Vật liệu cốt sợi Polimer ứng dụng vào nông nghiệp công nghệ cao

Hiện nay, trong xây dựng, bê tông cốt thép vẫn được xem là vật liệu chủ yếu. Tuy nhiên, nhược điểm của loại vật liệu này là gỉ sét, nhiễm điện từ, trọng lượng riêng lớn... Do đó trong khoảng 20 năm trở lại đây ở các nước phát triển đã nghiên cứu và chế tạo một loại vật liệu mới, khắc phục những nhược điểm của cốt thép, tăng tuổi thọ cho các công trình, đem lại hiệu quả kinh tế lớn, đồng thời góp phần tích cực trong việc bảo vệ môi trường.

Thưa TS. Bùi Đức Hải,  xuất phát từ đâu khiến ông quan tâm đến vật liệu cốt sợi polyme và việc ứng dụng nó vào nông nghiệp công nghệ cao?

Như ta đã biết trong các kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) truyền thống, thanh cốt thép được dùng để chịu toàn bộ ứng suất kéo sinh ra trong kết cấu đó khi chịu lực hoặc trong quá trình sử dụng. Bên cạnh các ưu điểm nổi trội do sự kết hợp hợp lý  giữa 2 loại  vật liệu bê tông và thép, làm cho BTCT cho đến nay vẫn được coi là loại vật liệu chủ yếu dùng trong xây dựng công trình.

Tuy nhiên cốt thép cũng có một số nhược điểm đã làm hạn chế tác dụng của nó như: hay bị gỉ; cốt thép phải được bảo vệ chống ăn mòn; thép có trọng lượng riêng lớn; cường độ chịu kéo không cao, dẫn điện, dẫn nhiệt, nhiễm điện từ…Để khắc phục những nhược điểm trên của cốt thép, trong khoảng 20 năm trở lại đây ở các nước phát triển đã nghiên cứu và chế tạo thành công một loại vật liệu mới, đó là thanh cốt sợi polyme. Loại vật liệu mới này thân thiện với môi trường và có thể thay thế cốt thép dùng trong xây dựng các công trình vùng ven biển, hải đảo, các công trình có điều kiện đặc thù, không thích hợp sử dụng cốt thép thông thường.

Đầu những năm 2000  ở Viện nghiên cứu cây trồng trung ương đã tiến hành xây lắp những nhà kính kết cấu khung thép, phục vụ cho nghiên cứu nuôi trồng cây nông nghiệp theo hướng công nghệ cao. Sau khoảng thời gian sử dụng đến nay chất lượng công trình đang trên đà xuống cấp, chủ yếu là do phần kết cấu khung thép bị gỉ và bị ăn mòn, làm suy giảm tuổi thọ công trình.

Việc ứng dụng vật liệu cốt sợi polyme thay thế thép xây dựng thông thường trong xây dựng nhà lưới, nhà màng phục vụ chương trình phát triển nông  nghiệp công nghệ cao là hoàn toàn khả thi, góp phần nâng cao tuổi thọ của công trình và giảm giá thành xây dựng.

Thưa ông, ông có thể cho độc giả biết rõ hơn một số tính năng, công dụng hữu ích của sản phẩm cũng như so sánh về đặc điểm nổi bật của nó với các vật liệu cùng loại khác?

Một số đặc tính nổi bật của vật liệu cốt sợi polyme so với  thép xây dựng hiện nay như: Cường độ chịu kéo theo phương dọc trục lớn ( lớn hơn từ 2 đến 2,5 lần so với thép  thường); Sức kháng ăn mòn tốt (vật liệu không gỉ thuộc nhóm I về tính bền hóa chất, chịu kiềm, phèn, axit và nước biển…); Không bị nhiễm điện từ, không dẫn điện và dẫn nhiệt; Sức kháng va chạm và kháng mỏi tốt; Trọng lượng riêng nhẹ (khoảng 1/5 đến 1/4 trọng lượng riêng của thép); Độ bền lâu không ít hơn 50 năm, thậm chí  trong nước biển.

