Startup Allium và tham vọng kéo dài tuổi thọ cầu lên trăm năm
08/10/25
Rỉ sét – “kẻ thù” thầm lặng của bê tông hiện đại
Trong kết cấu bê tông cốt thép, thép là thành phần giúp gia tăng độ bền. Tuy nhiên, khi kim loại bị rỉ, bê tông dễ nứt và xuống cấp nhanh chóng. Điều này đặc biệt nguy hiểm với những cây cầu thường xuyên tiếp xúc với nước và muối. Tại Mỹ, khoảng một phần ba số cầu hiện nay cần được sửa chữa hoặc thay thế, với tổng chi phí dự kiến gần 400 tỷ USD trong thập kỷ tới.
Các kỹ sư thử nhiều giải pháp để đối phó với rỉ sét, từ phủ lớp epoxy bảo vệ cốt thép đến đổ thêm lớp bê tông dày hơn nhằm ngăn nước xâm nhập. Tuy nhiên, mọi biện pháp này chỉ giúp trì hoãn chứ không loại bỏ được vấn đề. Cách duy nhất để chấm dứt hoàn toàn tình trạng ăn mòn là sử dụng thép không gỉ, nhưng chi phí lại quá cao để áp dụng đại trà.
Theo Steven Jepeal, đồng sáng lập kiêm CEO của startup Allium Engineering, các thành phố và tiểu bang chỉ có thể sử dụng thép không gỉ cho những công trình “quan trọng sống còn” vì mức giá gấp khoảng 5 lần so với thép thông thường.
Giải pháp “trung hòa” từ Allium: Thép bọc không gỉ siêu mỏng
Allium đưa ra một ý tưởng trung dung: thay vì sử dụng toàn bộ thép không gỉ, startup này chỉ phủ một lớp thép không gỉ cực mỏng lên bề mặt thép thông thường. Giải pháp giúp kéo dài tuổi thọ cầu từ 30 lên đến 100 năm.
“Chỉ cần phủ kín bề mặt, lớp thép không gỉ mỏng cũng đủ chống ăn mòn hàng trăm, thậm chí hàng nghìn năm,” Samuel McAlpine, đồng sáng lập kiêm CTO của Allium, khẳng định.
Công nghệ này đã được thử nghiệm trong dự án thay thế mặt cầu trên Xa lộ 101 ở hạt Mendocino, California, và sẽ tiếp tục được ứng dụng cho đại lộ liên bang 91 tại Massachusetts. Ngoài ra, Allium cũng cung cấp vật liệu cho một xưởng đóng tàu thương mại ở Key West, Florida.
Lợi thế chi phí và tính bền vững
Đối với những cây cầu trọng yếu, các kỹ sư đôi khi vẫn chọn thép không gỉ dù giá cao, vì chi phí gián tiếp do phải đóng cửa tuyến giao thông lớn còn lớn hơn nhiều. Tuy nhiên, phần lớn cầu thông thường chỉ dùng thép phủ epoxy – rẻ hơn, nhưng vẫn tốn kém hơn 25–50% so với thép chưa phủ và cần được bảo quản, vá chỗ hở rất cẩn thận.
Allium kỳ vọng thép bọc không gỉ của mình có thể thay thế hoàn toàn thép phủ epoxy, với mức giá tương đương, thậm chí thấp hơn trong tương lai. Theo Jepeal, chi phí lắp đặt cũng giảm vì vật liệu không cần bảo quản kỹ hay vá lại lớp phủ. Đồng thời, công nghệ của Allium còn giúp tiết kiệm tới 20% lượng xi măng, do không cần thêm lớp bê tông dày chỉ để “cách ly” cốt thép khỏi muối và nước.
McAlpine bổ sung, vì thép của Allium ít bị ăn mòn, các cơ quan giao thông có thể sử dụng loại xi măng “xanh” – vốn ít kiềm hơn nhưng thân thiện với môi trường.
Quy trình sản xuất độc quyền
Allium bắt đầu với phôi thép nặng khoảng 3 tấn (7.000 pound), được bọc hoàn toàn bằng thép không gỉ nhờ công nghệ hàn dây tự động quanh bề mặt. Phôi này, có tiết diện từ 6–8 inch và dài 40 foot, sau đó được ép qua chuỗi con lăn để đạt độ dày mong muốn – từ 1/3 inch đến vài inch.
“Nhờ bọc lớp ngoài dày hơn và tích hợp quy trình ngay trong nhà máy luyện kim, chúng tôi có thể sản xuất với chi phí thấp hơn, quy mô lớn hơn và dễ kiểm soát chất lượng hơn,” Jepeal giải thích.
Khi phôi được cán mỏng, độ dài tăng lên tới 150 lần, và lớp thép không gỉ cũng kéo giãn theo. Kết quả, mỗi thanh thép cốt bê tông có lớp bọc dày khoảng 0,2 mm, đủ để chống ăn mòn trong môi trường bê tông suốt hàng thế kỷ.
“Chỉ với lượng thép không gỉ cực nhỏ đó, thép sẽ gần như không bao giờ bị rỉ trong bê tông,” McAlpine khẳng định.
Tiềm năng thay đổi ngành hạ tầng
Nếu công nghệ này được thương mại hóa rộng rãi, Allium Engineering có thể mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành xây dựng cầu. Với chi phí hợp lý, độ bền cao và thân thiện môi trường, thép bọc không gỉ siêu mỏng của startup này hứa hẹn giúp các chính phủ tiết kiệm hàng trăm tỷ USD, đồng thời tạo nền tảng bền vững hơn cho hệ thống hạ tầng trong tương lai.
shared via techcrunch,
