Hiện nay, vật liệu composite được xem là lựa chọn tối ưu thay thế cho các vật liệu truyền thống như bê tông, kim loại hay gỗ trong xây dựng. Hãy cùng khám phá sâu hơn vai trò và tác dụng của vật liệu composite trong xây dựng trong bài viết này nhé.
Tổng quan về vật liệu composite
Vật liệu composite là thuật ngữ dùng để chỉ những vật liệu được tạo ra từ sự kết hợp của hai hay nhiều thành phần vật liệu giúp tạo nên một sản phẩm có tính năng vượt trội hơn hẳn so với từng vật liệu thành phần riêng lẻ. Trong cấu trúc composite, thường có vật liệu nền kết hợp với vật liệu cốt để gia cường và tăng cường độ bền cơ học, độ cứng, khả năng chịu nhiệt và khả năng chống ăn mòn.
Không giống như các vật liệu truyền thống như thép, inox hay bê tông – vốn có tính chất cố định, composite cho phép các kỹ sư thiết kế tính chất vật lý, hóa học theo nhu cầu sử dụng thực tế, từ đó tối ưu hóa hiệu suất sản phẩm theo từng ứng dụng cụ thể. Đây cũng chính là lý do tại sao vật liệu composite ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như xây dựng, giao thông, công nghiệp chế tạo, xử lý nước thải, và cả trong ngành điện – điện tử.
Ưu điểm của vật liệu composite trong xây dựng
Độ bền cơ học cao
Một trong những ưu điểm nổi bật nhất của vật liệu composite trong xây dựng chính là độ bền cơ học vượt trội. Nhờ cấu trúc đặc biệt, composite tạo ra một hệ vật liệu có khả năng chịu kéo, chịu uốn và chịu nén cao hơn nhiều so với các vật liệu truyền thống như thép. Trong nhiều thử nghiệm thực tế, một số loại composite có độ bền gấp 2–3 lần thép nhưng lại nhẹ hơn rất nhiều. Tính chất này đặc biệt quan trọng trong các công trình yêu cầu độ ổn định cao, kháng rung động và độ bền lâu dài, từ cầu đường, nhà xưởng, đến các công trình ven biển hoặc có môi trường ăn mòn mạnh.
Trọng lượng nhẹ
Khối lượng riêng thấp là một ưu điểm khác giúp vật liệu composite ngày càng được ưa chuộng trong ngành xây dựng. Nhẹ hơn sắt thép nhưng không thua kém về độ bền, composite giúp giảm đáng kể tải trọng lên kết cấu nền móng, từ đó tiết kiệm chi phí xây dựng tổng thể và tăng hiệu quả thiết kế. Ngoài ra, trọng lượng nhẹ giúp việc vận chuyển và lắp đặt tại công trình trở nên nhanh chóng, thuận tiện hơn rất nhiều so với khi sử dụng kim.
Thiết kế đa dạng, dễ tạo hình
Một trong những yếu tố làm nên sức hấp dẫn của vật liệu composite là khả năng tùy biến vượt trội về hình dáng và màu sắc. Với quy trình sản xuất linh hoạt như đúc khuôn, kéo sợi, ép nén hay cán tấm, composite có thể được tạo hình thành nhiều dạng cấu kiện khác nhau, từ tấm ốp mặt tiền, ống dẫn nước, mái che cho đến các kết cấu uốn cong phức tạp. Đặc điểm này mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các công trình đòi hỏi tính thẩm mỹ cao, thiết kế độc đáo hoặc phải thi công theo kiến trúc phi truyền thống.
Dễ dàng thi công
Không chỉ nhẹ và linh hoạt, vật liệu composite còn dễ thi công và lắp đặt, không yêu cầu máy móc nặng nề hay kỹ thuật cao cấp như nhiều vật liệu truyền thống. Nhờ khả năng gia công tại xưởng trước khi đưa đến công trình, composite giúp rút ngắn thời gian thi công và kiểm soát chất lượng tốt hơn. Đồng thời, vật liệu này có thể kết hợp dễ dàng với các hệ kết cấu khác. Đối với các công trình cần đẩy nhanh tiến độ, tối ưu chi phí và duy trì tính bền vững, composite là lựa chọn lý tưởng.
Giá thành hợp lý
Ngoài những ưu điểm trên, vật liệu composite ngày càng được ưu tiên trong ngành xây dựng hiện đại nhờ giá thành hợp lý khi xét trên tổng vòng đời sử dụng. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu của các sản phẩm composite như tấm lợp composite, ống dẫn composite, hay bể chứa composite FRP có thể cao hơn một chút so với các vật liệu truyền thống như gỗ, gạch, hay nhựa thông thường, nhưng điểm mấu chốt nằm ở chi phí bảo trì và bảo dưỡng cực thấp.
