Tìm hiểu công nghệ vật liệu xây dựng mới

No comments

– Các công nghệ mới, vật liệu xây dựng mới tiêu tốn ít nguyên nhiên liệu, cách âm, cách nhiệt, có nhiều tính năng vượt trội, thân thiện với môi trường, được Nhà nước quan tâm, đầu tư, phát triển, mở ra sự lựa chọn phong phú trong sáng tạo kiến trúc và góp phần tạo nên nhiều công trình kiến trúc đẹp cho đất nước.

Kiến trúc, xây dựng đã để lại cho nhân loại những công trình tuyệt vời. Sự phong phú đa dạng trong kiến trúc từ xưa đến nay đều được biểu hiện chủ yếu thông qua vật liệu xây dựng. Vật liệu xây dựng (VLXD) bên cạnh phải đáp ứng các tính chất, đặc điểm về công năng sử dụng, còn giúp kiến trúc sư sáng tạo nên những kiểu dáng kiến trúc độc đáo, tuyệt vời. Trong kiến trúc hiện đại nhiều loại VLXD truyền thống không thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật như độ bền, màu sắc, cách âm, cách nhiệt…Để giải quyết những bất cập đó một số loại VLXD mới ra đời và đã giúp các kiến trúc sư lựa chọn các loại vật liệu xây dựng phù hợp, tạo nên những công trình kiến trúc hoành tráng, nguy nga lộng lẫy.

I. Định hướng phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam

Việt nam có các điều kiện hết sức thuận lợi về tai nguyên khoáng sản, thị trường, nguồn nhân lực, chính sách mở cửa, hội nhập quốc tế để phát triển ngành công nghiệp VLXD thành một ngành công nghiệp mạnh, thoả mãn nhu cầu tiêu dùng trong nước, có khả năng cạnh tranh cao. Để biến những tiềm năng lợi thế đó phục vụ nhu cầu phát triển đất nước, ngành công nghiệp VLXD đã được định hướng phát triển như sau:

– Phát triển ngành VLXD thành một ngành kinh tế mạnh, trên cơ sở khai thác hợp lý, có hiệu quả tài nguyên khoáng sản làm VLXD đảm bảo hài hoà, bền vững giữa kinh tế, an ninh quốc phòng và bảo vệ môi trường, sinh thái, đáp ứng nhu cầu VLXD cả về khối lượng, chất lượng lẫn chủng loại cho tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.

– Về công nghệ: ưu tiên phát triển những công nghệ mới, tiên tiến hiện đại, sản xuất các sản phẩm chất lượng cao, tiêu tốn ít nguyên liệu, năng lượng, nhiên liệu; các sản phẩm tiết kiệm năng lượng, cách âm, cách nhiệt, thân thiện với môi trường, vật liệu không nung, sản phẩm tái chế. Phát triển các công nghệ sử dụng nhiên liệu tái chế, công nghệ nano. Chú trọng đầu tư cải tạo, hiện đại hoá các cơ sở sản xuất VLXD hiện có, công nghệ lạc hậu, tiêu tốn nhiều nguyên liệu, ô nhiễm môi trường.

– Về sản phẩm: sản xuất đủ về số lượng, chủng loại cho nhu cầu tiêu dùng trong nước, dành một phần cho xuất khẩu chiến lược. Phát triển các loại vật liệu thân thiện với môi trường, vật liệu nội thất cao cấp, vật liệu cách âm, cách nhiệt, vật liệu tiết kiệm năng lượng, vật liệu nano. Sử dụng phế thải công nghiệp, sinh hoạt làm nhiên liệu sản xuất xi măng.. Sử dụng lại phế thải xây dựng làm nguyên liệu sản xuất VLXD. Sử dụng nhiệt thừa chạy máy phát điện sản xuất xi măng.

1. Vật liệu xây dựng truyền thống

Vật liệu xây dựng truyền thống là các loại VLXD được sử dụng trong xây dựng, trang trí các công trình kiến trúc, được lấy trực tiếp từ thiên nhiên như sỏi, đá, gỗ, đá ong, tre , nứa… hoặc chất liệu từ thiên nhiên và qua các công nghệ chế tác hình thành nên các sản phẩm như: gạch nung, ngói, gốm, sứ, đồ tráng men, sơn ta…

Thông thường VLXD truyền thống có xuất xứ từ địa phương, thường được sử dụng cho kiến trúc nội ngoại thất từ lâu đời và được nhiều người quan tâm vì chi phí phù hợp và vẫn tạo được nét riêng.

