Thông tin chuyên ngành Vật liệu xây dựng Việt Nam

NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG

Vật liệu sinh học làm tăng khả năng bền vững cho vật liệu xây dựng

(19/07/2021 10:24:04 AM) Việc nâng cao kiến thức về kỹ thuật vi sinh và sinh học tổng hợp đang cho phép các vật liệu sinh học tham gia vào thị trường vật liệu xây dựng như bê tông tự phục hồi, vật liệu cách nhiệt bằng sợi nấm, tấm ván làm từ chất thải thực phẩm.

Các vật liệu sinh học mới được tạo ra bằng cách sử dụng chất thải và vi sinh để giải quyết vấn đề về chất thải và ô nhiễm. Mặc dù đã có sự quan tâm đến việc phát triển các vật liệu này nhưng ngành xây dựng vẫn còn thận trọng và việc chấp nhận từ người tiêu dùng còn chậm.

Tuy nhiên, nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng về tính bền vững đã làm tăng sự quan tâm đến những đổi mới này, dẫn đến một môi trường cạnh tranh hơn cho vật liệu xây dựng.

Bê tông tự phục hồi

Bê tông là một trong những vật liệu xây dựng được sử dụng rộng rãi được hình thành bằng cách kết hợp cốt liệu (đá vôi và cát) với vật liệu liên kết như xi măng.

Vật liệu bê tông khá bền nhưng theo thời gian có thể bị nứt, các thanh cốt thép có thể bị ăn mòn trong điều kiện ẩm ướt và có thể bị hư hại do nhiệt độ khắc nghiệt, hóa chất và thời tiết.

Để chống lại tác động tiêu cực này, một số công ty đang khai thác các vi khuẩn không gây hại và ưa nhiệt như vi khuẩn Sporosarcina pasteurii, Bacillus pseudofirmus (vi khuẩn có trong các hồ gần núi lửa, chịu được nhiệt độ trên 200℃) để tạo ra bê tông tự phục hồi một cách hiệu quả.


Nhà vi sinh vật học Hendrik Jonkers của Đại học Delft đã quyết định thử nghiệm thêm những vi khuẩn này vào hỗn hợp bê tông tiêu chuẩn để làm cho nó bền vững hơn.

Năm 2015, tại Hà Lan, Đcông ty Green Basilisk được thành lập và sản phẩm này ra được đưa ra thị trường với tên gọi là Basilisk.

Basilisk là một chất bổ sung có chứa bào tử vi khuẩn cho bê tông bình thường. Khi chúng tiếp xúc với nước, vi khuẩn bắt đầu phát triển và tạo ra đá vôi, giúp ổn định cấu trúc, chống nứt và chống nước.

“Chúng tôi chỉ cần thêm 5 kg Basilisk vào hỗn hợp bê tông để có thể tiết kiệm tới 30 kg nhiên liệu cho mỗi mét khối”, Marc Brants, Giám đốc tiếp thị của Green Basilisk cho biết.


Gạch bê tông có lượng khí thải carbon thấp của Biomason.

Một công ty khác về phát triển bê tông sinh học có trụ sở tại Mỹ là Biomason đã sử dụng vi sinh tương tự như Green Basilisk nhưng với một quy trình khác.

Công ty này trộn một dung dịch có chứa urê, clorua canxi và vi khuẩn với tổng hợp chất thải để tạo thành các viên gạch đúc. Sau đó chúng được xử lý ở nhiệt độ môi trường nhằm loại bỏ nhu cầu về nhiệt độ cao và nhiên liệu hóa thạch trong quá trình sản xuất.

“Tôi thành lập công ty sau khi hình thành ý tưởng viên gạch bê tông lấy cảm hứng từ cách các rạn san hô và xi măng tự nhiên được hình thành”, Ginger Krieg Dosier, người sáng lập kiêm CEO của Biomason nói.

Wil Srubar, Phó giáo sư chuyên về kiến ​​trúc và vật liệu mới tại Đại học Colorado Boulder kiêm giám đốc vật liệu của Công ty xây dựng Katerra có trụ sở tại Mỹ, cùng với nhóm nghiên cứu của mình đang cải thiện tính bền vững và độ bền của bê tông bằng cách sử dụng vi sinh.

Để đạt được điều này, họ nhúng vi khuẩn lam Synechococcus quang hợp (một sinh vật đơn bào được tìm thấy rộng rãi trong môi trường biển) vào khuôn bằng hydrogel và giàn giáo bằng cát để hấp thụ CO2 và ánh sáng để lấp đầy khuôn có cấu trúc giống như bê tông.


