Công nghệ vật liệu DHH

Phát triển vật liệu gắn với công nghệ xây dựng

DHH nghiên cứu và phát triển công nghệ vật liệu theo hướng gắn vật liệu với bài toán kỹ thuật và hệ công nghệ cụ thể, thay vì xem vật liệu như một sản phẩm độc lập.

Các hướng nghiên cứu tập trung vào việc tận dụng nguồn vật liệu phù hợp, cải thiện đặc tính kỹ thuật, nâng cao khả năng thi công và hướng tới giảm tác động môi trường.

Vật liệu → Cấu kiện → Hệ công nghệ → Thi công → Kiểm chứng → Ứng dụng thực tế

1. ĐẤT BIẾN TÍNH

Tận dụng đất tại chỗ để tạo vật liệu kỹ thuật

Đất biến tính là một trong những hướng nghiên cứu vật liệu của DHH, trong đó đất tại chỗ được cải thiện bằng chất kết dính và/hoặc phụ gia phù hợp nhằm tạo ra các đặc tính đáp ứng yêu cầu của từng ứng dụng.

Hướng nghiên cứu tập trung vào:

  • Tận dụng nguồn đất tại công trình.
  • Giảm nhu cầu sử dụng vật liệu tự nhiên từ bên ngoài.
  • Giảm khối lượng vận chuyển.
  • Chủ động nguồn vật liệu.
  • Cải thiện các đặc tính kỹ thuật của đất.
  • Phát triển vật liệu phù hợp với công nghệ thi công cơ giới.
Đặc tính của đất biến tính phụ thuộc vào loại đất, chất kết dính, phụ gia, cấp phối, điều kiện thi công và yêu cầu của công trình. Do đó, mỗi giải pháp phải được nghiên cứu và thử nghiệm trước khi áp dụng.

2. VẬT LIỆU GEOPOLYMER

Hướng nghiên cứu chất kết dính và vật liệu xây dựng mới

Geopolymer là một trong những hướng vật liệu được DHH nghiên cứu trong quá trình phát triển các thế hệ công nghệ mới.

Các hướng nghiên cứu có thể tập trung vào việc sử dụng geopolymer trong:

  • Vật liệu có chất kết dính.
  • Vật liệu gia cường nền.
  • Vật liệu chèn.
  • Các cấu kiện hoặc sản phẩm xây dựng phù hợp.
  • Các hệ vật liệu mới có tiềm năng giảm phụ thuộc vào chất kết dính truyền thống.
Việc ứng dụng geopolymer phải được đánh giá thông qua nghiên cứu vật liệu, thí nghiệm và các yêu cầu kỹ thuật tương ứng trước khi đưa vào công trình.

3. VẬT LIỆU CẢI TẠO NỀN

DHH nghiên cứu các hệ vật liệu phục vụ công nghệ gia cường nền và nền móng.

Các nhóm vật liệu có thể bao gồm:

  • Đá dăm và cấp phối đá.
  • Đất biến tính.
  • Vật liệu có chất kết dính.
  • Bê tông nghèo.
  • Geopolymer.
  • Phụ gia cải tạo nền.
  • Các vật liệu mới được nghiên cứu và đánh giá phù hợp.
Mục tiêu không chỉ là lựa chọn một loại vật liệu có cường độ cao, mà là tạo ra hệ vật liệu có đặc tính phù hợp với cơ chế làm việc của nền, phương pháp thi công và yêu cầu thiết kế.

Trong VTopbase®, ví dụ, vật liệu chèn tham gia vào sự làm việc đồng thời giữa các VTop-block và nền đất. Vì vậy, thay đổi vật liệu có thể đồng thời ảnh hưởng đến truyền tải, biến dạng, thi công và phương pháp thiết kế.

4. VẬT LIỆU TÁI CHẾ

Tận dụng vật liệu tái chế là một trong những hướng R&D được DHH xác định cho các thế hệ vật liệu mới.

