Thủy tinh, kể từ khi được chế tạo lần đầu tiên vào khoảng năm 500 trước Công nguyên, đã mê hoặc con người. Thủy tinh đã đi được một chặng đường dài kể từ khi nó từng được cho là có khả năng ma thuật. Nó đã xuất hiện khá lâu và vẫn được sử dụng vì tính linh hoạt và lâu dài của nó. Với sự ra đời của kiến ​​trúc hiện đại vào đầu thế kỷ 20, các thành phố đã trở thành những nhà máy đô thị nơi bê tông, kính và thép được sản xuất hàng loạt. Triết lý này rất hữu ích trong việc đáp ứng nhu cầu về nhà ở của tầng lớp trung lưu đang ngày càng mở rộng. Các tòa nhà làm bằng kính và thép đã trở thành đại diện cho sự tiến bộ ở nhiều quốc gia vì ý nghĩa tích cực mà cư dân ở đó gắn liền với sự giàu có và sang trọng.

Kính là gì?
Thủy tinh là vật liệu lâu đời nhất và trang nhã nhất được sử dụng trong xây dựng và các lĩnh vực khác. Trong hầu hết các trường hợp, kính được sử dụng vì nó cải thiện giá trị thẩm mỹ của tòa nhà. Kể từ khi được phát hiện lần đầu tiên, người ta đã nhận thấy thủy tinh là một chất hấp dẫn. Thủy tinh là chất rắn, có thể nhìn xuyên qua. Thủy tinh được tạo ra bằng cách nung nóng các vật liệu vô cơ như thạch anh hoặc cát. Khi tạo ra hiệu ứng hình ảnh nổi bật và bố cục nội thất mới lạ, Kính là vật liệu được nhiều kiến ​​trúc sư lựa chọn. Khi nói đến vật liệu xây dựng, kính có khả năng thích ứng vô song.
Tính chất của kính:

i) Minh bạch:
Đặc tính chính của kính cho phép bạn nhìn xuyên qua nó là nó trong suốt. Kính có thể trong suốt từ hai phía hoặc chỉ một mặt. Mặt khác, tấm kính trong suốt có tác dụng như một tấm gương.

ii) Sức mạnh:
Thủy tinh là một vật liệu dễ vỡ, nhưng với sự trợ giúp của khoa học và công nghệ, một số lớp và phụ gia nhất định có thể làm tăng mô đun vỡ (khả năng chống biến dạng dưới tải trọng).

iii) Giá trị U:
Giá trị U cho biết lượng nhiệt truyền qua một mảnh thủy tinh. Nếu một tấm kính được cho là cách nhiệt thì nó phải có giá trị u thấp hơn.

iv) Khả năng thi công:
Nó có thể được sử dụng theo nhiều cách khác nhau. Bạn có thể thổi nó, vẽ nó hoặc nhấn nó. Có nhiều loại kính khác nhau như trong suốt, không màu, khuếch tán và nhuộm màu. Fusion cũng có thể được sử dụng để nối kính.

v) Chuyển khoản:
Trong thủy tinh, độ truyền qua nhìn thấy được đề cập đến lượng ánh sáng nhìn thấy được truyền qua.

vi) Có thể tái chế:
Các mảnh vụn (mảnh kính vỡ hoặc bỏ đi được thu thập để nấu chảy lại) được sử dụng làm nguyên liệu thô trong quá trình sản xuất kính, làm cốt liệu trong một tòa nhà bê tông, v.v.

Các loại kính khác nhau được sử dụng trong xây dựng:
1. Kính nổi:

Hình 1: Kính nổi Được

Kính nổi là một loại kính phổ biến khác thường được sử dụng trong các tòa nhà. Natri silicat và canxi silicat là hai thành phần chính trong kính nổi. Thủy tinh soda-vôi là tên gọi khác của loại thủy tinh này. Kính nổi được gọi là “phao” vì khi chế tạo, thủy tinh nóng chảy nổi trên nền thiếc nóng chảy.
Quá trình này làm cho kính trở nên mịn, sạch, phẳng và không bị biến dạng. Kính nổi không cần phải cắt bằng bất kỳ dụng cụ đặc biệt nào. Loại kính này có độ dày từ 2 mm đến 20 mm. Kính nổi nặng từ 6 kg đến 36 kg. Loại kính này được đặt ở các ô cửa sổ, trước cửa hàng và ở những nơi công cộng.

2. Kính dán nhiều lớp:

Hình 2: Kính nổi Được
Đúng như tên gọi, loại kính này bao gồm các lớp kính thông thường được dán lại với nhau bằng vật liệu trong suốt, dẻo vì nó là một chiếc bánh sandwich làm từ hai tấm kính trở lên. Loại kính này thường có khả năng chống tia UV và tiếng ồn nên được dùng để xây cầu và bể cá. Thông thường tốt nhất nên làm mái che bằng kính vì nó có thể chặn các tia có hại. Kính này được làm bằng hai tấm kính cường lực và một tấm gỗ ở giữa. Nó thường được làm cứng 6mm, dát mỏng 2,28mm và cứng 6mm.

3. Kính tấm hoặc kính phẳng:

Hình 3: Kính phẳng
Tấm kính được tạo ra bằng cách chạy kính nóng chảy qua các con lăn để tạo ra bề mặt gần như phẳng. Tấm kính có thể được cắt bằng máy cắt kính; bạn không cần các công cụ khác. Nó thường có nhiều kích cỡ và độ dày tiêu chuẩn trên thị trường. Do giá thành của loại kính này thấp và thực tế là nó không làm biến dạng tầm nhìn nên nó chủ yếu được sử dụng để che nhà kính và những nơi khác mà tầm nhìn bị biến dạng không phải là vấn đề.