Khi gạch khô đi, vi khuẩn chuyển sang chế độ ứ đọng nhưng có thể hoạt động trở lại khi tiếp xúc với hơi ấm và độ ẩm. Về mặt lý thuyết, có thể cắt đôi một viên gạch và nhúng mỗi nửa vào dung dịch vật liệu sinh học thô để tạo thành hai viên gạch mới.

“Vật liệu của chúng tôi có thể được sử dụng như một khối xây dựng cho nhiều ứng dụng, bao gồm vữa cô lập carbon, bê tông nhẹ trong các tòa nhà, bề mặt hoạt tính sinh học trong các nơi trú ẩn cứu trợ thảm họa hoặc đường đi”, Srubar cho biết.

Tấm cách nhiệt bằng sợi nấm

Một vật liệu xây dựng khác là sợi nấm - một phần của cấu trúc rễ của nấm. Đây là trọng tâm phát triển của Biohm, một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Anh chuyên phát triển các vật liệu bền vững và có thể phân hủy sinh học cho ngành xây dựng.

Sản phẩm chủ đạo của công ty là tấm cách nhiệt dựa trên sợi nấm, hiện đang được chứng nhận. Một ưu điểm chính của sợi nấm là được trồng trên các sản phẩm nông nghiệp phế thải có thể phân hủy sinh học và chứa kitin - chất chống cháy tự nhiên.

“Công nghệ của chúng tôi tập trung vào việc tận dụng các sản phẩm phế thải từ các ngành nông nghiệp hoặc ngành xây dựng, đồng thời cố gắng tái tạo những vật liệu này và biến chúng trở nên hữu ích”, Aaron Jones, Giám đốc phát triển của Biohm cho biết.


Tấm cách nhiệt sợi nấm của Biohm.

Một công ty khác tạo ra vật liệu sinh học từ sợi nấm là Ecovative Design có trụ sở tại Mỹ, trước đó đã phát triển bọt cách nhiệt cho ngành công nghiệp xây dựng, nhưng đã rời khỏi lĩnh vực này vì những lý do không được tiết lộ.

Điều này có thể liên quan đến việc thiếu sự chấp nhận từ ngành công nghiệp mà Biohm cũng đang phải đối phó. “Trong quá trình xây dựng, vượt qua những thành kiến ​​và quan niệm đã tồn tại về tấm cách nhiệt có thể được xem là một thách thức. Mọi người đặt rất nhiều câu hỏi như nó sẽ phát triển trong các bức tường như thế nào", Jones nói.

Ngoài ra, Biohm cũng đang nghiên cứu và phát triển các sản phẩm mới, bao gồm sản xuất ván dăm hoặc ván sợi từ chất thải thực phẩm như vỏ cam quýt, vỏ cà phê, vỏ ca cao.

Tòa nhà sinh học của tương lai
Có một số thách thức cần phải vượt qua trước khi các công ty có thể bán vật liệu sinh học cho ngành xây dựng.

Thứ nhất là khi phát triển sản phẩm mới, các nhà nghiên cứu phải mất khá nhiều thời gian và nỗ lực để được cấp chứng nhận tuân thủ các quy định về an toàn, loại giấy được yêu cầu ở hầu hết các quốc gia.

Brants cho biết: “Phải mất khoảng 3-4 năm để các sản phẩm của chúng tôi được chứng nhận. Đối với các dự án lớn, các nhà thầu không muốn tham gia vào việc sử dụng vật liệu mới khi họ phải chịu trách nhiệm. Vì vậy đây là bước đầu tiên rất quan trọng. Bây giờ chúng tôi đã chứng nhận sản phẩm của mình và nhận thấy được sự tăng trưởng trong các phân khúc thị trường."

Thứ hai là mở rộng quy mô. Việc chế tạo các vật liệu mới ở quy mô nhỏ dễ dàng hơn nhiều nhưng để sản xuất ở một quy mô lớn hơn là một thách thức.

Thứ ba là việc khiến cho người tiêu dùng chấp nhận vật liệu sinh học mới.

Thứ tư là giá cả vì ngành xây dựng bị chi phí thúc đẩy mạnh mẽ. Nếu vật liệu mới đắt hơn so với vật liệu đã có sẵn thì khó có thể mua được.

Bất chấp những thách thức này, sự nóng lên toàn cầu và ô nhiễm đã khiến nhiều người nhận ra tầm quan trọng của việc làm cho các ngành công nghiệp xây dựng trở nên xanh và bền vững hơn.

“Có một nhận thức rằng nếu chúng ta không hướng tới một doanh nghiệp bền vững và một nền kinh tế tuần hoàn trong vòng 10 đến 20 năm tới, thì sẽ tạo ra nhiều chất thải hơn và các bãi rác sẽ được lấp đầy ngày càng nhanh hơn. Đây là một vấn đề. Các phương pháp và công nghệ như trên sẽ giải quyết được nó.” Jones nói.

