Bê tông “mềm dẻo”

Bê tông tự liền hoạt động được là do nó có thể uốn cong. Khi bị ép căng, nó sinh ra nhiều vết nứt nhỏ thay vì một vết nứt lớn. Đây là một mẫu đang uốn cong dưới một lực căng 5%. Bê tông bình thường sẽ vỡ dưới lực kéo căng 0,1%. 
  
Vật liệu bê tông được phát triển ở ĐH Michigan (Mỹ) có thể tự liền khi bị rạn nứt chỉ bằng nước và đioxit cacbon mà không cần có sự can thiệp của con người.

Chỉ cần vài ngày mưa phùn là đủ để vá lại những chiếc cầu hư hại nếu nó được làm bằng chất liệu mới này. Khả năng tự liền được là do vật liệu này được thiết kế để có thể uốn cong và nứt theo những vệt nhỏ như sợi tóc chứ không bị nứt và tách ra với những khe nứt lớn như những bê tông truyền thống.

 “Nó giống như việc nếu bạn bị một vết đứt tay nhỏ thì cơ thể có thể tự làm liền lại được. Còn nếu bị vết rách lớn thì cơ thể bạn cần phải sự trợ giúp từ bên ngoài, ví dụ như có thể cần phải khâu.vết thương. Chúng tôi đã tạo ra được vật liệu có chiều rộng vết nứt nhỏ đến mức mà nó có thể tự liền lại được. Ngay cả khi chịu quá tải, các vết nứt vẫn rất nhỏ,” Victor Li, Giáo sư Khoa học và kỹ thuật Vật liệu, cho biết.

Qua thí nghiệm, các kỹ sư đã phát hiện ra rằng để có thể liền lại hoàn toàn, các vết nứt cần phải nhỏ hơn 150 micromet, tốt nhất là dưới 50 micromet. Để làm được điều này, Li cùng nhóm nghiên cứu đã cải tiến vật liệu tổ hợp xi măng kỹ thuật uốn được (ECC), mà họ đã phát triển trong 15 năm qua.

Mềm dẻo hơn bê tông thông thường, vật liệu tổ hợp xi măng kỹ thuật hoạt động giống kim loại hơn là thủy tinh. Bê tông thông thường được xếp vào loại gốm, giòn và cứng, nó có thể bị hủy hoại nặng nề khi bị kéo căng trong động đất hay chịu tải quá mức bình thường. Nhưng ECC mềm dẻo uốn được mà không bị gãy vỡ. Nó được bổ sung các sợi gia cường được bọc đặc biệt để giữ chúng liền với nhau. ECC vẫn ổn định và sử dụng an toàn ở lực kéo căng 5%, trong khi bê tông thông thường bị đứt vỡ và không chịu được tải khi bị kéo căng tới 0,1%.

Ngày nay, các cấu trúc bê tông được gia cường bằng các cây thép để giữ cho các vết nứt nhỏ đến mức tối đa. Nhưng chúng không đủ để có thể liền lại được, cho nên nước và muối có thể  xâm nhập vào làm gỉ thép và làm yếy kết cấu. Bê tông tự liền của Li không cần dùng thép gia cường để giữ cho các vết nứt nhỏ nên chúng không bị ăn mòn.

NACESTI (theo Cement and Concrete Research Online, 7/2009)