Chế tạo bê tông rỗng thoát nước dùng làm gạch lát vỉa hè, nền đường

Giải pháp này được trao giải khuyến khích Hội thi sáng tạo kỹ thuật tỉnh Tiền Giang lần thứ 12 (2016 - 2017).

TS. Cao Xuân Thi cho biết, nhóm tác giả đã nghiên cứu, đề xuất giải pháp sử dụng “bê tông rỗng” (BTR) thấm nước dùng làm gạch lát vỉa hè hoặc nền đường có khả năng cho nước thoát qua bề mặt nhờ hiện tượng thẩm thấu. BTR được làm từ nguồn nguyên liệu

Khối lượng thể tích BTR từ 1.200 - 2.000 kg/m3, thấp hơn so với bê tông thông thường (2.500 kg/m3). Cấu trúc BTR có nhiều lỗ rỗng hở, thuận tiện cho việc thoát nước. Cốt liệu BTR là cốt liệu lớn có cùng kích cỡ hạt. Những hạt cốt liệu này được bao bọc bởi một lớp hồ xi măng mỏng vừa đủ để tạo lớp tiếp xúc liên kết các hạt cốt liệu tạo thành khối thống nhất.

BTR có độ rỗng từ 15 - 30%, phụ thuộc chủ yếu vào cỡ hạt sử dụng, kích thước hạt, sự phân bố hạt trong quá trình đổ khuôn, đầm chặt và tỷ lệ thuận với tính thấm nước.

Theo TS. Cao Xuân Thi, việc chế tạo BTR dựa trên phương pháp kết khối tiếp xúc. Theo phương pháp này, các hạt cốt liệu sẽ tiếp xúc và liên kết với nhau thông qua một lớp keo kết dính có độ dày mỏng. Do đó, trong tính toán thiết kế cấp phối đối với BTR thì hàm lượng xi măng đóng vai trò quyết định sao cho đảm bảo sự phân bố đồng đều một lớp hồ xi măng, tạo được lớp màng liên kết đủ mỏng trên bề mặt các hạt cốt liệu, vừa có thể tạo rỗng cho bê tông nhưng vẫn có thể đảm bảo mối liên kết cho bộ khung cốt liệu.

Bên cạnh đó, để tạo được khả năng thoát nước tốt cho BTR thì bộ khung cốt liệu cần được cấu thành từ các hạt cốt liệu có kích thước tương đương nhau. Việc này sẽ giúp tăng độ rỗng, tạo dựng được mạng lưới các lỗ rỗng hở đóng vai trò như các kênh dẫn nước giúp nâng cao khả năng thoát nước cho bê tông.

Tính thấm nước của vật liệu được quyết định bởi cách sắp xếp và kích thước của các lỗ rỗng. Ngoài ra, tính thấm còn phụ thuộc vào độ rỗng, tính góc cạnh của những lỗ rỗng, chỗ co thắt, tính quanh co, tính liên tục của lỗ rỗng.

Tính thấm không chỉ phụ thuộc vào độ rỗng mà còn phụ thuộc vào sự phân bố của thể tích rỗng và tính liên tục giữa các độ rỗng bởi vì độ rỗng là một giá trị đặc trưng cho thể tích của vật liệu, trong khi đó tính thấm đặc trưng cho dòng chảy. Ngoài ra, hệ số thấm của BTR có mối quan hệ trực tiếp và tỷ lệ thuận với tổng thể tích rỗng, tỷ lệ nghịch với cường độ nén của BTR.

Do sử dụng nguồn nguyên liệu dễ tìm và tương tự bê tông truyền thống, đặc biệt không sử dụng cát nên có thể giảm được giá thành sản xuất trong tình hình giá cát tăng cao như hiện nay. Ngoài ra, do mục đích sản phảm là góp phần giải quyết hiện tượng ngập nước nên kỳ vọng sẽ có hiệu quả gián tiếp về kinh tế, giảm thiểu những thiệt hại mà vấn đề ngập nước gây ra. Giải pháp có thể được chuyển giao công nghệ cho các công ty sản xuất vật liệu xây dựng tại địa phương để đưa vào sản xuất ở quy mô công nghiệp, giảm giá thành sản phẩm.