4. Kính chống vỡ:

Hình 4: Kính chống vỡ
Được phép: Defenselite.com

Kính nhiều lớp được sử dụng để làm kính chống vỡ. Hai hoặc nhiều tấm kính được dán lại với nhau bằng một lớp polyvinyl hoặc nhựa vô hình, mặc dù đôi khi các vật liệu khác cũng được sử dụng. Kính chống vỡ giữa các lớp kính thông thường giúp giảm truyền âm thanh, giúp ngôi nhà của bạn yên tĩnh hơn rất nhiều. Loại kính này còn hạn chế tia UV, giúp ánh nắng không làm phai màu vải và đồ nội thất.

5. Kính tiết kiệm năng lượng:
Kính tiết kiệm năng lượng được chế tạo bằng cách phủ một lớp mỏng lên một mặt của kính nổi trong quá trình sản xuất. Kính phủ có độ phát xạ thấp được sử dụng trong kính tiết kiệm năng lượng để giảm thất thoát nhiệt. Hiệu quả sử dụng năng lượng tăng lên của cấu trúc của bạn là kết quả trực tiếp của khả năng cách nhiệt vượt trội của cửa sổ.

Hình 5: Kính tiết kiệm năng lượng
6. Kính màu:

Hình 6: Kính màu Được
Kính màu là loại kính nổi tiếng và phổ biến được sử dụng rất nhiều trên toàn thế giới. Kính màu chỉ là kính màu được sử dụng chủ yếu trong các tòa nhà. Để có được các màu khác nhau trong kính màu, chúng tôi thêm một loại sắt đặc biệt vào hỗn hợp kính khi chế tạo. Điều tuyệt vời nhất ở chiếc kính này là trông rất đẹp và nhiều màu sắc nhưng màu sắc vẫn cần thay đổi cách hoạt động. Cửa sổ, mái nhà và những nơi khác có kính màu. Khi kính màu được tạo ra, oxit sắt được thêm vào để làm cho nó có màu xanh lá cây và lưu huỳnh được thêm vào để làm cho nó có màu xanh lam.

7. Kính cường lực:

Hình 7: Kính cường lực
Kính cường lực, thường được gọi là kính an toàn hoặc kính cường lực, được sử dụng rộng rãi do độ bền và khả năng chống vỡ. Nó được thiết kế để vỡ thành những mảnh nhỏ hơn, “an toàn hơn” thay vì những mảnh lớn (như kính nổi). Kính cường lực thường được sử dụng trong nội thất gia đình cho các ứng dụng bao gồm mặt bàn bếp (do khả năng chịu nhiệt), vách tắm, lan can kính và hàng rào hồ bơi. Nếu cần có các biện pháp bảo vệ bổ sung, chúng cũng có thể được sử dụng trong các tấm nhiều lớp.

8. Kính kỳ lạ:

Hình 8: Kính kỳ lạ
Kính khung dây đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ và nó giữ cho kính không bị vỡ trong trường hợp khẩn cấp. Khi kính được chế tạo, lưới thép được sử dụng để gia cố kính. Nó làm cho nó bền hơn và có khả năng chống cháy hơn kính nổi. Nó còn được gọi là kính có dây Georgia, và lưới thép có tác dụng gia cố. Dây giữ nó cố định nếu có vật gì đó có tác động mạnh hơn làm vỡ kính. Nó làm giảm khả năng ai đó bị tổn thương. Kính lưới thép đi kèm với cả lưới kim cương và lưới vuông.

9. Kính màu:

Hình 9: Kính màu.
Kính màu là loại Kính đặc biệt được sử dụng trong ICU và phòng họp. Kính Chromatic có đặc tính đặc biệt giúp bảo vệ bên trong khỏi ánh sáng. Loại kính này đắt hơn những loại kính khác. Việc cán điện đôi khi có thể xảy ra trên kính màu (điện sắc). Kính màu cũng có các loại màu nhiệt (cán nhạy cảm với nhiệt) và các loại màu sắc ảnh (có cán nhạy sáng).

10. Kính tự làm sạch:
Kính tự làm sạch là loại kính đặc biệt có bề mặt không dễ bị bám bẩn. Có hai loại lớp phủ tự làm sạch cho kính: kỵ nước và ưa nước. Cả hai loại lớp phủ này đều tự làm sạch bằng nước. Loại thứ nhất tự làm sạch bằng những giọt nước lăn, loại thứ hai tự làm sạch bằng những tấm nước mang đi bụi bẩn. Mặt khác, lớp phủ ưa nước gốc Titania (titanium dioxide) có một đặc tính bổ sung: chúng có thể phân hủy bụi bẩn về mặt hóa học khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.

Hình 10: Kính tự làm sạch
11. Khối kính:

Hình 10: Khối thủy tinh
Khối thủy tinh là một vật liệu phổ biến và được nhiều người biết đến. Có hai loại khối thủy tinh khác nhau. Một cái là rắn, còn cái kia là rỗng. Hầu hết các khối thủy tinh được làm từ hai mảnh riêng biệt. Khi Kính còn nóng, hai mảnh được ép lại với nhau. Một số máy hút bụi vẫn còn đó ở phần chúng kết nối. Hầu hết thời gian, các khối tường kính rỗng cho ánh sáng vào bên trong tòa nhà. Giá thành cũng cao vì khối kính phải được lắp đặt bởi những người thợ rất lành nghề.

