Năm 2014, các chuyên gia của Trung tâm Khảo sát, Nghiên cứu & Thử nghiệm Xây dựng (Moskva, Nga) đã thực hiện 85 nhiệm vụ nghiên cứu khoa học tại các công trình hạ tầng giao thông đang trong quá trình thi công tại thành phố Moskva. Các nghiên cứu tập trung vào việc kiểm tra chất lượng sản phẩm bê tông kích thước nhỏ chuyên dụng cho xây dựng cầu đường - đá tảng lát lề đường và các phiến bê tông lát vỉa hè. Kết quả nghiên cứu cho thấy: 72% sản phẩm bê tông không đáp ứng các yêu cầu theo tiêu chuẩn kỹ thuật về cường độ nén và tính hút nước. Chính vì thế, vấn đề cấp thiết là cần cải thiện chất lượng bê tông ứng dụng trong xây dựng cầu đường.

Cần khẳng định lại một điều, những tiến bộ trong ngành Xây dựng chỉ có thể đạt được trên cơ sở phát triển công nghệ cao, nhằm đảm bảo chất lượng, tính an toàn sinh thái cho sản phẩm, đồng thời (và quan trọng) tiết kiệm nguồn tài nguyên trong quá trình chế tạo sản phẩm. Công nghệ cao cũng đồng nghĩa với việc ứng dụng các thành tựu mới nhất về lý - hóa và các bộ môn khoa học cơ bản khác. Những năm gần đây, các nhà khoa học trên toàn thế giới đặc biệt quan tâm tới công nghệ nano.


Đặc biệt, việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ nano trong lĩnh vực vật liệu xây dựng đã được đưa vào chương trình hành động trung hạn và dài hạn của nhiều quốc gia. Tại Nga, tuy Chương trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano vào sản xuất VLXD tầm nhìn tới năm 2025 đã được triển khai, nhưng mọi việc hiện mới chỉ ở giai đoạn bắt đầu.

Bê tông nano siêu nhẹ đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong xây dựng cầu đường tại Nga. Một trong những ví dụ điển hình cho việc ứng dụng thành công, hiệu quả khai thác cao loại vật liệu này là công trình cầu đường qua sông Volga (đã đưa vào khai thác từ năm 2007). Các phiến bê tông làm đường được thực hiện từ bê tông cốt sợi bazan, sử dụng phụ gia biến tính nano cacbon. Nhờ đó, khối lượng riêng của toàn bộ hệ kết cấu giảm được 30%.

Trong số các nghiên cứu mới nhất thuộc lĩnh vực này, có thể kể tới phụ gia biến tính làm gia tăng cường độ bê tông - sản phẩm của doanh nghiệp cổ phần xây dựng Moskva. Phụ gia biến tính có thể ứng dụng vào mọi chủng loại bê tông có xi măng pooc lăng trong thành phần. Tỷ lệ phụ gia biến tính trong bê tông được khuyến cáo ở mức 0,5%. Việc ứng dụng các chất biến tính này cho phép cường độ nén của bê tông tăng lên tới 45%; cường độ uốn - 28%; tính bền băng giá được cải thiện tới 39%.

Hiệu quả từ việc ứng dụng phân tử nano cacbon để chế tạo các sản phẩm trong lĩnh vực cầu đường cũng là mối quan tâm lớn hiện nay. Bắt đầu từ năm 2011, tại nhà máy Geomaks (Kharkov - Ucraina), vữa bê tông làm đường và các sản phẩm bê tông làm đường ứng dụng công nghệ nano đã được sản xuất, với sự hỗ trợ về mặt công nghệ của các chuyên gia khoa Công nghệ vật liệu cầu đường (Đại học Giao thông quốc gia Kharkov). Tại đây, các sản phẩm đá rải lề đường, phiến lát vỉa hè được chế tạo từ bê tông với các phân tử nano cacbon trong thành phần. Các chế phẩm này khác biệt hoàn toàn so với các chế phẩm không có phân tử nano cacbon - đặc biệt, cường độ bê tông cao hơn tới 1,5 lấn; thời hạn khai thác các công trình cũng tăng lên 1,5 lấn. Nhờ cải thiện các đặc tính cường độ, lượng xi măng bị tiêu hao trong quá trình chế tạo sản phẩm có thể giảm tới 20% - tức là hiệu quả kinh tế sẽ vô cùng to lớn, nếu tính theo sản lượng trung bình năm là 5.000 m3 sản phẩm thì mỗi năm nhà máy có thể làm lợi hơn 1 tỷ rúp.

Như vậy, bê tông nano với các đặc tính cơ lý cao đã và đang mở ra những khả năng mới, những cơ hội mới cho lĩnh vực thiết kế và xây dựng. Hy vọng trong tương lai rất gần, loại vật liệu này sẽ thay thế toàn bộ các loại bê tông truyền thống.

>> Vật liệu nano: Tương lai công nghệ sản xuất nhiên liệu