2. Vật liệu xây dựng mới trong kiến trúc hiện đại

Vật liệu xây dựng mới là sản phảm của cuộc cách mạng khoa học công nghệ tạo nên, đó là các loại vật liệu thân thiện với môi trường, cách âm, cách nhiệt bền đẹp: vật liệu không nung, vật liệu trang trí nội ngoại thất (các loại gạch ốp lát ceramic, granit nhân tạo; đá ốp lát nhân tạo, kính xây dựng, tấm trần, tấm tường sản xuất từ xơ, sợi tổng hợp, tấm thạch cao, các tấm sản xuất bằng vật liệu compozit, các loại sơn tổng hợp), các loại vật liệu lợp thông minh, cách âm, cách nhiệt…

Tính ưu việt của VLXD mới là có sự hỗ trợ của công nghệ tạo ra những tính năng tuyệt vời, màu sắc đa dạng, chủng loại phong phú giúp cho các kiến trúc sư sáng tạo nên những mảng trang trí, không gian phù hợp với cuộc sống hàng ngày của con người. Loại vật liệu này thường bắt mắt, trau chuốt hơn so với vật liệu tự nhiên, tạo được không gian ấm cúng và sang trọng, được sử dụng rộng rãi ở các nước và đây cũng là xu hướng tất yếu ở Việt Nam.

II. Phát triển và sử dụng một số vật liệu xây dựng mới trong kiến trúc

1. Kết cấu panen bê tông ứng suất trước

Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước, còn gọi là kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước, hay bê tông tiền áp, hoặc bê tông dự ứng lực, là kết cấu bê tông cốt thép sử dụng sự kết hợp ứng lực căng rất cao của cốt thép ứng suất trước và sức chịu nén của bê tông để tạo nên trong kết cấu những biến dạng ngược với khi chịu tải, ở ngay trước khi chịu tải. Nhờ đó những kết cấu bê tông này có khả năng chịu tải trọng lớn hơn kết cấu bê tông thông thường, hoặc vượt được những nhịp hay khẩu độ lớn hơn kết cấu bê tông cốt thép thông thường. Ứng dụng v tiền áp được dùng trong các toà nhà cao tầng, lò phản ứng hạt nhân, cầu treo dây văng hay cầu treo dây võng, các bể chứa, xi lô của các nhà máy.

2. Tấm panen đúc sẵn

Sử dụng tấm panen đúc sẵn trong xây dựng các nhà chung cư cao tầng đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới và là xu hướng tất yếu trong xây dựng các nhà chung cư cao tầng ở Việt Nam. Kết cấu panen tấm lớn đã được sử dụng để lắp ghép các nhà chung cư từ những năm 70 của thế kỷ 20 theo các mẫu thiết kế điển hình đã bộc lộ các nhược điểm: đơn điệu về kiến trúc, công năng sinh hoạt của căn hộ hạn chế, chất lượng lắp, chất lượng cấu kiện thấp.

Những công trình cao tầng xây dnựg sau những năm 90 của thế kỷ 20 của nước ta là hết sức đa dạng: nhà tái định cư, chung cư liền kề, chung cư cao cấp, các khách sạn lớn, văn phòng cho thuê phát triển với tóc độ nhanh ở các đô thị lớn. Giải pháp kết cấu phổ biến của các công trình hiện nay là kết cấu khung chịu lực từ bê tông cốt thép, chất liệu vật liệu yêu cầu cao hơn. Cường độ bê tông phỏ biến mác 40Mpa, có công trình dùng đến mác 70 Mpa và hơn nữa. Điều này đòi hỏi ngành công nghiệp xi măng phải sản xuất và cung cấp các sản phẩm chất lượng cao, mác 40 trở lên và xây dựng công nghệ chế tạo bê tông đúc sắn tiến triển.

Sản phẩm bê tông đúc sẵn công nghẹ mới sản xuất theo tiêu chuẩn Châu Âu: EN 14992: 2007 precast concrete produst wall elements đang được đưa vào nước ta. Ưu điểm của các sản phẩm này là:

– Đa dạng kiến trúc theo model.

