Những vật liệu sáng tạo đang được sử dụng trong xây dựng

Theo dõi MTĐT trên

Bê tông tự phục hồi

Bê tông là loại vật liệu chính trong xây dựng, nhưng nó cũng là tác nhân hàng đầu phát thải khí CO2. Đó là lý do nhiều nhà thầu và nhà cung cấp muốn thử nghiệm các vật liệu có độ bền cao, nhưng thân thiện với môi trường.

Vật liệu sáng tạo này đã chinh phục được nhược điểm lớn nhất của bê tông, chính là dễ bị xuất hiện các vết nứt. Một loại vi khuẩn có tên Bacillus Pasteurii được thêm vào hỗn hợp xi măng, bất cứ khi nào xuất hiện vết nứt trên bề mặt bê tông và không khí có thể lọt vào. Loại vi khuẩn này bài tiết ra canxi (một dạng của canxi cacbonat) và tạo nên liên kết với bê tông, do đó có thể lấp đầy các vết nứt. 

Trên thế giới, có một vài loại bê tông tự phục hồi đang được chế tạo hoặc là đang trong quá trình nghiên cứu. Ban đầu, vì phương pháp và vật liệu còn khá mới, có thể có giá gấp 3 đến 4 lần so với bê tông thường. Nhưng nếu xem xét trong thời gian lâu dài, vật liệu này sẽ là “vị cứu tinh” trong vấn đề bảo trì, giá thành và thời gian.

Gạch gốm

Là một loại vật liệu có cơ chế hoạt động giống như việc đổ mồ hôi để làm mát trên cơ thể người. Nhóm nghiên cứu cho biết, khi nhiệt độ của cơ thể tăng lên, các tế bào của con người giải phóng độ ẩm để cân bằng nhiệt độ cơ thể, đây là cách vật liệu gốm này hoạt động.

Ban đầu, ý tưởng này được thực hiện trên đất sét, nhôm, và acrylic. Kết quả xác định rằng bản chất xốp của đất sét làm cho nó trở thành vật liệu tốt nhất để chứa Hydro.

Viên gạch nguyên mẫu gồm bốn lớp xen kẽ nhau có một lớp nền, một lớp vải, một lớp chứa các hạt hydro và lớp trên cùng. Khí hydro có thể hấp thụ nước lên tới 500 lần khối lượng của nó, và sau khi nhiệt độ tăng lên, nước này sẽ bay hơi. Nó tạo ra hiệu ứng làm mát trong tòa nhà và làm giảm nhiệt độ lên tới 6°C. Sáng kiến này có thể làm giảm bớt việc sử dụng điều hòa, một nguyên nhân gây tác động đến môi trường.

Sợi tổng hợp Cabkoma

Phòng thí nghiệm Komatsu Seiten ở Nhật Bản đã phát triển một loại vật liệu gọi là Cabkoma để gia cố cho tòa nhà chống lại cơn địa chấn. Cabkoma là sợi tổng hợp carbon nhiệt dẻo, cải tiến phần lõi thành sợi carbon và lớp bên ngoài được phủ bằng sợi vô cơ, pha với nhựa nhiệt dẻo. Do sự hiện diện của nhựa nhiệt dẻo, vật liệu có thể được cải tạo nhờ vào nhiệt ngay cả khi nó trải qua quá trình đông cứng.

Một cuộn Cabkoma dài 160m chỉ có trọng lượng 12kg khiến nó trở thành vật liệu nhẹ và dễ vận chuyển. Ngoài ra, các sợi này có độ đàn hồi tốt, chống ăn mòn, độ bền cao và ít biến đổi kích thước do nhiệt độ. Hệ thống dây đan vào nhau được chế tạo để truyền lực tác động của động đất xuống mặt đất, do đó có thể ngăn ngừa rung động trong các tòa nhà.

Ưu điểm lớn nhất của những sợi này là chúng có thể lắp đặt vào các tòa nhà đã được xây dựng mà không cần xem xét lực địa chấn. Nhưng chúng có thể không phải giải pháp thiết thực cho một vài công trình, vì việc lắp đặt đòi hỏi phải có không gian rộng lớn xung quanh để kết nối dây với mặt đất.

