Việc tái nghiên cứu tái sử dụng phế thải phá dỡ công trình xây dựng tạo nên các sản phẩm chất lượng cao là phù hợp với chiến lược phát triển bền vững cũng như chiến lược phát triển khoa học công nghệ quốc gia của Việt Nam. Trong khuôn khổ nghị định thư hợp tác nghiên cứu giữa CHLB Đức và Việt Nam “Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng hạt cốt liệu nhẹ từ phế thải phá dỡ công trình xây dựng dân dụng (PTXD) ở Việt Nam” do Trường Đại học Xây dựng và Viện nghiên cứu ứng dụng công nghệ xây dựng IAB Weimar phối hợp thực hiện, hai bên đã chế tạo thành công hạt cốt liệu nhẹ từ phế thải xây dựng theo công nghệ của CHLB Đức. Từ hạt cốt liệu nhẹ này có thể chế tạo ra các sản phẩm bê tông nhẹ như tấm tường và tấm sàn. Hiện nay, tấm tường và tấm sàn bê tông nhẹ này là một loại sản phẩm mới.

Vì thế, nhóm nghiên cứu của PGS. TS. Nguyễn Hùng Phong tại Trường Đại học Xây dựng Hà Nội đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo và ứng xử của tấm tường và tấm sàn sử dụng hạt cốt liệu nhẹ từ phế thải phá dỡ công trình xây dựng” từ năm 2019 đến năm 2020.

Đề tài nhằm thực hiện mục tiêu chế tạo được mẫu bê tông nhẹ sử dụng cốt liệu nhẹ (CLN) từ PTXD và đánh giá được các tính chất cơ lý của bê tông nhẹ (BTN); chế tạo được tấm tường BTN sử dụng CLN và đánh giá được ứng xử của tấm tường; và chế tạo được tấm sàn BTN sử dụng CLN và đánh giá được ứng xử của tấm sàn.

Trên cơ sở phương pháp tính toán lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, đề tài đã tính toán thiết kế được thành phần bê tông nhẹ sử dụng hạt cốt liệu nhẹ từ PTXD, xây dựng được quy trình chế tạo bê tông nhẹ từ hạt cốt liệu nhẹ và chế tạo thành công các loại bê tông nhẹ từ hạt cốt liệu nhẹ có cường độ ở 28 ngày tuổi tới 20 MPa có thể sử dụng làm bê tông nhẹ chịu lực. Trên cơ sở các mẫu thí nghiệm đã xác định được cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo và mô đun đàn hồi của các mẫu bê tông nhẹ khác nhau.

Trong nghiên cứu thực nghiệm, các tác giả đã chế tạo thành công 06 tấm tường bê tông nhẹ với 03 cấp phối khác nhau có khối lượng thể tích khác nhau (1363-1748 kg/m2) và cường độ bê tông khác nhau (12,4-23,8 MPa), trong đó 03 mẫu sẽ được tiến hành nén và 03 mẫu sẽ được tiến hành uốn. Từ đó, đã xây dựng được quy trình chế tạo tấm tường bê tông nhẹ từ hạt cốt liệu nhẹ tái chế từ phế thải xây dựng.

Qua nghiên cứu thực nghiệm về khả năng chịu uốn của bản bê tông nhẹ cho thấy bê tông nhẹ cốt liệu nhẹ tái chế từ phế thải xây dựng hoàn toàn có thể sử dụng trong các cấu kiện sàn chịu lực của các công trình dân dụng. Lý thuyết tính toán về khả năng chịu lực của bê tông theo TCVN 5574-2018 có thể áp dụng cho loại bê tông nhẹ cốt liệu nhẹ chế tạo từ phế thải xây dựng. Tải trọng phá hoại bản theo thực nghiệm và tải trọng phá hoại theo lý thuyết tính toán gần như xấp xỉ nhau. So với bản bê tông thường cùng cường độ, bản bê tông nhẹ có khả năng chịu lực tương đương. Quan sát thực nghiệm cho thấy số lượng vết nứt của bản bê tông nhẹ lớn hơn nhiều lần so với ở bản bê tông thường và bề rộng vết nứt của bản bê tông nhẹ nhỏ hơn bản bê tông thường. Nguyên nhân là do ứng xử dính bám của bê tông nhẹ với cốt thép khác so với bê tông thường.

Biến dạng cực hạn của bê tông vùng nén ở dầm bê tông nhẹ và dầm bê tông thường có giá trị xấp xỉ nhau. Trong khi quan hệ momen - biến dạng bê tông vùng nén của dầm bê tông thường có dạng gãy khúc 3 đoạn, có sự thay đổi độ dốc rõ ràng khi bê tông bị nứt, thì ở dầm bê tông nhẹ, độ dốc của biểu độ thay đổi không đáng kể khi dầm bị nứt; biểu đồ quan hệ momen – biến dạng bê tông vùng nén của dầm bê tông thường có dạng gần như gãy khúc hai đoạn.

Việc chế tạo các tấm tường và tấm sàn bê tông nhẹ lắp ghép sẽ nâng cao hiệu quả xây dựng so với gạch xây thông thường, góp phần thúc đẩy công nghiệp hóa ngành xây dựng;

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 21333/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

N.P.D (NASTIS)