Ưu điểm của kính:

• Kính là một loại vật liệu trong suốt đặc biệt cho phép ánh sáng truyền qua nó, cho phép nhìn rõ những gì ở phía bên kia. Vì vậy, nó tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí điện.
• Kính có nhiều màu sắc khác nhau và khi các tấm kính được ghép lại với nhau thành từng lớp nhiều lớp hoặc cách nhiệt, màu sắc sẽ thay đổi và trông đẹp hơn.
• Vì kính sáng bóng và mịn màng nên nó được kín khỏi bụi và dễ dàng lau chùi. Nó đòi hỏi ít bảo trì hơn các vật liệu khác. Đặc tính kép của kính là vật liệu chống bụi và chống thấm nước khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến ở những khu vực nơi không khí thường xuyên chứa đầy bụi và cát.
• Thủy tinh là vật liệu có thể tái chế vô thời hạn mà không làm giảm chất lượng. Nó có thể được tái chế nhiều lần mà không làm mất đi tính toàn vẹn hoặc chất lượng ban đầu.
• Kính cung cấp tùy chọn hiển thị trực quan vượt trội cho sản phẩm. Hiệu ứng thủy tinh mà nó tạo ra có thể nâng cao đáng kể sức hấp dẫn thị giác của tòa nhà.
• Thủy tinh ổn định với tia cực tím vì nó không phản ứng với bức xạ cực tím, do đó nó không bị nứt, phai màu hoặc vỡ vụn.
• Kính có thể chịu được mọi thời tiết. Nó có thể chịu được tác động của gió, mưa hoặc nắng tốt hơn và giữ được hình dạng cũng như vẻ ngoài trong hầu hết các điều kiện.
• Kính xây dựng là vật liệu cứng, trong suốt, có thể dễ dàng tạo hình thành bất kỳ hình dạng nào bạn muốn. Nó được làm bằng cách nung nóng cát.
• Kính được sử dụng trong các tòa nhà là một chất cách nhiệt tuyệt vời. Nó không dễ dàng cho dòng điện chạy qua nó. Nó giúp bạn không bị tổn thương bởi bất kỳ mối nguy hiểm nào về điện.

Nhược điểm của kính:

• Sản xuất thủy tinh rất tốn kém vì nó đòi hỏi nhiệt độ cao để chế biến. Vì kính trong suốt nên nó làm tăng chi phí tổng thể của cấu trúc đồng thời làm giảm sự riêng tư.
• Kính có ít khả năng chịu được tải trọng tức thời vì nó có khả năng chống va đập kém hơn. Dưới tác dụng của lực, nó sẽ nhanh chóng bị nứt.
• Do độ cứng và độ cứng của kính, việc thêm trọng lượng sẽ khiến nó bị vỡ mà không cần dùng nhiều sức. Mảnh thủy tinh vỡ vụn có sức sát thương cực kỳ lớn và nguy hiểm đến tính mạng.
• Để chịu được ứng suất và chuyển động ngang, các công trình xây dựng ở vùng dễ xảy ra động đất phải được thiết kế đặc biệt. Thủy tinh là chất dễ bị vỡ hoặc sụp đổ nhanh vì nó dễ vỡ hơn các vật liệu khác.
• Bề mặt kính sẽ bị pha loãng bởi dung dịch kiềm và nếu được cung cấp kiềm liên tục thì hiện tượng ăn mòn này sẽ xảy ra.
• Các hạt bụi bám vào kính trong môi trường bụi bặm và ẩm ướt, khiến việc bảo trì trở nên đặc biệt khó khăn.

Phần kết luận:
Kính được sử dụng trong lớp vỏ tòa nhà như một thành phần kính trong suốt. Nó áp dụng cho các vách ngăn bên trong và bên ngoài, cũng như cửa sổ. Kính, giống như các vật liệu xây dựng khác, có nhiều kiểu dáng và màu sắc khác nhau. Kính an ninh, vẻ đẹp, sự riêng tư và cách nhiệt đều phục vụ các mục đích và hình thức khác nhau. Việc thay đổi quy trình sản xuất có thể tăng cường độ bền, thay đổi màu sắc và thậm chí khiến chúng ít bị vỡ hơn.

Người giới thiệu:
1. “Các loại kính dùng trong xây dựng | Thuộc tính của thủy tinh.” Các Loại Kính Dùng Trong Xây Dựng | Thuộc tính của Thủy tinh, www.constructioncost.co/types-of-glass-used-in-construction.html. Truy cập ngày 16 tháng 1 năm 2023.
2. “Kính làm vật liệu xây dựng.” Hiểu về Xây dựng Tòa nhà,
www.knowconstruction.com/glass.html. Truy cập ngày 16 tháng 1 năm 2023.
3. “Các loại kính khác nhau được sử dụng trong các tòa nhà và công trình kiến ​​trúc.” Người hướng dẫn Constro, ngày 30 tháng 9 năm 2022, constrofacilitator.com/other-types-of-glass-used-in-buildings-and-structures.
4. “Các loại kính khác nhau được sử dụng trong xây dựng.” EBOSS, ngày 25 tháng 5 năm 2020, www.eboss.co.nz/detailed/metro-Technical/other-types-of-glass-structural-construction-use.
5. BuilderSpace. “10 loại kính được sử dụng trong xây dựng – BuilderSpace.” BuilderSpace, ngày 7 tháng 1 năm 2021, www.builderspace.com/types-of-glass-used-in-construction.
6. “Các loại đặc tính của kính Hiệu suất và ứng dụng của vật liệu trong xây dựng – Blog – Cầu thiết kế.” Các loại thuộc tính của kính Hiệu suất và ứng dụng của vật liệu trong xây dựng – Blog – Cầu nối thiết kế,
thedesignbridge.in/blog/glass-properties-types-material-performances-and-uses-in-construction. Truy cập ngày 16 tháng 1 năm 2023.

Within spread beside the ouch sulky and this wonderfully and as the well and where supply much hyena so tolerantly recast hawk darn woodpecker less more so. This nudged jeepers less dogged sheared opposite then around but a due heinous square subtle amphibiously chameleon palpable tyrannical aboard removed much outside and without vicious scallop flapped newt as.

Some grimaced after after mercifully lion thus oppressive hello heroically quizzical far impala heroic a passably and through as while far yikes that this plankton hedgehog far less one. Less baboon inconspicuous pending masochistically stubbornly however thus thus coarse unicorn hawk hence indignantly since a excepting far inconspicuous goodness sensationally slavishly.