Từ những đặc tính nổi bật này, vật liệu cốt sợi polyme sử dụng hữu ích để thay thế thép thường khi xây dựng các công trình ở vùng ven biển, hải đảo; trong các công trình làm việc ở môi trường xâm thực cao (nhà máy hóa chất, đê kè sông biển, cống đập…); các công trình chịu tải trọng lớn nhưng thời gian tác dụng ngắn (công trình giao thông: mặt cầu, đường, bến cầu cảng…); công trình thi công tạm thời chịu tải lớn (tường vây hố đào sâu, tường vây cho mở lỗ máy khoan hầm trong xây dựng metro…); công trình chống va chạm (dải phân cách, lan can thành cầu…); các công trình quốc phòng và y tế có yêu cầu không nhiễm hoặc nhiễu điện từ.

Khi đưa vật liệu này vào Việt Nam, ông đã có những giải pháp hữu ích gì để ứng dụng vào nông nghiệp công nghệ cao?

Hiện nay ở nước ta thường xây dựng nhà lưới nhà màng để phục vụ phát triển nông nghiệp công nghệ cao và nuôi trồng thủy hải sản. Ban đầu các mẫu nhà lưới được nhập từ Israel, đến nay nhiều công ty trong nước đã cải tiến khung thép kết cấu nhà lưới và sử dụng vật liệu trong nước nên giá thành xây dựng nhà màng hợp lý hơn và không phải nhập ngoại.

Trong môi trường ẩm ướt các ống thép, hộp thép mạ kẽm dùng làm kết cấu khung nhà màng thường bị han gỉ, xuống cấp nhanh sau một thời gian sử dụng. Gỉai pháp sử dụng vật liệu cốt sợi polyme có cường độ chịu kéo cao, nhẹ, không bị han gỉ trong môi trường ẩm ướt, kéo dài tuổi thọ công trình là giải pháp hữu ích, mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao trong xây dựng nhà màng.

Hiện nay ông đang hợp tác với công ty nào để sản xuất sản phẩm? Ông dự kiến đưa vật liệu mới này vào những công trình nông nghiệp nào?

Hiện nay công ty của chúng tôi đang hợp tác với công ty cổ phần đầu tư và phát triển An Phát để sản xuất sản phẩm ống polyme cốt sợi thủy tinh dùng làm khung mái vòm và xà gồ trong lắp dựng nhà lưới phục vụ nông nghiệp công nghệ cao

Dự kiến đưa vào lắp dựng một số nhà màng ở Thủy Nguyên - Hải Phòng; Hoành Bồ - Quảng Ninh; Cẩm Phả - Quảng Ninh; Nghiên cứu thiết kế lắp đặt thử nghiệm các mái nhà lưới dạng kết cấu khung không gian nhịp lớn sử dụng thanh polyme cốt sợi thủy tinh cho các ao nuôi tôm ở Quảng Ninh; Cần Giờ; An Giang; Cà Mau…

Ông đánh giá nhu cầu hiện nay của khách hàng với sản phẩm công nghệ mới này thế nào?

Nhu cầu của khách hàng là rất lớn, nhìn chung họ rất ủng hộ khi sử dụng sản phẩm công nghệ mới này.

Ông dự kiến triển khai sản phẩm ở những thị trường nào?

Với những ưu điểm nổi bật của cốt sợi Polimer so với thép thông thường nên thị trường tập trung cho sản phẩm là làm cốt chịu lực cho bê tông trong các khu vực chịu ảnh hưởng xâm thực mạnh như các công trình xây dựng biển đảo, cừ kè, bảo vệ bờ sông, bãi biển.

Đồng thời nó cũng ứng dụng cho các công trình cần chống nhiễu điện từ trường như các phòng chiếu chụp tại các bệnh viện, những công trình cần tuyệt đối chống sét. Tuy nhiên với công ty chúng tôi, do mới đi vào lĩnh vực này gần đây nên chưa thâm nhập sâu được thị trường truyền thống này, chúng tôi đang phải cố gắng thêm theo hướng hoàn thiện các tiêu chuẩn, các hướng dẫn kỹ thuật và đơn giá, định mức được cơ quan nhà nước ban hành để đưa sản phẩm có đủ cơ sở pháp lý đi vào các dự án lớn.

Và một thị trường lớn mà chúng tôi đang nhắm tới và dự kiến trong thời gian tới nhu cầu trong lĩnh vực này sẽ rất cao, đó là làm các kết cấu bao che nhà màng, nhà lưới cho nông nghiệp công nghệ cao, làm neo đất trong kỹ thuật giữ ổn định mái dốc...

Trong quá trình nghiên cứu, triển khai sản phẩm, công ty ông đã gặp những khó khăn gì?

Cũng như bất cứ sản phẩm khoa học công nghệ mới nào đi vào thực tiễn đều gặp nhiều khó khăn. Đó là bản thân chúng tôi phải học hỏi rất nhiều để làm chủ công nghệ, phải huy động tài chính để đầu tư sản xuất, phải tổ chức kênh tiêu thụ sản phẩm, phải tốn nhiều công sức để thuyết phục giải thích cho khách hàng...vượt qua rào cản tâm lý dè dặt vốn có đối với sản phẩm mới. Và bên cạnh đó, giá thành sản phẩm là từ công nghệ cao với các nguyên liệu cao cấp nên tương đối cao so với thép thông dụng cũng là trở ngại lớn cho chúng tôi hiện nay. Hiện nay, công ty Ông đã có được sự hỗ trợ, ủng hộ của các tổ chức nào?

Các bộ ngành như Bộ Xây dựng, Bộ KH&CN đã biết, đã quan tâm tới sự ưu việt và nhu cầu cần thiết của đất nước đối với sản phẩm cốt sợi Polyme nên đã đồng hành với chúng tôi trong quá trình xây dựng và công bố các TCVN chuẩn bị cho đưa sản phẩm vào thị trường. Đến nay các cơ quan nêu trên vẫn tiếp tục hỗ trợ chúng tôi trong việc xây dựng đơn giá, định mức và phổ biến các văn bản này tới các địa phương, ngành có nhu cầu sử dụng sản phẩm này. 

Video: Nhà khoa học 14 tuổi hàng đầu nước Mỹ

Ông có kỳ vọng gì về sản phẩm trong thời gian tới?

Chúng tôi tin tưởng rằng một sản phẩm rất cần thiết cho xây dựng công trình biển đảo, cho các công trình thích ứng với biến đổi khí hậu...thì chắc chắn sẽ phát triển mạnh trong thời gian không xa để phục vụ cho nhu cầu phát triển của đất nước. Vì vậy, đối với chúng tôi, những khó khăn hiện nay chỉ là tạm thời. Công ty ông có đề xuất gì với cơ quan quản lý nhà nước, các nhà đầu tư, quỹ đầu tư...để ứng dụng các thành tựu nghiên cứu vào thực tiễn? Chúng tôi mong muốn được các bộ ngành tiếp tục quan tâm giúp đỡ, hoàn thiện các cơ sở pháp lý để đưa sản phẩm tới các địa chỉ sử dụng thường là các dự án đầu tư công có yêu cầu quy trình phê duyệt rất chặt chẽ. Chúng tôi cũng mong được các cơ quan báo đài tiếp tục ủng hộ về thông tin tuyên truyền để dư luận hiểu biết đầy đủ về ưu điểm vượt trội của sản phẩm này khi ứng dụng đúng phạm vi sử dụng của nó.

Đây là một sản phẩm công nghệ mới đang cần sự đầu tư để tiếp tục phát triển, và chúng tôi cũng đang trình dự án, đề tài lên Quỹ đổi mới công nghệ Quốc gia để được hỗ trợ một phần kinh phí. Chúng tôi rất mong Quỹ cũng như Bộ KH&CN ủng hộ chúng tôi để các nghiên cứu đa dạng hoá sản phẩm sẽ phục vụ và ứng dụng tốt hơn nữa vào thực tiễn cuộc sống.

Vâng, xin cảm ơn ông đã tham gia buổi phỏng vấn của phóng viên VTC News.