Bê tông cốt sợi thủy tinh là gì? Ứng dụng của bê tông cốt sợi thủy tinh trong thiết kế hiện đại

Là vật liệu cải tiến từ những nguyên liệu truyền thống, bê tông cốt sợi thủy tinh đã mang đến một làn gió mới trong lĩnh vực xây dựng, thiết kế và trang trí nội ngoại thất. Vậy bê tông cốt sợi thủy tinh là gì và được ứng dụng ra sao, hãy cùng Happynest tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

1. Bê tông cốt sợi thủy tinh là gì?
 

Bê tông cốt sợi thủy tinh (tên tiếng Anh: Glass Fiber Reinforced Concrete - GRC/GFRC) là vật liệu đang ngày càng phổ biến trong lĩnh vực xây dựng. Ra đời vào năm 1940, bê tông cốt sợi thủy tinh đã được phát triển và hoàn thiện, sau đó được biết rộng rãi trên khắp thế giới vào cuối những năm 60 của thế kỷ 20. Giờ đây, vật liệu này được ứng dụng trong hầu hết các công trình từ nhà ở, cầu đường… cho đến các công trình mang tính tầm cỡ và nổi tiếng ở nhiều quốc gia.

Bê tông cốt sợi thủy tinh là vật liệu cải tiến đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các công trình hiện đại

Về cơ bản, thành phần chính của bê tông cốt sợi thủy tinh bao gồm cát sạch, xi măng, nước, chất phụ gia hóa dẻo, cốt liệu tinh chế và đặc biệt là sợi thủy tinh chống kiềm. Thủy tinh dạng sợi có thể giúp loại bỏ được tính kiềm của xi măng, từ đó mà tạo nên một nền tảng bê tông vô cùng vững chắc.

>>> Xem thêm: Nhà bê tông xây dựng thành 3 giai đoạn, đáp ứng nhu cầu và chi phí của gia chủ

2. Bê tông cốt sợi thủy tinh được sản xuất như thế nào? 
 

Quy trình sản xuất bê tông cốt sợi thuỷ tinh ứng dụng hai phương pháp sau:

Phương pháp đổ khuôn 
 

Phương pháp đổ khuôn thường được dùng để sản xuất các chi tiết trang trí nhỏ không cần tính chịu lực cao như phào chỉ, hoa văn, đầu cột, phù điêu… Cụ thể các bước như sau:

- Bước 1: Trộn khô hai hỗn hợp gồm cát và xi măng, kế tiếp đổ thêm nước vào hỗn hợp đã trộn. (Có thể có hoặc không có chất phụ gia Polymer). Hỗn hợp được cho vào máy trộn vữa, lúc này phải giữ máy trộn với tốc độ nhanh để lớp vữa được mịn. Trộn lớp vữa từ 1 – 2 phút. Sau đó giảm tốc độ, thêm sợi thủy tinh đơn chẻ vào máy (sợi này dài khoảng 13mm) và trộn trong thời gian 1 phút. 

- Bước 2: Đỗ hỗn hợp đã hoàn thiện vào khuôn. Dùng bàn khuôn để tạo ra các sản phẩm GRC theo yêu cầu. 

- Bước 3: GRC được giữ lại khuôn. Sau đó chúng được một lớp nhựa dẻo polythne bao phủ. Mục đích của việc này là duy trì độ ẩm cho ngày tiếp theo. 

- Bước 4: Tách khuôn GRC và bảo quản chúng dưới 1 lớp nhựa dẻo như trên. Mục đích của việc này cũng là duy trì độ ẩm, nhưng thời gian lên đến 7 ngày trước khi bắt đầu quá trình lắp đặt cho công trình.

Phương pháp phun bằng máy 
 

Các bước phun bằng máy bao gồm:

- Bước 1: Cho vào máy trộn cắt cao nước và các vật liệu khác (Nếu cần, có thể cho thêm polymer). Trong quá trình trộn, thêm vào máy từ từ cát và xi măng. Trộn từ một đến hai phút để hỗn hợp được trộn đều và mịn. Để biết được hỗn hợp có đạt được tiêu chuẩn trên hay không, người ta sẽ kiểm định bằng máy thí nghiệm độ sụt bê tông. 

- Bước 2: Cho vào máy phun hỗn hợp vữa đã mịn. Hỗn hợp vữa mịn này sẽ được máy phun chuyển vào vòi phun theo dòng chảy với tỷ lệ đã được điều chỉnh trước đó. Tại vòi phun này, sợi thủy tinh sẽ được kéo dài ra với chiều dài vào khoảng 32mm, sau đó lại được thêm vào một lớp vữa. Cho vào khuôn ép hỗn hợp trên và ép chúng bằng máy nén khí. 

- Bước 3: Vật liệu GRC sẽ được phun dần cho đến khi độ dày của chúng đủ tiêu chuẩn. Thông thường độ dày dao động từ 10 đến 15mm là đạt yêu cầu. Khi đó, con lăn sẽ được sử dụng để nén chặt lớp bề mặt hỗn hợp. 