– Cấu kiện được hoàn thiện ở mức cao, chất lượng cấu kiện tốt, các tính năng cách âm, cách nhiệt cũng được cải thiện nhờ đa dạng hoá các loại bê tông.

– Chất lượng thi công lắp dựng cao.

– Áp dụng triệt để cơ giới hoá trong thi công lắp dựng; năng suất lao động cao, thời gian thi công ngắn, chi phí nhân công trong công trình thấp; chi phí hoàn thiện thấp.

– Có thể tiết kiệm được chi phí công trình từ 25%- 45%.

Đây là dạng vật liệu, kết cấu cho phép xây dựng các khu chung cư cao tầng chất lượng cao, nhưng chi phí rất thích hợp cho xây dựng các ký túc xá sinh viên, nhà ở dành cho người thu nhập thấp.

3. Vật liệu xây dựng không nung

Thói quen sử dụng vật liệu xây ở Việt Nam chủ yếu là gạch đất sét nung. Đây là một thói quen lãng phí. Nhu cầu sử dụng VLXD vào các năm 2010, 2015, 2020 khoảng 25, 32, 42 tỷ viên tiêu chuẩn. Để sản xuất 1 tỷ viên gạch đất sét nung sẽ phải tiêu tốn hơn 1,5 triệu m3 đất sét (khoảng 75 ha đất nông nghiệp), 150.000 tấn than, thải ra môi trường 0,52 triệu tấn CO2 gây hiệu ứng nhà kính, khả năng cơ giới hoá xây lắp thấp, tính cách âm, cách nhiệt của tường xây bằng gạch đất sét nung thấp. Với nhiều ưu thế và thân thiện với môi trường, sử dụng VLXD không nung là xu hướng tất yếu.

Bộ Xây dựng đang trình Thủ tướng chính phủ Chương trình phát triển gạch không nung thay thế gạch đát sét nung với mục tiêu năm 2010 thay thế được 10%, năm 2015: 20%- 25% và vào năm 2020 là 30%- 40% nhằm tiết kiệm đất nông nghiệp, than, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tiết kiệm năng lượng đẩy nhanh quá trình công nghiệp hoá ngành xây dựng. Bộ cũng đang rà soát, xây dựng, ban hành đồng bộ các tiêu chuẩn về vật liệu không nung từ tiêu chuẩn sản phẩm, định mức tiêu hao đến các tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu. Điều quan trọng và cần thiết là sự phối hợp giữa các nhà tư vấn, thiết kế, các kiến trúc sư với các cơ sở sản xuất, thi công và lắp dựng. Công tác tuyên truyền, quảng bá để làm thay đổi thói quen của người tiêu dùng về vật liệu xây dựng là hết sức cần thiết. Mặt khác, bên cạnh chính sách khuyến khích phát triển cần có chính sách khuyến khích sử dụng sản phẩm mới.

4. Vật liệu ốp lát

Đá ốp lát nhân tạo: Đá ốp lát nhân tạo là một sự đột phá trong lĩnh vực xây dựng và kiến trúc, sản phẩm đá ốp lát nhân tạo bretonstone terastone là một loại đá hỗn hợp có mật độ cao, được sản xuất theo công nghệ rung và nén trong môi trường chân không, để tạo ra các tấm đá nhân tạo có màu sắc phong phú và các đặc tính kỹ thuật ưu việt nổi bật của sản phẩm, khiến nó trở thành đá ốp lát lý tưởng cho các kiến trúc sư thiết kế với các loại màu sắc khác nhau theo yêu cầu công trình kiến trúc. Đá ốp lát nhân tạo đã góp phần làm tăng thêm thế mạnh của ngành VLXD, các sản phẩm ốp lát có kích thước lớn, độ bóng cao, gam màu ổn định được khách hàng trong và ngoài nước ưa chuộng. Các sản phẩm đá ốp lát được áp dụng trong nhiều lĩnh vực như ốp tường, lát sàn, cầu thang, bồn tắm… có độ bền và mang tính nghệ thuật cao.

