Thông tin chuyên ngành Vật liệu xây dựng Việt Nam

Bê tông

Phát triển loại bê tông in 3D kết cấu giống vỏ tôm hùm

(11/02/2021 1:55:39 PM) TS. Trần Phương và cộng sự sử dụng công nghệ in 3D để chế tạo loại bê tông có cấu trúc nhẹ và khỏe như kết cấu vỏ tôm hùm.

Tôm hùm sống ở khu vực nước sâu, nên kết cấu vỏ tôm hùm phải chịu áp lực rất lớn từ khối nước biển. Vỏ tôm được cấu tạo bởi hàng trăm lớp giống như vật liệu composite, liên kết bằng cách xếp so le với nhau theo một góc nhất định. Cách sắp xếp này tạo nên cấu trúc xoắn ốc giúp vỏ tôm bền chắc dưới tác dụng của lực nén trên bề mặt.

Áp dụng theo kết cấu này, từ năm 2018 đến nay, TS. Trần Phương và nhóm nghiên cứu vật liệu in 3D thông minh tại Đại học RMIT (Melbourne, Australia) phát triển loại bê tông in 3D, với những ưu điểm vượt trội hơn so với loại truyền thống.

Bê tông tạo ra bằng công nghệ in 3D có cấu trúc nhẹ và khỏe. Khác với in song song truyền thống, các lớp bê tông được in theo hướng khác nhau, đặc biệt là thiết kế xoáy (mô phỏng theo cấu trúc vi mô của vỏ tôm hùm). Thiết kế này giúp các lớp vật liệu được bố trí so le một góc 10-45 độ theo vòng xoáy kiểu trôn ốc. Cấu trúc này giúp giảm thiểu khả năng nứt vỡ của bê tông khi chịu tác động của lực uốn, tăng khả năng chống chịu lực.
Các lớp bê tông được in so le với nhau một góc 10 - 45 độ.
 
TS. Phương cho biết, từ mô hình in được thiết kế trên máy tính, để tạo ra các lớp bê tông in, nhóm nghiên cứu sử dụng cánh tay robot. Thiết bị này được lập trình để di chuyển theo quỹ đạo định trước. Trong quá trình in, máy soi X-quang được vận hành tích hợp để tìm hiểu cấu trúc vi mô, quan sát vị trí các sợi thép trong mẫu in, và phát hiện các vết nứt hoặc lỗ rỗng vật liệu.

Các thành phần, nhiệt độ và độ ẩm ảnh hưởng đến chất lượng vật liệu in bê tông. Bê tông sau khi trộn có độ nhớt nhất định và thời gian chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn trong vòng 20 -3 0 phút. "Hỗn hợp trộn bê tông quá lỏng hoặc quá rắn có thể khiến các lớp in bị biến dạng, ảnh hưởng tới tính ổn định của cấu trúc", TS. Phương nói và cho biết, nhóm nghiên cứu thử nghiệm nhiều mẫu trộn khác nhau để tìm ra phương pháp tối ưu.

Cụ thể, ngoài các thành phần trộn bê tông thông thường, nhóm nghiên cứu kết hợp thêm những sợi thép có kích thước như sợi tóc vào các lớp bê tông. Tuy thành phần sợi thép chưa chiếm tới 2% trọng lượng bê tông, nhưng làm vật liệu bền chắc hơn và hạn chế xuất hiện lỗ rỗng trong kết cấu khi in kích thước lớn.

Các sợi kim loại dài khoảng 6 milimet nằm ngẫu nhiên theo các hướng khác nhau. Khi được in ra, những sợi kim loại xếp thẳng theo hướng in, giúp bê tông được gia cố, tăng khả năng chống chịu lực theo nhiều phương. "Hiệu quả này khó có thể đạt được bằng phương pháp sản xuất bê tông thông thường", TS. Phương nói.

Nhờ vậy, bê tông được tạo ra bằng phương pháp in 3D và dựa theo kết cấu vi mô của vỏ tôm hùm có thể áp dụng trong kiến trúc yêu cầu độ phức tạp cao, không cần sử dụng khuôn ván, tiết kiệm thời gian, vật liệu thi công và chi phí xây dựng.

TS. Phương cho biết, trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định phát triển công nghệ này để xây các căn hộ giá thành rẻ ở Australia. Ngoài ra, nhóm đang trong quá trình nghiên cứu các loại vật liệu kết cấu thông minh như bê tông siêu nhẹ, thân thiên với môi trường, hoặc bê tông có thành phần tái chế từ nhựa, cao su hay sợi thủy tinh.
 
