Vật liệu xây dựng nhẹ và thách thức mới cho ngành xây dựng tương lai

Sử dụng các vật liệu xây dựng nhẹ đang là một trong những lựa chọn mới của các chủ đầu tư hiện nay, với mục đích chính là giúp giảm tải trọng cho công trình.

Vậy các vật liệu xây dựng nhẹ có những đặc điểm gì? Và những thách thức của nó với ngành xây dựng trong tương lai là gì? Liệu chúng có giúp thay thế các vật liệu truyền thống và tiết kiệm nguồn nguyên liệu cần dùng cho quá trình xây dựng không? Cùng tìm hiểu thêm trong bài viết dưới đây nhé!

1. Các loại vật liệu xây dựng nhẹ có nguồn gốc từ đâu?

Cùng với sự phát triển của các khu đô thị hiện đại, việc sử dụng những vật liệu tiêu tốn ít năng lượng và giúp tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên đang là hướng phát triển của ngành xây dựng tương lai. Trong đó, nổi bật lên là xu hướng xanh trong xây dựng, sử dụng các vật liệu nhẹ nhưng vẫn đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm nhiều vật liệu bao gồm cát, xi măng và thậm chí cả chất thải nông nghiệp như xơ dừa non... để tạo ra nguyên liệu bền vững. Nghiên cứu chỉ ra rằng những vật liệu này tốt cho việc xây dựng tường và mái nhà, giúp tiết kiệm năng lượng và giải quyết vấn đề chất thải.

Nguồn cảm hứng từ tự nhiên: Các kỹ sư thường lấy cảm hứng từ thiên nhiên, y học và cuộc sống. Ví dụ, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Karlsruhe (Đức) đã phát triển vật liệu nhẹ dựa trên cấu trúc xương người (cấu trúc khung) và tổ ong (cấu trúc vỏ bền, nhẹ).

Khi ứng dụng thử nghiệm, những vật liệu này có mật độ thấp hơn nước nhưng tỷ lệ cường độ trên trọng lượng lại cao hơn nhôm hoặc thép. Cấu trúc rỗng bên trong (như tổ ong) giúp giảm trọng lượng nhưng vẫn đảm bảo khả năng chịu lực.

2. Những thách thức lớn hơn với vật liệu xây dựng nhẹ trong tương lai

Mặc dù có nhiều ưu điểm, vật liệu xây dựng nhẹ vẫn đối mặt với thách thức lớn, điển hình là khả năng chống cháy.

Để khắc phục, các giải pháp như gia tăng hệ thống phun nước tự động là điều cần thiết. Bên cạnh đó, khái niệm "xây dựng trọng lượng nhẹ" vẫn chưa được định nghĩa chính thức và chặt chẽ bởi các bộ luật xây dựng quốc tế, dẫn đến nhiều cách thiết kế khác nhau, tiềm ẩn rủi ro nếu không được nghiên cứu kỹ.

3. Có những loại vật liệu xây dựng nhẹ nào đang được sử dụng?

Dưới đây là một số giải pháp và vật liệu phổ biến:

• ✅ Cấu trúc mái nhôm: Thay thế cấu trúc mái gỗ để giảm trọng lượng chung.
• ✅ Tấm Polystyrene (EPS): Sử dụng làm vách ngăn thay cho bê tông hoặc tường gạch để tối ưu hóa trọng lượng.
• ✅ Sợi Carbon: Vật liệu mới được kỳ vọng về hiệu quả và tính linh hoạt lâu dài.
• ✅ Tấm lợp Decra/Sắt: Nhẹ hơn ngói đất sét, chi phí bảo trì rẻ và bền.
• ✅ In 3D: Công nghệ mới cho phép tạo ra các cấu trúc trọng lượng nhẹ với khả năng gần như vô hạn.
• ✅ Nhựa tái chế (Sàn Ubot): Sử dụng nhựa Polypropylene tái chế để tạo ra các hộp rỗng (Ubot). Các hộp này được đặt giữa hai lớp bê tông cốt thép, giúp giảm trọng lượng sàn, tăng khả năng chịu lực và thẩm mỹ.