VLXD.org (TH/ CafeLand)

 

Các tin khác:

Nghiên cứu sản xuất thành công bột màu vô cơ dùng cho sơn chịu nhiệt ()

Xi măng thông minh thế hệ mới ()

Lông cừu – Giải pháp cách nhiệt hiệu quả cho các công trình kiến trúc hiện đại ()

Nghiên cứu loại bê tông có thể lưu trữ năng lượng thu được từ bên ngoài ()

Khẩu trang y tế kết hợp với cốt bê tông thành vật liệu làm đường ()

Nhà và trường học đầu tiên được xây bằng công nghệ in 3D tại châu Phi ()

Kết hợp giữa bê tông và ván gỗ làm giảm lượng khí thải CO2 ()

Gạch men Azulejos - Phương thức biểu đạt nghệ thuật của Bồ Đào Nha ()

Bê tông có thể tự vá vết nứt nhờ hấp thụ carbon dioxide ()

Xây nhà bằng gạch xếp hình, dễ dàng tái sử dụng ()

Chứng khoán:

CK

KL

Giá

+/-

GDNN

BBS

0

9.60

0.00

0

BCC

44800

7.40

-0.20

0

BHT

0

4.00

0.00

0

BT6

41630

5.50

-0.20

0

BTS

2

4.50

0.00

0

CCM

0

24.50

0.00

0

CTI

172540

35.15

-0.45

0

CVT

1060365

50.90

-0.50

3800

CYC

7980

2.40

0.00

0

DC4

1700

10.30

-1.10

0

DHA

0

29.70

0.00

0

DIC

0

6.10

0.00

0

DXV

10

3.82

-0.14

0

GMX

0

25.00

0.00

0

HCC

4400

16.60

0.00

0

HLY

0

15.60

0.00

0

HOM

0

4.10

0.00

0

HPS

0

7.00

0.00

0

HT1

4410

14.75

-0.45

0

HVX

0

4.10

0.00

0

MCC

0

13.80

0.00

0

NAV

10

5.00

0.00

0

NHC

0

36.40

0.00

0

NNC

20040

48.40

-0.30

0

QNC

20000

3.00

0.00

0

SCC

0

1.90

0.00

0

SCJ

3800

3.40

0.10

0

SCL

0

3.00

0.00

0

SDN

0

35.00

0.00

0

SDY

0

7.70

0.00

0

SHN

204400

9.90

-0.10

0

TBX

0

9.00

0.00

0

TCR

6120

3.42

0.22

0

TMX

100

7.60

-0.80

0

TSM

0

2.70

0.00

0

TTC

500

18.40

-0.10

0

TXM

0

9.70

0.00

0

CK

KL

Giá

+/-

GDNN

API

100

28.90

0.00

0

ASM

1098520

10.05

-0.75

0

B82

0

2.40

0.00

0

BCE

9160

5.85

0.03

0

BCI

51340

41.90

0.30

29170

C47

4400

11.60

-0.50

0

C92

0

10.00

0.00

0

CCL

42240

4.60

-0.13

0

CDC

0

17.50

0.00

0

CID

0

4.10

0.00

0

CID

100

2.90

0.70

0

CII

534340

31.35

-0.55

0

CLG

20

3.83

-0.27

0

CNT

6

9,7

-0,3

0

CNT

1800

2.90

-0.50

0

CSC

2200

24.50

0.00

0

CTD

92910

166.00

-3.50

0

CTN

14200

1.30

0.10

0

D11

0

15.70

0.00

0

D2D

3600

73.80

3.80

0

DC2

0

6.50

0.00

0

DIG

809400

27.40

-0.70

0

DIH

0

12.20

0.00

0

DLG

180700

3.20

-0.10

0

DLR

0

9.40

0.00

0

DRH

123220

18.85

-0.75

0

DTA

4500

7.25

-0.05

0

DXG

1223580

37.00

-1.20

0

HAG

1318480

7.00

-0.19

0

HBC

605600

42.40

-1.60

0

HDC

26070

14.40

-0.30

0

HDG

41680

47.00

-1.10

0

HLC

0

7.00

0.00

0

HQC

1951870

2.27

-0.05

0

HTI

1010

15.60

-0.35

0

HU1

20

9.50

0.36

0

HU1

0

0

0

0

HU3

101480

14.10

0.85

0

HUT

590150

8.70

-0.20

600

ICG

0

6.40

0.00

0

IDI

958390

13.00

-0.70

0

IDJ

40400

3.10

0.00

0

IDV

1000

31.80

-0.40

0

IJC

80950

9.20

-0.24

0

ITA

579100

3.01

-0.05

0

