Bê tông dự ứng lực, lời giải cho bài toán giảm giá thành công trình

Trên thực tế, công nghệ bê tông dự ứng lực bắt đầu được ứng dụng từ đầu năm 2000 cho các khối nhà chung cư cao tầng (17 - 34 tầng) tại Khu đô thị mới Trung Hòa - Nhân Chính (Hà Nội). Sau đó, nhiều công trình khác đã được triển khai bằng công nghệ này, như một số dự án nhà dành cho người thu nhập thấp tại thị trấn Xuân Mai (Hà Nội), Vĩnh Yên (Vĩnh Phúc), khu nhà ở cho công nhân Khu công nghiệp Bắc Thăng Long (huyện Đông Anh, Hà Nội), khu nhà ở sinh viên Mỹ Đình, nhà ở cho người thu nhập thấp CT1 Hà Đông, khu nhà ở Kiến Hưng - Hà Đông…

Tuy vậy, công nghệ này chỉ thực sự nở rộ trong khoảng thời gian gần đây, khi nhu cầu về phát triển bền vững được đặt ra cấp thiết và trở thành mục tiêu chung trong kế hoạch phát triển 5 năm mà Chính phủ hướng tới. Trong đó, việc sử dụng những loại vật liệu bền vững, hay hạn chế tối thiểu những tác động tới môi trường được ưu tiên hàng đầu.

Với yêu cầu như vậy, các nhà máy sản xuất bê tông cũng đang nỗ lực, nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ mới đê giảm giá thành sản phẩm, chất lượng cao hơn, bền vững hơn. Trong đó, công nghệ bê tông dự ứng lực được quan tâm hàng đầu.

Hiểu một cách nôm na, kết cấu bê tông dự ứng lực là dạng kết cấu bê tông có sử dụng các sợi cáp bằng thép cường độ cao, đặt trong lòng các cấu kiện bê tông theo một cách phù hợp, sao cho khi các sợi cáp này được kéo căng, thì sức căng trong các sợi cáp đó sẽ trở thành lực có xu hướng chống lại các tác động của tải trọng tác dụng vào cấu kiện. Nhờ đó, những kết cấu bê tông này có khả năng chịu tải trọng lớn hơn kết cấu bê tông thông thường, hoặc vượt được những nhịp hay khẩu độ lớn hơn kết cấu bê tông cốt thép thông thường.

Ông Trần Lê Việt Quốc, Phó giám đốc Nhà máy Sản xuất bê tông Phan Vũ Hải Dương, thuộc Tập đoàn Phan Vũ (đơn vị đầu tiên triển khai sản xuất cọc bê tông dự ứng lực), cho biết, mặc dù so sánh 1 m3 bê tông được sản xuất theo phương pháp truyền thống với bê tông theo công nghệ mới, thì giá thành bê tông theo công nghệ mới sẽ cao hơn, vì phải bổ sung thêm một số loại vật liệu làm tăng cường độ, thiết bị sản xuất phải đầu tư hiện đại hơn, nhưng xét về tổng thể cho một công trình xây dựng, thì giá thành sẽ giảm hơn rất nhiều.

Chẳng hạn, so sánh sản phẩm cọc bê tông ly tâm D500, sản xuất theo công nghệ mới, sức chịu tải tới hạn của cọc là 500 tấn, chiều dài L = 13m có khối lượng bê tông là 1,3 m3. Cọc vuông bê tông không ly tâm 400x400 đặc theo phương pháp truyền thống, sức chịu tải dài hạn của cọc là 500 tấn, chiều dài cọc L = 13m, có khối lượng bê tông là 2,08m3. Như vậy, khối lượng bê tông chênh nhau là 1,6 lần. Ngoài ra, tiến độ thi công bê tông sản xuất sẵn trong nhà máy đem ra công trường thi công sẽ nhanh hơn, thời gian thi công cho một công trình sẽ nhanh gấp 2 - 3 lần so với thi công theo phương pháp thông thường.

Việc đưa công trình vào khai thác sẽ sớm hơn, thu hồi vốn nhanh hơn. Bên cạnh đó, tuổi thọ công trình dài hơn do chất lượng bê tông cao hơn, chất lượng đều hơn do được sản xuất bằng thiết bị hiện đại, khả năng chống xâm thực do phải chịu ảnh hưởng của môi trường cao hơn, so với bê tông thông thường. Khả năng bền vững của công trình cao hơn, dài hơn, rủi ro ít hơn, từ đó sẽ mang lợi nhuận cao hơn.

Theo đánh giá của ông Lê Quang Hùng, Vụ trưởng Vụ Khoa học công nghệ, Bộ Xây dựng, việc chế tạo một khối bê tông thương phẩm đạt cường độ cao như bê tông dự ứng lực sẽ góp phần giảm thiểu những tác động tới môi trường, do kết hợp sử dụng các vật liệu được tái chế, phế thải như tro bay của các nhà máy nhiệt điện thay thế một phần cho xi măng, hay silica fume, cát nhân tạo thay thế cho cát tự nhiên, hoặc sử dụng bê tông cốt sợi như sợi thủy tinh, các phế thải như sợi sắt thép, nhôm được tái chế thành các sợi nhỏ...

Thống kê từ nhiều đơn vị cho thấy, lượng phế thải tro bay từ các nhà máy hiện nay là rất lớn và đây là được coi là nguồn nguyên liệu tốt cho việc sản xuất các vật liệu bê tông thân thiện với môi trường nếu biết tận dụng tốt.