ISO 16521:2024 - Bước ngoặt toàn cầu cho kết cấu ống thép nhồi bê tông bền vững

Điều gì sẽ xảy ra nếu chỉ với một hệ kết cấu duy nhất chúng ta có thể đồng thời đáp ứng các yêu cầu khắt khe về khả năng kháng chấn động đất, giảm đáng kể phát thải carbon, rút ngắn thời gian thi công và cắt giảm chi phí bảo trì trong dài hạn? Ống thép nhồi bê tông (Concrete-Filled Steel Tube – CFST) đang nổi lên như một giải pháp vật liệu composite đầy triển vọng, kết hợp hài hòa giữa hiệu suất kỹ thuật cao và tính bền vững. Với tiêu chuẩn ISO 16521:2024, công nghệ CFST có một khuôn khổ tiêu chuẩn toàn cầu thống nhất, mở ra cơ hội thay đổi căn bản cách tiếp cận trong thiết kế và xây dựng hạ tầng trên phạm vi toàn thế giới.

Trong bối cảnh đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ và yêu cầu về phát triển bền vững ngày càng trở nên cấp thiết, ngành xây dựng đang chịu áp lực lớn trong việc tìm kiếm giải pháp vừa đảm bảo hiệu suất công trình, vừa giảm thiểu tác động đến môi trường. Các hệ kết cấu hỗn hợp và kết cấu lai thép – bê tông được xem là hướng đi đầy tiềm năng, bởi chúng tận dụng ưu điểm cơ học của từng vật liệu, đồng thời khắc phục hạn chế vốn có khi sử dụng riêng lẻ.

Khả năng chịu lực cao, độ dẻo dai vượt trội và tính ổn định của kết cấu này khiến chúng đặc biệt phù hợp cho những công trình quy mô lớn, yêu cầu kỹ thuật cao như nhà cao tầng và cầu lớn.

Ảnh minh hoạ.

Tiêu chuẩn ISO 16521 là dấu mốc quan trọng đối với công nghệ CFST, không chỉ mang lại sự công nhận ở cấp độ quốc tế mà còn thiết lập khung hướng dẫn toàn diện cho các khâu thiết kế, thi công, kiểm tra và bảo trì công trình sử dụng kết cấu CFST. Trong hệ kết cấu CFST, thép và bê tông phối hợp làm việc một cách hiệu quả để nâng cao khả năng chịu lực tổng thể và tăng cường khả năng chống chịu các dạng tải trọng phức tạp, đặc biệt trong điều kiện động đất.

Ống thép đóng vai trò như lớp vỏ bảo vệ, bao bọc và tạo trạng thái nén ba chiều cho bê tông, từ đó nâng cao cường độ và độ dẻo của vật liệu. Ngược lại, bê tông giúp cải thiện độ ổn định của ống thép, hạn chế biến dạng cục bộ. Sự kết hợp này mang lại khả năng hấp thụ năng lượng vượt trội, đồng thời giảm nhu cầu sử dụng ván khuôn, góp phần đẩy nhanh tiến độ thi công, giảm phát sinh chất thải và cắt giảm lượng khí thải carbon.

Mặc dù sở hữu nhiều ưu điểm, việc triển khai rộng rãi kết cấu CFST – đặc biệt tại các quốc gia đang phát triển hoặc những khu vực có nguồn lực tài chính hạn chế vẫn đối mặt với không ít thách thức. Chi phí đầu tư ban đầu cho vật liệu và công tác chế tạo tương đối cao thường khiến các chủ đầu tư e ngại.

Bên cạnh đó, nguy cơ ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt vẫn là vấn đề cần được quan tâm. Việc thiếu các nghiên cứu thống nhất và hệ thống hướng dẫn thiết kế tiêu chuẩn hóa trong thời gian dài cũng làm gia tăng sự dè dặt, hạn chế mức độ tin tưởng và ứng dụng công nghệ này trong thực tiễn.

Nhằm tháo gỡ những rào cản nêu trên, tiêu chuẩn ISO 16521 đưa ra các quy trình kỹ thuật rõ ràng, đảm bảo tính đồng bộ và độ tin cậy xuyên suốt từ khâu thiết kế đến thi công. Tiêu chuẩn đồng thời giới thiệu các dạng kết cấu CFST lai cải tiến, cho phép giảm đáng kể lượng vật liệu sử dụng cũng như đưa ra các yêu cầu thiết kế mang tính hệ thống nhằm tăng cường khả năng bảo vệ ống thép trước nguy cơ ăn mòn.

Với vai trò là tiêu chuẩn tham chiếu được công nhận trên phạm vi toàn cầu, ISO 16521 được kỳ vọng sẽ thúc đẩy mạnh mẽ việc áp dụng kết cấu CFST trong các dự án phát triển đô thị và công trình hạ tầng quy mô lớn. Khi nền tảng tiêu chuẩn hóa đã được thiết lập, các bên liên quan từ nhà thiết kế, nhà thầu đến cơ quan quản lý sẽ có điều kiện thuận lợi hơn để khai thác tối đa tiềm năng của công nghệ này, hướng tới môi trường xây dựng bền vững, hiệu quả và có khả năng chống chịu cao hơn trong tương lai.

Tiểu My (theo ISO)