October 25, 2025
Hãy tưởng tượng những tòa nhà chọc trời với bộ khung nhẹ hơn nhưng chắc chắn hơn, những cây cầu với nhịp dài hơn và an toàn hơn, và các dự án xây dựng với chi phí giảm đáng kể. Tầm nhìn mang tính thay đổi này đang trở thành hiện thực khi những tiến bộ về luyện kim đưa thép cường độ cao S690 với giới hạn chảy 690N/mm² lên hàng đầu trong kỹ thuật xây dựng.
Với độ bền chảy gần gấp đôi so với thép kết cấu S355 thông thường, S690 mang lại những lợi thế vượt trội cho các thiết kế tải trọng cao, trọng lượng nhẹ. Vật liệu tiên tiến này đã chứng minh giá trị của nó trong các loại cần cẩu hạng nặng cho hoạt động khai thác và cảng, khung tuabin gió, rơ moóc container và tàu chở khách. Trong các kết cấu di động này, thép S690 làm tăng khả năng tải trọng trong khi giảm mức tiêu thụ năng lượng trong quá trình vận hành—mang lại cả lợi ích kinh tế và môi trường.
Đối với các ứng dụng kỹ thuật dân dụng và kiến trúc, thép S690 làm giảm đáng kể trọng lượng kết cấu đồng thời giảm nhu cầu về các yếu tố hỗ trợ và nền móng. Ưu điểm về độ bền trên trọng lượng này chuyển thành tiết kiệm vật liệu, xây dựng đơn giản và có khả năng giảm chi phí nền móng. Ngoài ra, việc giảm khối lượng làm tăng hiệu suất địa chấn, cải thiện độ an toàn trong các trận động đất và các thảm họa tự nhiên khác.
Khi chi phí sản xuất toàn cầu cho S690 tiếp tục giảm, vị thế cạnh tranh của nó so với thép S355 truyền thống ngày càng mạnh mẽ. Ở một số thị trường, S690 hiện có giá cao hơn khoảng 1,25-1,35 lần so với S355 trên một đơn vị. Tuy nhiên, vì S690 chỉ cần khoảng một nửa vật liệu để đạt được khả năng chịu tải tương đương, chi phí vật liệu thực tế trở nên thấp hơn khoảng 35% (1,3 × 0,5 = 0,65).
Phân tích chi phí toàn diện phải tính đến chi phí hàn, chế tạo và vận chuyển. Mặc dù các yêu cầu hàn cao hơn của S690 có thể làm tăng chi phí nhân công và việc chế tạo nó đặt ra những thách thức lớn hơn một chút, nhưng những khác biệt này đang thu hẹp lại với những tiến bộ công nghệ. Hơn nữa, việc giảm trọng lượng kết cấu làm giảm chi phí vận chuyển, tăng cường hơn nữa khả năng kinh tế của S690.
Hàn vẫn rất quan trọng đối với tính toàn vẹn của kết cấu thép và hiệu suất của S690 phụ thuộc vào việc chế tạo mối nối thích hợp. Nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật Quốc gia về Xây dựng Thép (Chi nhánh Hồng Kông) chứng minh rằng các quy trình hàn được kiểm soát có thể giảm thiểu—hoặc thậm chí loại bỏ—sự suy giảm tiềm ẩn về độ bền và độ dẻo do những thay đổi về vi cấu trúc.
Các yếu tố chính để hàn S690 thành công bao gồm:
Các dự án đáng chú ý chứng minh tiềm năng của S690, bao gồm một cây cầu vòm đôi ở Hồng Kông sử dụng 4.400 tấn thép S690 và một cây cầu giàn ở Ma Cao kết hợp 1.625 tấn thép Q690. Những kết cấu này xác nhận những lợi ích thiết thực của thép cường độ cao đối với các cây cầu có nhịp lớn.
Các sáng kiến của chính phủ, chẳng hạn như của Cục Phát triển Hồng Kông, đang đẩy nhanh việc áp dụng thông qua hỗ trợ chính sách và phát triển tiêu chuẩn, thúc đẩy sự chấp nhận rộng rãi hơn trên thị trường.
Khi công nghệ tiến bộ và chi phí giảm, các ứng dụng S690 sẽ mở rộng trên:
Các thách thức chính cần được quan tâm bao gồm:
Trên toàn cầu, châu Âu dẫn đầu trong các ứng dụng thép hiệu suất cao, trong khi Nhật Bản vượt trội về công nghệ sản xuất và hàn. Hoa Kỳ và Hàn Quốc cũng thể hiện sự tiến bộ mạnh mẽ. Trong nước, các nhà sản xuất thép ngày càng sản xuất S690 và các loại cao hơn, được hỗ trợ bởi nghiên cứu học thuật và thể chế.
Thép cường độ cao S690 đại diện cho một cơ hội thay đổi đối với ngành xây dựng. Bằng cách nắm bắt sự đổi mới này thông qua phát triển kỹ thuật và thực hiện thực tế, cộng đồng kỹ thuật có thể tạo ra các kết cấu an toàn hơn, tiết kiệm hơn và bền vững về môi trường cho các thế hệ tương lai.
