Nghiên cứu điển hình về bê tông cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng tại Hà Nội

Ngành xây dựng, với vai trò là một trong những trụ cột của nền kinh tế toàn cầu, đang đối mặt với những thách thức nghiêm trọng về tính bền vững. Theo một thống kê của Tam và cộng sự [1], lĩnh vực này chịu trách nhiệm cho việc tiêu thụ khoảng 40 % tổng lượng tài nguyên thô và đồng thời phát sinh khoảng 35 % tổng lượng chất thải rắn trên toàn thế giới. Trong đó, ở Hà Nội,  chất thải xây dựng và phá dỡ (CDW) đạt hơn 4.186 tấn mỗi ngày vào năm 2021, với dự báo tăng lên 9.431 tấn mỗi ngày năm 2025 [2]. 

Những con số này phản ánh một áp lực vô cùng lớn lên môi trường, đòi hỏi một sự chuyển dịch cấp thiết sang các giải pháp công nghệ và vật liệu mang tính tuần hoàn. Trong bối cảnh đó, việc tận dụng cốt liệu bê tông tái chế  (CLBTTC), một sản phẩm chính thu được từ quá trình xử lý phế thải xây dựng (PTXD), nổi lên như một hướng đi chiến lược. Giải pháp này không chỉ góp phần giải quyết bài toán chất thải rắn mà còn có tiềm năng giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn cốt liệu tự nhiên, vốn là tài nguyên không thể tái tạo [3]. 

Song song đó, việc nghiên cứu về bê tông sử dụng cốt liệu tái chế từ chất thải xây dựng đã nổi lên như một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng do tiềm năng giải quyết các mối quan tâm về môi trường và sự cạn kiệt tài nguyên trong ngành xây dựng [6], [7]. Trong những thập kỷ gần đây, lĩnh vực này đã phát triển từ việc khám phá ban đầu về bê tông cốt liệu tái chế sang các ứng dụng tiên tiến trong cơ sở hạ tầng quy mô lớn, với sự nhấn mạnh ngày càng tăng vào tính bền vững và tối ưu hóa hiệu suất [8], [9]. 

Ý nghĩa thực tế được nhấn mạnh bởi thực tế là chất thải xây dựng và phá dỡ chiếm một phần đáng kể trong việc tạo ra chất thải toàn cầu, với cốt liệu tái chế cung cấp một giải pháp thay thế khả thi cho cốt liệu tự nhiên, do đó giảm sử dụng bãi rác và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên [6], [10]. Hơn nữa, các ứng dụng bê tông hàng loạt đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận khả năng gia công và cường độ nén để đảm bảo tính toàn vẹn của cấu trúc, làm cho việc nghiên cứu cốt liệu tái chế trong bối cảnh này trở nên quan trọng về mặt xã hội và kỹ thuật [7], [11].

Nghiên cứu cung cấp bằng chứng thực nghiệm có ý nghĩa cho thấy bê tông sử dụng cốt liệu bê tông tái chế tại Hà Nội có thể đáp ứng yêu cầu kỹ thuật nếu được kiểm soát hợp lý về cấp phối và tính công tác. Ở mức thay thế 30 % RCA, cường độ nén 28 ngày giảm khoảng 10-15 % so với đối chứng; thay thế 100% RCA làm giảm khoảng 25-30 % khẳng định tính khả thi đối với các cấp bền thông dụng nếu kiểm soát cấp phối.

Nghiên cứu đã chứng minh một cách thuyết phục rằng việc sử dụng cốt liệu bê tông tái chế là hoàn toàn khả thi và đặc biệt cho các kết cấu hạ tầng kỹ thuật hoặc dân dụng công nghiệp (cấu kiện phi kết cấu tức không chịu lực chính).

Những kết luận chính được rút ra bao gồm:

Bài báo (i) xây dựng một khung tổng hợp tổng quan 6 khía cạnh để đánh giá RAC trong đó có làm rõ điểm mạnh-hạn chế, (ii) cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm có kiểm soát cường độ BTCLTC có nguồn PTXD ở Hà Nội qua các cấp bền B20–B40, và (iii) đưa ra ngưỡng khuyến nghị thay thế khoảng 25–30 % cho ứng dụng kết cấu thông dụng trong điều kiện kiểm soát QA/QC – góp phần tạo nền tảng kỹ thuật cho triển khai RAC tại các đô thị.

Việc áp dụng RAC trong xây dựng không chỉ mang lại lợi ích về môi trường (giảm khai thác tài nguyên, giảm rác thải) mà còn có tiềm năng kinh tế khi tận dụng được nguồn vật liệu phế thải tại chỗ. BTCLTC có thể trở thành lựa chọn ưu tiên trong các dự án hướng tới kinh tế tuần hoàn ở Hà Nội và các đô thị lớn, giúp giảm khai thác cốt liệu tự nhiên và giảm tải bãi chôn lấp phế thải xây dựng, củng cố khẳng định tiềm năng to lớn của bê tông cốt liệu tái chế trong ngành xây dựng nước nhà.

Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:

Build.Data