Hướng nghiên cứu nhằm đánh giá khả năng:

  • Giảm sử dụng tài nguyên tự nhiên.
  • Tận dụng nguồn vật liệu phù hợp.
  • Giảm khối lượng vật liệu phải vận chuyển hoặc thải bỏ.
  • Phát triển các giải pháp vật liệu có tính bền vững cao hơn.
Không phải mọi vật liệu tái chế đều có thể trực tiếp sử dụng trong công trình. Khả năng ứng dụng phải được xác định thông qua đặc tính nguồn vật liệu, thí nghiệm, yêu cầu thiết kế và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng.

5. BÊ TÔNG VÀ VẬT LIỆU CHO CẤU KIỆN

Cùng với quá trình phát triển các công nghệ kết cấu và cấu kiện đúc sẵn, vật liệu bê tông là một lĩnh vực có liên quan trực tiếp đến hệ sinh thái công nghệ của DHH.

Hoạt động R&D vật liệu có thể hướng tới các yêu cầu như:

  • Khả năng chịu lực.
  • Độ bền.
  • Khả năng chế tạo.
  • Khả năng sản xuất công nghiệp.
  • Khả năng thi công và lắp dựng.
  • Sự tương thích giữa vật liệu và cấu tạo cấu kiện.
Quan điểm của DHH là vật liệu cần được tối ưu đồng thời với cấu kiện, phương pháp sản xuất và hệ kết cấu mà vật liệu tham gia.

6. VẬT LIỆU HƯỚNG TỚI PHÁT THẢI THẤP

DHH định hướng nghiên cứu vật liệu theo hướng sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn và giảm tác động môi trường khi có đủ cơ sở kỹ thuật.

Tận dụng vật liệu tại chỗ

Giảm nhu cầu vận chuyển vật liệu.

Đất biến tính

Nghiên cứu sử dụng nguồn đất sẵn có như một vật liệu kỹ thuật.

Vật liệu tái chế

Nghiên cứu khả năng đưa nguồn vật liệu phù hợp trở lại chu trình xây dựng.

Geopolymer và chất kết dính mới

Nghiên cứu các hệ vật liệu thay thế hoặc bổ sung cho vật liệu truyền thống.

Việc xác định mức giảm phát thải của từng giải pháp cần dựa trên phương pháp đánh giá và dữ liệu cụ thể; DHH không mặc định một vật liệu mới đồng nghĩa với vật liệu carbon thấp.

R&D VẬT LIỆU CỦA DHH

DHH phát triển vật liệu theo một chu trình nghiên cứu và kiểm chứng:

Xác định bài toán
Lựa chọn nguyên liệu
Thiết kế cấp phối
Thí nghiệm
Phân tích đặc tính
Chế tạo thử
Kiểm chứng
Ứng dụng thử nghiệm
Đánh giá
Hoàn thiện

Các chỉ tiêu nghiên cứu được lựa chọn theo mục tiêu của từng loại vật liệu và ứng dụng.

Kết quả sau khi được kiểm chứng có thể tiếp tục được phát triển thành:

  • Cấp phối vật liệu.
  • Quy trình sản xuất.
  • Quy trình thi công.
  • Tiêu chuẩn kỹ thuật.
  • Giải pháp công nghệ.
  • Sáng chế hoặc giải pháp hữu ích.
  • Know-how và tài liệu chuyển giao.

VẬT LIỆU LÀ MỘT PHẦN CỦA HỆ CÔNG NGHỆ

Định hướng của DHH không dừng ở việc nghiên cứu “một vật liệu mới”, mà hướng tới phát triển mối liên kết:

Vật liệu mới → Công nghệ mới → Phương pháp thi công mới → Ứng dụng mới

Vật liệu vì vậy được nghiên cứu đồng thời với nền móng, cấu kiện, kết cấu, thiết bị thi công và điều kiện ứng dụng thực tế.

Thông qua cách tiếp cận này, DHH hướng tới xây dựng năng lực R&D vật liệu như một phần của hệ sinh thái công nghệ xây dựng, trong đó kết quả nghiên cứu có thể được kiểm chứng, chuẩn hóa, bảo hộ sở hữu trí tuệ và từng bước chuyển thành công nghệ ứng dụng.