Versus penguin aside much via gauche unbound next therefore less taped far after strategic with querulous so away beamed and outside insane.

Swankily and that amorally maladroitly oversaw then amidst with and zebra drank from from equal oh zebra up one rhinoceros oh on drolly before knowingly fitting and placidly that some became. Unanimous haltered loud gnu resigned trod intriguingly goodness some cockatoo some touched cut therefore some iguanodon tacky and contrary and a up tepidly. Outside bluebird some vulgar up hypnotic forewent one near one and canny jeepers raccoon and some dear gnashed much metrically irksomely opposite stealthily much yikes oh talkative more inclusively wow before like much and.

Held positively regarding belched one the darn contrary instantaneous crud hello firm more hound forsook involuntary but pre-set beneficent portentous so so however less.

Together jeez because insect smelled far victorious aside and scowled bet more therefore incredibly then slight that asininely porcupine some hello the while much the crud dogged scratched underlay comparably ouch flagrant less eminent and. Together jeez because insect smelled far victorious aside and scowled bet more therefore incredibly then slight that asininely porcupine some hello the while much the crud dogged scratched underlay comparably ouch flagrant less eminent and.

Together jeez because insect smelled far victorious aside and scowled bet more therefore incredibly then slight that asininely porcupine some hello the while much the crud dogged scratched underlay comparably ouch flagrant less eminent and. Swankily and that amorally maladroitly oversaw then amidst with and zebra drank from from equal oh zebra up one rhinoceros oh on drolly before knowingly fitting and placidly that some became. Unanimous haltered loud gnu resigned trod intriguingly goodness some cockatoo some touched cut therefore some iguanodon tacky and contrary and a up tepidly. knowingly fitting and placidly that some became.

Vật liệu xây dựng cực kỳ hiện đại đang thay đổi cách thức xây dựng. Các vật liệu ngày nay thân thiện với môi trường, đáng tin cậy và bền, đồng thời thoáng mát và nhẹ. Tìm hiểu thêm trong danh sách hơn 15 vật liệu xây dựng sáng tạo của chúng tôi.

Khoa học vật liệu hiện đại đã tiến bộ đáng kể trong những năm gần đây. Ngày nay, có những vật liệu xây dựng mới thực sự mang tính cách mạng trên thị trường. Các vật liệu tổng hợp tiên tiến đang được tạo ra – các vật liệu xây dựng nhẹ hơn, bền hơn và thân thiện với môi trường hơn các vật liệu truyền thống. Những tiến bộ này kích thích kiến ​​trúc mới, khác biệt hoàn toàn với những gì chúng ta quen thuộc và thân thiện với môi trường hơn.

Vật liệu sáng tạo: giải quyết các vấn đề trong quá khứ

Khi xi măng bị nứt, đó là một vấn đề nghiêm trọng hơn nhiều người nghĩ. Nó không chỉ là vấn đề thẩm mỹ, mặc dù điều đó chắc chắn rất quan trọng. Không, vấn đề này mang tính chất cấu trúc: nước sẽ lọt vào vết nứt và bắt đầu làm suy yếu tính toàn vẹn của bê tông. Trong môi trường có nhiệt độ không ổn định, vấn đề này càng trở nên trầm trọng hơn do ảnh hưởng của việc đóng băng và rã đông. Nước trong vết nứt nở ra trong mùa đông lạnh giá, đẩy mỗi bên của vết nứt ra xa nhau hơn một chút. Và sau đó, khi băng tan vào mùa xuân, nước sẽ thấm sâu hơn vào xi măng, làm vết nứt sâu hơn và làm suy yếu tính toàn vẹn cấu trúc của tòa nhà.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu bê tông có thể tự lành lại? Hoặc nhựa đường, hoặc thậm chí là kim loại? Có thể tiết kiệm hàng tỷ bảng chỉ riêng cho công việc sửa chữa và phục hồi, chưa kể đến việc giảm tác hại đến môi trường do thay thế các vật liệu bị hư hỏng.

Một số vật liệu xây dựng hiện đại có thể sẽ tìm thấy vị trí của chúng trong những ngóc ngách nhỏ, nhưng một số vật liệu xây dựng cải tiến có tiềm năng được sử dụng rộng rãi. Các tòa nhà có kết cấu gạch và bê tông truyền thống sẽ dần trở thành quá khứ vì yêu cầu của con người rất rõ ràng: chúng ta cần những tòa nhà thân thiện với môi trường, tiết kiệm năng lượng, bền và nhẹ, trông đẹp mắt và đồng thời có tính ứng dụng cao.

Vật liệu xây dựng sáng tạo nhất

Chúng tôi đã thu thập những vật liệu thú vị và sáng tạo nhất trong xây dựng đã được sử dụng và một số vật liệu mang tính hứa hẹn đang được thử nghiệm trong các dự án thí điểm. Một số vật liệu xây dựng không nhất thiết phải là vật liệu mới – tức là công nghệ này đã được phát triển và thử nghiệm từ lâu nhưng vẫn được sử dụng có chọn lọc và chưa phổ biến. Vật liệu xây dựng mới được sử dụng cho cả mục đích trang trí và làm vật liệu cốt lõi trong kết cấu xây dựng.

Vì vậy, đây là hơn 15 vật liệu sáng tạo hàng đầu cho xây dựng:

1. Gỗ trong suốt
2. Sợi carbon
3. SensiTiles
4. Bê tông tự phục hồi
5. Aerogel
6. Giàu chất khoáng
7. Đá granit lỏng
8. Bê tông uốn, dẻo
9. Bạt bê tông
10. Nhôm trong suốt
11. Than củi
12. Thủy gốm sứ
13. CABKOMA
14. Flexcomb
15. Sơn siêu trắng
16. Lớp lót than sinh học
17. Gia cố cây gai dầu

GỖ TRONG SUỐT

Việc phát minh ra vật liệu thân thiện với môi trường mới nhất – gỗ trong suốt – đã được công bố vào năm 2016. Tuy nhiên, phải đến năm 2020, nhà khoa học đã phát minh ra phương pháp làm cho gỗ trong suốt khi cộng tác với một nhóm từ Đại học Maryland tại College. Park, tuyên bố rằng các bài kiểm tra đã hoàn thành và họ đã đạt được kết quả ổn định. Gỗ trong suốt bền hơn và nhẹ hơn kính ít nhất 5 lần, cũng như có hiệu suất tản nhiệt tốt hơn. Chính những đặc điểm này khiến nó trở thành một sự thay thế tiềm năng thú vị cho cửa sổ nhựa hoặc kính. Ưu điểm khác: nguyên liệu thô có thể tái tạo và thân thiện với môi trường. Cây balsa phát triển nhanh chóng, có cây trưởng thành chỉ sau 5 năm. Chi phí sản xuất cũng thấp hơn nhiều so với sản xuất thủy tinh,

Gỗ trong suốt khá linh hoạt vì nó có chứa cellulose tự nhiên. Để đạt được độ trong suốt, gỗ balsa được ngâm trong dung dịch đặc biệt và sau đó nhựa epoxy được thêm vào cấu trúc. Gỗ trong suốt hoặc kính gỗ có thể được sử dụng thay cho các loại kính truyền thống hoặc các thành phần khác trong kết cấu tòa nhà cần phải trong suốt nhưng cũng bền, thân thiện với môi trường và tiết kiệm năng lượng.

SỢI CÁC-BON

Sợi carbon thực sự là vật liệu của tương lai – mặc dù vật liệu này đã được sử dụng từ lâu trong các môn thể thao khác nhau! Tuy nhiên, vật liệu cải tiến này ngày càng được sử dụng thường xuyên hơn trong xây dựng, một ngành thường đòi hỏi sự kết hợp giữa độ bền và độ nhẹ. Sợi carbon nhẹ hơn 75% so với sắt và nhẹ hơn 30% so với nhôm. Nó được sử dụng để gia cố các vật liệu xây dựng truyền thống nhằm cải thiện độ bền của chúng – gạch, khối bê tông cốt thép, kết cấu bằng gỗ – cũng như để giảm độ dày của các tấm và do đó, giảm trọng lượng của chúng. Gia cố sợi carbon cho bê tông cũng mang lại khả năng cách nhiệt tuyệt vời. Nhược điểm duy nhất hạn chế ứng dụng rộng rãi của nó là giá thành vật liệu cao.

SENSITILES — NGÓI ACRYLIC TRANG TRÍ

Vật liệu xây dựng tiên tiến không phải lúc nào cũng là vật liệu có các đặc tính vật lý tiên tiến như độ bền hoặc độ an toàn. Đây cũng có thể là những vật liệu tích hợp công nghệ để mang đến sự trang trí ngoạn mục và hiện thực hóa những ý tưởng thiết kế xa hoa nhất. Một loại vật liệu xây dựng hoàn thiện mới là loại gạch nhạy cảm với sợi acrylic phản ứng với các chuyển động, cú chạm hoặc nguồn sáng của bạn. Sợi quang truyền ánh sáng và phản ứng: gạch có thể lấp lánh, phát sáng, bắt và phân tán các màu lân cận trên bề mặt của nó. Trang trí bằng vật liệu này mang đến những cơ hội mới trong kiến ​​trúc và thiết kế nội thất.

BÊ TÔNG TỰ PHỤC HỒI

Thuật ngữ “bê tông tự phục hồi” nghe có vẻ hơi viển vông. Trở lại năm 2015, nhà phát minh Henk Jonkers từ Đại học Công nghệ Delft đã trình bày một phương pháp cải tiến để sửa chữa các vết nứt trên bê tông bằng cách sử dụng vi khuẩn. Nguyên lý của công nghệ rất đơn giản: các viên nang chứa vi khuẩn và chất dinh dưỡng cụ thể dành cho chúng được thêm vào bê tông: vi khuẩn được kích hoạt ngay khi gặp nước. Bê tông bị nứt được xây lại bằng hơi ẩm, chứa đầy đá vôi do vi khuẩn tạo ra.

Ngoài công nghệ sinh học này, còn có một giải pháp thay thế khác từ các nhà nghiên cứu Hàn Quốc, trong đó các viên nang của một loại polymer nhất định được thêm vào bê tông. Dưới tác động của độ ẩm và ánh nắng, nó cũng bắt đầu phản ứng, sưng tấy và lấp đầy vết nứt.

Bê tông truyền thống là vật liệu xây dựng rất đáng tin cậy và có độ bền cao, nhưng nó sẽ mất đi các đặc tính khi bị nứt. Nhiều chuyên gia khoa học vật liệu trên khắp thế giới đang nỗ lực nâng cấp vật liệu cơ bản theo hướng hiện đại.

Mới đây, các nhà khoa học Mỹ từ Viện Bách khoa Worcester (WPI) cũng đưa ra bằng chứng cho thấy họ đã phát triển được bê tông sinh học. Trong trường hợp này, một loại enzyme được thêm vào để phản ứng với các tinh thể canxi cacbonat giải phóng CO2 – đặc tính của chúng tương tự như bê tông. Kết quả là tất cả các vết nứt được lấp đầy và cường độ bê tông được cải thiện. Phương pháp này có thể khôi phục vết nứt 1 mm trong một ngày.

Một phát triển khác của các nhà khoa học từ Đại học Colorado dựa trên quá trình quang hợp của vi khuẩn. T Bioconcrete được tạo thành từ hỗn hợp vi khuẩn lam – vi khuẩn quang hợp – gelatin và cát. Chúng phản ứng với nước và tăng kích thước để lấp đầy mọi lỗ hổng.

AIRGEL

Vật liệu cứng nhất và nhẹ nhất trên thế giới được làm từ 99,8% không khí!

Vật liệu siêu nhẹ xốp tổng hợp này có nguồn gốc từ một loại gel trong đó thành phần chất lỏng của gel được thay thế bằng chất khí. Kết quả là một thân rất chắc chắn với mật độ cực thấp và độ dẫn nhiệt thấp. Khi chạm vào, nó giống như bọt polystyrene giòn. Aerogel có thể được làm từ nhiều loại hợp chất hóa học. Nó được sản xuất lần đầu tiên vào năm 1931 với tư cách là đứa con tinh thần của Samuel Stephens Kistler. Ông lập luận rằng ông có thể thay thế chất lỏng bằng khí mà không làm co cấu trúc. Các aerogel đầu tiên được làm từ silica gel. Công trình sau này của Kistler liên quan đến aerogel dựa trên oxit nhôm, oxit crom và thiếc dioxide. Aerogel carbon được phát triển lần đầu tiên vào cuối những năm 1980. Một tính năng đặc biệt của aerogel là chúng có thể có độ dẫn nhiệt thấp hơn độ dẫn nhiệt của khí chứa trong chúng. Vật liệu này là chất cách nhiệt tuyệt vời, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi để cách nhiệt thân thiện với môi trường và hiệu quả ở quy mô công nghiệp. Do cấu trúc có độ xốp cao và mịn, aerogel có thể được sử dụng làm chất nền thu thập các hạt bụi nhỏ nhất.

RIHLITE

Richlite là vật liệu composite giấy có độ bền cao. Nó được làm từ giấy thải được ép thành các tấm cứng, mịn để có thể xử lý được. Giấy có nguồn gốc phù hợp sẽ thân thiện với môi trường hơn nhiều so với nhiều loại vật liệu phổ biến nhất được sử dụng trong xây dựng và đây là một trong những ưu điểm chính của Richlite. Tuy nhiên, công nghệ biến nó thành một nguyên liệu thô tuyệt vời, rất cần thiết cho việc xây dựng sinh thái.

Không giống như đá hoặc các bề mặt cứng khác, Richlite hoạt động giống như gỗ cứng dày đặc và có thể dễ dàng xay, chà nhám và ghép nối. Richlite còn là vật liệu chịu nước và vệ sinh, có khả năng hút ẩm thấp, chịu nhiệt và chống cháy cao. Không có gì đáng tiếc khi nó trông đẹp, với lớp hoàn thiện tự nhiên. Kết quả là nó được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, từ xây dựng đến thiết kế nội thất. Nó thậm chí còn được sử dụng để sản xuất nhạc cụ, thay thế gỗ mun đắt tiền mà vẫn mang lại chất lượng âm thanh cao. Richlite đã trở thành một vật liệu nổi tiếng, được nhiều kiến ​​trúc sư yêu thích làm vật liệu hoàn thiện cho đồ nội thất, các chi tiết nội thất và các công trình kiến ​​trúc sáng tạo.

GRANITE LỎNG

Đá “lỏng” nhân tạo là hỗn hợp xây dựng dạng lỏng đặc biệt (được làm từ 70% đá cẩm thạch và 30% phụ gia đặc biệt và chất độn trang trí) được phun lên các bề mặt bao gồm bê tông, gạch, đá và nhựa đường. Do thành phần của nó, chất lỏng đông tụ lại tạo thành một lớp bịt kín, mang lại cho bề mặt độ bền và vẻ ngoài hấp dẫn. Đá granit lỏng là vật liệu thân thiện với môi trường vì nó bao gồm nhựa an toàn, đá cẩm thạch tự nhiên và chất độn khoáng. Vật liệu composite này thường được sử dụng trong các công trình hoàn thiện, để sản xuất hoặc phủ các cấu trúc riêng lẻ hoặc các bộ phận nội thất.

BÊ TÔNG UỐN, DẺO

Nghiên cứu cải thiện chất lượng bê tông là một trong những mục tiêu phổ biến nhất trong khoa học vật liệu, nhưng điều này không có gì đáng ngạc nhiên.

Ngày nay, hầu hết mọi công trình đều dựa trên bê tông. Chúng tôi đã đề cập rằng một trong những vấn đề của bê tông là tính dễ vỡ nếu nó bị sứt mẻ và nứt. Ngoài ra, mặc dù bê tông cực kỳ chắc chắn nhưng nó lại bị hạn chế về tải trọng có thể chịu được. Trở lại năm 2014, người Singapore không chỉ có thể cải thiện cường độ và giảm trọng lượng của bê tông bằng cách loại bỏ cốt thép trong kết cấu bê tông mà còn tăng thêm tính linh hoạt, đây không phải là đặc tính đặc trưng của bê tông truyền thống.

Nhờ sử dụng một chất phụ gia độc đáo, bê tông mới ConFlexPave có độ linh hoạt và cường độ cao gấp 3 lần so với bê tông truyền thống. Các vi sợi polymer mỏng nhất được trộn vào dung dịch, phân phối tải trọng trên toàn bộ tấm bê tông. Điều này giúp nó trở nên bền chắc như kim loại và bền gấp đôi bê tông thông thường khi chịu uốn.

Tuy nhiên, không có giới hạn nào cho sự hoàn hảo và các nhà khoa học khác vẫn tiếp tục theo đuổi loại bê tông dẻo. Chẳng hạn, các chuyên gia của Đại học Swinburne đã tạo ra bê tông không sử dụng xi măng nhưng có cùng đặc tính vượt trội về độ dẻo và khả năng chịu tải. Loại bê tông mới này cũng thân thiện với môi trường vì nó kết hợp tro bay và vật liệu tổng hợp geopolymer – chất thải điển hình phát thải từ các nhà máy điện than. Nó cũng đông cứng ở nhiệt độ phòng, điều đó có nghĩa là không cần chi phí sản xuất cao không bền vững. Nhưng quan trọng nhất, bê tông mới dẻo hơn 400 lần so với bê tông truyền thống, trong khi vẫn duy trì được mức cường độ như cũ. Geopolyme không chỉ tăng thêm hệ số uốn mà còn cải thiện khả năng chống lại các vết nứt vi mô có thể xảy ra. Các sợi polyme giữ cấu trúc chịu tải ngay cả khi có vết nứt,

Vật liệu mang tính cách mạng này là vải bê tông ở dạng cuộn. Tính linh hoạt của nó mang lại khả năng thiết kế vô hạn cho các kiến ​​trúc sư và đặt ra những thách thức mới cho việc xây dựng.

Giải pháp Concrete Canvas® đã được cấp bằng sáng chế được sử dụng cho nhiều công việc xây dựng và hơn thế nữa. Nó cho phép xây dựng các kết cấu bê tông với việc lắp đặt tối thiểu và đào tạo chuyên môn. Quá trình cài đặt thường nhanh hơn mười lần: chỉ cần mở cuộn đã chuẩn bị sẵn và thêm nước.

Đây là vật liệu phụ trợ tạo điều kiện thuận lợi cho một số công trình tiền xây dựng và cũng được sử dụng để chuẩn bị cơ sở hạ tầng: kênh mương, sửa chữa và bảo vệ bề mặt và mái dốc cũng như gia cố hồ chứa và đường ống.

NHÔM TRONG SUỐT

Vật liệu của tương lai này là một thực tế vật chất. Nói một cách đơn giản, nó là một loại gốm trong suốt dựa trên nhôm oxynitride (AlON). Các tính năng chính của vật liệu này là khả năng chống trầy xước và độ bền. Nhôm trong suốt bền hơn nhiều so với thủy tinh aluminosilicate (thạch anh) và nó cũng cứng hơn sapphire 85%. Ngoài ra, nó còn có thể chịu được nhiệt độ lên tới 2.100⁰C. Nó có khả năng chống bức xạ, axit, kiềm và nước. Đương nhiên, vật liệu này ngay lập tức được ngành công nghiệp quân sự và quang học áp dụng. Nhưng trong xây dựng, nó được sử dụng cho các cửa sổ, mái vòm chống va đập và các bộ phận khác đòi hỏi độ trong suốt và độ bền.

GỖ NHIỀU LỚP

Đây là một vật liệu sáng tạo sử dụng gỗ trong tất cả các thành phần của nó. Gỗ được ép thành các tấm và dát mỏng, tạo thành một khối rắn chắc hơn nhiều so với gỗ thông thường.

Trong danh mục này, bạn sẽ tìm thấy các loại phụ như gỗ ghép nhiều lớp và gỗ nhiều lớp. Gỗ ép bao gồm nhiều mảnh gỗ dán lại với nhau được sử dụng để tạo ra những thanh dầm chắc chắn. Gỗ ghép chéo được làm từ những miếng gỗ xếp xen kẽ nhau để tạo thành những tấm lớn có thể chịu được tải trọng lớn. Cả hai loại gỗ đều có khả năng chống cháy cực cao. Các lớp bên ngoài khi đốt sẽ tạo ra than giúp cách nhiệt cho phần gỗ còn lại. Trong các cuộc thử nghiệm khả năng chống cháy, chúng đã chứng minh được khả năng duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc của mình. Sử dụng gỗ nguyên khối sẽ tạo điều kiện thu giữ carbon trong khi cây đang phát triển và trong khi gỗ được sử dụng trong các tòa nhà. Theo một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Lâm nghiệp bền vững, nếu sử dụng lâm nghiệp bền vững,

THỦY LỰC (LÀM LẠNH THỤ ĐỘNG)

Đây là vật liệu mặt tiền tổng hợp làm từ đất sét và hydrogel, có khả năng làm mát bên trong các tòa nhà lên tới 6°C. Hydroceramics sử dụng khả năng hấp thụ nước gấp 500 lần trọng lượng của hydrogel để tạo ra một hệ thống xây dựng “trở thành một sinh vật sống như một phần của tự nhiên, không vượt ra ngoài nó”. Công nghệ này được phát triển bởi các sinh viên Tây Ban Nha tại Viện Kiến trúc Tiên tiến của Catalonia vào năm 2014. Kể từ thời điểm đó, vật liệu cải tiến này cho phép hệ thống tự làm mát đang có nhu cầu lớn trong ngành xây dựng và trong giới kiến ​​trúc sư. Nó đặc biệt phổ biến trong xây dựng sinh thái vì nó có thể tiết kiệm tới 28% tổng mức tiêu thụ năng lượng của các thiết bị làm mát truyền thống.

CABKOMA — CHUỖI HYDROCARBON, HỖ TRỢ CHUỖI

Đối với những vùng hay xảy ra động đất như Nhật Bản, vật liệu có thể chịu được động đất là rất quan trọng. Đó là lý do tại sao phòng thí nghiệm của Komatsu Seiten Fabric đã phát triển một loại composite sợi carbon nhiệt dẻo có tên là CABKOMA Strand Rod.

Hỗn hợp này được phủ bằng sợi vô cơ và tổng hợp, với lớp hoàn thiện bằng nhựa nhiệt dẻo, tạo nên hệ thống gia cố địa chấn nhẹ nhất thế giới. Các sợi cải tiến nhẹ hơn gần năm lần so với dây kim loại có cùng độ bền và thậm chí còn có thiết kế khá đẹp. Chúng cũng có hiệu quả, giúp các tòa nhà đáp ứng được yêu cầu gia cố địa chấn. Tất nhiên, giống như tất cả các vật liệu làm từ sợi carbon, nhược điểm của CABKOMA là giá thành không hề rẻ.

