Sản phẩm bê tông "xanh" truyền sáng từ phế thải thủy tinh và tro bay, xỉ đáy

Khoa học công nghệ

20/05/2024

Sản phẩm bê tông “xanh” truyền sáng, cường độ cao, hoàn toàn không sử dụng thành phần xi măng. Đây là sản phẩm mới, chưa có trên thị trường Việt Nam, đặc biệt nguồn vật liệu dẫn sáng được sử dụng từ thủy tinh phế thải, đóng vai trò cốt liệu nhỏ và cốt liệu lớn thay thế cho loại cáp quang đắt tiền như các loại bê tông phát sáng hiện có trên thế giới.

Sự phát triển ồ ạt của các công trình xây dựng hiện đại đang trở thành gánh nặng cho môi trường và trái đất. Tuy nhiên, với dân số luôn gia tăng, việc giảm số lượng các công trình không khả thi. Do đó, việc nghiên cứu, cải tiến quá trình xây dựng để giúp các công trình ít gây ảnh hưởng đến môi trường nhưng vẫn đảm bảo công năng ngày càng được khuyến khích. Bê tông phát sáng được nghiên cứu từ những năm 30 của thế kỷ 20 và được phát triển vào năm 2001 bởi một kiến trúc sư người Hungary Áron Losonczi. Loại bê tông phát sáng được sản xuất bằng cách trộn 4-5% sợi quang học trong hỗn hợp bê tông. Bê tông này có trọng lượng nhẹ hơn so với bê tông xi măng thông thường.

Mặt khác, trong giai đoạn phát triển bùng nổ của cách mạng công nghiệp 4.0 như hiện nay, các thành phố lớn ở Việt Nam đang thải ra một lượng rác thải sinh hoạt rất lớn. Theo số liệu thống kê của Bộ Tài nguyên và Môi trường, lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên cả nước là 60.000 tấn/ngày; trong đó khu vực đô thị chiếm 60%. Đáng chú ý, tỷ lệ thu gom và xử lý chất thải rắn sinh hoạt vẫn chưa đạt 100%. Theo dự báo, đến năm 2025, tỷ lệ phát sinh chất thải rắn sinh hoạt sẽ tăng từ 10-16%/năm. Về tỷ lệ xử lý chất thải theo các phương pháp xử lý, hiện nay khoảng 71% tổng lượng chất thải được xử lý bằng phương pháp chôn lấp (chưa tính lượng bãi thải từ các cơ sở chế biến phân composte và tro xỉ phát sinh từ các lò đốt). Ngoài ra, khoảng 16% tổng lượng chất thải được xử lý tại các nhà máy chế biến phân composte và khoảng 13% tổng lượng chất thải được xử lý bằng phương pháp đốt và các phương pháp khác.

Lượng rác thủy tinh thải ra môi trường ngày càng nhiều. Ảnh: VOV

Đốt rác phát điện là một phương pháp hiệu quả nhất hiện nay. Nhưng quá trình đốt rác lại thải ra môi trường một lượng tro xỉ rất lớn, ước tính mỗi nhà máy điện rác thải ra môi trường mỗi ngày tới 20-30 tấn tro xỉ các loại. Các nguồn tro xỉ này rất cần được tái sử dụng để giảm ô nhiễm môi trường và tuần hoàn nền kinh tế.

Trước thực trạng đó, đầu năm 2021, nhóm Bê tông Xanh của Trường Đại học Mỏ - Địa chất do TS Tăng Văn Lâm làm chủ nhiệm đã tiến hành nghiên cứu thử nghiệm bê tông "xanh" truyền sáng chế tạo từ thủy tinh, tro, xỉ, bùn thải không sử dụng xi măng. Mục tiêu chung của nghiên cứu là tạo ra loại vật liệu “xanh” sử dụng các nguồn rác thải của nhà máy điện rác đang được khuyến khích để giảm các nguồn phế thải rắn, cũng như thực hiện chủ trương chuyển đổi “xanh” bền vững của Đảng và Chính phủ.

