Trước yêu cầu phát triển vật liệu xây dựng xanh và kinh tế tuần hoàn, công nghệ chất kết dính kiềm hoạt hóa đang trở thành một hướng nghiên cứu đáng chú ý. Nghiên cứu chế tạo gạch không nung và vữa từ phế thải công nghiệp góp phần mở rộng hướng phát triển vật liệu xây dựng không nung từ nguồn nguyên liệu tái chế, phù hợp với định hướng sử dụng hiệu quả tài nguyên, giảm phát thải và thúc đẩy kinh tế tuần hoàn trong ngành xây dựng.
Gạch không nung đã và đang được nghiên cứu, ứng dụng rộng rãi tại Việt Nam nhằm thay thế dần gạch đất sét nung truyền thống. Đây được xem là giải pháp góp phần tiết kiệm tài nguyên đất sét, giảm tiêu thụ nhiên liệu trong quá trình sản xuất, đồng thời hạn chế ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, quá trình sản xuất nhiều loại gạch không nung hiện nay vẫn phụ thuộc đáng kể vào nguồn cốt liệu tự nhiên và chất kết dính xi măng. Điều này không chỉ làm gia tăng chi phí sản xuất mà còn tạo áp lực lên nguồn tài nguyên khoáng sản, đồng thời phát sinh lượng khí CO₂ đáng kể từ quá trình sản xuất xi măng.
Vữa và gạch xây không nung chế tạo theo phương pháp này đạt cường độ chịu nén từ 5,0 MPa trở lên (Ảnh minh họa)
Trong khi đó, một lượng lớn phế thải xây dựng (PTXD), phế thải từ hoạt động khai thác và chế biến đá, cùng các loại chất thải công nghiệp như tro bay từ nhà máy nhiệt điện và xỉ lò cao từ ngành luyện kim vẫn chưa được tái sử dụng tương xứng với tiềm năng. Việc xử lý, lưu trữ các loại chất thải này cũng đặt ra nhiều thách thức về diện tích bãi chứa, chi phí quản lý và nguy cơ tác động tiêu cực đến môi trường.
Trước yêu cầu phát triển vật liệu xây dựng xanh và kinh tế tuần hoàn, công nghệ chất kết dính kiềm hoạt hóa đang trở thành một hướng nghiên cứu đáng chú ý. Loại chất kết dính này sử dụng các vật liệu giàu thành phần aluminosilicat như xỉ lò cao nghiền mịn và tro bay, kết hợp với dung dịch kiềm để tạo ra sản phẩm có khả năng liên kết và đóng rắn mà không cần sử dụng xi măng poóc lăng. Giải pháp này mở ra khả năng tận dụng nguồn phế thải công nghiệp, giảm sự phụ thuộc vào nguyên liệu truyền thống và hướng tới sản xuất vữa, gạch xây có hàm lượng phát thải thấp hơn.
Trên cơ sở đó, nghiên cứu tập trung khảo sát khả năng chế tạo vữa và gạch xây không nung sử dụng chất kết dính kiềm hoạt hóa, thay thế hoàn toàn xi măng. Điểm đáng chú ý là việc kết hợp đồng thời hai nhóm nguyên liệu tái chế: xỉ lò cao nghiền mịn và tro bay làm thành phần chính của chất kết dính; cát tái chế từ phế thải xây dựng và phế thải đá mạt được sử dụng để thay thế cát tự nhiên. Cách tiếp cận này không chỉ tận dụng được nhiều nguồn phế thải khác nhau mà còn góp phần giảm khai thác cát tự nhiên, hạn chế lượng chất thải phải đưa đi chôn lấp hoặc lưu giữ.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, vữa và gạch xây không nung chế tạo theo phương pháp này đạt cường độ chịu nén từ 5,0 MPa trở lên, với chất lượng tương đương các sản phẩm sử dụng xi măng poóc lăng trong phạm vi các chỉ tiêu được khảo sát. Đây là kết quả bước đầu cho thấy tính khả thi của việc sử dụng đồng thời chất kết dính kiềm hoạt hóa và cốt liệu tái chế trong sản xuất vật liệu xây dựng.
Việc ứng dụng công nghệ này có thể mang lại nhiều lợi ích thiết thực: giảm tiêu thụ xi măng, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên, tận dụng phế thải công nghiệp và xây dựng, đồng thời góp phần giảm lượng chất thải rắn phát sinh. Đặc biệt, nếu được tối ưu hóa về thành phần cấp phối, chế độ đóng rắn và quy trình sản xuất, vật liệu có tiềm năng ứng dụng trong các hạng mục xây, trát và những công trình phù hợp với yêu cầu kỹ thuật.
Tuy nhiên, để đưa nghiên cứu vào sản xuất quy mô công nghiệp, cần tiếp tục đánh giá các đặc tính như độ hút nước, độ co ngót, độ bền lâu, khả năng chống chịu môi trường xâm thực và tính ổn định của nguyên liệu đầu vào. Bên cạnh đó, cần kiểm soát nồng độ dung dịch kiềm, điều kiện bảo dưỡng và các yêu cầu an toàn trong quá trình sản xuất. Việc đánh giá vòng đời sản phẩm và hiệu quả giảm phát thải CO₂ cũng là cơ sở quan trọng để xác định lợi thế môi trường thực tế so với vật liệu truyền thống.
Nghiên cứu góp phần mở rộng hướng phát triển vật liệu xây dựng không nung từ nguồn nguyên liệu tái chế, phù hợp với định hướng sử dụng hiệu quả tài nguyên, giảm phát thải và thúc đẩy kinh tế tuần hoàn trong ngành xây dựng. Đây cũng là cơ sở để từng bước phát triển các dòng vật liệu xây dựng xanh, có khả năng thay thế một phần sản phẩm truyền thống trong tương lai.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
Build.Data
