Cột thép bê tông tiết kiệm chi phí cho công trình tương lai tại Nga

Theo Rossiyskaya Gazeta, mỗi 10 năm, các cột thép trong công trình công nghiệp tại Nga đều phải trải qua quá trình bảo dưỡng lại lớp phủ chống ăn mòn và chống cháy. Điều này kéo theo chi phí đáng kể: trong vòng 60 năm sử dụng cho một tòa nhà với 50 cột thép, tổng chi phí bổ sung có thể lên tới 12,5 triệu rúp. Trong khi đó, cột bê tông cốt thép truyền thống lại quá nặng, khó lắp đặt và có nguy cơ bị phá hủy giòn khi chịu tải quá mức.

Vì vậy, ngành xây dựng Nga đang cần một giải pháp vật liệu mới vừa kết hợp được sức mạnh của thép lẫn độ bền của bê tông đồng thời giảm thiểu chi phí bảo trì.

Maxim Ryskin, người mới tốt nghiệp thạc sĩ ngành công nghiệp sáng tạo, kiến trúc và xây dựng tại Đại học quốc gia Tolyatti năm 2026, đề xuất phát minh một loại cột thép bê tông mới. Thay vì sử dụng khung thép chịu lực truyền thống, cột này dùng ống thép có lỗ thủng dạng perforated, đóng vai trò là cả cốt dọc và cốt ngang, đảm bảo liên kết đồng nhất giữa lõi bê tông và lớp bảo vệ bên ngoài thông qua các lỗ này.

Thiết kế này tận dụng hiệu ứng ép 360 độ giúp tăng độ bền bê tông lên khoảng 17-18%. Đồng thời, ống thép cũng được bảo vệ khỏi lửa và ăn mòn, cho phép cột chịu được tác động của cháy đến 120 phút mà không bị hư hại nghiêm trọng. Đặc biệt, cột sẽ bị phá hủy một cách biến dạng dẻo, tránh hiện tượng đột ngột và giòn.

Trong suốt vòng đời 60 năm, tổng chi phí cho khung cột thép bê tông với 50 cột theo phương pháp của Maxim Ryskin chỉ khoảng 10,17 triệu rúp, thấp hơn nhiều so với 16,7 triệu rúp với cột bê tông cốt thép truyền thống và gần 20 triệu rúp nếu sử dụng cột thép thuần túy.

Số tiền tiết kiệm tương ứng lên đến 6,5 triệu rúp so với cột bê tông và gần 10 triệu rúp so với cột thép. Quá trình lắp đặt cột cũng thuận tiện nhanh hơn nhiều do không cần dùng cốp pha phức tạp, điều này rất phù hợp cho các công trình kho bãi, nhà máy có tuổi thọ tiêu chuẩn từ 50 năm trở lên, nơi ưu tiên giảm chi phí vận hành và đảm bảo khả năng chống cháy.

Dự án phát minh của Maxim Ryskin khởi nguồn từ luận văn thạc sĩ, được trường Đại học quốc gia Tolyatti ủng hộ mạnh mẽ cả về mặt chuyên môn lẫn pháp lý. Hiệu trưởng trường, ông Mikhail Krishtal, cho biết: "Đây là ví dụ điển hình về quá trình một đề tài học thuật trở thành sản phẩm đổi mới thực tế. Nhà trường cung cấp các cố vấn giàu kinh nghiệm, cơ sở thử nghiệm, cũng như hỗ trợ pháp lý trong việc đăng ký bản quyền sáng chế. Chúng tôi đồng hành từ quá trình học đến khi hoàn tất thủ tục cấp bằng bằng sáng chế."

Hiện nhà trường vẫn tiếp tục hỗ trợ bằng các dịch vụ pháp lý, tìm kiếm đối tác công nghiệp và tư vấn kinh doanh nhằm thúc đẩy phát triển thương mại cho phát minh. Đồng thời, theo chính sách quản lý sở hữu trí tuệ của trường, tác giả Maxim sẽ nhận được tiền bản quyền từ việc bán giấy phép ứng dụng, vừa ghi nhận công sức vừa kích thích các sáng tạo tiếp theo.

Phương án thương mại hóa do tác giả tính toán bao gồm bán giấy phép sản xuất cho các nhà máy sản xuất cột bê tông cốt thép, dự kiến lợi nhuận có thể dao động từ 2,8 đến 11,9 triệu rúp với tỷ suất lợi nhuận lên tới 375%. Ngoài ra, việc tự sản xuất cũng sẽ đạt điểm hòa vốn nếu sản xuất được 650 cột mỗi năm, đồng thời rủi ro đầu tư được đánh giá là thấp.

Giáo sư Dmitry Toshin, cố vấn khoa học của dự án và phó giám đốc Trung tâm giải pháp kiến trúc, kết cấu và tổ chức xây dựng tại trường, nhận định rằng cấu trúc lai mới này tối ưu hóa điểm mạnh của hai loại cột thép và bê tông cốt thép truyền thống, mang đến sự cân bằng hoàn hảo giữa vật liệu sử dụng, khả năng chịu tải và độ bền, được coi là giải pháp "vàng" cho các công trình mang tính chịu lực vào tương lai.

Bài viết được biên tập với sự hỗ trợ của công cụ trí tuệ nhân tạo (AI), tổng hợp từ các nguồn tin dẫn bên dưới và đã qua kiểm duyệt của toà soạn Quang Minh Việt Nam.