Xu hướng sử dụng vật liệu mới trong kết cấu nhà ở hiện đại

Xu hướng sử dụng vật liệu mới trong kết cấu nhà ở hiện đại đang phát triển mạnh mẽ. Nhằm đáp ứng các yêu cầu về độ bền, thẩm mỹ, hiệu suất năng lượng cao. Một số xu hướng chính như vật liệu thân thiện với môi trường, vật liệu nhẹ và tiết kiệm, vật liệu thông minh, vật liệu tái chế và tái sử dụng, vật liệu ứng dụng các công nghệ mới…

Mục Lục

1 I. Vật liệu thân thiện với môi trường
2 II. Vật liệu nhẹ bền và tiết kiệm năng lượng
3 III. Vật liệu thông minh
- 3.1 1. Kính thông minh
- 3.2 2. Sơn tự làm sạch
4 III. Ứng dụng công nghệ mới
5 SỬA NHÀ UY PHÁT
- 5.1 Xem thêm các các dịch vụ liên quan tới báo giá sửa chữa nhà tại đây:

I. Vật liệu thân thiện với môi trường

1. Bê tông xanh (Green Concrete)

Bê tông xanh (Green Concrete) là loại bê tông thân thiện với môi trường, được sản xuất bằng cách sử dụng vật liệu tái chế hoặc giảm lượng xi măng Portland – yếu tố chính gây phát thải CO₂ trong ngành xây dựng.

^{Ứng dụng bê tông xanh xây dựng cở sở hạ tầng}

-Bê tông xanh sử dụng các nguyên liệu thay thế một phần hoặc toàn bộ các thành phần truyền thống:

Tro bay (Fly Ash): Phụ phẩm từ nhà máy nhiệt điện than, giúp giảm lượng xi măng sử dụng.
Xỉ lò cao (Ground Granulated Blast Furnace Slag – GGBS): Chất thải từ ngành luyện kim, giúp tăng cường độ bền.
Silica Fume: Tăng độ nén và giảm tính thấm của bê tông.
Nhựa tái chế: Dùng thay thế cốt liệu sỏi, giúp giảm trọng lượng bê tông.
Sợi tự nhiên (sợi tre, sợi dừa, sợi basalt): Tăng cường tính cơ học và độ dẻo dai.
Chất kết dính sinh học: Các vật liệu tự nhiên thay thế xi măng, giúp giảm phát thải CO₂.

-Ưu điểm của bê tông xanh có thể giúp giảm khí thải CO2, tăng độ bền, tiết kiệm năng lượng, tái sử dụng phế thải công nghiệp, có khả năng cách nhiệt, cách âm tốt.

-Bê tông xanh thường được ứng dụng vào các công trình nhà ở dân dụng, cao ốc văn phòng, trung tâm thương mai…

-Bê tông xanh ngày càng được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt ở các quốc gia phát triển. Một số công nghệ mới như bê tông tự phục hồi (Self-Healing Concrete) hay bê tông hấp thụ CO₂ (Carbon Capture Concrete) cũng đang được nghiên cứu và ứng dụng.

2. Gỗ kỹ thuật (Engineered Wood)

Gỗ kỹ thuật (Engineered Wood) là loại gỗ được chế tạo từ các lớp gỗ tự nhiên, sợi gỗ hoặc dăm gỗ kết dính với nhau bằng keo công nghiệp và ép dưới áp suất cao. Loại gỗ này đang trở thành xu hướng trong xây dựng nhờ tính bền vững, độ bền cao và khả năng thay thế gỗ tự nhiên.

^{Sàn sử dụng gỗ kỹ thuật-giải pháp thẩm mỹ, tiết kiệm}

-Các loại gỗ kỹ thuật phổ biến như gỗ ép nhiều lớp, gỗ ghép thanh, gỗ dán, gỗ CLT, gỗ MDF, gỗ OSB…

-Với độ bền cao, chịu tải tốt, thân thiện với môi trường, chống cháy tốt, cách âm, cách nhiệt, thi công nhanh đó là những ưu điểm đ iển hình cho gỗ kỹ thuật.

-Ở các quốc gia như canada, Nhật Bản, Na Uy, đang đầu tư mạnh vào công nghệ CLT. Gỗ kết hợp công nghệ thông minh. Bề mặt gỗ có thể được xử lý nano để chống thấm. Có thể thay thế bê tông cốt thép giảm phát thải co2 trong xây dựng.

