công nghệ vật liệu 3D

Công ty Cổ phần Thế Kỷ Mới đã đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất tấm EVG 3D palnel công nghệ áo (công nghệ sản xuất 3D tốt nhất trên thế giới hiện nay) với công suất 2 triệu m2/ năm.

Qua tìm hiểu, một số chuyên gia trong ngành xây dựng đều khẳng định, sản phẩm 3D thể hiện nhiều ưu việt cho các công trình xây dựng, song chúng chưa được hợp chuẩn hoá xây dựng quốc gia nên khó khăn cho việc ứng dụng xây dựng các công trình lớn, làm khó dễ cho các cơ quan thẩm định, xét duyệt. Vì vậy việc chuyển giao tiến bộ kỹ thuật vào Việt Nam hiện gặp nhiều trở ngại. Các chuyên gia còn kiến nghị Nhà nước và Bộ, Ngành liên quan cần sớm nghiên cứu đưa sản phẩm 3D trong khung pháp lý để việc ứng dụng được đại trà hơn, mang lại nhiều lợi ích hơn cho Ngành xây dựng.
Công nghệ xây dựng 3D là gì?

• Thực chất là phương pháp thi công lắp ghép và đổ bê tông toàn khối, tạo hình dáng công trình một cách linh hoạt theo thiết kế kiến trúc. Nguyên liệu lắp ghép là những tấm xây dựng 3 chiều cấu tạo bởi hai lớp thép đặt ở hai bên mặt tấm, được liên kết với nhau bằng các thanh thép mạ, tạo thành khung không gian chịu lực, ở giữa có lớp xốp cách nhiệt, 2 bên được trát vữa, bê tông tạo độ cứng cho tấm chịu lực. Tấm xây dựng 3 chiều có độ dày từ 70mm đến 140mm, trong đó lớp ngăn cách dày 30mm đến 100mm, lưới là thép đường kính 3mm đến 4mm mạ kẽm
• Các ưu điểm nổi bật:

----- khả năng chịu lực cao,
----- có thể chịu được bão với sức gió 300 km/h,
----- chịu được động đất 7,5 độ Richter
----- cách âm, cách nhiệt (nhờ lớp mút xốp ở giữa)
----- khối lượng chỉ khoảng 60% so với tường gạch và sàn bê tông có cùng kích thước
----- có thể thay thế hữu hiệu gạch xây dựng vốn phải khai thác tài nguyên đất
----- được đúc sẵn theo thiết kế nên thời gian thi công nhanh
----- không đòi hỏi phải có giàn giáo rườm rà hay phương tiện cơ giới nặng nề
----- thích hợp cho những chung cư cao tầng xây dựng trên nền đất yếu vì tiết kiệm chi phí gia cố móng - chắc chắn giá thành phần thô của công trình sẽ rẻ hơn ít nhất 20% so với kỹ thuật xây dựng truyền thống, đồng thời vẫn bảo đảm tuổi thọ không dưới 50 năm

• ngoài hạt polysterence để sản xuất mút xốp hiện tạm thời phải nhập khẩu, các loại phụ gia, lưới thép... để chế tạo tấm 3D-panel hoàn toàn có thể tự túc từ trong nước. Riêng thiết bị công nghệ ban đầu phải nhập từ nước ngoài với chi phí đầu tư ban đầu cho một nhà máy khoảng 11 triệu USD.

• Công nghệ sản xuất:

Để có tấm xây dựng 3 chiều, các chuyên gia kỹ thuật đã nghiên cứu thiết kế ra 2 dây chuyền sản xuất, một sản xuất xốp và một chuyên để kéo thép hàn lưới phủ, hàn lưới liên kết. Cả hai dây chuyền này cùng sản xuất song song để cho ra bán thành phẩm bằng lưới thép, liên kết với tấm xốp, sau đó tổng hợp thành tấm xây dựng 3 chiều.

