Đi cùng với sự phát triển của thế giới, ngày càng nhiều loại vật liệu xây dựng mới được nghiên cứu và phát triển bởi các Kỹ sư cũng như các đơn vị hoạt động xây dựng. Đây là những loại vật liệu khiến ngành xây dựng có những bước tiến mới, giúp tối ưu hiệu quả từ kiến trúc, kỹ thuật cho tới tính kinh tế của công trình.
Tại sao ngày càng xuất hiện nhiều loại vật liệu xây dựng mới?
Hiện nay, phần đa khi nhắc đến vật liệu xây dựng, mọi người đều nghĩ tới các loại vật liệu xây dựng như: Cát, đá, xi măng, gạch nung, sắt thép,… Đây đều là những vật liệu xây dựng đã trở nên quen thuộc với chúng ta. Nhưng chúng đang là nguyên nhân gián tiếp gây nên tình trạng ô nhiễm môi trường và giảm thiểu tài nguyên thiên nhiên hiện nay.
Tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng
Một trong những nguy hại lớn nhất mà những vật liệu xây dựng truyền thống để lại đó là tình trạng ô nhiễm môi trường. Việc sử dụng quá nhiều vật liệu xây dựng phục vụ cho các công trình lớn đã làm ô nhiễm môi trường nặng nề. Các phế thải từ các nguyên liệu này và hoạt động xây dựng khi không được xử lý tốt đã tạo ra những tình trạng ô nhiễm như vụ ô nhiễm fomasa… Hiện vấn đề này đang là mối lo ngại của nhiều cơ quan tổ chức, và đòi hỏi cần có những giải pháp, công nghệ xây dựng tiên tiến giúp hạn chế tối đa tác động từ hoạt động xây dựng đến môi trường.
Thiếu hụt nguồn tài nguyên thiên nhiên
Để phục vụ cho các hoạt động xây dựng, việc khai thác các nguồn tài nguyên sẵn có, khoáng sản ngoài môi trường là điều không thể tránh khỏi. Nguồn tài nguyên vì thế ngày càng cạn kiệt song song với việc các công trình mọc lên như nấm.
Không chỉ thế, tại các công trường sử dụng vật liệu nặng còn làm tốn nguồn nhân lực, tiền bạc và ô nhiễm không khí do bụi bẩn. Đây là lí do mà các đơn vị xây dựng nhiều nước bắt đầu có những động thái trong vấn đề Nghiên cứu và phát triển công nghệ xây dựng, vật liệu xây dựng giúp hạn chế tác động xấu đến môi trường.
Vật liệu xây dựng mới – Tương lai ngành xây dựng
Để làm giảm việc ô nhiễm môi trường, giảm khai thác tài nguyên thiên nhiên như hiện nay, người ta đã nghiên cứu và tạo ra các loại vật liệu xây dựng mới để thay thế cho các vật liệu xây dựng truyền thống hiện nay.
Đây sẽ là nguồn nguyên liệu xây dựng mới, thân thiện với môi trường, có trọng lượng nhẹ nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả trong xây dựng. Có tính năng bền vững hơn so với các loại vật liệu truyền thống.
Việc áp dụng rộng rãi công nghệ vật liệu xây dựng mới vào trong công nghiệp xây dựng sẽ mang lại được nhiều lợi ích về môi trường, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, tiết kiệm đáng kể được chi phí xây dựng, rút ngắn thời gian thi công và mang lại hiệu quả cao hơn so với việc sử dụng nguồn vật liệu xây dựng truyền thống.
Dưới đây là một số loại vật liệu xây dựng mới tiêu biểu có thể nhắc tới:
Bê tông màu xanh lá cây
Việc chế tạo và phát triển các loại vật liệu xây dựng mới có khá nhiều ý nghĩa. Không chỉ làm chúng thân thiện với môi trường mà còn khiến chúng trở nên nhẹ đi hoặc nặng hơn. Một nhóm nghiên cứu tại Malaysia đã phát minh ra loại vật liệu xây dựng mới có tên là “bê tông màu xanh lá cây”.
