Thiệt hại do quá trình ăn mòn và phá hủy các công trình bê tông cốt thép ở ven biển Việt Nam không hề nhỏ. Mặc dù các công trình bê tông cốt thép dự kiến có độ bền kết cấu 50-60 năm nhưng trên thực tế khảo sát, nhiều công trình đã xuất hiện hiện tượng ăn mòn chỉ sau 10-20 năm, thậm chí có công trình hư hỏng nặng chỉ sau 7-15 năm. Ngoài ra, môi trường biển Việt Nam xâm thực mạnh hơn môi trường biển nhiều nước trên thế giới do nhiệt độ, độ ẩm không khí cao, thời gian ẩm ướt lớn, nồng độ muối Cl- cao, nước và cốt liệu (cát, gạch, sỏi đá trộn vào bê tông) có thể bị nhiễm mặn.

ThS. Nguyễn Văn Khánh giới thiệu về thanh polyme cốt sợi thủy tinh

Khi một công trình bị xuống cấp, ngoài tổn thất trực tiếp sẽ kèm theo những tổn thất gián tiếp như phí sửa chữa, phải ngưng hoạt động sản xuất, làm ảnh hưởng tới môi trường, gây mất an toàn về lao động, thường gấp 2 - 2,5 lần tổn thất trực tiếp. Từ thực tế trên, các nhà khoa học tại Đại học Xây dựng Hà Nội đã sản xuất một loại thanh cốt sợi polyme (FRP) thay thế sắt thép để bảo vệ các công trình ven biển và cả trên đất liền.

Các tác giả đã tạo ra thanh cốt sợi FRP có cường độ chịu kéo cao hơn hai lần so với thép nhưng trọng lượng chỉ bằng 1/4. Sợi FRP không bị rỉ sét hoặc phân hủy trong môi trường khắc nghiệt như kiềm, axit, nước mặn. Nó không dẫn điện, không nhiễm từ và dẫn nhiệt cũng rất thấp, vì vậy có thể dùng trong các công trình khi các yêu cầu kỹ thuật đó được đặt ra, ví dụ như phòng để máy biến áp, phòng thí nghiệm, phòng bệnh viện.

Các thanh FRP có tính chất polyme nên khá dễ thi công và giảm chi phí cho chủ đầu tư. Với trọng lượng nhẹ, người ra không cần dùng quá nhiều thiết bị nâng chuyên dụng. Tương tự, lắp ráp FRP thường xoay quanh các kết nối bắt vít hoặc nối buộc, loại bỏ nhu cầu hàn xì như sắt thép. Nếu cần xử lý tại chỗ, người thợ mộc cũng có thể dùng các công cụ tiêu chuẩn để cắt và khoan. Nhìn chung, dùng các sợi vật liệu FRP giúp giảm bớt nhu cầu về lao động tay nghề cao.

Tuy vậy, ThS. Nguyễn Văn Khánh, trưởng nhóm nghiên cứu cũng lưu ý rằng thanh cốt sợi FRP có mô đun đàn hồi thấp (chỉ bằng khoảng 1/5 của thép) và độ dãn dài thấp nên dễ xảy ra phá hoại giòn khi chịu tải trọng cực hạn. Vì vậy, chỉ nên dùng thanh polyme trong các kết cấu khi điều kiện biến dạng ở mức cho phép, không chịu ảnh hưởng nhiều đến khả năng sử dụng của kết cấu.

Các nhà khoa học tại Trường Đại học Xây dựng Hà Nội tập trung vào ứng dụng vật liệu độc đáo này trong các công trình ven biển.

N.P.D (tổng hợp)