• Trong khi lắp ghép các tấm xây dựng 3 chiều thì điều quan trọng là phải thực hiện theo chỉ dẫn của thiết kế thi công. Vì vậy song hành cùng sản phẩm 3D khi sản xuất ra, phải cần tới các đơn vị tham gia tư vấn thiết kế để đảm bảo độ an toàn và tuổi thọ cho công trình (vì đây là công nghệ cao). Sau cùng là công đoạn trát vữa, bê tông, có thể trát bằng thủ công hoặc bằng máy phun. Đặc điểm của công trình xây bằng công nghệ này là đơn giản hoá trong thi công. Theo tài liệu nghiên cứu và tính toán, qua thử nghiệm của một số nước trên thế giới cho biết, tải trọng nhẹ hơn 40% so với công trình sử dụng vật liệu truyền thống, chống được thấm dột, mối mọt cho các công trình... Hơn nữa tuổi thọ công trình có thể lên tới 60-100 năm (trong khi tuổi thọ trung bình các công trình xây dựng thường hiện nay là khoảng 30 năm)
• Nhận xét về vật liệu 3D, ông Nguyễn Ngọc Tú, Tổng thư ký Hội kết cấu Xây dựng miền Nam cho biết, về kết cấu, các tấm 3D đã thoả mãn được 3 độ bền đó là độ bền oằn, độ bền ép và độ bền cắt. Do được công xưởng hoá trong kết cấu xây dựng nên thời gian xây dựng công trình nhanh hơn so với phương pháp xây dựng truyền thống. Như vậy công nghệ xây dựng bằng vật liệu 3D trong tương lai sẽ là cuộc cách mạng đột phá trong ngành xây dựng tại Việt Nam. Bởi ngoài tính ưu việt như nói ở trên, nó còn giải quyết vấn đề tài nguyên đang ngày càng bị cạn kiệt (gỗ, tre làm dầm, đất nung gạch...), chống ô nhiễm môi trường do nung đốt gạch gây ra. Giá cả công trình sẽ rẻ hơn nếu được sử dụng phổ biến. Các công trình xây dựng càng lớn sẽ càng giảm giá thành đầu tư nếu sử dụng vật liệu xây dựng 3D.
• Thế giới và Việt Nam nghiên cứu và ứng dụng 3D như thế nào?
• Cảm hứng về không gian 3 chiều của vũ trụ trong thái dương hệ, cách đây hơn 50 năm, các nhà khoa học tây phương đã phát minh ra phương pháp kết cấu xây dựng tạo dầm, mái với khẩu độ lớn, khoẻ vượt trội so với công nghệ dầm đà truyền thống. Năm 1950, tại Mỹ, người ta bắt đầu nghiên cứu tấm 3D và ngày càng phát hiện tính ưu việt của sản phẩm này. Từ đây, nhiều nhà nghiên cứu khoa học xây dựng ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới như: Mỹ, áo, Anh, Pháp, Nhật, ý... đã cùng nghiên cứu để phát triển và hoàn thiện sản phẩm đưa 3D vào hiện thực cuộc sống xây dựng ở nhiều nước châu Âu, châu Mỹ và châu á. Hiện nay, loại vật liệu 3D có chất lượng đạt tiêu chuẩn vật liệu xây dựng quốc gia của các nước Mỹ, áo, Đức, Anh, Pháp, Nhật Bản, Trung Quốc có tên gọi là 3D Panel. Để nghiên cứu ra sản phẩm mang tính vượt trội này, nhiều nhà sáng chế, các công ty bảo trợ cho các nhà phát minh đã tốn phí rất nhiều tiền của. Hiện Cộng Hoà áo là nước đi đầu trên thế giới trong việc sáng chế ra công nghệ sản xuất vật liệu 3D Panel và được 38 nước trên thế giới tiến hành nghiên cứu và ứng dụng. Sản phẩm 3D của Cộng hoà áo có tên gọi đầy đủ là EVG -3D Panenl (EVG là tên của một tập đoàn kinh tế lớn của áo, chính hãng này đã có công nghiên cứu chế tạo ra công nghệ sản xuất tấm 3D Panel) được đăng ký bản quyền tại nhiều nước trên thế giới trong đó có cả Nhật Bản, Mỹ và tại Việt Nam.
• Tại Mỹ. Mexico, Brazil, các nước Nam Mỹ, quần đảo Caribe, một số nước ở châu á, Trung Đông đã đưa vào sử dụng đại trà trong xây dựng bằng vật liệu 3D của Cộng hoà áo từ cách đây hơn 20 năm. Những nước này chịu ảnh hưởng khí hậu khắc nghiệt của thiên tai, gió bão. lũ lụt động đất, sóng thần...vậy nên sử dụng xây dựng công nghệ này đã đạt được tính chuẩn trội so với dùng vật liệu xây dựng thường. Công nghệ này đã được xếp hạng tiêu chuẩn thế giới. Tấm EVG 3D Panel của áo khác với tấm 3D Panel sản xuất theo công nghệ các nước khác ở chỗ, thép lưới có cường độ cao hơn hai lần thép xây dựng hiện có tại Việt Nam, thép giàn có cường độ mạnh gấp 3 lần thép xây dựng. Cả hai loại thép để hoàn thành tấm 3D panel phải có carbon thấp 0,12% -0,15%, và độ căng đạt 700Mpa. Máy hàn theo công nghệ này phải dùng hàn điểm, điện hàn <>