Gỗ nhiều lớp (Gỗ CLT)

Một vật liệu bền vững không yêu cầu việc phải đốt nhiên liệu hóa thạch trong quá trình sản xuất. Vật liệu gỗ thu được từ việc tái trồng rừng và có thể sử dụng trong nhiều cấu trúc khác nhau từ công trình nhỏ đến những tòa nhà chọc trời.

CLT bao gồm những tấm gỗ được xử lý theo các cách khác nhau, xếp chồng lên nhau theo chiều vuông góc. Các lớp này cung cấp cấu trúc vững chắc theo cả hai hướng, tăng độ căng và độ nén cho vật liệu.

CLT có thời gian cháy chậm vì nó là gỗ carbon hóa, tạo thành một lớp bảo vệ trong khi vẫn giữ lại tính vững chắc. Thêm vào đó, những tấm này có thể kín khí tuyệt đối nếu được xây dựng đúng cách, ngăn đám cháy lan rộng ra phần khác của ngôi nhà.

Vững chắc, bền bỉ, thẩm mĩ và bền vững, những điều này giúp cho gỗ CLT trở thành loại bê tông của tương lai. Có nguồn gốc từ châu Âu, vật liệu sáng tạo này hiện đang được sử dụng trên toàn thế giới với nhiều các công trình lớn, nhỏ.

Kính tạo ra điện

Mái nhà và sân thượng có thể được chuyển đổi thành các thiết kế tiện ích to lớn hoặc giữ nguyên. Nhưng khi được bao phủ bởi những tấm quang điện lớn, chúng gần như không có không gian dư nào để dùng cho các mục đích khác.

Nhiều công ty khác nhau trên toàn thế giới đã làm việc để phát triển việc cân bằng không gian ở mặt tiền và sử dụng các tấm kính năng lượng mặt trời có thể biến cửa sổ thành tấm phát điện. Vật liệu có thể được sử dụng ở mặt tiền, cửa sổ, mái nhà, và giếng trời để có thể cùng lúc vừa tạo ra điện tại chỗ và vừa tạo thêm nét thẩm mỹ cho tòa nhà.

Không giống như những tấm kính khác, kính năng lượng mặt trời chứa một lớp năng lượng mặt trời trong suốt hấp thụ có chọn lọc và chuyển đổi tia cực tím và cận hồng ngoại thành điện trong khi vẫn cho phép ánh sáng xuyên vào trong tòa nhà. Kính tạo ra năng lượng này có thể sử dụng ở nhiều phạm vi khác nhau, hiệu quả của chúng còn phụ thuộc vào độ mờ, nó có thể thay đổi từ mờ 50% đến mờ hoàn toàn.

Gỗ trong suốt

Là một loại gỗ sử dụng lignin và cellulose khiến cho gỗ mờ đi. Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Maryland đã dùng hydrogen peroxide (thường dùng trong chất tẩy tóc) để làm gỗ trong suốt. Vật liệu này có thể khắc phục được các nhược điểm của thủy tinh và nhựa vì có thể phân hủy sinh học được, dễ uốn và cách điện tốt.

Ứng dụng của gỗ trong suốt có thể rất đa dạng, có thể dùng cho mái nhà, mặt tiền nhà, và thậm chí là vật liệu cấu trúc cho một số thiết bị quang điện và pin mặt trời.

Gạch làm từ nhựa thải

Theo như các nhà nghiên cứu ở UNEP (Chương trình Môi trường Liên Hợp quốc), có khoảng 300 triệu tấn chất thải nhựa xả ra mỗi năm.

Nzambi Matee, một kỹ sư vật liệu đến từ Kenya đã tìm ra cách để chuyển đổi chất thải nhựa thành những viên gạch. Chất thải công nghiệp và chất thải sinh hoạt (ví dụ như dầu gội và hộp sữa, nắp lật, xô, dây thừng và túi) được trộn chung với cát, đun nóng ở nhiệt độ cao, và sau đó nén thành những loại gạch khác nhau.

Nzambi Matee cho biết, vật liệu này bền hơn từ 5 đến 7 lần so với bê tông, là một vật liệu nhẹ và rẻ hơn 30% so với gạch thông thường. Gạch nhựa có thể dùng để làm tường công trình, lát đường và những nhu cầu xây dựng khác.