Năm 1987, trong một chuyến công tác tại cảng Cái Lân, Quảng Ninh để nghiên cứu về cơ khí, kỹ sư Nguyễn Bính tình cờ phát hiện một hệ thống trộn bê tông nhựa nóng mang ký hiệu D508, do Liên Xô viện trợ. Chiếc máy bị phủ bụi, hoen gỉ và nằm lặng lẽ trong một khu rừng gần đó, phần lớn các bộ phận đã thất lạc. Với kinh nghiệm sửa chữa trạm trộn bê tông tại nhiều địa phương, ông cùng thầy của mình là PGS Nguyễn Văn Hợp nảy ra ý tưởng mua lại hệ thống này để phục chế, tạo nền tảng cho việc tự thiết kế chế tạo trạm trộn bê tông nhựa nóng trong tương lai.
PGS Nguyễn Bính cho biết, để mua lại trạm trộn, thầy Hợp phải vay một khoản tiền lớn từ các đồng nghiệp với lãi suất 9%/tháng. Khoản vay này một phần được dùng để thanh toán cho Bộ Nông nghiệp - đơn vị sở hữu hệ thống trạm trộn, một phần để vận chuyển máy từ Quảng Ninh về Hà Nội.
Công việc khôi phục bắt đầu ngay tại sân trường Đại học Giao thông vận tải. Hơn sáu tháng làm việc, nhóm nghiên cứu khôi phục được 50% trạm trộn nhưng không có đơn vị nào hỏi mua. Nợ gốc chưa trả, tiền lãi ngày càng chồng chất, khiến hai thầy trò rơi vào trạng thái căng thẳng tột độ. "Thời điểm đó, nếu không bán được trạm trộn bê tông, không trả được nợ thì chỉ còn cách đi tù" PGS Bính kể lại.
Đang lúc bế tắc thì Công ty Công trình Đô thị Nam Định liên hệ mua máy. Khoản tiền đặt cọc từ hợp đồng giúp nhóm nghiên cứu trả một phần nợ và tiếp tục công việc. Tuy nhiên, quá trình phục hồi không đơn giản. Hệ thống điều khiển bán tự động - bộ phận quan trọng nhất không thể sửa chữa hay mua mới, buộc nhóm phải nghiên cứu chế tạo lại. Nhiệm vụ này được giao cho kỹ sư Nguyễn Tiến Hưng, một chuyên gia về điện điều khiển đảm nhiệm. Ngoài ra, nồi nấu nhựa đường cũng bị hỏng từ lớp vỏ bọc bằng bông thủy tinh đến bộ phận đốt nóng bên trong. Sau nhiều nỗ lực, nhóm đã thay thế toàn bộ và tìm giải pháp sử dụng FO, một loại chất thải dầu, để tiết kiệm chi phí vận hành.
Năm tháng sau, hệ thống trạm trộn hoàn thiện và bàn giao cho Công ty Đô thị Nam Định. Khoản tiền từ hợp đồng không chỉ giúp thanh toán nợ mà còn mang lại số dư đầu tiên, đủ để kỹ sư Bính mua một chiếc xe máy cũ, tài sản lớn nhất của ông lúc bấy giờ.
PGS Nguyễn Bính bên trạm trộn bê tông đầu tiên. Ảnh: Nhóm nghiên cứu
Đầu thập niên 90, khi nhu cầu bảo trì và nâng cấp đường bộ tăng cao, nhóm nghiên cứu trường ĐH Giao thông vận tải quyết tâm chế tạo trạm trộn bê tông nhựa nóng đầu tiên của Việt Nam. Nhóm kết hợp với Nhà máy Cơ khí ôtô 1-5 chế tạo trạm trộn công suất 25 tấn/giờ với cơ chế hoạt động bán tự động.
Trạm trộn bê tông đầu tiên được nghiên cứu và thiết kế trong điều kiện chưa có khách hàng đặt mua, niềm tin của xã hội chưa được xây dựng, và Bộ Giao thông vận tải còn nhiều nghi ngờ về công nghệ. Đồng thời, Công ty Cơ khí ôtô 1-5 đang đối mặt với tình trạng hoạt động cầm chừng, thậm chí đứng trước nguy cơ phá sản, nguồn kinh phí phát triển khai dự án trở nên hạn chế.
Đúng thời điểm đó, Công ty Xây dựng Công trình giao thông 246 đã đặt mua trạm trộn bê tông nhựa nóng đầu tiên với Công ty Cơ khí ôtô 1-5, mang lại cơ hội quan trọng cho dự án. Tuy nhiên, nhóm vẫn phải đối mặt với nhiều khó khăn, buộc phải tận dụng linh kiện từ các máy cũ và tự nghiên cứu chế tạo những bộ phận không thể mua được. "Nhóm sử dụng các xi lanh thủy lực của máy xúc rồi cải tạo lại thành bộ phận bơm hơi, còn van điện phải tự chế tạo hoàn toàn mới", PGS Bính nhớ lại.