ITC

990

14.30

-0.60

0

KAC

0

15.55

0.00

0

KBC

1171890

12.90

-0.55

0

KDH

19700

35.85

-1.10

0

L10

0

17.90

0.00

0

L18

0

8.60

0.00

0

LCG

20

9.70

-0.45

0

LGL

10260

9.30

-0.01

0

LHC

0

56.00

0.00

0

LHG

43770

21.30

-0.40

0

LIG

6400

3.90

0.00

0

LM8

2050

25.00

0.70

0

LUT

0

2.10

0.00

0

MCG

140

3.39

0.20

0

MDG

0

13.50

0.00

0

NBB

19570

23.75

-1.75

0

NDN

191728

15.70

-0.40

0

NHA

0

12.20

0.00

0

NKG

140960

29.70

-1.20

0

NTB

439

7,7

0,3

0

NTB

81851

0.50

0.00

0

NTL

109860

9.50

-0.30

0

NVT

1534720

7.07

0.46

0

OGC

282600

2.09

-0.06

0

PDR

261560

38.40

-1.00

0

PFL

297505

1.60

0.10

0

PFL

141500

1.50

0.00

0

PHC

71700

17.00

-0.30

0

PHH

5100

6.90

-0.10

0

PHH

21100

7.00

0.00

0

PPI

34160

1.52

-0.01

0

PSG

47600

0.80

0.00

0

PSG

10

6,2

0,2

0

PTC

60

6.11

0.00

0

PTL

500

3.61

-0.09

0

PVA

4

14,7

0,9

7

PVA

28200

1.20

0.00

0

PVL

42600

2.30

0.00

0

PVR

16900

2.80

0.20

0

PVV

800

1.40

0.10

400

PVX

1535849

2.10

-0.10

0

PXA

0

1.10

0.00

0

PXI

6400

2.10

0.00

0

PXL

341300

1.90

0.00

0

PXS

25800

7.68

-0.03

0

PXT

0

3.90

0.00

0

QCG

423450

13.30

-0.50

0

RCL

0

19.00

0.00

0

REE

520000

37.60

-1.10

0

S96

56400

1.00

-0.10

0

S96

2

12,6

0,8

10

S99

675

5.10

0.00

0

SC5

0

24.20

0.00

0

SD2

1

4.70

0.00

0

SD3

6

6,4

0,4

0

SD3

6000

6.60

-0.40

0

SD5

300

9.70

0.00

0

SD6

500

6.60

0.20

0

SD7

0

3.40

0.00

0

SD9

0

8.40

0.00

0

SDH

0

1.90

0.00

0

SDT

0

7.80

0.00

0

SDU

0

11.50

0.00

0

SIC

0

12.90

0.00

0

SJE

0

28.00

0.00

0

SJS

34000

31.50

-0.10

0

STL

5500

3.30

0.00

0

STL

7

12,8

0,8

0

SZL

10

34.45

0.45

0

TDC

70250

9.01

-0.05

0

TDH

140230

15.10

-0.50

0

THG

560

42.90

0.30

0

TIG

190800

3.70

-0.30

0

TIX

0

30.10

0.00

0

TKC

500

26.70

0.00

0

TV1

10

17.85

0.45

0

TV2

15150

111.30

-3.70

0

TV3

0

25.30

0.00

0

TV4

0

15.80

0.00

0

UDC

10010

3.45

-0.10

0

UIC

18370

30.40

0.30

0

V11

5

4,9

0,2

0

V11

0

1.00

0.00

0

V12

0

11.00

0.00

0

V15

31000

1.10

0.00

0

V15

30500

0.90

0.00

0

V21

0

19.40

0.00

0

VC1

0

12.00

0.00

0

VC2

0

14.20

0.00

0

VC3

75400

19.30

-0.30

0

VC5

8800

1.90

0.00

0

VC7

0

17.50

0.00

0

VC9

0

13.00

0.00

0

VCG

587414

23.10

-0.80

13200

VCR

0

3.10

0.00

0

VE1

4100

19.10

0.10

0

VE2

0

11.40

0.00

0

VE3

0

11.00

0.00

0

VE9

25688

7.30

0.50

0

VHH

2

4,5

-0,3

0

VHH

0

1.40

0.00

0

VIC

667400

108.20

0.20

0

VMC

22730

50.80

-1.70

0

VNE

60760

6.76

-0.24

0

VNI

45340

4.40

0.00

0

VNI

0

6.60

0.00

0

VPH

44330

9.27

-0.30

0

VRC

62320

20.20

-0.60

0

VSI

20

19.90

1.30

0

Gạch không nung - Vật liệu xanh cho mọi công trình

Xem các video khác