-Gỗ kỹ thuật thường được sử dụng làm khung kết cấu, sàn, tường, mái. Công nghệ CLT đang giúp phát triển các tòa nhà gỗ cao đến 18 tầng. Còn về nội thất và trang trí thì dùng làm tủ, bàn ghế và vách ngăn…

3. Gạch không nung

^{Gạch không nung với độ bền cao và không gây ô nhiễm môi trường}

Gạch không nung (gạch bê tông nhẹ, gạch xi măng cốt liệu, gạch polymer…) là loại gạch được sản xuất mà không cần nung trong lò nhiệt độ cao, giúp giảm tiêu thụ năng lượng và hạn chế phát thải CO₂. Đây là xu hướng vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường, dần thay thế gạch đất nung truyền thống.

-Các loại gạch không nung phổ biến như gạch bê tông nhẹ (AAC – Autoclaved Aerated Concrete), gạch xi măng cốt liệu, gạch polymer cốt liệu, gạch bê tông bọt, gạch đất hóa đá (Geopolymer Brick).

-Gạch không nung có quá trình sản xuất tiêu tốn ít năng lượng hơn gạch đất nung, chịu lực tốt, ít bị nứt vỡ. Gạch AAC và bê tông bọt có khả năng cách nhiệt, tiết kiệm điện năng. Các loại gạch này giúp giảm trọng lượng kết cấu. Lớn hơn so với gạch truyền thống giúp xây dựng nhanh hơn.

-Là xu hướng chung ở nhiều quốc gia, cải tiến vật liệu. Đang dần trở thành vật liệu chủ đạo trong ngành xây dựng.

II. Vật liệu nhẹ bền và tiết kiệm năng lượng

1. Tấm panel cách nhiệt

Tấm panel cách nhiệt là vật liệu xây dựng tiên tiến, gồm nhiều lớp vật liệu nhẹ ghép lại với nhau, giúp tăng khả năng cách nhiệt, cách âm và giảm tải trọng công trình. Đây là giải pháp hiệu quả cho nhà ở, nhà xưởng, kho lạnh, văn phòng tiền chế và các công trình hiện đại.

^{Tấm Panel Cách Nhiệt Lắp Đặt Phòng Thực Phẩm, Phòng Lạnh}

-Tấm panel cách nhiệt có cấu trúc 3 lớp:

Lớp ngoài: Thường làm bằng tôn mạ kẽm, inox hoặc xi măng sợi, giúp chống chịu thời tiết.
Lớp lõi cách nhiệt: Có thể là xốp EPS, PU, PIR hoặc bông khoáng, giúp cách nhiệt và cách âm hiệu
Lớp trong: Giống lớp ngoài hoặc có thể là vật liệu composite, giúp tăng độ bền.

-Các loại tấm panel cách nhiệt phổ biến như panel EPS (Expanded Polystyrene), panel PU (Polyurethane), panel PIR (Polyisocyanurate), panel bông khoáng (Rockwool Panel).

-Tấm panel cách nhiệt giúp tiết kiệm giúp làm mát, hạn chế tiếng ồn. Rất phù hợp cho nhà máy và văn phòng. Nhẹ và dễ thi công, rút ngắn thời gian xây dựng, giảm chi phí nhân công. Có độ bền cao, không bị mói mọt, ít hư hại theo thời gian. Ứng Dụng Của Tấm Panel Cách Nhiệt đáp ứng yêu cầu vệ sinh, chống bám bụi.

2. Bê tông siêu nhẹ

-Bê tông siêu nhẹ là loại bê tông có trọng lượng thấp hơn đáng kể so với bê tông truyền thống, nhờ sử dụng vật liệu nhẹ như bọt khí, hạt EPS hoặc cốt liệu nhẹ. Loại bê tông này giúp giảm tải trọng công trình, tăng khả năng cách nhiệt, cách âm và thi công nhanh hơn.

^{Tấm bê tông siêu nhẹ EPS câu tạo chắc bền với thời gian}

-Bê tông siêu nhẹ gồm có nhiều loại như bê tông bọt (Foam Concrete), bê tông khí chưng áp (AAC – Autoclaved Aerated Concrete), bê tông nhẹ hạt EPS (Expanded Polystyrene Concrete), bê tông nhẹ cốt sợi (Fiber Reinforced Concrete – FRC).

-Phù hợp với thi công xây dựng nhà cao tầng, dễ lắp ghép. Đặc biệt bê tông bọt và AAC có khả năng chịu nhiệt cao.