• Việc thử tải EVG 3D panel tại các nước cho thấy, công trình xây dựng có thể cách âm được 42Dh (theo Viện Nghiên cứu Thử nghiệm Hàng không Cộng hoà áo 1995); cách nhiệt chống cháy tới 10000C trong 2 h (theo Viện Kiểm soát Chất lượng Singapore 1999); chống gió bão trên 300km/ h (theo Bão Hurricane Andrew tại Irma Cordero, quận Homestead, bang Florida, Mỹ 1991; chịu động đất trên 7 độ richter (theo Registered Professional Engineer CA, USA 1992).
• Tại Việt Nam năm 1996, sau khi thăm chính thức 2 ngôi nhà thử nghiệm xây dựng bằng vật liệu EVG 3D Panel tại huyện Bình Chánh, TPHCM, nguyên Thủ tướng Võ Văn Kiệt đã ra văn bản số 58 ngày 11/7/1996 cho phép nhập 3 nhà máy sản xuất tấm EVG 3D panel tại 3 địa điểm là huyện Bình Chánh - TPHCM, Thành phố Cần Thơ và Khu Công nghiệp Dung Quất- Quảng Ngãi. Mục đích là để lo nhà ở cho TPHCM, các tỉnh miền Trung và vùng đồng Bằng sông Cửu Long. Song vì nhiều lý do khó khăn khác nhau, cộng với giá thành nhập khẩu công nghệ quá đắt (1 triệu USD), vì vậy chưa có doanh nghiệp nào dám mạnh dạn đầu tư.
• Tuy nhiên, 5 năm trở lại đây, thông tin về việc tiếp cận và ứng dụng vật liệu 3D trong xây dựng đã được thị trường Việt Nam nắm bắt khá chắc. Hơn chục công trình tiếp theo được thử nghiệm xây dựng trên địa bàn TPHCM, Đồng Tháp, Hà Nội và một số địa phương khác, trong đó có các ngôi biệt thự 3-4 tầng. Đặc biệt việc nghiên cứu đánh giá và chọn lựa sản phẩm 3D được các chuyên gia xây dựng rất quan tâm. Ngay từ năm 1997, nhóm các nhà khoa học thuộc Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ quốc gia cũng đã tiến hành nghiên cứu chế tạo dây chuyền sản xuất tấm 3D, Công ty Vật liệu và Công nghệ Matech đã thi công lắp đặt dây chuyền sản xuất này. Sản phẩm vật liệu khi sản xuất cũng đã được áp dụng xây một số công trình tại Hà Nội như khách sạn Tràng Tiền, Bảo tàng Công an và nhà khách Bộ Công an. Năm 2002, Công ty Cổ phần Thế Kỷ Mới- TPHCM đã đầu tư hơn 9,5 triệu USD để xây dựng Nhà máy sản xuất tấm EVG 3D palnel công nghệ áo với công suất 2 triệu m2/năm. Nhà máy đặt tại Khu Công nghiệp Phú Bài, Thừa Thiên Huế để ưu tiên việc xây dựng nhà ở cho đồng bào miền Trung, nơi khí hậu khắc nghiệt nhất so với cả nước. Năm 2003-2004, sản phẩm của Nhà máy được áp dụng thí điểm xây dựng trường TH Phú Bài - Thừa Thiên Huế. Năm 2005 dây chuyền tự động hoá 100% sản xuất tấm EVG- 3D palen của Nhà máy chính thức đi vào hoạt động song công suất dự kiến chỉ đạt 1 triệu m2//năm bằng 1/2 công suất thiết kế bởi lẽ thị trường tiêu thụ vật liệu 3D tại Việt Nam hiện còn gặp nhiều khó khăn như đã nói ở trên. Nhà máy hiện đang sản xuất theo đơn đặt hàng của các nước Nga, Indonesia, Iran và Thái Lan... Để phát triển việc ứng vật liệu 3D vào cuộc sống, Công ty Cổ phần Thế Kỷ Mới có kế hoạch nghiên cứu thiết kế xây dựng một số công trình khách sạn, khu nhà ở từ 7-18 tầng tại Huế, TPHCM và Đà Nẵng.

Lời kết

• Nói về Khoa học công nghệ là một lĩnh vực khó, việc ứng dụng nó còn khó hơn nhiều. Công nghệ 3D đã được thế giới nghiên cứu phát minh từ cách đây 50 năm, nhiều nước tiên tiến như Anh, Pháp, Mỹ, Nhật Bản, áo ...đã sử dụng đại trà từ 20 năm nay, một số nước đã cho nghiên cứu chính thức đưa sản phẩm EVG 3D panel vào hợp chuẩn quốc gia trong xây dựng để dễ bề quản lý và thúc đẩy khoa học đi vào cuộc sống.