Nguyên liệu để tạo ra bê tông "xanh" là tro, xỉ, bùn thải, thủy tinh... (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)

Sau hơn hai năm nghiên cứu, nhóm đã chế tạo và thử nghiệm thành công sản phẩm bê tông có dạng tấm mỏng, chiều dày từ 10mm đến 15mm, hoàn toàn không dùng xi măng. Thay vào đó, nguyên liệu là nhiều nguồn phế thải gồm: tro bay, xỉ đáy thu thập từ nhà máy Điện đốt rác Ngôi Sao Xanh (Bắc Ninh), bùn thải của nhà máy lọc nước và chất kích hoạt đặc biệt. Giá trị cường độ nén trung bình của sản phẩm ở tuổi 28 ngày từ 60 MPa đến 70 MPa trên cơ sở các mẫu thí nghiệm hình lập phương cạnh 100mm.

Chia sẻ về tính sáng tạo và đổi mới của sản phẩm, TS Tăng Văn Lâm cho biết: Sản phẩm bê tông “xanh” truyền sáng, cường độ cao, hoàn toàn không sử dụng thành phần xi măng. Đây là sản phẩm mới, chưa có trên thị trường Việt Nam, đặc biệt nguồn vật liệu dẫn sáng được sử dụng từ thủy tinh phế thải, đóng vai trò cốt liệu nhỏ và cốt liệu lớn thay thế cho loại cáp quang đắt tiền như các loại bê tông phát sáng hiện có trên thế giới.

"Khả năng xuyên sáng của sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào hàm lượng và kích thước của hạt kính phế thải trong thành phần của bê tông. Nếu sử dụng các loại phế thải kính có màu sắc khác nhau thì ánh sáng khi truyền qua sản phầm cũng thay đổi, tăng khả năng trang trí của sản phẩm bê tông “xanh”. Đây là một trong những sáng tạo của sản phẩm bê tông “xanh” truyền sáng", TS Tăng Văn Lâm thông tin.

Sản phẩm bê tông của nhóm nghiên cứu có khả năng truyền sáng cường độ cao, hoàn toàn không sử dụng thành phần xi măng (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)

Loại bê tông này được đánh giá hữu ích khi dùng trong kết cấu trang trí trong công trình xây dựng, đồng thời công nghệ xanh cũng được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực khác như trang trí nội thất và ngoại thất, sản phẩm gạch ốp lát hay dùng như đèn chiếu sáng. Bên cạnh đó, sản phẩm vừa giúp giải quyết triệt để chất thải rắn (tro-xỉ, bùn thải, phế thải thủy tinh…), vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất xi măng, góp phần thực hiện chủ trương của Đảng, Nhà nước trong chuyển đổi xanh, phát triển kinh tế tuần hoàn, giảm thâm dụng tài nguyên, giảm rác thải, khí thải…

Trong quá trình sản xuất sản phẩm thử nghiệm, nhóm bê tông “xanh” đã ký kết hợp đồng sản xuất thử nghiệm với công ty TNHH hóa phẩm xây dựng Buildmix Việt Nam để sản xuất 100 viên tấm mỏng ốp lát trang trí hình vuông, độ dài cạnh 40 cm và chiều dày dao động từ 15mm đến 25mm và 100 viên tấm mỏng ốp lát trang trí hình lục giác đều, độ dài cạnh 15 cm và chiều dày dao động từ 15mm đến 25mm. Với sản phẩm có được, lãnh đạo công ty TNHH hóa phẩm xây dựng Buildmix Việt Nam rất mong muốn được tiếp tục hợp tác để sản xuất, thương mai hóa sản phẩm Bê tông “xanh” truyền sáng, cường độ cao đến các nhà đầu từ để sử dụng trong các công trình xây dựng hiện nay.

"Nhóm bê tông “xanh” hoàn toàn có hy vọng sản phẩm bê tông “xanh” truyền sáng, cường độ cao sẽ thu hút được nhiều nhà đầu tư hơn nữa để biến ý tưởng này thành hiện thực trong thời gian tới đây và đem lại nhiều giá trị kinh tế cho cộng đồng", TS Tăng Văn Lâm kỳ vọng

Cuối năm 2023, dự án của nhóm nghiên cứu đã xuất sắc vượt qua gần 3.000 đội thi đến từ hơn 100 quốc gia, được chọn là 100 dự án hiệu quả tại Hội nghị Các bên tham gia Công ước khung của Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu lần thứ 28 (COP28).

Mới đây, dự án đã xuất sắc dành giải Ba trong cuộc thi Sáng kiến Khoa học 2024 do Bộ Khoa học và Công nghệ phối hợp với báo VnExpress tổ chức.

Anh Thư

Tags: