Trong quá trình phát triển hạ tầng giao thông, đặc biệt là xây dựng và nâng cấp hệ thống đường bộ, bê tông nhựa asphalt vẫn là loại vật liệu được sử dụng phổ biến nhờ tính linh hoạt, khả năng chịu tải và phù hợp với điều kiện khai thác tại Việt Nam. Tuy nhiên, đi cùng với nhu cầu vật liệu ngày càng tăng là áp lực về chi phí sản xuất và các vấn đề môi trường liên quan đến việc khai thác tài nguyên thiên nhiên cũng như xử lý chất thải công nghiệp. 

Do đó, nghiên cứu “Biến tính tro bay và khảo sát độ bền của compozit bitum/tro bay ứng dụng trong công nghệ sản xuất bê tông asphalt” do TS. Phạm Gia Vũ và các cộng sự tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam thực hiện đã mở ra một hướng tiếp cận giàu tiềm năng, góp phần tận dụng hiệu quả nguồn phế thải công nghiệp, tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường.

Tro bay là sản phẩm phụ phát sinh từ quá trình đốt than tại các nhà máy nhiệt điện, hiện đang được xem là một trong những loại chất thải rắn công nghiệp có khối lượng lớn nhất tại Việt Nam. Nếu không được xử lý và tái sử dụng hợp lý, tro bay không chỉ chiếm diện tích bãi chứa mà còn tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm đất, nước và không khí. Trong khi đó, với thành phần chủ yếu là các oxit như silic, nhôm và sắt, tro bay có cấu trúc hạt mịn và hoạt tính nhất định, hoàn toàn có thể trở thành nguồn nguyên liệu thứ cấp giá trị trong lĩnh vực vật liệu xây dựng nếu được nghiên cứu và khai thác đúng cách.

Xuất phát từ thực tiễn này, nhóm nghiên cứu đã tập trung vào việc biến tính tro bay nhằm cải thiện khả năng tương thích của vật liệu này với bitum, thành phần kết dính chính trong bê tông nhựa asphalt. Bởi lẽ, một trong những hạn chế lớn của việc sử dụng trực tiếp tro bay là sự khác biệt về bản chất hóa học giữa tro bay vô cơ và bitum hữu cơ, dẫn đến khả năng phân tán và liên kết chưa cao. Thông qua các phương pháp xử lý và biến tính bề mặt, tro bay được cải thiện tính tương hợp với bitum, tạo nên compozit bitum/tro bay có cấu trúc ổn định và khả năng liên kết tốt hơn trong hỗn hợp asphalt.

Các thí nghiệm khảo sát độ bền và tính chất cơ lý của compozit bitum/tro bay cho thấy vật liệu sau biến tính có khả năng đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất bê tông nhựa asphalt. Khi được sử dụng thay thế một phần bột khoáng truyền thống, tro bay biến tính không làm suy giảm các chỉ tiêu quan trọng của hỗn hợp asphalt, thậm chí còn góp phần cải thiện độ ổn định và tính đồng đều của vật liệu, giúp tro bay, từ một phế thải công nghiệp, hoàn toàn có thể trở thành thành phần hữu ích trong các kết cấu mặt đường nếu được xử lý phù hợp.

Không chỉ mang ý nghĩa về mặt kỹ thuật, nghiên cứu còn đem lại những lợi ích rõ rệt về kinh tế và môi trường. Việc sử dụng tro bay giúp giảm nhu cầu khai thác các loại khoáng sản tự nhiên dùng làm bột độn trong bê tông nhựa, qua đó góp phần bảo vệ tài nguyên và hạn chế tác động đến hệ sinh thái. Đồng thời, do tro bay có chi phí thấp và sẵn có, việc đưa vật liệu này vào sản xuất asphalt có thể giúp doanh nghiệp giảm chi phí nguyên liệu đầu vào, nhất là trong bối cảnh giá vật liệu xây dựng có xu hướng biến động mạnh.

Ở góc độ môi trường, việc tái chế tro bay trong sản xuất bê tông nhựa asphalt góp phần giảm áp lực cho các bãi thải của nhà máy nhiệt điện, hạn chế nguy cơ phát tán bụi và ô nhiễm thứ cấp. Đây cũng là một minh chứng cụ thể cho mô hình kinh tế tuần hoàn, nơi chất thải của ngành này trở thành đầu vào cho ngành khác, qua đó giảm phát thải và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên. Trong dài hạn, những giải pháp sản xuất tuần hoàn này có thể đóng góp tích cực vào mục tiêu phát triển bền vững và giảm phát thải của ngành xây dựng và giao thông.

Theo đánh giá, nghiên cứu của TS. Phạm Gia Vũ và các cộng sự không chỉ dừng lại ở việc giải quyết một bài toán kỹ thuật vật liệu, mà còn gợi mở hướng đi thiết thực trong việc kết nối khoa học công nghệ với các vấn đề môi trường và kinh tế. Việc biến tính tro bay để ứng dụng trong bê tông nhựa asphalt là một ví dụ tiêu biểu cho thấy, nếu được đầu tư nghiên cứu bài bản, các nguồn phế thải công nghiệp hoàn toàn có thể được “tái sinh” thành tài nguyên có giá trị, phục vụ hiệu quả cho phát triển hạ tầng và tiêu dùng bền vững tại Việt Nam.