Gạch làm từ đầu lọc thuốc lá có bền không?

Gạch làm từ  đầu lọc thuốc lá có bền không? Câu trả lời là có, nếu đầu lọc thuốc lá được xử lý và phối trộn ở tỷ lệ phù hợp. Một nghiên cứu của Mohajerani và cộng sự cho thấy gạch đất sét có chứa khoảng 1% đầu lọc thuốc lá tái chế vẫn có khả năng chịu lực tương đương với gạch đất sét thông thường trong các điều kiện thử nghiệm.

Chủ nhiệm nhóm nghiên cứu PGS.Abbas Mohajerani và sản phẩm gạch làm từ đầu lọc thuốc lá

Việc bổ sung đầu lọc thuốc lá không đơn thuần nhằm tận dụng nguồn rác thải mà còn tạo ra những lỗ rỗng nhỏ trong cấu trúc viên gạch sau quá trình nung. Nhờ đó, gạch có thể nhẹ hơn so với gạch truyền thống và có khả năng cải thiện một số đặc tính cách nhiệt.

Tuy nhiên, không nên hiểu rằng càng cho nhiều đầu lọc thuốc lá vào gạch thì  vật liệu càng tốt. Tỷ lệ vật liệu tái chế cần được kiểm soát để bảo đảm các yêu cầu về cường độ chịu lực, độ hút nước, độ bền và các tiêu chuẩn kỹ thuật khác. Vì vậy, loại gạch này hiện vẫn cần được đánh giá cụ thể trước khi ứng dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng.

Vì sao đầu lọc thuốc lá được nghiên cứu để làm gạch?

Theo các nghiên cứu được công bố, mỗi năm có hàng nghìn tỷ đầu lọc thuốc lá bị thải ra môi trường. Đây là một nguồn rác thải khó xử lý bởi phần lớn đầu lọc chứa cellulose acetate – một loại vật liệu có khả năng phân hủy rất chậm.

Không chỉ tồn tại dưới dạng rác thải, đầu lọc thuốc lá sau khi sử dụng còn có thể chứa nicotine, hắc ín, kim loại nặng và nhiều hợp chất hóa học khác. Khi bị vứt ngoài môi trường, các chất này có nguy cơ phát tán vào đất và nguồn nước.

Nhận thấy lượng chất thải rất lớn này có thể trở thành nguồn nguyên liệu thứ cấp, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm đưa đầu lọc thuốc lá đã qua xử lý vào vật liệu xây dựng, trong đó có gạch đất sét.

Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại RMIT University dựa trên hướng tiếp cận của Mohajerani và cộng sự đã xem xét khả năng sử dụng đầu lọc thuốc lá trong sản xuất gạch. Mục tiêu là vừa giảm lượng rác thải thuốc lá, vừa tạo ra vật liệu xây dựng có trọng lượng nhẹ và tiêu thụ ít năng lượng hơn.

Gạch đất sét chịu lửa chứa 1% đầu lọc thuốc lá tái chế có độ chắc chắn tương đương gạch thông thường

Đầu lọc thuốc lá được đưa vào gạch như thế nào?

Về cơ bản, đầu lọc thuốc lá cần được thu gom và xử lý trước khi đưa vào quá trình sản xuất. Tùy phương pháp, vật liệu có thể được sử dụng theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn:

    ⦁ Sử dụng toàn bộ đầu lọc thuốc lá đã qua xử lý.

    ⦁ Cắt nhỏ đầu lọc trước khi phối trộn với đất sét.

    ⦁ Trộn đất sét với một lượng đầu lọc thuốc lá đã được xử lý theo tỷ lệ xác định.

Sau khi phối trộn, hỗn hợp được tạo hình thành viên gạch và nung ở nhiệt độ thích hợp. Trong quá trình nung, các thành phần hữu cơ trong đầu lọc bị phân hủy, tạo ra các khoảng rỗng bên trong cấu trúc viên gạch.