- Bước 4: Dùng khuôn để giữ lại phần vật liệu GRC và bao bọc chúng lại bằng lớp nhựa dẻo polyurethane. Bảo quản chúng trong khoảng một tuần trước khi sử dụng vào các công trình.

Phương pháp phun bằng máy giúp vật liệu bền vững hơn nhờ thành phần sợi thủy tinh có hàm lượng từ 5% – 6%, trong khi phương pháp đổ khuôn chỉ có 3% – 3,5%. Bên cạnh đó, bê tông cốt sợi thủy tinh sản xuất theo phương pháp phun sẽ ít bị tích nước hơn. Bởi vậy, phương pháp này thường áp dụng với các chi tiết cần tính chịu lực cao như phào chỉ cỡ lớn, các tấm mặt dựng facade có kích thước lớn, những món nội thất yêu cầu về bề mặt.

3. Bê tông cốt sợi thủy tinh có ưu điểm và nhược điểm gì?
 

Ưu điểm của bê tông cốt sợi thủy tinh
 

Là vật liệu nhẹ 

Các sản phẩm làm từ bê tông cốt sợi thủy tinh thường mỏng nhẹ hơn so với làm từ bê tông truyền thống. Nhờ vậy, vật liệu này giúp giảm kết cấu khung sườn và giảm tải trọng cho công trình, đặc biệt là những mặt dựng hay mái vòm có kích thước lớn. Sử dụng bê tông cốt sợi thủy tinh cũng giúp tiết kiệm chi phí vận chuyển và dễ dàng thi công lắp dựng.

Việc vận chuyển và thi công lắp đặt công trình trở nên dễ dàng hơn khi sử dụng bê tông cốt sợi thủy tinh

Độ bền cao

Bởi được gia cố cốt chứa sợi thủy tinh kháng kiềm và các chất phụ gia hóa dẻo trộn trong lớp vữa xi măng, nên bê tông cốt sợi thủy tinh có độ uốn và độ bền cao. Bên cạnh đó, vật liệu này còn sở hữu nhiều tính năng ưu việt như chống nước, chống thấm hay tránh phát sinh hiện tượng ẩm mốc và ăn mòn khi chịu tác động từ điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

Cường độ chịu lực cao 

Cường độ chịu lực nén của bê tông thường là khoảng 30 MPa, trong khi bê tông cốt sợi thủy tinh là khoảng 50 đến 80 MPa. Không chỉ vậy, cường độ chịu uốn của bê tông cốt sợi thủy tinh cũng khá cao, khoảng 20 đến 30 MPa. Bởi thế, ngay cả khi được dát mỏng, vật liệu này vẫn có khả năng chịu được lực tác động lớn.

Tăng tính thẩm mỹ

Một trong những ưu điểm nổi bật của bê tông cốt sợi thủy tinh chính là khả năng “biến tấu” đa dạng, đáp ứng cả những chi tiết có độ khó cao về kiến trúc hay kỹ thuật. Được sản xuất với phương pháp đổ khuôn và phun bằng máy nên bê tông cốt sợi thủy tinh có thể linh hoạt trong tạo hình, với hình dạng và màu sắc đẹp mắt, đáp ứng được yêu cầu cao về thẩm mỹ của các công trình. Bề mặt bê tông cũng dễ lau chùi giúp cho các công trình luôn đẹp và ấn tượng.

>>> Xem thêm: 10 căn nhà bê tông của gia chủ Việt sẽ khiến bạn thay đổi quan điểm 'cứ bê tông là thô cứng'

Tạo hình đa dạng và linh hoạt của bê tông cốt sợi thủy tinh giúp nâng tầm vẻ đẹp của không gian sống

Thân thiện với môi trường

Bê tông cốt sợi thủy tinh giúp giảm tác động từ môi trường cho các dự án tổng thể bởi mức tiêu hao năng lượng thấp hơn nguyên liệu thô tự nhiên, đáp ứng được yêu cầu của một công trình đạt tiêu chuẩn xanh. Đồng thời, do bê tông cốt sợi thủy tinh có độ bền cao nên cũng phần nào hạn chế quá trình sửa chữa công trình, giúp giảm ô nhiễm môi trường đáng kể.

An toàn khi sử dụng

Các thành phần làm nên bê tông cốt sợi thủy tinh không phát sinh ra các hóa chất độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Đặc biệt với khả năng chống cháy, vật liệu này thỏa mãn các yêu cầu về phòng chống chữa cháy trong xây dựng, đảm bảo tạo nên môi trường làm việc an toàn.

Nhược điểm của bê tông cốt sợi thủy tinh
 

So với bê tông, cốt thép thông thường, bê tông cốt sợi thủy tinh có mức giá khoảng 20 triệu đồng/m2, cao gấp 4 - 5 lần. Giá thành cao cùng với tâm lý e ngại sử dụng các sản phẩm mới nên nhiều gia chủ còn đắn đo, chưa thực sự muốn sử dụng loại vật liệu này.

Mặc dù bê tông cốt sợi thủy tinh đang được nhiều chủ đầu tư trên thế giới ưu tiên chọn lựa, nhưng ở Việt Nam, vật liệu này còn gặp phải những khó khăn nhất định. Với các sản phẩm sử dụng bê tông cốt sợi thủy tinh cao cấp, nguyên liệu đầu vào chủ yếu đến từ nguồn nhập khẩu, do trong nước chưa có đơn vị cung cấp sợi thủy tinh đủ yêu cầu kỹ thuật. Bởi vậy, việc tìm kiếm các sản phẩm bê tông cốt sợi thủy tinh chất lượng cũng là trở ngại đối với các gia chủ.

4. Bê tông cốt sợi thủy tinh được ứng dụng như thế nào trong thiết kế hiện đại? 
 

Trong kiến trúc 
 

Bê tông cốt sợi thủy tinh đáp ứng được mọi yêu cầu về hình khối kiến trúc mặt đứng, mặt cong 3D hay chất liệu bề mặt, màu sắc. Cũng nhờ tính linh hoạt mà vật liệu này phù hợp với mọi phong cách thiết kế, từ cổ điển đến hiện đại, tạo ra nét riêng biệt cho mỗi công trình xây dựng và đáp ứng những ý tưởng độc đáo của các kiến trúc sư.

Gạch ốp bê tông cốt sợi thủy tinh tạo nên vẻ mộc mạc, giản dị cho khu vực phòng khách và phòng ăn (Ảnh: Căn hộ 64m2 của gia chủ người Nhật)

Trong ngoại thất 
 

Bê tông cốt sợi thuỷ tinh được ứng dụng khá rộng rãi trong thiết kế ngoại thất. Ngoại thất bê tông thường được dùng để sản xuất kết cấu mái nhà ở nhiều quốc gia nhờ vào tính bền bỉ, nhẹ có thể chịu được những điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Do đó, những nhà thi công đang dần dùng bê tông cốt sợi thủy tinh để thay thế cho các loại ngói truyền thống. Ngoài ra, bê tông cốt sợi thuỷ tinh còn được sản xuất phào chỉ, mặt dựng, tấm ốp kiến trúc cho công trình.

Khung bê tông cốt sợi thủy tinh mang đến hình khối ấn tượng cho ngôi nhà (Ảnh: House at a Vineyard)

Trong sản xuất nội thất
 

Những món nội thất được làm từ bê tông cốt sợi thuỷ tinh được sáng tạo và sản xuất ra để tạo nên một giá trị đặc biệt cho những ngôi nhà mang phong cách thô mộc, yêu cầu sự tinh giản trong thiết kế. Và những món nội thất từ bê tông cốt sợi thủy tinh hoàn toàn có thể đáp ứng được từ màu sắc đến kiểu dáng. Một số sản phẩm nội thất có thể kể qua như: bàn bê tông, lavabo bê tông, kệ bê tông, chậu cây bê tông,… có thiết kế tối giản và bền bỉ với thời gian.

>>> Xem thêm: 18 gợi ý bàn bếp bê tông mài dành cho những ai thích vẻ thô mộc tự nhiên

Hệ vách bê tông cốt sợi thủy tinh được ốp kín từ chân phòng khách lên hết khoảng thông tầng và cầu thang tạo điểm nhấn cho công trình (Ảnh: TT House)

Trong thiết kế cảnh quan
 

Các dự án và công trình kiến tạo cảnh quan từ vật liệu này có thể kể đến như khu vui chơi giải trí, các tòa nhà mang tính biểu tượng cho một khu vực. Hoặc chỉ đơn giản là những sản phẩm nhỏ như ghế, chậu cây, đài phun nước, những bức tượng trưng bày,… tạo nên hiệu ứng vô cùng sinh động và điểm nhấn đặc biệt cho khuôn viên

Cải tạo công trình cũ 
 

Bê tông cốt sợi thủy tinh cũng có thể tham gia vào công đoạn cải tạo công trình cũ, mang lại rất nhiều lợi ích như: nâng cao vẻ mỹ quan, kéo dài tuổi thọ của công trình, giúp cách âm và cách nhiệt. Trong những công trình lớn sẽ có yêu cầu cao về việc giữ nguyên các đường nét, màu sắc thì việc lựa chọn bê tông cốt sợi thủy tinh để trang trí là hoàn toàn hợp lý.

Ứng dụng khác
 

Một số chi tiết ứng dụng bê tông cốt sợi thủy tinh có thể kể đến như: lắp ghép, module hóa các không gian ngôi nhà, căn hộ; kết cầu sàn, móng, hầm, rãnh nước sạch, rãnh thoát nước, làm ván khuôn cho các công trình đặc biệt bảo vệ kết cấu…

Với những ưu điểm nổi trội, bê tông cốt sợi thủy tinh hứa hẹn mang đến những công trình kiến trúc ấn tượng, đẹp mắt mà vẫn thân thiện với môi trường và an toàn cho người sử dụng.

Tổng hợp và viết bài: Phương Trang

*Bài viết được biên tập bởi đội ngũ Happynest. Xin vui lòng không sao chép dưới mọi hình thức.