Họ dùng cốt liệu thông thường, sử dụng bê tông trộn với chất thải và các vật liệu tái chế. Từ đó tạo ra một vật liệu xây dựng mới khá thân thiện với môi trường, chất lượng sử dụng còn tốt hơn cả bê tông thông thường. Một số vật liệu sử dụng để điều chế “bê tông màu xanh lá cây” bao gồm cốt liệu bê tông tái chế, tro bay và nhôm ở thể sợi.
Graphene
Graphene thực tế đã được sử dụng trong xây dựng và không hẳn là một loại vật liệu mới. Dẫu vậy, Graphene lại là một trong các loại vật liệu xây dựng hữu dụng, nó cứng hơn sợi Carbon, sợi thép nhưng lại vô cùng nhẹ. Trong tương lai không xa, Graphene sẽ kết hợp với khá nhiều loại vật liệu truyền thống để tạo ra nhiều vật liệu ấn tượng, vững chắc hơn.
Trong các dự án, nhiều kỹ sư xây dựng đã không có nhiều cơ hội để sử dụng Graphene bởi việc sản xuất graphene là không hề đơn giản. Tính tới thời điểm hiện tại, phòng nghiên cứu quốc gia Oak Ridge Hoa Kỳ cũng chỉ phát triển 1 phương pháp duy nhất để sản xuất Graphene, đó chính là việc dùng kỹ thuật lắng đọng hơi hóa chất.
Trưởng nhóm dự án này, Ivan Vlassiouk cho rằng phát hiện này giúp tiềm năng thị trường của Graphene được mở rộng đáng kể. Bước kế tiếp, Ivan Vlassiouk và các đồng nghiệp sẽ mở rộng để có thể sử dụng vật liệu này một cách rộng rãi.
Sợi carbon balsa
Loại vật liệu nhẹ nhưng vô cùng cứng phải kể đến đó chính là gỗ balsa. Tuy nhiên, việc sản xuất nó không phải là điều đơn giản bởi giá thành vẫn còn rất cao. Dẫu vậy, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Harvard đã tạo ra một loại vật liệu composite với độ cứng có thể thay đổi và trọng lượng lại vô cùng nhẹ.
Vật liệu đó chính là sợi carbon balsa, đây là một sản phẩm có thể thay thế hoàn toàn gỗ balsa. Và không chỉ rẻ hơn, sợi carbon balsa còn giúp loại bỏ nhiều vấn đề mà các cấu trúc gỗ thông thường không thể sử dụng.
Tơ nhện tổng hợp
Một trong những loại vật liệu xây dựng mới tự nhiên ấn tượng nhất thế giới đó chính là tơ nhện. Đây là nguyên liệu có độ bền cực kỳ chất lượng. Từ lâu, nhiều nhà nghiên cứu đã muốn tạo ra một hợp chất, vật liệu tổng hợp giống như tơ nhện. Thế nhưng, việc để tạo ra một vật liệu có tính chất như tơ nhện vẫn còn là điều bí ẩn và khó nan giải.
Gần đây, nhóm nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Massachusetts đã dùng kỹ thuật in 3D đã dùng kĩ thuật in 3D để có thể tạo ra hình mạng nhện giả, qua đó có thể tìm hiểu thêm về cấu trúc của chúng. Rất có thể đây sẽ là bước tiếp theo để hướng tới phiên bản tổng hợp.
Gỗ được cải thiện
Theo nghiên cứu của các trường Đại học Cambridge và Warwick đã phát hiện ra những điểm mới của cấu trúc phân tử gỗ. Chính điều này sẽ có thể mở ra những ứng dụng mới cho việc sản xuất vật liệu xây dựng cải tiến cho phiên bản của gỗ. Việc gỗ được cải thiện sẽ trở thành một trong các loại vật liệu xây dựng phổ biến hàng đầu thế giới.
Giáo sư Paul Dupree, trường Đại học Cambridge khẳng định bước tiến quan trọng trong việc tìm hiểu cấu trúc phân tử tế bào thực vật sẽ ảnh hưởng khá lớn tới việc xây dựng những nhà máy tái tạo năng lượng, nguyên liệu cho các công trình xây dựng.
Trên đây là bài viết về vấn đề những hiểu biết cơ bản về các loại vật liệu xây dựng hy vọng sẽ giúp ích cho những các bạn đang tìm hiểu về ngành xây dựng nhất là những vật liệu xây dựng mới hiện nay.