VLXD.org (TH/ Khoa học)

 

Các tin khác:

Bê tông chịu lửa - Vật liệu phụ trợ cho công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng ()

Tìm hiểu về bê tông nhựa nguội ()

Tìm hiểu quá trình tạo ra bê tông đen ()

Tìm hiểu những đặc điểm của bê tông xi măng dưới góc nhìn khoa học ()

Giảm ngập úng cho đô thị từ vật liệu bê tông: Kiểm nghiệm kỹ trước khi nhân rộng ()

Tái sử dụng bê tông phát triển bền vững trong tương lai ()

Bê tông hốc rỗng góp phần giải quyết tình trạng ngập úng tại các đô thị lớn ()

Ứng dụng bê tông mài trong xây dựng ()

Đặc điểm của bê tông sợi thép trong các công trình xây dựng ()

Bê tông từ cây gai dầu: Có thể trở thành VLXD bền vững trong tương lai ()

Chứng khoán:

CK

KL

Giá

+/-

GDNN

BBS

0

9.60

0.00

0

BCC

44800

7.40

-0.20

0

BHT

0

4.00

0.00

0

BT6

41630

5.50

-0.20

0

BTS

2

4.50

0.00

0

CCM

0

24.50

0.00

0

CTI

172540

35.15

-0.45

0

CVT

1060365

50.90

-0.50

3800

CYC

7980

2.40

0.00

0

DC4

1700

10.30

-1.10

0

DHA

0

29.70

0.00

0

DIC

0

6.10

0.00

0

DXV

10

3.82

-0.14

0

GMX

0

25.00

0.00

0

HCC

4400

16.60

0.00

0

HLY

0

15.60

0.00

0

HOM

0

4.10

0.00

0

HPS

0

7.00

0.00

0

HT1

4410

14.75

-0.45

0

HVX

0

4.10

0.00

0

MCC

0

13.80

0.00

0

NAV

10

5.00

0.00

0

NHC

0

36.40

0.00

0

NNC

20040

48.40

-0.30

0

QNC

20000

3.00

0.00

0

SCC

0

1.90

0.00

0

SCJ

3800

3.40

0.10

0

SCL

0

3.00

0.00

0

SDN

0

35.00

0.00

0

SDY

0

7.70

0.00

0

SHN

204400

9.90

-0.10

0

TBX

0

9.00

0.00

0

TCR

6120

3.42

0.22

0

TMX

100

7.60

-0.80

0

TSM

0

2.70

0.00

0

TTC

500

18.40

-0.10

0

TXM

0

9.70

0.00

0

CK

KL

Giá

+/-

GDNN

API

100

28.90

0.00

0

ASM

1098520

10.05

-0.75

0

B82

0

2.40

0.00

0

BCE

9160

5.85

0.03

0

BCI

51340

41.90

0.30

29170

C47

4400

11.60

-0.50

0

C92

0

10.00

0.00

0

CCL

42240

4.60

-0.13

0

CDC

0

17.50

0.00

0

CID

0

4.10

0.00

0

CID

100

2.90

0.70

0

CII

534340

31.35

-0.55

0

CLG

20

3.83

-0.27

0

CNT

6

9,7

-0,3

0

CNT

1800

2.90

-0.50

0

CSC

2200

24.50

0.00

0

CTD

92910

166.00

-3.50

0

CTN

14200

1.30

0.10

0

D11

0

15.70

0.00

0

D2D

3600

73.80

3.80

0

DC2

0

6.50

0.00

0

DIG

809400

27.40

-0.70

0

DIH

0

12.20

0.00

0

DLG

180700

3.20

-0.10

0

DLR

0

9.40

0.00

0

DRH

123220

18.85

-0.75

0

DTA

4500

7.25

-0.05

0

DXG

1223580

37.00

-1.20

0

HAG

1318480

7.00

-0.19

0

HBC

605600

42.40

-1.60

0

HDC

26070

14.40

-0.30

0

HDG

41680

47.00

-1.10

0

HLC

0

7.00

0.00

0

HQC

1951870

2.27

-0.05

0

HTI

1010

15.60

-0.35

0

HU1

20

9.50

0.36

0

HU1

0

0

0

0

HU3

101480

14.10

0.85

0

HUT

590150

8.70

-0.20

600

ICG

0

6.40

0.00

0

IDI

958390

13.00

-0.70

0

IDJ

40400

3.10

0.00

0

IDV

1000

31.80

-0.40

0

IJC

80950

9.20

-0.24

0

ITA

579100

3.01

-0.05

0