3. Thép nhẹ

-Thép nhẹ (Lightweight Steel) là loại thép có trọng lượng nhẹ hơn thép truyền thống nhưng vẫn đảm bảo độ bền cao, chịu lực tốt và dễ dàng gia công. Đây là vật liệu lý tưởng cho các công trình nhà ở, nhà tiền chế và kết cấu hạ tầng hiện đại.

^{Thép nhẹ được sử dụng rộng rãi với chi phí thấp}

Tại Việt Nam, thuật ngữ “thép nhẹ” xuất hiện vào năm 2010. Khi thép cán nguội được ứng dụng làm xà gồ C trong kết cấu mái ngói. Vì thép nhẹ hơn các cấu trúc thép hình truyền thống như thép hộp hay thép H, cái tên “thép nhẹ” ra đời.

Mặc dù được gọi là thép nhẹ, khối lượng riêng của loại thép này vẫn giống thép thường, 7.850 kg/m³. Điểm khác biệt nằm ở độ dày mỏng và thiết kế tiết diện tối ưu để giảm trọng lượng và tăng tính ứng dụng.

-Các loại thep nhẹ phổ biến như thép hộp mạ kẽm nhẹ, thép cường độ cao mỏng…Sử dụng thép nhẹ để xây nhà lắp ghép nhanh, Kết hợp thép nhẹ với vật liệu cách nhiệt.

III. Vật liệu thông minh

1. Kính thông minh

Kính thông minh (Smart Glass) là loại kính có thể thay đổi độ trong suốt, màu sắc hoặc đặc tính nhiệt khi có tác động từ điện, nhiệt hoặc ánh sáng. Đây là giải pháp tiên tiến giúp tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên, tiết kiệm năng lượng và nâng cao tính thẩm mỹ cho công trình hiện đại.

^{Kính thông minh cải tiến chặn tia UV hiệu quả}

-Khác với cửa kính trong suốt thông thường mà bạn hay thấy ở các công trình xây dựng, nhà ở, quán cà phê, khách sạn,… Kính thông minh cho phép thủy tinh tích tắt chuyển từ trạng thái mờ đục sang trạng thái trong suốt khi có dòng điện chạy qua. Khi không có dòng điện (mất điện, tắt nguồn) kính trở về trạng thái mờ đục.

-Kính thông minh giúp bảo vệ sức khỏe và nội thất bên trong. Tạo không gian sang trọng, công nghệ cao, giúp giảm tải cho điều hòa, tiết kiệm năng lượng.

2. Sơn tự làm sạch

Sơn tự làm sạch là loại sơn có khả năng chống bám bẩn và tự loại bỏ bụi bẩn, vi khuẩn hoặc tạp chất nhờ vào công nghệ đặc biệt. Loại sơn này giúp giữ bề mặt tường luôn sạch sẽ, giảm chi phí bảo trì và bảo vệ công trình trước tác động của môi trường.

-Cơ chế hoạt động của sơn tự làm sạch:

Công nghệ Nano TiO₂ (Titanium Dioxide)

Khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, lớp sơn tạo ra phản ứng quang hóa, phá hủy bụi bẩn và vi khuẩn.
Mưa hoặc nước rửa trôi dễ dàng các tạp chất, giữ bề mặt luôn sạch.

Công nghệ kỵ nước (Hydrophobic Coating)

Bề mặt sơn có khả năng đẩy nước, ngăn chặn bụi bẩn và rêu mốc bám vào tường.
Khi mưa xuống, nước trôi qua cuốn theo bụi bẩn, giúp tường luôn sáng mới.

Công nghệ siêu kỵ dầu (Oleophobic Coating)

Ngoài khả năng chống nước, loại sơn này còn ngăn chặn dầu mỡ bám dính.
Thích hợp cho nhà bếp, tòa nhà thương mại và mặt tiền cao cấp.

-Ưu điểm của sơn tự làm sạch là loại bỏ bụi, bùn, rêu mốc, vết ố theo thời gian. Không cần lau chùi, sơn lại thường xuyên. Chống ẩm, chống nứt, kéo dài tuổi thọ tường. Giảm sử dụng hóa chất tẩy rửa. Giữ màu sơn bền đẹp theo thời gian.

III. Ứng dụng công nghệ mới

1. In 3D bê tông

Công nghệ in 3D bê tông (Concrete 3D Printing) là phương pháp xây dựng tiên tiến sử dụng máy in 3D để đùn từng lớp bê tông theo thiết kế số hóa, tạo ra các cấu trúc bền vững mà không cần cốp pha truyền thống.