FLEXICOMB

Flexicomb được lấy cảm hứng từ thiên nhiên – như bạn có thể đoán từ cái tên, cấu trúc của vật liệu này được lấy cảm hứng từ tổ ong. Ý tưởng rất đơn giản này hóa ra lại linh hoạt và hữu dụng một cách đáng kinh ngạc. Ý tưởng này lần đầu tiên xuất hiện tại Đại học Yale, nơi các nhà nghiên cứu nghiên cứu cấu trúc tổ ong. Bằng cách kết hợp ống hút uống thành một mảng, bạn có thể dễ dàng tạo ra cấu trúc giống như tổ ong. Nó cũng mang đến cơ hội tái chế hoặc nâng cấp một loại nhựa gây phiền toái phổ biến – ống hút uống nước.

Trong Flexcomb, hàng ngàn ống polypropylene được kết nối chặt chẽ thành một ma trận linh hoạt, có thể tạo ra các hình dạng khác nhau. Những cấu trúc này trong mờ, vì vậy chúng thường được sử dụng để sản xuất các bộ phận chiếu sáng trang trí.

 ĐỂ LÀM MÁT THỤ ĐỘNG

Mọi người đều biết rằng màu trắng có khả năng phản chiếu ánh sáng cực tốt. Nhưng hóa ra là có thể tạo ra “loại sơn trắng nhất thế giới” có thể dùng làm máy điều hòa không khí để làm mát các phòng. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Purdue đã tạo ra một loại sơn trắng phản chiếu 98,1% ánh sáng mặt trời. Bí mật của sơn là thành phần của nó có chứa bari sulfat.

Điều này mang lại màu trắng hoàn toàn tinh khiết với hiệu ứng phản chiếu. Theo kết quả thử nghiệm, việc thực hiện sơn mang lại kết quả đáng kinh ngạc: sơn một mái nhà rộng 90 m2 mang lại công suất làm mát 10 kW. Con số này cao hơn công suất thông thường của điều hòa gia đình.

Ngoài công dụng làm mát các tòa nhà, loại sơn mới còn có thể ngăn chặn tình trạng quá nhiệt của hệ thống điện ngoài trời.

LỚP THAN SINH HỌC

Công ty khởi nghiệp Made of Air có trụ sở tại Berlin đã phát triển một loại nhựa sinh học không độc hại đặc biệt làm từ than sinh học từ rác thải nông nghiệp và rừng. Nó thu giữ carbon và có thể được sử dụng cho mọi thứ từ mặt tiền tòa nhà, đồ nội thất, nội thất, giao thông và cơ sở hạ tầng đô thị.

Vật liệu tái chế bao gồm 90% carbon và có khả năng hấp thụ CO2 từ khí quyển và bản thân nó là vật liệu âm carbon.

Vật liệu xốp, giàu carbon giữ lại carbon rất hiệu quả. Không giống như sinh khối phân hủy nhanh chóng giải phóng carbon trở lại khí quyển, than sinh học vẫn ổn định trong hàng trăm, thậm chí hàng nghìn năm. Nhựa sinh học Made of Air rẻ hơn nhựa sinh học thông thường nhưng vẫn đắt hơn vật liệu làm từ dầu mỏ.

Các tấm lục giác có tên HexChar lần đầu tiên được lắp đặt làm vật liệu ốp tại trung tâm đại lý Audi ở Munich vào năm 2021; đây là lần đầu tiên sản phẩm này được sử dụng trong một tòa nhà. Một phân tích vòng đời đã chỉ ra rằng tấm ốp của đại lý sẽ lưu trữ 14 tấn carbon.

THANH CÁT Gai

Các nhà nghiên cứu từ Viện Bách khoa Rensselaer ở Hoa Kỳ đã phát minh ra một loại cây gai dầu thay thế cho cốt thép mà họ cho rằng có thể tránh được vấn đề ăn mòn và giảm lượng khí thải carbon trong quá trình xây dựng.

Gia cố bằng sợi gai dầu có thể được sử dụng để hỗ trợ các kết cấu bê tông giống như thép và các loại gia cố khác được sử dụng ngày nay, nhưng ít tác động đến môi trường hơn do cả thành phần của vật liệu và độ bền của nó.

Hiện nay, sự rỉ sét của cốt thép là nguyên nhân chính khiến các công trình như cầu, đường, đập và các tòa nhà bị phá hủy sớm. Gia cố bằng sợi gai dầu cải tiến sẽ mang lại độ bền gấp ba lần và khả năng bảo vệ chống ăn mòn. Hơn nữa, không giống như cốt sợi thủy tinh trong các kết cấu đặc biệt dễ bị ăn mòn, cốt sợi gai dầu không đòi hỏi quá nhiều năng lượng để sản xuất và lắp đặt, điều này khiến nó trở thành một giải pháp thân thiện với môi trường hơn.

Danh sách này chỉ là một phần nhỏ trong số những phát triển đã được sử dụng trong ngành xây dựng. Mỗi loại vật liệu đều được cải tiến hàng năm hoặc giải pháp này được thay thế bằng giải pháp khác, thậm chí còn tốt hơn. Xây dựng là một lĩnh vực mà các vật liệu công nghệ tiên tiến và các giải pháp kỹ thuật số tiên tiến có thể cách mạng hóa cách thức vận hành các dự án và tạo ra các vật thể thực sự mang tính tương lai.

Nếu chưa sử dụng các vật liệu và phương pháp xây dựng tiên tiến trong dự án của mình thì bạn có thể bắt đầu bằng cách số hóa doanh nghiệp của mình ngay bây giờ bằng cách dùng thử PlanRadar miễn phí trong 30 ngày.