Các nhà nghiên cứu đã phát triển loại vật liệu mới bền hơn cả xi măng tăng cường hiện tại và có khả năng chống ăn mòn axit vượt trội, bằng cách thay đổi công thức: sử dụng nhiều bùn hơn và ít xỉ hơn. Loại vật liệu này có tiềm năng giải quyết vấn đề nghiêm trọng mà hệ thống cống rãnh toàn cầu đang đối mặt là sự ăn mòn và hư hại do axit và vi khuẩn.

Trong sản xuất bê tông, xi măng thường được pha trộn với xỉ lò cao nghiền mịn (GGBS) – một phụ phẩm của quá trình luyện sắt từ lò cao, bao gồm quặng sắt, than cốc và đá vôi. GGBS giúp tăng cường độ bền và khả năng chống thấm cho bê tông. Tuy nhiên, các kỹ sư tại Đại học Nam Úc (UniSA) đã nghiên cứu và thử nghiệm thay thế một phần GGBS bằng bùn xử lý nước, loại vật liệu được tạo ra khi nước đi qua quá trình lọc tại các nhà máy xử lý và kết tủa cùng phèn nhôm. Đây vốn là chất thải thường bị đưa thẳng đến bãi chôn lấp.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi thay thế từ 20–40% xỉ bằng bùn khử nước trong hỗn hợp xi măng, vật liệu tạo thành có độ nén cao hơn đến 50% so với loại sử dụng GGBS đơn thuần. Quan trọng hơn, nó có khả năng kháng axit và vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh rất tốt, điều đặc biệt cần thiết với hệ thống cống rãnh vốn dễ bị hư hỏng bởi các yếu tố này. Theo ước tính, sự xuống cấp của hệ thống cống gây thiệt hại tới gần 70 tỷ USD mỗi năm cho người nộp thuế Úc.

Các vật liệu mà ống cống bê tông được thiết kế để vận chuyển có tính ăn mòn cao đối với chúng.

Giải pháp bền vững cho ngành xây dựng

Việc sử dụng bùn thay cho một phần xỉ không chỉ giúp tăng độ bền cho bê tông, mà còn mang lại lợi ích môi trường đáng kể. Bùn xử lý nước vốn là loại chất thải gây ô nhiễm và chiếm diện tích lớn nếu chôn lấp, đồng thời tạo ra khí CO2 từ quá trình vận chuyển. Việc tái sử dụng loại bùn này giúp giảm thiểu lượng chất thải và cắt giảm khí thải nhà kính.

Weiwei Duan, đồng tác giả nghiên cứu và là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại UniSA cho biết: “Bùn thường bị đưa đến các bãi chôn lấp, gây lãng phí tài nguyên đất và phát sinh khí CO2. Giải pháp của chúng tôi góp phần giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả”.

Giáo sư Yan Zhuge, người giám sát dự án nhận định, nếu vật liệu mới này được ứng dụng rộng rãi, nó có thể kéo dài tuổi thọ của hệ thống thoát nước, giảm chi phí bảo trì, thúc đẩy việc tái sử dụng phụ phẩm ngành xử lý nước – một bước tiến đáng kể hướng tới nền kinh tế tuần hoàn.

“Ngành xây dựng là một trong những nguồn phát thải CO2 lớn nhất toàn cầu nên việc giảm phụ thuộc vào xi măng truyền thống là rất quan trọng để giảm lượng khí thải carbon", bà nhấn mạnh.

Hiện nhóm nghiên cứu đang tiếp tục thử nghiệm thêm để đánh giá tính ứng dụng lâu dài và khả năng mở rộng sản xuất của loại vật liệu này. Nếu vượt qua các rào cản kỹ thuật, loại bê tông sử dụng bùn này có thể sánh ngang với các dòng xi măng thân thiện môi trường khác như: xi măng tái chế từ rác thải xây dựng, xi măng dùng nước biển và CO2 thay thế cát, hay các loại xi măng mới có mức phát thải thấp hơn tới 98%.

Với việc sản xuất xi măng chiếm khoảng 8% lượng phát thải CO2 toàn cầu hàng năm, bất kỳ đổi mới nào giúp làm sạch quy trình này đều sẽ có tác động lớn đến môi trường.

Nguồn: vietq.vn