Từ phế thải công nghiệp đến mái ngói xanh cho ngôi nhà tương lai
Bằng cách giảm năng lượng và nguyên liệu thô cần thiết trong khâu sản xuất, ngói bê tông thế hệ mới không chỉ mang lại độ bền và hiệu suất cao hơn, mà còn trực tiếp giải quyết vấn đề phát thải khí nhà kính vốn là thách thức lớn nhất của ngành xây dựng.
Nhóm nghiên cứu tại Đại học RMIT (Úc) phối hợp cùng Bristile Roofing mới đây cho biết họ đã thử nghiệm thành công loại ngói bê tông phát thải carbon thấp được sản xuất từ các phế phẩm công nghiệp như tro than từ hồ lắng và chất thải thủy tinh.
Trong các thử nghiệm quy mô lớn tại nhà máy Bristile ở Melbourne, loại ngói mới này không chỉ đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn về độ bền, khả năng chịu lực và chống cháy, mà còn giảm được khoảng 13% lượng phát thải carbon so với ngói bê tông truyền thống. Bên cạnh đó, sản phẩm có trọng lượng nhẹ hơn, chống nứt tốt hơn và bền màu hơn cả trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Nhóm nghiên cứu Đại học RMIT với sản phẩm ngói bê tông "xanh" tại nhà máy chuyên sản xuất ngói lợp Bristile (Úc).
Vì sao ngói bê tông truyền thống không thân thiện với môi trường?
Thành phần chính của ngói bê tông (ngói xi măng) hiện nay là xi măng, cát tự nhiên, đá và nước. Trong đó, xi măng là "thủ phạm" lớn nhất gây phát thải khí nhà kính trong ngành xây dựng. Vì quá trình nung để sản xuất xi măng tiêu tốn nhiệt độ tới 1.450°C, phát thải trung bình khoảng 0,9 tấn CO₂ cho mỗi tấn xi măng. Ngoài ra, việc khai thác cát tự nhiên trên quy mô lớn còn gây suy thoái sông ngòi và hệ sinh thái ven biển. Chính vì vậy, bê tông dù bền và rẻ, nhưng lại là vật liệu có phát thải carbon thuộc hàng cao nhất trong công nghiệp xây dựng.
Trong khi đó, nhóm nghiên cứu tại RMIT đã thay thế 10% lượng xi măng bằng tro than thu hồi từ hồ lắng của nhà máy nhiệt điện, đồng thời thay thế 10% cát tự nhiên bằng chất thải thủy tinh chưa rửa. Bằng cách này, nhó đã thay thế tổng cộng 20% nguyên liệu sơ cấp bằng những phế phẩm, giúp giảm đáng kể lượng khí thải mà vẫn duy trì hoặc thậm chí cải thiện chất lượng sản phẩm.
Biến “rác” thành tài nguyên
Theo số liệu từ nhóm nghiên cứu, mỗi năm nước Úc tạo ra khoảng 12 triệu tấn tro than từ các nhà máy điện, trong đó phần lớn được lưu trữ trong hồ lắng và chưa có hướng xử lý hiệu quả. Song song đó, hơn 1,3 triệu tấn rác thải thủy tinh cũng đang được chôn lấp. Việc đưa những phế thải này trở lại chu trình sản xuất vật liệu xây dựng không chỉ giúp giảm phát thải CO₂ mà còn đóng góp vào mô hình kinh tế tuần hoàn - nơi rác thải được tái sinh thành nguyên liệu giá trị.
Tiến sĩ Chamila Gunasekara, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết tro than lưu kho lâu có phản ứng hóa học chậm hơn so với xi măng tươi, nhưng lại giúp tăng độ ổn định kích thước và giảm nứt - rất phù hợp cho các sản phẩm như ngói mái, không chịu tải trọng kết cấu trực tiếp. Nhà nghiên cứu Yulin Patrisia cũng khẳng định kết quả thử nghiệm đã chứng minh khả năng tích hợp lượng lớn phế thải công nghiệp mà không làm giảm chất lượng hoặc độ an toàn của sản phẩm.
Từ ngói đến gạch bê tông xanh
Hiện nhóm nghiên cứu đang mở rộng công nghệ này sang sản xuất gạch bê tông phát thải thấp, trong đó thay thế 15% xi măng bằng tro than và 20% cát bằng thủy tinh tái chế. Loại gạch mới có khả năng cách nhiệt tốt hơn khoảng 30% so với gạch truyền thống, hứa hẹn mang lại hiệu quả năng lượng đáng kể cho các công trình tương lai.
Sự ra đời của ngói bê tông phát thải carbon thấp đánh dấu một hướng đi thực tế và bền vững. Sản phẩm mới giúp biến phế thải công nghiệp thành vật liệu xanh, giảm áp lực môi trường trong khi vẫn đảm bảo chất lượng công trình. Nếu được nhân rộng, công nghệ này có thể trở thành mảnh ghép quan trọng trong quá trình giảm phát thải của ngành xây dựng toàn cầu - một trong những lĩnh vực hiện chiếm tới 8% lượng phát thải CO₂ nhân tạo mỗi năm.
