Phun sơn 'siêu bê tông' bảo vệ các tòa nhà chống động đất

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học British Columbia (UBC) đã chế tạo loại vật liệu được gọi là hợp chất xi măng mềm thân thiện sinh thái (EDCC). Vật liệu được thiết kế ở quy mô phân tử để trở nên chắc chắn, dẻo và dễ uốn tương tự như thép.

Đây là loại bê tông gia cố sợi với khả năng chống động đất sẽ được sử dụng lần đầu tiên trên thực tế vào mùa thu năm nay như một phần của hoạt động cải tạo trường tiểu học Vancouver, Canada. Vật liệu EDCC sẽ được phun lên tường dưới dạng một lớp mỏng 10 mm để chống rung tốt hơn. Thay vì bị gãy, vật liêu sẽ uốn cong và tiếp tục chịu áp lực trong trận động đất.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm vật liệu thông qua các bài kiểm tra mô phỏng động đất. Kết quả cho thấy vật liệu có thể chịu được tác động của trận động đất có cường độ 9 - 9,1 ritcher như trận động đất đã đổ bộ vào thành phố Tohoku, Nhật Bản vào năm 2011.

Salman Soleimani-Dashtaki, nghiên cứu sinh Tiến sĩ và là đồng tác giả nghiên cứu cho biết: "Chúng tôi đã phun lên vài bức tường một lớp vật liệu EDCC dày 10mm, đủ để tăng cường khả năng chống những va chạm địa chấn cho hầu hết các bức tường trong nhà. Sau đó, chúng tôi đã cho các bức tường chịu tác động mô phỏng trận động đất có cường độ khác nhau như trận động đất Tohoku, nhưng tường cũng không bị đổ".

Vật liệu EDCC kết hợp xi măng với các sợi polymer, tro bụi than và các chất phụ gia công nghiệp khác, làm cho vật liệu có độ bền cao. Bằng cách thay thế gần 70% xi măng bằng tro bụi than, một phụ phẩm công nghiệp, nhóm nghiên cứu có thể giảm lượng xi măng được sử dụng. Đây là yêu cầu cấp thiết vì 1 tấn xi măng được sản xuất sẽ giải phóng gần 1 tấn CO₂ vào bầu khí quyển và ngành xi măng gây ra gần 7% phát thải khí nhà kính toàn cầu.

Vật liệu EDCC đã chính thức được bổ sung như một lựa chọn trong chương trình cải tạo địa chấn của bang British Columbia và nhóm nghiên cứu sẽ làm việc với các nhà thầu để nâng cấp Trường Tiểu Học Annie B. Jamieson ở Vancouver. Melanie Mark, Bộ trưởng Bộ Giáo dục, Kỹ năng và Đào tạo tiên tiến cho rằng: Công nghệ mới có tác động sâu rộng và có thể cứu sống hàng triệu người không chỉ người dân bang British Columbia, Canada, mà cả người dân trên toàn thế giới.

Nghiên cứu được nhận tài trợ từ Trung tâm Nghiên cứu Xuất sắc Canada - Ấn Độ đặt tại trường Đại học British Columbia và trung tâm IC-IMPACTS thúc đẩy hợp tác nghiên cứu giữa Canada và Ấn Độ. IC-IMPACTS sẽ cải tiến vật liệu mới để trang bị cho một trường học ở Roorkee, khu vực địa chấn mạnh ở miền bắc Ấn Độ.

Vật liệu mới cũng có thể được sử dụng để xây những ngôi nhà kiên cố hơn cho các cộng đồng, làm đường ống, vỉa hè, giàn khoan trên biển, các cấu trúc chống nổ và sàn công nghiệp.