Lợi ích kép trong đầu tư sản xuất vật liệu xây dựng công nghệ mới

Các công trình bê tông cốt thép như cảng biển, kè chắn đất, chống sụt lở bờ biển, đê chắn sóng, cầu đường bộ ven biển... đều chịu sự ăn mòn của muối biển. Vì vậy, việc nghiên cứu, sản xuất ra những vật liệu thích ứng với môi trường mặn có vai trò quan trọng để đảm bảo ổn định, nâng cao tuổi thọ công trình.

Gia tăng kinh tế biển

Hiện nay, các địa phương đang triển khai nhiều công trình hạ tầng kết cấu bê tông cốt thép (BTCT), như giao thông, cảng biển, đặc biệt gần đây để thích ứng với sự biến đổi khí hậu, nước biển dâng cao, công trình tưới tiêu, cửa van, cửa cống, bờ kè, đê chắn sóng... được gấp rút xây dựng, nhằm đáp ứng nhu cầu về phát triển kinh tế ven biển.

Nghiên cứu, sản xuất vật liệu phục vụ xây dựng công trình ven biển là vấn đề được đặc biệt quan tâm. Ảnh: Internet.

Theo TS Đinh Anh Tuấn - Viện trưởng Viện Bơm và Thiết bị thủy lợi, ở Việt Nam, BTCT đã được người Pháp đưa vào sử dụng ngay từ những năm cuối của thế kỷ XIX, nhưng phải sau năm 1960, khối lượng công trình vật liệu này được xây dựng trong môi trường biển mới tăng lên đáng kể.

Tất cả công trình ven biển được xây dựng giai đoạn 1960 - 2010 đều áp dụng theo quy phạm xây dựng thông thường, ít chú ý đến vấn đề chống ăn mòn nhằm đảm bảo độ bền vững cho công trình, dẫn đến kết quả tuổi thọ nhiều công trình trong môi trường biển thấp. Nhiều công trình BTCT có niên hạn sử dụng 10 - 15 năm đã bị ăn mòn, phá hủy trầm trọng, đòi hỏi phải chi phí khoảng 40 - 70% giá thành xây mới cho việc sửa chữa bảo vệ.

Vùng biển là môi trường xâm thực mạnh đối với bê tông, BTCT kết cấu chiếm tỉ trọng trên 70% trong xây dựng. Trong khi đó, môi trường biển Việt Nam xâm thực mạnh hơn môi trường biển nhiều nước trên thế giới do nhiệt độ, độ ẩm không khí, thời gian ẩm ướt lớn, nồng độ muối Cl- cao, nước, cốt liệu có nhiễm mặn. Do vậy, việc chống ăn mòn, bảo vệ công trình cần trên cơ sở công nghệ thế giới phải gắn với điều kiện thực tế Việt Nam.

“Thiết kế, thi công bê tông, BTCT theo quy phạm hiện hành dự kiến đảm bảo độ bền kết cấu 50 - 60 năm, trên thực tế qua phần lớn các công trình đã khảo sát chỉ đạt 20 - 30 năm, nhiều công trình hư hỏng nặng sau 7 - 15 năm. Tốc độ ăn mòn ở mức báo động, gây hư hỏng nhanh hơn khả năng sửa chữa rất tốn kém về kinh phí” - TS Đinh Anh Tuấn cho hay.

Theo các chuyên gia đánh giá, hiện nay, có hơn 50% bộ phận kết cấu BTCT ở những công trình ven biển bị ăn mòn, hư hỏng nặng hoặc bị phá hủy chỉ sau 10 - 30 năm sử dụng. Tình trạng suy giảm tuổi thọ công trình BTCT là việc rất đáng quan tâm.

Phát triển bền vững

Chủ tịch HĐQT Công ty CP đầu tư và phát triển công nghệ Đại học Xây dựng (Nucetech) Nguyễn Văn Khánh cho biết, việc ăn mòn cốt thép trong bê tông có nhiều nguyên nhân gây ra nhưng tác nhân chủ yếu là ăn mòn hóa học, điện hóa học, thông thường khi cốt thép bị ăn mòn (bị rỉ) thì thể tích tăng lên gây nứt vỡ lớp bê tông bảo vệ, càng làm quá trình ăn mòn phát triển dẫn tới phá hoại kết cấu.

“Có nhiều giải pháp hạn chế ăn mòn cốt thép trong kết cấu BTCT, như tăng chiều dày lớp bảo vệ cốt thép, sử dụng bê tông mác cao tăng độ đặc chắc, dùng sơn chống thấm... nhưng đều làm gia tăng chi phí” - ông Nguyễn Văn Khánh cho hay.

Hiện nay, các nhà khóa học đã nghiên cứu và sản xuất thành công cốt sợi FRP thay thế cốt thép trong kết cấu BTCT gọi là bê tông dùng cốt sợi composit FRP. Thanh cốt sợi FRP (Fiber Reinforcement Polymer) được làm bằng các sợi liên tục, ngâm tẩm trong chất kết dính bằng nhựa polyme, chất kết dính thường là nhựa epoxy, polyester, vinylester.


Theo đại diện Công ty CP cốt sợi Polyme Việt Nam (FRP Việt Nam) có thể sử dụng sợi thủy tinh, sợi bazan, sợi aramit, sợi cacbon để làm thanh FRP. Thông thường người ta hay dùng sợi thủy tinh để tạo ra và được dùng trong kết cấu bê tông, vì nó không chỉ đáp ứng yêu cầu chịu lực mà giá thành cũng hợp lý hơn, trong khi Việt Nam với một nguồn cát trắng phong phú tạo ra sợi thủy tinh - vật liệu chủ yếu để sản xuất thanh FRP.

Ngoài thanh cốt sợi FRP đã và đang được áp dụng trong việc bảo vệ công trình, biển đảo thì việc phát triển VLXD mới cho công trình ven biển có thể kể đến như Bê tông HPC - High Performance Concrete, Cọc cừ bê tông HPC và FRP, đê chắn sóng dạng thùng chìm...

Các chuyên gia, nhà khoa học đều cho rằng, giải pháp hiệu quả giúp công trình ven biển tăng tuổi thọ trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng khắc nghiệt hiện nay cần tăng cường hoạt động hợp tác, sản xuất các loại VLXD mới, thông minh, tiết kiệm năng lượng có hiệu quả kinh tế cao, thân thiện môi trường. Điều này hướng đến mục tiêu giảm phát thải chất ô nhiễm khí nhà kính, ô nhiễm môi trường và vấn đề về gia tăng rủi ro thiên tai, nhất là những tỉnh ở vùng đầu nguồn nước, vùng ven biển trọng yếu.

"Sau 2 năm triển khai Đề án phát triển VLXD phục vụ xây dựng công trình ven biển, hải đảo đến năm 2025 (Đề án 126), các nhà khoa học và doanh nghiệp Việt Nam đã sản xuất được nhiều loại vật liệu phục vụ xây dựng công trình ven biển, như xi măng bền sunfat, kính, gạch ốp lát, phụ gia cho bê tông, thép hợp kim… Việc phát triển và sử dụng hiệu quả VLXD chịu mặn không chỉ góp phần tăng tuổi thọ công trình mà quan trọng hơn nữa là phục vụ tốt cho Chiến lược phát triển kinh tế biển" - Vụ trưởng Vụ VLXD (Bộ Xây dựng) Phạm Văn Bắc.