Tìm ra cách cải thiện khả năng thoát nước của bê tông trong mùa lũ bằng sợi carbon tái chế vô cùng hiệu quả

Ngành sản xuất sợi carbon đang dần tăng trưởng nhưng cũng kéo theo hệ lụy về nhu cầu tái chế ngày càng lớn nếu không muốn gây ô nhiễm môi trường.

Nhưng theo một nghiên cứu của ĐH. Washington, sợi carbon đã qua sử dụng ngoài tái chế còn có thể nghiền, pha trộn vào bê tông để cải thiện khả năng thấm nước của bê tông.

Bê thống thấm nước là loại bê tông có độ xốp cao và khả năng thoát nước nhanh chóng xuống bề mặt đất khi xảy ra trời mưa. Tại nhiều nơi, bê tông thấm nước đã được áp dụng khá nhiều nhằm ngăn tình trạng lũ lụt và ô nhiễm môi trường, cảnh quan sau mưa lũ.

Trong khi đó, bê tông truyền thống không ngấm nước và nước khi chảy trên bề mặt thường sẽ lăn theo một đường dài trước khi tích tụ lại ở vùng trũng thấp.

Nhưng do có độ xốp lớn nên khả năng chịu lực của bê tông thấm nước cũng kém hơn bê tông truyền thống. Bởi vậy, loại bê tông này ít khi được sử dụng trên đường lớn, lưu lượng phương tiện qua lại đông.

Mặc dù vậy, hai nhà khoa học hàng đầu Karl England và Somayeh Nassiri thuộc trường ĐH. Washington tin tưởng, nghiên cứu mới về khả năng ứng dụng của vật liệu composite sợi carbon sẽ mở ra triển vọng phát triển loại bê tông thấm nước bền chắc ngang ngửa bê tông truyền thống.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành xay vật liệu composite sợi carbon, sau đó trộn cùng hỗn hợp bê tông thấm nước để kiểm tra độ bền. Kết quả khá bất ngờ khi sợi carbon xay nhỏ có khả năng phân tán đồng nhất, giúp gia cố và tăng lực cho khối bê tông thấm nước.

Theo Nassiri, đồng tác giả nghiên cứu: “Về khả năng uốn cong, bê tông mới có độ uốn ngang ngửa bê tông truyền thống trong khi khả năng thoát nước vẫn cực kỳ nhanh”.

Bên cạnh đó, vì sợi carbon đưa vào trong bê tông có dạng hỗn hợp composite nên không cần phải trải qua quá trình xử lý nhiệt hoặc pha thêm hóa chất.

Composite sợi carbon đã trở thành một vật liệu gần như phổ biến trong ngành công nghiệp. Nhờ đặc tính siêu nhẹ, bền chắc, dẻo dai nên vật liệu được ứng dụng để sản xuất từ cánh máy bay tới tuabin gió hay ôtô.

Mặc dù thị trường vật liệu composite sợi carbon đang tăng trưởng nóng, 10%/năm nhưng ngành công nghiệp vẫn chưa thể tìm ra lời giải cho bài toán tái chế chất thải, gồm 30% nguyên liệu thải ra trong quá trình sản xuất vật liệu.

Nhóm nghiên cứu đã chứng minh tính hiệu quả của công nghệ trên trong quy mô phòng thí nghiệm và đang tính tới việc thử nghiệm quy mô lớn trong tương lai gần.

Nghiên cứu trên của các nhà khoa học Mỹ đã được đăng tải trên tạp chí Materials in Civil Engineering danh tiếng hồi đầu tháng Ba này.

Tham khảo Wonderful Engineering