clock

XÂY DỰNG

16:08 30-06-2025

Kỹ thuật in 3D có thể hồi sinh những cây cầu cũ như Long Biên và Chương Dương

Các nhà nghiên cứu cho thấy việc ăn mòn cầu có thể được sửa chữa ngay tại hiện trường.

Phải tới hơn một nửa số cầu tại Mỹ đang rơi vào tình trạng xuống cấp nghiêm trọng, với tổng chi phí phục hồi ước tính vượt 191 tỷ USD. Trong nỗ lực tiết kiệm chi phí, các nhà nghiên cứu tại MIT đã tìm ra một lối đi đầy hứa hẹn: sửa chữa cầu bằng công nghệ phun nguội (cold spray) – một phương pháp sản xuất bồi đắp tiên tiến.

Trong thử nghiệm diễn ra tại Great Barrington, Massachusetts, nhóm nghiên cứu tiến hành gia tốc các hạt thép dạng bột trong môi trường khí nén được làm nóng, sau đó phủ chúng thành từng lớp lên các khu vực bị hư hại.

Nhóm kỹ sư và thử nghiệm đầy triển vọng - Ảnh: Alexia Cota/UMass Amherst.

Công nghệ này không phải mới khi đã từng được sử dụng hiệu quả để sửa chữa các cấu trúc lớn như máy bay, tàu thủy và tàu ngầm. Tuy nhiên, khác biệt ở đây là cầu là một cấu trúc cố định, nên thiết bị in 3D phải được đưa trực tiếp đến hiện trường, và việc sửa chữa phải được tiến hành sao cho ít ảnh hưởng nhất đến giao thông. May mắn thay, kỹ thuật cold spray do MIT thử nghiệm đã đáp ứng được cả hai yêu cầu này.

Simos Gerasimidis, phó giáo sư ngành kỹ thuật xây dựng và môi trường tại Đại học Massachusetts Amherst, cho biết theo hiểu biết của ông, đây là lần đầu tiên công nghệ cold spray được sử dụng để sửa chữa một cây cầu.

Kỹ thuật này sử dụng một thiết bị phun để xịt thép dạng bột trong môi trường khí nén lên bề mặt dầm cầu. Việc phun lặp đi lặp lại sẽ tạo thành nhiều lớp, khôi phục độ dày và các đặc tính kết cấu ban đầu - Ảnh: Alexia Cota/UMass Amherst.

Dẫu vậy, việc triển khai đại trà vẫn yêu cầu các chuyên gia thực hiện những nghiên cứu, thử nghiệm chuyên sâu hơn. Cây cầu được sửa lần này sẽ bị tháo dỡ trong vài năm tới, và các dầm đã phủ thép sẽ được mang đi kiểm tra kỹ lưỡng: từ mức độ bám dính của vật liệu, khả năng chống ăn mòn sau thời gian sử dụng, cho đến đặc tính cơ học.

Nếu các kết quả đều khả quan, công nghệ phun nguội có thể mở ra một chương mới cho ngành hạ tầng, khi kết hợp công nghệ in 3D với vật liệu tiên tiến để có thể thay thế những phương pháp sửa chữa cồng kềnh, tốn kém vốn đã tồn tại hàng thập kỷ qua.

Kim

 
 

Tin liên quan