Gạch ốp lát tráng phủ nano

Gạch lát các công trình kiến trúc qua thời gian do tác động sẽ phai mờ về màu sắc, chầy xước, rêu mốc… làm giảm giá trị kiến trúc của công trình. Để khắc phục các nhược điểm trên các sản phẩm ứng dụng công nghệ nano đang ngày càng được người tiêu dùng quan tâm, nhất là trong lĩnh vực VLXD. Mới đây Công ty cổ phần Thạch Bàn, Tiên Sơn đã ứng dụng thành công và tung ra thị trường dòng sản phẩn granite hạt mịn và granite hạt pha lê công nghệ mài bóng nano. Đây cũng là doanh nghiệp đầu tiên và duy nhất hiện nay đưa sản phẩm gạch công nghệ cao này ra thị trường. Điểm ưu việt giữa sản phẩm grranite mài bóng công nghệ nano và sản phẩm grranite mài bóng công nghệ thông thường hiện có trên thị trường là sự sáng bóng và không bám bẩn, những sản phẩm này có vân tự nhiên, vân mây giữa các sản phẩm đồng đều, giống nhau tạo sự hoàn hảo cho công trình.

5. Kính xây dựng

Việc đưa các sản phẩm kính xây dựng ứng dụng rộng rãi trong kiến trúc đã tạo điều kiện thuận lợi để các KTS thả trí tưởng tượng của mình trong sáng tạo kiến trúc nội ngoại thất, kéo theo đó là cuộc chạy đua xây nhà chọc trời khởi nguồn từ Mỹ và nay là Đông Á, Trung Á, Nga…Kính xây dựng đã góp công lớn xây xây nên một nền kiến trúc hiện đại, với những toà nhà siêu cao tầng bền đẹp với thời gian. Đó là những công trình như toà nhà AT& T ở New York do KTS người Mỹ Philip Jonson thiết kế theo dòng kiến trúc hậu hiện đại; toà nhà ngân hàng Trung Hoa ở Hồng Kông do KTS người Mỹ gốc Trung Quốc I.M Pei thiết kế; toà tháp đôi Petronas ở Maylaysia. Ở Việt Nam cũng có một số công trình chọc trời như công trình tháp Bitexco khởi công năm 2005 ở TP. HCM với 68 tầng và chiều cao tổng cộng là 300m…

Các công nghệ sản xuất kính lạc hậu, tiêu tốn nhiều nhiên liệu, sản phẩm chất lượng không cao, khả năng cạnh tranh thấp (công nghệ kính kéo đứng, kéo ngang) đang dần được thay thế, nhường chỗ cho công nghệ kính nổi float. Đây là công nghệ sản xuất kính tiên tiến hiện nay của thế giới bằng cách kéo thủy tinh nóng chảy qua bề mặt thiếc nóng chảy. Phương pháp này tạo ra tấm kính có độ phẳng cao, kích thước chiều dài, chiều rộng, chiều dày lớn, có thể sản xuất được cả kính màu, ngoài ra còn nhiều ưu việt khác.

Đến năm 2010 tổng năng lực các cơ sở sản xuất kính của Việt Nam đạt 169,5 triệu m2 quy tiêu chuẩn, trong đó 81% là kính nổi. Công nghệ gia công kính (sản phẩm sau kính) cũng được đầu tư phát triển nhanh. Các sản phẩm gia công sau kính rất đa dạng, nhiều mẫu mã, màu sắc, kiểu dáng. Ngoài các sản phẩm phục vụ nhu cầu kiến trúc xây dựng cũng hết sức phong phú gồm: kính tôi nhiệt an toàn, kính dán an toàn, kính bảo ôn, kính phản quang, kính mờ, kính mozaic, gạch kính, gương soi. Kính được đưa vào các công trình kiến trúc xây dựng dưới dạng hệ tường vách kính với thanh định hình. Hệ tường vách kính bao gồm kính được gắn trên thanh định hình bằng hợp kim nhôm, thép, hoặc nhựa lõi thép. Có nhiều phương pháp liên kết giữa kính với thanh định hình như: kính gắn vào hệ khung bằng các thanh đố ngang và dọc (hệ hở) hoặc làm bằng liên kết (hệ kín). Hệ tường vách kính liên kết với kết cấu chịu lực, tường của công trình theo các phương pháp treo hoặc tự chịu lực. Hệ treo được bố trí nằm phía bên ngoài các kết cấu chịu lực và được liên kết chủ yếu vào các dầm của các tầng. Hệ tự chịu lực thông thường được kê lên sàn, có chiều cao từ sàn đến dầm và chiều rộng bằng bước cột hoặc tường. Kính sử dụng trong hệ vách kính đối với các công trình cao tầng trước hết phải đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng an toàn theo quy định của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia. Bên cạnh đó cần lưu ý rằng, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, bức xạ mặt trời cao như ở Việt Nam thì hiện tượng hiệu ứng nhà kính sẽ làm tăng nhiệt độ không khí bên trong công trình, ảnh hưởng đến điều kiện sinh hoạt. Để giảm thiểu tác động bất lợi trên cần sử dụng các loại kính đặc biệt, kính hai lớp, kính phản quang… Để giảm các chi phí lau chùi, cọ rửa kính sử dụng trong kiến trúc nên là loại kính có khả năng tự làm sạch.

