Phát triển lớp nhiệt điện dẻo trong lõi bê tông giúp chống động đất

Sử dụng lớp nhiệt điện dẻo nằm ở giữa mảng tường bê tông trong xây dựng các tòa nhà cao tầng có khả năng chống động đất.

Các nhà nghiên cứu tại Cơ sở thử nghiệm địa chấn quốc gia (NSTF) thuộc Khoa Kỹ thuật động đất của Trường đại học IIT Roorkee đã thử nghiệm xây dựng một tòa nhà cao bốn tầng sử dụng lớp nhiệt điện dẻo nằm ở giữa hai lớp bê tông, được gia cố bằng lưới thép hàn để giúp chúng chống chọi với các hoạt động địa chấn tốt hơn.

Theo đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng Thermocol (chứa một hợp chất nhiệt dẻo quan trọng được gọi là polystyrene, thu được bằng cách polyme hóa styrene hoặc phenylethene) để làm lớp nhiệt điện dẻo nằm ở giữa mảng tường bê tông cốt thép có thể giúp các tòa nhà chống động đất.

Trong kỹ thuật này, lớp nhiệt điện dẻo do nhà máy sản xuất và gia cố bằng lưới thép được sử dụng để tạo khung cho tòa nhà. Sau đó bê tông được đổ lên hai mặt của lớp nhiệt điện dẻo. Kỹ thuật này không yêu cầu ván khuôn nên công trình được thi công rất nhanh chóng.

Phần khung được xây dựng bằng các tấm nhiệt điện dẻo do nhà máy sản xuất sau đó được đổ bê tông lên hai mặt của lớp nhiệt điện dẻo. Ảnh: Livemint

Quá trình thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã đánh giá được độ chịu lực của tòa nhà cao bốn tầng dưới tác động lực lên các bức tường, vì động đất thường tác động lực chủ yếu theo các hướng bên.

Giáo sư Yogendra Singh, người giám sát nghiên cứu, tuyên bố rằng tòa nhà bốn tầng được xây dựng bằng vật liệu này có khả năng chống lại các lực động đất, thậm chí cả vùng địa chấn V của đất nước mà không cần bất kỳ kết cấu hỗ trợ nào.

Các nhà nghiên cứu cho biết các lực dẫn đến sự sụp đổ của một tòa nhà trong trận động đất được phát sinh do hiệu ứng quán tính, do đó phụ thuộc vào khối lượng của tòa nhà. Thermocol chống lại động đất bằng cách giảm khối lượng của tòa nhà.

Ngoài ra việc sử dụng Thermocol trong các bức tường bê tông còn có tác dụng cách nhiệt. Lớp nhiệt điện dẻo có khả năng chống lại sự truyền nhiệt giữa môi trường bên trong và bên ngoài tòa nhà. Điều này có thể giúp giữ cho không khí bên trong tòa nhà luôn được điều hòa ở mỗi điều kiện khí hậu khác nhau.

Ở các khu vực khác nhau của Ấn Độ chịu sự thay đổi nhiệt độ lớn trong suốt năm. Do đó, việc sử dụng vật liệu điều hòa nhiệt độ ở những khu vực này là yếu tố quan trọng cần được xem xét cùng với một kết cấu xây dựng an toàn.

Thảo Uyên (Livemint)