Bê tông tự phục hồi lấy cảm hứng từ La Mã được đưa vào xây dựng hiện đại
Vật liệu sử dụng các mảnh vôi giàu canxi để tự động lấp lại vết nứt khi nước xâm nhập. Với lĩnh vực chống thấm, đây là hướng phát triển đáng theo dõi vì nó chuyển trọng tâm từ xử lý vết nứt sau hư hỏng sang kiểm soát cơ chế phá hủy ngay trong khối bê tông.
Điểm cần giữ tỉnh táo: công nghệ tự phục hồi không đồng nghĩa với việc bê tông có thể tự xử lý mọi dạng thấm, nứt hoặc suy giảm kết cấu. Hiệu quả thực tế vẫn phụ thuộc vào cấp phối, điều kiện nước, chiều rộng vết nứt và quy trình thi công.
Canxi được giữ lại để kích hoạt cơ chế phục hồi
Nghiên cứu về bê tông La Mã cổ đại cho thấy khi bê tông xuất hiện vết nứt, các vùng chứa canxi bên trong có thể hòa tan rồi kết tinh lại, lấp vào những khoảng mở mới hình thành. DMAT phát triển công thức hiện đại dựa trên nguyên lý này, chủ động duy trì các mảnh vôi giàu canxi trong hỗn hợp bê tông.
Cơ chế được mô tả theo chuỗi nguyên nhân – kết quả:
- Vết nứt tạo đường dẫn cho nước xâm nhập.
- Nước tiếp xúc với các vùng vật liệu giàu canxi.
- Canxi hòa tan và kết tinh lại.
- Phần kết tinh mới có thể lấp vào vị trí nứt.
Đây không phải lớp phủ chống thấm nằm trên bề mặt. Cơ chế được tích hợp vào thân bê tông. Vì vậy, khi đánh giá công nghệ, cần phân biệt rõ giữa khả năng tự phục hồi của vật liệu và khả năng chống nước của toàn bộ cấu kiện.
Theo thông tin từ MIT News, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các mẫu trong một năm để đánh giá ảnh hưởng của công thức mới tới tính năng cơ học và độ bền của nhiều dạng bê tông. DMAT cho biết phụ gia của công ty có thể tăng tuổi thọ công trình lên 50% và giảm phát thải CO₂ xuống còn 40% so với bê tông truyền thống. Đây là các chỉ số do nguồn tin cung cấp, chưa phải kết luận áp dụng cho mọi dự án hoặc mọi điều kiện môi trường.
Công nghệ đã đi vào một số hạng mục hạ tầng
DMAT được thành lập năm 2021 bởi Phó giáo sư Admir Masic của MIT và doanh nhân người Italy Paolo Sabatini. Công ty cho biết vật liệu đã được sử dụng trong một số hạ tầng phức tạp tại châu Âu, gồm bể chứa nước ngầm, dải phân cách đường bộ và mặt đường tại Italy và Thụy Sĩ.
Trong quá trình phát triển, DMAT làm việc với các phòng thí nghiệm doanh nghiệp để đạt chứng nhận về an toàn và hiệu năng tại Liên minh châu Âu. Công ty cũng định hướng mở rộng sang thị trường Mỹ.
Tuy nhiên, các thông tin hiện có chưa cho phép kết luận rằng bê tông tự phục hồi sẽ thay thế hệ thống chống thấm truyền thống. Một kết cấu bê tông vẫn có thể chịu tác động đồng thời của mao dẫn, áp lực nước, co ngót, chuyển vị, ăn mòn cốt thép và sai sót tại mạch ngừng. Cơ chế lấp nứt chỉ xử lý một phần bài toán. Các vị trí xuyên sàn, cổ ống, khe co giãn và mạch tiếp giáp vẫn phải được thiết kế, gia cố và chống thấm theo hệ thống riêng.
Cần kiểm tra gì trước khi đưa vào hồ sơ kỹ thuật?
Với các dự án bể nước, tầng hầm hoặc sàn bê tông chịu ẩm, công nghệ mới chỉ nên được xem là một thành phần trong chiến lược kiểm soát nước. Hồ sơ kỹ thuật cần làm rõ:
- Phụ gia tác động thế nào đến cường độ, độ bám dính và module đàn hồi của bê tông.
- Khả năng tự phục hồi được xác định trong điều kiện vết nứt và lượng nước nào.
- Hiệu quả có duy trì khi kết cấu chịu tải, rung động hoặc chu kỳ khô – ướt hay không.
- Các mạch ngừng, khe nối và vị trí xuyên kết cấu được xử lý bằng giải pháp nào.
- Chứng nhận hiệu năng áp dụng cho loại cấu kiện và môi trường sử dụng nào.
Không nên biến một cơ chế vật liệu thành lời hứa chống thấm tuyệt đối. Trong thi công, nước thường phá hủy hệ thống qua điểm yếu cục bộ trước khi ảnh hưởng đến phần bê tông có khả năng tự phục hồi. Vì vậy, kiểm soát cấp phối, đầm rung, bảo dưỡng, xử lý mạch ngừng và nghiệm thu kín nước vẫn là các bước bắt buộc.
Cùng hướng nhìn về vật liệu chống nước, một nghiên cứu khảo cổ được ScienceDaily dẫn lại cũng ghi nhận xác tàu La Mã khoảng 2.200 năm tuổi từng sử dụng các lớp phủ từ nhựa thông, hắc ín và sáp ong để bảo vệ vỏ gỗ. Bài học kỹ thuật nằm ở khả năng lựa chọn vật liệu theo cơ chế xâm nhập của nước. Còn với bê tông hiện đại, mọi giải pháp mới cần được kiểm chứng bằng dữ liệu kết cấu cụ thể, không bằng tuổi đời của ý tưởng.
seoTitle: Bê tông tự phục hồi La Mã và bài toán chống thấm hiện đại
metaDescription: DMAT thương mại hóa bê tông tự phục hồi giàu canxi. Công nghệ mới cần được kiểm chứng cùng hệ thống chống thấm kết cấu.