6. Vật liệu lợp

Trong một công trình kiến trúc từ bao đời nay, mái luôn là một kết cấu có tầm quan trọng đặc biệt, đem lại đặc trưng, điểm nhấn kiến trúc cho công trình. Mỗi dân tộc, mỗi trường phái, mỗi giai đoạn phát triển đều có kiến trúc mái đặc thù. Với chức năng chính là phân cách không gian bên trong và bên ngoài công trình, vật liệu làm mái (vật liệu lợp) không chỉ đáp ứng được các yêu cầu của kiền trúc về: kiểu dáng, màu sắc mà còn phải đáp ứng các khả năng chịu lực, chống thấm, cách âm, cách nhiệt, bền, đẹp, chịu được khả năng tác động của môi trường. Bên cạnh các loại vật liệu lợp truyền thống như: ngói, tôn lợp, tấm lợp amiăng xi măng, ở thị trường Việt Nam đã xuất hiện các loại tấm lợp thông minh có nhiều tính năng ưu việt: lấy ánh sáng, cách âm, cách nhiệt, bền, đẹp, tiết kiệm xà gồ và đặc biệt là cho phép tạo nên các kiểu dáng kiến trúc hiện đại… Tấm nhựa polycarbonate- tấm nhựa PC là loại tấm lợp thông minh đó sản xuất tại Việt Nam cũng như sản phẩm nhập khẩu với những tính năng ưu việt: độ xuyên sáng tốt, độ bền chịu va đập cao hơn nhiều loại tấm lợp khác, kể cả khi có mưa đá; tấm nhựa PC rất nhẹ (1,3kg/m2 laọi có chiều dày 6mm) , chiều dài theo ý muốn, dễ uốn do đó tiết kiệm xà gồ, thi công và tạo hình kiến trúc theo ý muốn dễ dàng; khả năng cách âm, cách nhiệt tốt. Tấm PC còn được phủ một lớp chống tia cực tím, nên không bị lão hoá trong điều kiện thời tiết nóng ẩm Việt Nam, giữ được tính trong suốt, nên khả năng lấy ánh sáng tốt hơn các loại tấm lợp khác. Nhờ những tính chất đó, tấm nhựa PC có khả nanưg sử dụng rất rộng rãi: làm mát, trang trí, làm vách ngăn trong các công trình dân dụng, công nghiệp, công cộng, thể thao… Đây là loại tấm lợp, loại vật liệu thị trường Việt Nam đang hướng tới, đáp ứng các tiêu chí: tiết kiệm năng lượng, thân thiện với môi trường.

III. Kết luận

– Để đưa các sản phẩm vật liệu xây dựng mới vào sử dụng thuận lợi cần xây dựng, ban hành hệ thống tiêu chuẩn đồng bộ từ sản phẩm, định mức tiêu hao đến quy trình thi công, nghiệm thu cho từng sản phẩm.

– Các nhà tư vấn thiết kế, các KTS cần được tiếp cận và có các thông tin đầy đủ, chính xác về tính năng kỹ thuật của vật liệu mới và cần có sự phối hợp với các nhà sản xuất, thi công lắp dựng.

– Bên cạnh các chính sách khuyến khích đầu tư và phát triển các công nghệ mới, sản xuất các vật liệu xây dựng mới cần có chính sách khuyến khích sử dụng sản phẩm mới.