Các kỹ sư ở Viện nghiên cứu Công nghệ và tiêu chuẩn quốc gia NIST (Hoa Kỳ) vừa sáng chế ra phương pháp được kỳ vọng là tăng gấp đôi tuổi thọ bê tông. Bằng việc thêm vào chất phụ gia kích thước nano làm chậm sự thấm qua của các ion sulfat và chloride từ nước biển và đất vào bê tông. Một sự giảm bớt trong vận chuyển ion trở thành giảm bớt trong cả giá thành duy tu và hư hỏng thảm hoạ của kết cấu bê tông.
Công nghệ mới có thể tiết kiệm hàng tỷ đô la và nhiều sinh mạng.
Bê tông ở xung quanh ta từ thời Roman và đã đến lúc phải thay đổi cơ sở hạ tầng quốc gia dùng bê tông cho hàng triệu dặm đường và 600.000 cây cầu, rất nhiều trong số đó trong tình trạng không được sửa chữa.
Năm 2007, 25% cầu của Hoa Kỳ được đánh giá là kết cấu yếu hoặc chức năng đã lỗi thời, theo Cục Đường bộ Liên bang. Hạ tầng bị hư hỏng còn ảnh hưởng trực tiếp với số lượng lớn tới ngân sách. Hiệp Hội kỹ sư xây dựng Hoa Kỳ dự đoán rằng Hoa Kỳ chi 54 tỷ đô la mỗi năm để sửa chữa các hư hỏng mà nguyên nhân là các điều kiện đường sá nghèo nàn.
Sự thẩm thấu của các ion Sulfat và chloride là nguyên nhân phá hoại kết cấu bên trong theo thời gian dẫn đến các vết nứt và làm yếu kết cấu bê tông. Các nỗ lực trước đây để cải thiện tuổi thọ bê tông thường tập trung vào làm đậm đặc giảm lỗ rỗng bê tông, nhưng không may là các tính toán đó lại có xu hướng nứt nhiều hơn. Các kỹ sư của NIST lại có cách tiếp cận khác, nâng cao gấp đôi tuổi thọ bê tông với một dự án gọi là tăng cường độ nhớt khuếch tán trong công nghệ bê tông (VERDICT). Hơn là thay đổi kích thước và mật độ của độ rỗng trong bê tông họ thay đổi độ nhớt của dung dịch trong bê tông ở kích thước vi nhỏ để giảm tốc độ mà chloride và sulfat đi vào bê tông. " Bơi qua một vũng mật ong lâu hơn là bơi qua một vũng nước" Kỹ sư Dale Bentz nói.
Nghiên cứu rất nhiều các chất phụ gia khác nhau, các kỹ sư đã xác định rằng kích thước của phân tử phụ gia đã giới hạn sự khuếch tán. Các phân tử lớn như ete cellulose gia tăng độ nhớt nhưng không giảm tỷ lệ khuếch tán. Các phân tử nhỏ hơn - nhỏ hơn 100 nano mét - đã làm chậm sự khuếch tán ion. Khi các phân tử phụ gia là lớn nhưng ở trong nồng độ thấp nó dễ dàng cho các ion chloride đi xung quanh nhưng cho nồng độ cao các phân tử nhỏ, gia tăng độ nhớt dung dịch thì hiệu quả hơn trong việc cản trở sự khuếch tán ion.
Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng chất phụ gia có thể được pha trộn trực tiếp vào bê tông với các chất hoá học hiện hành và thậm chí tốt nhất là được thực hiện khi chất phụ gia được trộn lẫn vào bê tông bởi một liều hấp thụ bão hoà, cát nhẹ. Tiếp tục nghiên cứu trên các vật liệu khác để tận dụng phát hiện này bang việc giảm nồng độ và giá thành của chất phụ gia cần thiết để tăng gấp đôi tuổi thọ bê tông
Theo Bản tin KHCN GTVT