Nhờ vào đặc tính kháng ăn mòn, chịu được hóa chất, không bị oxy hóa hay mục nát, composite gần như không cần đến các quy trình sơn phủ chống gỉ, gia cố lại hay thay thế thường xuyên. Không chỉ vậy, tuổi thọ kéo dài trên 20–30 năm của các cấu kiện composite, giúp tiết kiệm được một khoản lớn chi phí dài hạn.
Tác dụng của vật liệu composite trong xây dựng
Vật liệu composite làm đường ống
Trong lĩnh vực xây dựng hạ tầng, một trong những ứng dụng dễ nhận thấy và mang lại hiệu quả cao nhất của vật liệu composite chính là sản xuất đường ống. Khác với các loại đường ống kim loại truyền thống, thường bị oxy hóa, rò rỉ hay ăn mòn trong môi trường chứa hóa chất hoặc nước biển, các loại ống composite lại cho thấy khả năng chống ăn mòn và kháng hóa chất cực kỳ vượt trội.
Điều này làm cho composite trở thành giải pháp lý tưởng cho các hệ thống ống dẫn nước thải công nghiệp, ống xử lý hóa chất, hay ống dẫn nước sạch trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. Ngoài ra, nhờ đặc tính trọng lượng nhẹ, composite giúp giảm tải cho toàn hệ thống, từ đó tiết kiệm chi phí vận chuyển, thi công và bảo trì.
Ngoài các hệ thống đường ống làm từ vật liệu composite thì bồn xử lý nước thải composite, bồn chứa nước composite,… cũng được sử dụng rất nhiều trong công trình cấp thoát nước.
Dùng để làm các tấm lợp
Tấm lợp composite là một giải pháp tiên tiến trong các công trình xây dựng cần đến vật liệu nhẹ, cách nhiệt và chịu thời tiết tốt. Nhờ cấu tạo từ sợi thủy tinh, resin nền polymer và các chất gia cường, tấm lợp composite không chỉ có tính chống tia UV, mà còn kháng nước, chống ăn mòn và có tuổi thọ lên đến hàng chục năm. So với các loại tấm lợp kim loại hay nhựa PVC thông thường, composite vượt trội hơn ở khả năng chịu tải và ổn định kích thước trong điều kiện khắc nghiệt.
Gia cố các công trình
Ngày càng có nhiều công trình xây dựng, đặc biệt là các công trình được xây dựng từ hàng chục năm trước bằng bê tông cốt thép đang đối mặt với tình trạng xuống cấp nghiêm trọng. Trong nhiều trường hợp, việc tháo dỡ và xây dựng lại không chỉ tốn kém mà còn gây ảnh hưởng lớn đến môi trường cũng như cộng đồng xung quanh. Đây là lúc vật liệu composite phát huy giá trị thực tiễn của mình trong việc gia cố và phục hồi kết cấu.
Nhờ đặc tính độ bền kéo cao, khả năng chịu lực cực tốt và tương thích với nhiều loại vật liệu nền, các loại composite gia cường như CFRP đang được sử dụng để bọc ngoài dầm, cột hoặc trần bê tông bị nứt, hư hỏng. Phương pháp này không những kéo dài tuổi thọ công trình mà còn rút ngắn đáng kể thời gian thi công. Việc sử dụng vật liệu composite để gia cố công trình đang trở thành một xu thế mới trong xây dựng hiện đại, đặc biệt trong bối cảnh tái cấu trúc đô thị và nâng cấp hạ tầng cũ kỹ.
Làm nhà lắp ghép từ composite
Trong những năm gần đây, mô hình nhà lắp ghép đang được nhiều khách hàng quan tâm. Composite cho phép thiết kế linh hoạt, trọng lượng nhẹ, cách nhiệt tốt và chịu thời tiết khắc nghiệt, những yếu tố rất cần thiết trong môi trường công nghiệp, khu công nghiệp hoặc các khu dân cư cần nhà tạm, nhà di động. Hơn nữa, việc chế tạo các cấu kiện nhà từ composite còn giúp rút ngắn thời gian thi công đến 60%, dễ dàng tháo lắp và tái sử dụng nhiều lần. Không chỉ dừng lại ở tính ứng dụng, vật liệu composite trong xây dựng nhà lắp ghép còn mở ra tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong xu hướng kiến trúc xanh, thân thiện với môi trường.
Trên đây là bài viết chi tiết về chủ đề ứng dụng của vật liệu composite trong xây dựng mà Việt Phát Composite muốn gửi đến bạn. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào về vấn đề trên hãy liên hệ với chúng tôi ngay nhé.
