Nghiên cứu tấm vữa bằng sợi dệt carbon giúp gia cố và tăng độ bền cho kết cấu bê tông

Một loại tấm vữa bằng vải dệt carbon mới hứa hẹn sẽ giúp gia cố kết cấu bê tông bền chắc hơn so với phương pháp sử dụng sợi carbon (CFRP) hay bọc thép tấm hoặc tăng độ dày cho lớp bê tông cốt thép.

Mặc dù gần đây chúng ta đã nghe nói về các công nghệ sản xuất bê tông chắc chắn hơn, các cấu trúc hiện có làm bằng bê tông cũng sử dụng thêm các hệ thống trợ lực như sắt, thép.


Mỗi TRM là một tấm dày 20 mm được tạo thành từ một mạng lưới các sợi dệt carbon đan xen.

Hiện nay, nhiều kết cấu bê tông như cầu và tòa nhà đã được gia cố bằng các tấm sợi carbon. Tuy nhiên những tấm này thường bị mắc kẹt khi sử dụng chất kết dính hữu cơ, không chịu được lửa và có thể hỏng khi tiếp xúc với độ ẩm.

Các nhà khoa học từ Viện Kỹ thuật Xây dựng và Xây dựng Hàn Quốc gần đây đã phát triển một giải pháp thay thế, đó là vật liệu tấm vữa gia cố bằng sợi dệt (TRM).

Ở trung tâm của mỗi TRM là một tấm dày 20 mm được tạo thành từ một mạng lưới các sợi dệt carbon đan xen. Chúng được gắn vào kết cấu bê tông bên dưới thông qua vữa xi măng đặc biệt. Tấm vữa gia cố này không cháy và không thấm nước, thậm chí còn có thể áp dụng cho cả bê tông ướt.

Trong thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm, việc sử dụng TRM trên các tấm bê tông giúp làm tăng tải trọng lên ít nhất 1,5 lần so với bê tông không gia cố. Một thử nghiệm độ bền riêng biệt cho thấy TRM có thể tồn tại hơn 100 năm ngay cả khi tiếp xúc với muối clorua sử dụng để khử băng trên đường.

Ngoài ra, loại vữa này có chứa tới 50% xỉ lò cao (phế thải của ngành luyện gang thép) được nghiền mịn nên sẽ giải quyết được bài toán chất thải hiệu quả và chi phí chỉ bằng một nửa so với vữa truyền thống. Nhờ đó, TRM được cho sẽ rẻ hơn khoảng 40% so với các tấm sợi carbon hiện có và chất kết dính hữu cơ.


Phương pháp gia cố cột bê tông truyền thống.

Hơn nữa, TRM có thể tăng hiệu quả cách nhiệt gấp đôi cho các tòa nhà, giảm nhu cầu cách nhiệt bên trong.

Tiến sĩ Hyeong-Yeol Kim, trưởng nhóm nghiên cứu chia sẻ: "Để sản xuất và vận chuyển dễ dàng hơn, các tấm TRM được sản xuất với kích thước tương đối nhỏ 1m x 2m và sẽ được kết nối tại công trường. Một phương pháp để kết nối hiệu quả các tấm gia cố hiện đang được phát triển và thử nghiệm hiệu suất của phương pháp này sẽ được tiến hành vào cuối năm 2020".

Nghiên cứu đã được đăng tải trên một bài báo xuất bản gần đây trên tạp chí Materials.

TIN CŨ HƠN
Thang máy rơi tự do, nếu nhảy lên thì có sống được không?

Thang máy rơi tự do, nếu nhảy lên thì có sống được không?

"Đi thang máy coi chừng bị đứt cáp, bị kẹt...". Với lo lắng này, không ít người "tẩy chay" thang máy, hoặc mắc hội chứng sợ thang máy. Thực tế thì sao?

Đăng ngày: 29/08/2025
Các nhà khoa học phát hiện LUCA, sinh vật đơn bào được cho là thủy tổ của sự sống

Các nhà khoa học phát hiện LUCA, sinh vật đơn bào được cho là thủy tổ của sự sống

Tổ tiên chung phổ quát cuối cùng là một tế bào sống cách đây 4,2 tỷ năm, khi Trái đất có những đại dương nóng và rất ít oxy.

Đăng ngày: 28/08/2025
Những điều bí ẩn trong rừng Amazon khiến bạn

Những điều bí ẩn trong rừng Amazon khiến bạn "hết hồn"

Khu rừng già Amazon rộng lớn luôn ẩn chứa những điều bí ẩn chưa được khám phá, khiến chuyến đi vào rừng đầy rẫy hiểm nguy nhưng không kém phần thú vị và kích thích trí tò mò.

Đăng ngày: 28/08/2025
Đất nước duy nhất chưa từng có bóng dáng loài rắn từ thuở sơ khai

Đất nước duy nhất chưa từng có bóng dáng loài rắn từ thuở sơ khai

Bạn biết không, rắn là một trong những loài có độ phân bổ sinh học tương đối rộng. Chỉ cần có điều kiện phù hợp, rắn chắc chắn sẽ xuất hiện.

Đăng ngày: 27/08/2025
Cặp chị em song sinh độc nhất vô nhị

Cặp chị em song sinh độc nhất vô nhị

Cặp chị em sinh đôi người Mỹ Sienna và Sierra Bernal được đánh giá là độc nhất vô nhị khi một trong số họ chỉ có kích thước cơ thể bằng một nửa người còn lại.

Đăng ngày: 27/08/2025
Nguồn gốc của oxy trên Trái Đất

Nguồn gốc của oxy trên Trái Đất

Hàng tỷ năm trước, thạch anh vỡ vụn phản ứng với nước, cung cấp điều kiện cần thiết cho tiến hóa của vi sinh vật quang hợp sản sinh phần lớn oxy trong khí quyển ngày nay.

Đăng ngày: 27/08/2025
Ánh sáng dạng hạt hay dạng sóng?

Ánh sáng dạng hạt hay dạng sóng?

Một thí nghiệm mới đây (2/11) của các nhà khoa học tại Đại học Bristol của Anh, lần đầu tiên cho thấy, ánh sáng ở dạng hạt và sóng đồng thời cùng một lúc, có thể giải mã bí ẩn bản chất thật sự của ánh sáng và toàn bộ thế giới lượng tử.

Đăng ngày: 26/08/2025
Khoa Học News