Sau 9 tháng nghiên cứu chế tạo, trạm trộn bê tông đầu tiên được hoàn thành. Trạm này được thiết kế theo mô hình đứng và hoạt động theo hình thức cưỡng bức chu kỳ. Trạm bê tông đầu tiên được lắp trên trụ bê tông cố định, đảm bảo chắc chắn nhưng khó lắp đặt, không di động và mất thời gian, "mất 3 tháng, nhóm mới lắp đặt thành công trạm bê tông đầu tiên lên trụ bê tông cố định", PGS Bính cho biết.
Nhận thấy hạn chế này, nhóm nghiên cứu bắt đầu tìm kiếm giải pháp thay thế. Khi thiết kế trạm trộn thứ 2 công suất 30 tấn/giờ với hệ thống điều khiển tự động, kỹ sư Nguyễn Bính cùng PGS Hợp đã nghiên cứu lắp đặt móng thép nổi thay thế trụ bê tông. "Móng thép có ưu điểm di động, dễ lắp đặt nhưng dễ lật và không chắc chắn", PGS Bính nói. Nhóm phải tính toán và thử nghiệm ở các điều kiện thời tiết khác nhau. Vì thế, khi trạm trộn 30 tấn/giờ hoàn thành, nhóm vẫn sử dụng trụ bê tông để lắp đặt.
Năm 1994, nhóm mới chính thức giới thiệu hệ thống móng thép nổi. Đây là cấu trúc bao gồm hai khối thép lớn ở dạng hình hộp có khả năng chịu uốn, ép, chịu lực đàn hồi và có thể di chuyển. Ngoài ra, nhóm còn sử dụng dây mỏ neo để hỗ trợ việc cố định máy trộn. Phương án này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn rút ngắn thời gian lắp đặt. Trạm 40 tấn/giờ với móng thép nổi sau đó được lắp đặt phục vụ xây dựng tuyến đường Hà Nội - Xuân Mai, hoạt động không gặp sai sót nào.
Hệ móng thép nổi cho trạm trộn bê tông nhựa nóng sau đó đã được trưng bày lần đầu tiên tại Hội chợ triển lãm quốc tế Giảng Võ năm 1994, và sau đó tại Hội chợ Quốc tế máy xây dựng lần thứ 9, ở Bắc Kinh năm 2007.
Để đạt được những kết quả đó, nhóm nghiên cứu đã làm việc 13-14 tiếng/ngày. "Ngoài những giờ ngồi vẽ thiết kế, nhóm phải ra công trường làm cùng công nhân", PGS Bính chia sẻ. Ông kể có lần bị mảnh thép đang hàn bắn vào gót chân, mất 3 tháng vết thương mới hồi phục. Kỹ sư Nguyễn Tiến Hưng cũng gặp tai nạn khi bộ phận nấu nhựa đường phát nổ khiến đôi chân bỏng nặng.
Sau thành công ban đầu, nhóm tiếp tục nghiên cứu nâng công suất của trạm lên 60, 80, rồi 120 tấn/giờ vào năm 2014. Chi phí chế tạo rẻ hơn nhiều so với các trạm nhập khẩu cùng công suất.
Khởi đầu từ công việc phục hồi một trạm trộn bê tông nóng bỏ hoang tại Quảng Ninh, nhóm nghiên cứu của PGS Nguyễn Văn Hợp và PGS Nguyễn Bính đã đặt nền móng cho ngành công nghiệp sản xuất trạm trộn bê tông nhựa nóng tại Việt Nam, với hơn 500 trạm được chế tạo, công suất từ 30 đến 120 tấn/giờ.
Theo PGS.TSKH Lại Ngọc Đường, nguyên Phó chủ nhiệm khoa Cơ khí, trường ĐH Giao thông vận tải, công trình trạm trộn bê tông nhựa nóng không chỉ hiệu quả về mặt kỹ thuật, công nghệ, mà còn có ý nghĩa lớn trong bối cảnh kinh tế - xã hội lúc bấy giờ. Nó giúp tiết kiệm chi phí, không phải nhập khẩu thiết bị từ nước ngoài, đồng thời cung cấp sản phẩm chất lượng tốt cho nhiều công trình xây dựng. Đây là một công trình nghiên cứu tiêu biểu của trường ĐH Giao thông, góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp xây dựng Việt Nam trong giai đoạn đầu đổi mới. "Công trình đã gây tiếng vang lớn", PGS Đường nói.
Nghiên cứu đã được Giải nhất Giải thưởng Sáng tạo Việt Nam (VIFOTEC) năm 1997.
Nhật Minh