ITC

990

14.30

-0.60

0

KAC

0

15.55

0.00

0

KBC

1171890

12.90

-0.55

0

KDH

19700

35.85

-1.10

0

L10

0

17.90

0.00

0

L18

0

8.60

0.00

0

LCG

20

9.70

-0.45

0

LGL

10260

9.30

-0.01

0

LHC

0

56.00

0.00

0

LHG

43770

21.30

-0.40

0

LIG

6400

3.90

0.00

0

LM8

2050

25.00

0.70

0

LUT

0

2.10

0.00

0

MCG

140

3.39

0.20

0

MDG

0

13.50

0.00

0

NBB

19570

23.75

-1.75

0

NDN

191728

15.70

-0.40

0

NHA

0

12.20

0.00

0

NKG

140960

29.70

-1.20

0

NTB

439

7,7

0,3

0

NTB

81851

0.50

0.00

0

NTL

109860

9.50

-0.30

0

NVT

1534720

7.07

0.46

0

OGC

282600

2.09

-0.06

0

PDR

261560

38.40

-1.00

0

PFL

297505

1.60

0.10

0

PFL

141500

1.50

0.00

0

PHC

71700

17.00

-0.30

0

PHH

5100

6.90

-0.10

0

PHH

21100

7.00

0.00

0

PPI

34160

1.52

-0.01

0

PSG

47600

0.80

0.00

0

PSG

10

6,2

0,2

0

PTC

60

6.11

0.00

0

PTL

500

3.61

-0.09

0

PVA

4

14,7

0,9

7

PVA

28200

1.20

0.00

0

PVL

42600

2.30

0.00

0

PVR

16900

2.80

0.20

0

PVV

800

1.40

0.10

400

PVX

1535849

2.10

-0.10

0

PXA

0

1.10

0.00

0

PXI

6400

2.10

0.00

0

PXL

341300

1.90

0.00

0

PXS

25800

7.68

-0.03

0

PXT

0

3.90

0.00

0

QCG

423450

13.30

-0.50

0

RCL

0

19.00

0.00

0

REE

520000

37.60

-1.10

0

S96

56400

1.00

-0.10

0

S96

2

12,6

0,8

10

S99

675

5.10

0.00

0

SC5

0

24.20

0.00

0

SD2

1

4.70

0.00

0

SD3

6

6,4

0,4

0

SD3

6000

6.60

-0.40

0

SD5

300

9.70

0.00

0

SD6

500

6.60

0.20

0

SD7

0

3.40

0.00

0

SD9

0

8.40

0.00

0

SDH

0

1.90

0.00

0

SDT

0

7.80

0.00

0

SDU

0

11.50

0.00

0

SIC

0

12.90

0.00

0

SJE

0

28.00

0.00

0

SJS

34000

31.50

-0.10

0

STL

5500

3.30

0.00

0

STL

7

12,8

0,8

0

SZL

10

34.45

0.45

0

TDC

70250

9.01

-0.05

0

TDH

140230

15.10

-0.50

0

THG

560

42.90

0.30

0

TIG

190800

3.70

-0.30

0

TIX

0

30.10

0.00

0

TKC

500

26.70

0.00

0

TV1

10

17.85

0.45

0

TV2

15150

111.30

-3.70

0

TV3

0

25.30

0.00

0

TV4

0

15.80

0.00

0

UDC

10010

3.45

-0.10

0

UIC

18370

30.40

0.30

0

V11

5

4,9

0,2

0

V11

0

1.00

0.00

0

V12

0

11.00

0.00

0

V15

31000

1.10

0.00

0

V15

30500

0.90

0.00

0

V21

0

19.40

0.00

0

VC1

0

12.00

0.00

0

VC2

0

14.20

0.00

0

VC3

75400

19.30

-0.30

0

VC5

8800

1.90

0.00

0

VC7

0

17.50

0.00

0

VC9

0

13.00

0.00

0

VCG

587414

23.10

-0.80

13200

VCR

0

3.10

0.00

0

VE1

4100

19.10

0.10

0

VE2

0

11.40

0.00

0

VE3

0

11.00

0.00

0

VE9

25688

7.30

0.50

0

VHH

2

4,5

-0,3

0

VHH

0

1.40

0.00

0

VIC

667400

108.20

0.20

0

VMC

22730

50.80

-1.70

0

VNE

60760

6.76

-0.24

0

VNI

45340

4.40

0.00

0

VNI

0

6.60

0.00

0

VPH

44330

9.27

-0.30

0

VRC

62320

20.20

-0.60

0

VSI

20

19.90

1.30

0

Gạch không nung - Vật liệu xanh cho mọi công trình

Xem các video khác