-Có thể nói, trong lĩnh vực xây dựng, in bê tông 3D là một sự phát triển công nghệ cao mới nổi trong công nghệ xây dựng. Ưu điểm chính của kỹ thuật này là xây dựng với tốc độ nhanh chóng, không có ván khuôn, ít lao động và quan trọng là tăng sự tự do để thiết kế hình học và hình dạng phức tạp, chất thải vật liệu có thể được loại bỏ hoặc giảm đáng kể.

Công nghệ in 3D bê tông bao gồm 2 nhánh công nghệ chính:

Máy in bê tông 3D theo nguyên lý giàn (gantry);

Máy in bê tông 3D theo nguyên lý cánh tay robot.

Bảng 1: Cấp phối bê tông in 3D sử dụng trong nghiên cứu.

Lưu ý: XM là xi măng, VMA là phụ gia điều chỉnh độ nhớt, N/CKD là tỉ lệ nước/chất kết dính, CL/CKD là tỉ lệ cốt liệu/chất kết dính, SF là silicafume, FA là tro bay loại F và PCE là phụ gia siêu dẻo gốc polycarboxylate.

-Công trình thi công bằng công nghệ in bê tông 3D ngoài trời rất dễ bị nứt, cần có biện pháp bảo dưỡng khối bê tông in 3D phù hợp để hạn chế hiện tượng nứt trong quá trình thi công công trình in bê tông 3D ngoài trời.

2. Vật liệu aerogel

Aerogel là một trong những vật liệu nhẹ nhất và có khả năng cách nhiệt tốt nhất hiện nay. Nó được mệnh danh là “khói đông cứng” vì có cấu trúc siêu nhẹ nhưng lại cực kỳ bền và hiệu quả trong cách nhiệt, cách âm và chống cháy.

-Aerogel có hệ số dẫn nhiệt cực thấp (~0.013 W/m·K), giúp giảm thất thoát nhiệt tốt hơn nhiều so với vật liệu truyền thống như bông khoáng hay xốp EPS. Nhẹ hơn nước tới 1.000 lần, không làm tăng tải trọng công trình. Chịu nhiệt lên đến 1.400°C, ngăn chặn hỏa hoạn lây lan. Cấu trúc nano giúp aerogel không hấp thụ nước, bảo vệ công trình khỏi ẩm mốc. Hấp thụ âm thanh hiệu quả, giúp không gian yên tĩnh hơn.

-Tấm aerogel hoặc sơn cách nhiệt aerogel giúp giảm thất thoát nhiệt, tiết kiệm điện năng cho điều hòa và sưởi ấm. Dùng để cách nhiệt cho tường kính, đặc biệt trong các tòa nhà chọc trời.

-Kính aerogel có khả năng truyền sáng tốt nhưng vẫn giữ được tính năng cách nhiệt cao, giúp tiết kiệm năng lượng cho các tòa nhà hiện đại.

-Ứng dụng trong vách ngăn chống cháy, chống ồn cho khách sạn, rạp chiếu phim, bệnh viện. Làm sàn nhà cách nhiệt trong các công trình ở vùng lạnh.

-Bảo vệ đường ống dẫn nước nóng/lạnh, giúp tiết kiệm năng lượng. Ứng dụng trong hệ thống thông gió và điều hòa không khí (HVAC).

3. Graphene

-Graphene là một trong những vật liệu mạnh nhất, nhẹ nhất và dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nhất từng được phát hiện. Với độ cứng gấp 200 lần thép nhưng chỉ mỏng bằng một nguyên tử carbon, graphene đang mở ra nhiều cơ hội trong ngành xây dựng, từ bê tông siêu bền đến sơn chống thấm và vật liệu thông minh.

-Đặc điểm nổi bậc của Graphene:

Cứng hơn thép nhưng nhẹ hơn 5 lần, giúp tăng độ bền cho công trình.
Giúp điều hòa nhiệt độ công trình, tăng hiệu suất tiết kiệm năng lượng.
Phù hợp với các công trình ngoài trời hoặc môi trường biển.
Một số nghiên cứu cho thấy graphene có thể tự sửa chữa các vết nứt nhỏ.

-Ứng dụng của Graphene trong xây dựng làm tăng độ bền và giảm lượng xi măng cần sử dụng. Tạo lớp sơn chống nước, chống rêu mốc và tự làm sạch. Giúp giảm tiêu thụ điện năng bằng cách tối ưu hóa khả năng phản xạ nhiệt. Gạch graphene có độ bền cao hơn so với gạch thông thường.