Những khoảng rỗng này góp phần làm giảm khối lượng của viên gạch. Đồng thời, chúng có thể giúp cải thiện khả năng cách nhiệt của vật liệu. Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng đến độ bền phụ thuộc vào tỷ lệ đầu lọc được sử dụng cũng như thành phần đất sét và điều kiện nung.

Những ưu điểm của gạch từ đầu lọc thuốc lá

Chất lượng và độ bền có thể tương đương gạch thông thường: Một trong những kết quả đáng chú ý nhất của nghiên cứu là gạch đất sét chứa khoảng 1% đầu lọc thuốc lá tái chế có thể đạt cường độ tương đương gạch thông thường trong các thử nghiệm được thực hiện. Điều này cho thấy đầu lọc thuốc lá không nhất thiết làm giảm đáng kể khả năng chịu lực của viên gạch nếu được sử dụng ở tỷ lệ thích hợp. Tuy nhiên, độ bền thực tế của sản phẩm còn phụ thuộc vào công thức phối liệu, quy trình nung và các tiêu chuẩn kỹ thuật mà viên gạch phải đáp ứng.

Tiết kiệm năng lượng: Theo nghiên cứu, việc bổ sung khoảng 1% đầu lọc thuốc lá có thể giúp giảm khoảng 10% năng lượng cần thiết để nung gạch. Nguyên nhân là các thành phần hữu cơ trong đầu lọc có thể đóng vai trò như vật liệu dễ cháy trong quá trình nung, qua đó góp phần giảm nhu cầu năng lượng từ bên ngoài. Ở quy mô sản xuất lớn, mức tiết kiệm này có thể trở nên đáng kể. Nghiên cứu ước tính lượng năng lượng tiết kiệm có thể lên tới hàng chục tỷ MJ nếu công nghệ được áp dụng trên quy mô lớn.

Giảm trọng lượng viên gạch: Do hình thành các lỗ rỗng trong quá trình nung, gạch có bổ sung đầu lọc thuốc lá có thể nhẹ hơn gạch đất sét thông thường. Gạch nhẹ có thể đem lại một số lợi ích trong quá trình vận chuyển và thi công. Tuy nhiên, trọng lượng nhẹ không đồng nghĩa với việc vật liệu luôn phù hợp với mọi loại công trình. Các chỉ tiêu kỹ thuật vẫn cần được kiểm tra trước khi sử dụng.

Góp phần giảm lượng rác thải thuốc lá: Đây là lợi ích quan trọng nhất về mặt môi trường. Thay vì để hàng nghìn tỷ đầu lọc thuốc lá trở thành rác thải, một phần trong số đó có thể được thu gom, xử lý và sử dụng làm nguyên liệu cho ngành sản xuất vật liệu xây dựng. Nếu được triển khai với quy trình kiểm soát chặt chẽ, phương pháp này có thể góp phần chuyển một loại chất thải khó xử lý thành nguồn nguyên liệu thứ cấp.

Gạch từ đầu lọc thuốc lá có an toàn không?

Bên cạnh những ưu điểm, việc sử dụng đầu lọc thuốc lá làm nguyên liệu cũng đặt ra vấn đề về an toàn. Đầu lọc sau khi sử dụng có thể chứa các chất hóa học và vi sinh vật. Vì vậy, việc thu gom và xử lý trực tiếp đầu lọc rồi đưa vào sản xuất mà không có quy trình kiểm soát phù hợp là không nên.

Các phương pháp xử lý được nghiên cứu bao gồm sử dụng ozone, hydrogen peroxide, tia cực tím, naphthalene cũng như các phương pháp xử lý nhiệt khô hoặc nhiệt ẩm. Mục đích là giảm nguy cơ vi sinh vật và các chất gây mùi trước hoặc trong quá trình sản xuất.

Đối với các công nghệ xây dựng thực tế, ngoài độ bền cơ học, cần đánh giá thêm khả năng phát thải các chất từ vật liệu trong suốt vòng đời sử dụng, cũng như mức độ an toàn của quá trình sản xuất, vận chuyển và tháo dỡ.

Build.Data