Ảnh minh họa
Tre vốn được sử dụng phổ biến trong xây dựng tại nhiều quốc gia châu Á, chủ yếu làm giàn giáo, nhà ở truyền thống và các kết cấu tạm thời. Tuy nhiên, những hạn chế về hình dạng, độ đồng đều và khả năng chống mối mọt khiến loại cây này khó đáp ứng các yêu cầu khắt khe của công trình hiện đại.
Một hướng tiếp cận mới tại Trung Quốc đang thay đổi cách sử dụng vật liệu này. Thay vì giữ nguyên thân tre tự nhiên, các nhà nghiên cứu phát triển công nghệ nghiền tre thành sợi, sau đó kết hợp với chất kết dính và ép thành những khối vật liệu có hình dạng, kích thước đồng nhất. Sản phẩm được gọi là tre tái cấu trúc (reconstituted bamboo) hoặc tre kỹ thuật (engineered bamboo).
Theo bộ phim tài liệu do kênh Snap Shift công bố vào tháng 7/2026, công nghệ này đã được ứng dụng trong một số công trình thực tế, bao gồm tòa nhà 7 tầng và cầu đường có khả năng chịu tải trọng ô tô, xe tải.
Loại bỏ những hạn chế của tre tự nhiên bằng công nghệ ép sợi
Tre có tốc độ sinh trưởng nhanh, một số loài có thể phát triển hơn 1 m mỗi ngày. Theo nội dung tài liệu, cây có thể đạt độ bền cần thiết để khai thác sau khoảng 6-9 năm, trong khi nhiều loại cây lấy gỗ xây dựng cần từ 25-75 năm để trưởng thành.
Đặc biệt, việc thu hoạch thân tre không đồng nghĩa với phá hủy toàn bộ cây. Do thuộc họ cỏ, hệ rễ của tre vẫn có thể tiếp tục phát triển và mọc thân mới sau khi thu hoạch.
Dù có ưu thế về tốc độ sinh trưởng, tre tự nhiên lại tồn tại nhiều nhược điểm khi đưa vào các kết cấu chịu lực. Thân tre thường rỗng, có dạng tròn, gây khó khăn trong việc liên kết các cấu kiện và chế tạo dầm, cột theo kích thước tiêu chuẩn.
Bên cạnh đó, độ bền của tre không đồng nhất giữa các thân cây. Vật liệu cũng có thể bị nứt khi đóng đinh, bắt vít, đồng thời dễ bị mục và côn trùng phá hoại nếu không được xử lý phù hợp.
Để khắc phục những hạn chế này, các kỹ sư chuyển sang phương pháp tái cấu trúc vật liệu. Thân tre được đưa vào máy nghiền, xé dọc theo thớ để tách thành các bó sợi nhỏ. Sau công đoạn sấy khô, sợi tre được phủ chất kết dính, thường là nhựa resin, rồi đưa vào hệ thống ép thủy lực ở áp suất và nhiệt độ cao.
Quá trình này tạo ra những khối vật liệu đặc, có hình dạng và kích thước đồng nhất hơn so với thân tre tự nhiên. Theo tài liệu Snap Shift, phương pháp sản xuất có thể tận dụng khoảng 80% thân tre, bao gồm cả những đoạn cong vốn khó sử dụng trong các phương pháp gia công thông thường.
Cường độ chịu nén vượt 160 MPa, chịu uốn hơn 300 MPa
Các thông số được công bố trong tài liệu cho thấy tre kỹ thuật chất lượng cao có thể đạt cường độ chịu nén trên 160 MPa và cường độ chịu uốn vượt 300 MPa.
Đây là những thông số đáng chú ý đối với một loại vật liệu có nguồn gốc thực vật. Tuy nhiên, khả năng chịu lực thực tế còn phụ thuộc vào chủng loại tre, quy trình sản xuất, chất kết dính và điều kiện sử dụng.
Công nghệ tre tái cấu trúc không phải là phát minh hoàn toàn mới. Phiên bản vật liệu có cường độ cao đầu tiên được phát triển tại Đại học Lâm nghiệp Nam Kinh (Trung Quốc) vào năm 1987. Trong gần 4 thập kỷ sau đó, công nghệ tiếp tục được nghiên cứu và cải tiến.
Điểm thay đổi trong những năm gần đây là tham vọng đưa vật liệu này ra khỏi phạm vi phòng thí nghiệm, hướng tới ứng dụng trên quy mô công nghiệp và các công trình có yêu cầu kết cấu phức tạp hơn.
Xây dựng tòa nhà 7 tầng và cầu có thể cho xe tải lưu thông
Một trong những ứng dụng đáng chú ý của tre kỹ thuật tại Trung Quốc là công trình được giới thiệu là tòa nhà đầu tiên trên thế giới có 7 tầng, sử dụng chủ yếu vật liệu tre tái cấu trúc.
Thay vì chỉ dùng tre để trang trí hoặc làm các bộ phận không chịu lực, công trình sử dụng những cấu kiện chế tạo sẵn từ tre kỹ thuật cho các bộ phận như cột, dầm và sàn.
Vật liệu này cũng được ứng dụng trong xây dựng cầu đường. Theo tài liệu Snap Shift, một kỹ sư hợp tác nghiên cứu giữa các trường đại học tại Trung Quốc và Mỹ đã sử dụng tre kỹ thuật để xây dựng các cây cầu có khả năng chịu tải trọng ô tô và xe tải.
Đáng chú ý, một cây cầu tại tỉnh Hồ Nam được lắp ráp trong khoảng một tuần với đội ngũ nhân công tương đối nhỏ, không cần sử dụng thiết bị thi công hạng nặng. Đây là một ví dụ cho thấy các cấu kiện tre chế tạo sẵn có thể giúp đơn giản hóa một số công đoạn xây dựng.
Dù vậy, các thông tin về công trình và khả năng chịu tải cần được đánh giá cùng hồ sơ thiết kế, tiêu chuẩn thử nghiệm và điều kiện khai thác cụ thể trước khi có thể so sánh trực tiếp với cầu bê tông cốt thép hoặc cầu thép truyền thống.