: Đây là sản phẩm được hình thành từ việc sử dụng bê tông trộn với chất thải và các loại vật liệu tái chế. Sản phẩm có trọng lượng nhẹ, độ bền cao, thân thiện với môi trường. Có tính năng và chất lượng tốt tương tự như các loại bê tông thông thường.
Bê tông màu xanh
Bê tông màu xanh
  • Bê tông bằng vật liệu trên sao hỏa. Với phương pháp nung nóng lưu huỳnh ở nhiêt độ cao 240oC các nhà nghiên cứu đã có thể tạo ra bê tông trên sao Hỏa. Bê tông chính là vật liệu khả thi nhất cho các dự án vũ trụ, đưa con người đến sao Hỏa định cư. Bê tông từ lưu huỳnh có các đặc tính cực bền và chịu được độ nén cao, chi phí sản xuất tại sao hỏa cũng rẻ hơn nhiều so với chuyển từ trái đất lên sao hỏa.
    Bê tông lưu huỳnh
    Bê tông lưu huỳnh

Graphene

  • Graphene là một loại siêu vật liệu mới được các nhà khoa học phát minh với nhiều ưu điểm như mỏng nhẹ, siêu bền và siêu cứng. Graphene có nhiều hứa hẹn tương lai rất rộng lớn trong các ngành khoa học điện tử, công nghiệp và y học. Graphene là một loại vật liệu xây dựng xuất sắc. Nó vô cùng nhẹ mà cứng hơn cả thép và sợi cacbon. Tuy vậy việc sản xuất Graphene rất khó khăn nên khó ứng dụng đưa graphene vào thị trường. Cần phải được giảm giá thành sản xuất và mở rộng ứng dụng của siêu vật liệu này.
Graphene chíp
Graphene chíp

Sợi carbon balsa

  • Gỗ balsa được biết đến là một loại vật liệu vô cùng nhẹ nhưng vô cùng cứng. Dù vậy rất khó để sản xuất nên giá thành rất cao.
  • Đại học Harvard đã tạo ra vật liệu Composite tổng hợp từ nhiều vật liệu khác nhau. Nó có trọng lượng nhẹ chưa từng có mà độ cứng khó có thể thay thế có thể thay thế hoàn toàn gỗ balsa.
Sợi cacbon balsa
Sợi cacbon balsa

Vật liệu có khả năng tự phục hồi và làm sạch

  • Các nhà nghiên cứu của đại học công lập London có thể tạo một lớp phủ có khả năng chống ẩm ngay cả khi bị trầy xước hay tiếp xúc với dầu trên tất cả các vật liệu như thép, kính, giấy …
  • Lớp phủ này được tráng từ các hạt nano titan dioxide, loaijbor dầu, nước, các tạp chất và cả bụi bẩn trong quá trình.
  • Trong tương lai có thể sử dụng sơn lớp phủ này lên bề mặt vật liệu làm tăng tuổi thọ và chất lượng.
Lớp phủ nano titan
v Lớp phủ nano titan

Thế giới không ngừng phát triển, những vật liệu xây dựng mới sẽ dần thay thế những vật liệu cũ. Vật liệu mới sẽ tân tiến hơn, thân thiện hơn và có nhiều tác dụng hơn. Sức sáng tạo của 7 tỷ người là vô cùng lớn. Có hàng ngàn sáng chế mới mỗi ngày. Lĩnh vực xây dựng cũng có nhiều sáng chế mới về vật liệu xây dựng và công nghệ xây dựng. Những vật liệu xây dựng mới mà con người đã phát minh ra để dần dần thay thế những vật liêu cũ. Những vật liệu xây dựng mới có nhiều ưu điểm nổi trội, tiện ích hơn. Vật liệu mới thân thiện với môi trường hơn những vật liệu truyền thống.

Z sẽ luôn tìm kiếm và cập nhật những thông tin mới về vật liệu xây dựng. Cùng nhau thay đổi thế giới tốt đẹp hơn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *