Bê tông siêu tính năng khẳng định vai trò trong các công trình hạ tầng giao thông hiện đại

Bê tông siêu tính năng (UHPC) đang từng bước khẳng định vai trò trong các công trình hạ tầng giao thông hiện đại. Từ việc phục hồi mặt cầu Thăng Long đến hàng trăm cây cầu dân sinh trên cả nước, UHPC cho thấy đây không chỉ là một loại vật liệu mới mà là lời giải cho những yêu cầu ngày càng cao về độ bền, khả năng chịu tải và thi công nhanh.

Cầu Thăng Long là tuyến giao thông huyết mạch của Thủ đô, với kết cấu hai tầng, đường sắt phía dưới và ô tô phía trên, được đưa vào sử dụng từ năm 1985. Sau hơn 3 thập kỷ khai thác, đặc biệt là dưới tác động của xe tải nặng, mặt cầu tầng trên xuất hiện hư hỏng nghiêm trọng. Dù đã trải qua nhiều lần sửa chữa, tình trạng bong rộp, hằn lún, rung lắc vẫn tái diễn. Năm 2020, các đánh giá kỹ thuật cho thấy bản mặt thép đã chạm ngưỡng mỏi, việc sửa chữa không thể chậm trễ.

Trong bối cảnh đó, nhóm chuyên gia đã đề xuất sử dụng giải pháp liên hợp bản mặt thép với lớp phủ UHPC. Sau các thử nghiệm ở cả quy mô nhỏ và lớn, công nghệ này được Bộ Giao thông Vận tải chấp thuận triển khai. Sau 105 ngày thi công, dự án hoàn thành vào đầu năm 2021. Đến nay, sau 4 năm đưa vào sử dụng, mặt cầu vẫn ổn định, không cần bảo trì. Đây là công trình đầu tiên tại Việt Nam áp dụng UHPC ở quy mô lớn, và kết quả đạt được là minh chứng rõ ràng cho tính hiệu quả của vật liệu này.
 

Bê tông UHPC được áp dụng để sửa chữa mặt cầu Thăng Long.
 

UHPC là bê tông có cấu trúc bột mịn, sử dụng sợi thép phân tán, có khả năng tự đầm và cường độ chịu nén, chịu uốn, chống thấm vượt trội. Công nghệ này được đánh giá cao bởi các tổ chức chuyên ngành quốc tế như Viện Bê tông Hoa Kỳ hay AASHTO. Việt Nam hiện đã làm chủ công nghệ lõi, có đủ thiết bị và chuyên gia để chế tạo UHPC tại chỗ, đáp ứng yêu cầu thi công nhanh và chất lượng cao.

Trong thực tế, UHPC đã được ứng dụng tại nhiều công trình trong nước, từ gần 200 cầu dân sinh tại Tuyên Quang, các cầu ở Trà Vinh, Nghệ An, Thái Nguyên, cho đến các hạng mục phi kết cấu như tấm facade, lan can, nắp hố ga… Các đơn vị như Bê tông Thủ Đức 1, Sông Đà Việt Đức, Thành Hưng, Xuân Mai… đều có khả năng sản xuất dầm UHPC đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.

Trong bối cảnh nhu cầu phát triển hạ tầng tăng nhanh, đặc biệt là mục tiêu hoàn thành 5.000 km đường cao tốc vào năm 2030, UHPC mở ra một hướng đi khả thi. Việc thay thế nền cát bằng kết cấu cầu cạn sử dụng dầm UHPC không chỉ giảm phụ thuộc vào nguồn vật liệu cát đang khan hiếm mà còn tăng tốc độ thi công, giảm lún, giảm chi phí bảo trì. Suất đầu tư theo vòng đời công trình hoàn toàn cạnh tranh với các giải pháp truyền thống, với tuổi thọ ước tính trên 100 năm.

Một số ý kiến cho rằng giá thành 1m³ UHPC cao hơn so với bê tông thường. Tuy nhiên, nếu xét theo diện tích thi công, tuổi thọ và chi phí vòng đời công trình, tổng chi phí của UHPC chỉ bằng khoảng 70% so với bê tông cốt thép thông thường. Bên cạnh đó, do có khả năng chịu lực cao, kết cấu gọn hơn, khối lượng vật liệu sử dụng ít hơn, UHPC giúp giảm đáng kể phát thải carbon là một lợi thế lớn khi đặt trong mục tiêu phát triển bền vững.

Để mở rộng ứng dụng, cần sớm ban hành tiêu chuẩn quốc gia và định mức cho UHPC trong lĩnh vực kết cấu. Đồng thời, cần định hướng đưa loại bê tông này vào các dự án cầu cạn, nút giao đô thị và những hạ tầng đòi hỏi tuổi thọ cao, chi phí vận hành thấp. Với những gì đã chứng minh trên thực tế, UHPC không còn là một lựa chọn thử nghiệm, mà nên là tiêu chuẩn cho các công trình giao thông hiện đại.
 

(Xây dựng)