Toà nhà đầu tiên trên thế giới làm bằng bê tông carbon

Henn đã thiết kế The Cube với sự hợp tác của Viện Xây dựng thuộc Đại học Kỹ thuật Dresden, do Giáo sư Manfred Curbach đứng đầu. Hiện đang được xây dựng tại khuôn viên trường Đại học Kỹ thuật Dresden (Đức), toà nhà này được coi là "toà nhà đầu tiên trên thế giới được làm bằng bê tông carbon".

Các nhà nghiên cứu khẳng định, loại bê tông mới được phát triển này có kết cấu bền vững không hề thua kém so với bê tông được gia cố bằng các thanh cốt thép, nhưng chỉ cần một lượng bê tông ít hơn nhiều.

Loại bê tông carbon này được tạo ra bằng cách liên kết nhiều sợi carbon với nhau - những sợi siêu mỏng của các tinh thể carbon gần như nguyên chất - qua một quá trình phân huỷ nhiệt gọi là nhiệt phân. Những sợi này được sử dụng để tạo ra một mặt lưới rồi đổ bê tông lên trên.

Theo Henn, vật liệu tạo thành có độ vững chắc gấp 4 lần so với bê tông thường, nhưng đồng thời cũng nhẹ hơn gấp 4 lần, do các thành phần kết cấu được giảm bớt. Không giống như thép, lưới sợi carbon là một loại vật liệu chống gỉ, tức là bê tông carbon có tuổi thọ cao hơn bê tông cốt thép thông thường. Điều này cũng có nghĩa là kết cấu của nó có thể mỏng nhẹ hơn nhiều, vì phần lớn độ dày của bê tông là do cần phải ngăn nước thẩm thấu dẫn đến quá trình oxy hoá cốt thép.

Người đại diện của Henn chia sẻ thêm, "Thiết kế của The Cube mô phỏng lại bản chất linh hoạt, nhẹ như một tấm vải của sợi carbon, bằng cách nối liền trần nhà và tường thành một thể duy nhất. Nó phô diễn và dự đoán trước về một kiểu kiến trúc của tương lai - khi ý thức về môi trường được hoà làm một thể với sự tự do biến tấu trong thiết kế, khiến ta triệt để tư duy và nhận thức lại về các vật liệu kiến trúc thiết yếu. Tường và trần không còn là những thành phần riêng biệt mà hợp nhất lại với nhau như một thể liên tục hữu cơ”.

Toà nhà sẽ là nơi trưng bày một dự án nghiên cứu lớn của Đại học Kỹ thuật Dresden có tên C³ - Kiến trúc bê tông carbon hỗn hợp, một dự án được hỗ trợ bởi Bộ Giáo dục và Nghiên cứu Liên bang Đức. Mục đích của dự án là khám phá những ứng dụng tiềm năng của loại vật liệu mới này trong xây dựng.

"Bên tông carbon có thể góp phần vào giúp xây dựng được tự do và tiết kiệm tài nguyên hơn, và việc chuyển sang sử dụng bê tông carbon có thể làm giảm tới 50% lượng khí thải CO₂ từ quá trình xây dựng", Henn cũng cho biết.

Trong một buổi phỏng vấn với trang Dezeen, Tiến sĩ Erik Frank, một nhà khoa học cấp cao về carbon chia sẻ, "Lợi ích ở đây là ta có thể khiến bê tông nhẹ đi trông thấy nhưng lại có sức tải lớn hơn nhiều. Do đó, ta có thể tạo ra những thiết kế vô cùng đa dạng. Có một số mẫu nghiên cứu về những thành phần xây dựng, các băng ghế hoặc cốt thép được làm bằng bê tông carbon. Mục đích là để thoát khỏi lượng bê tông khổng lồ đang được sử dụng ngày nay".

Tuy nhiên, cũng theo Tiến sĩ, lượng khí thải carbon của sợi carbon "thường rất tệ". Các nhà nghiên cứu đang tìm cách tạo ra sợi carbon từ lignin, một chất phổ biến có nguồn gốc từ thực vật, đây cũng là một sản phẩm phụ của ngành công nghiệp giấy.

Ông cũng dự đoán rằng sợi carbon sinh học sẽ không thay thế được sợi carbon tạo thành từ dầu mỏ, vì chúng chưa mang lại hiệu quả tương tự. Tuy nhiên, ông cho rằng nhu cầu sử dụng sợi carbon sinh học sẽ tiếp tục tăng. "Nó sẽ trở thành thị trường thứ hai song hành cùng với sợi carbon dầu mỏ", ông nói.

An