Gạch làm từ hơn 90% phế liệu xây dựng, không cần nung trong lò
Gạch chúng ta hằng biết lại gây ra nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng do dùng cạn kiệt nguyên liệu thô hữu hạn và thải ra khí carbonic. Đó là lý do Gabriela Medero, giáo sư Kỹ thuật Địa kỹ thuật và Địa môi trường tại Đại học Heriot-Watt của Scotland, quyết định đổi mới gạch. Cô đã bỏ ra hơn 10 năm nghiên cứu để phát triển loại gạch thân thiện với môi trường, giảm bớt tác động của ngành xây dựng.
Vào năm 2009, nhờ Đại học Heriot-Watt hỗ trợ, Medero đã hợp tác với kỹ sư đồng nghiệp Sam Chapman và thành lập công ty Kenoteq. Sản phẩm đặc trưng của công ty là K-Briq. Loại gạch này được làm từ hơn 90% phế liệu xây dựng, không cần nung trong lò, nhờ thế mà lượng khí carbonic mà quá trình sản xuất thải ra chưa bằng 1/10 so với loại gạch truyền thống.
Mặc dù gạch được làm từ nguyên liệu tự nhiên, song từng bước sản xuất ra nó đều sản sinh ra vấn đề. Gạch được làm từ đất sét – một loại đất xuất hiện ở khắp nơi trên thế giới. Việc khai thác đất sét làm xói mòn lớp đất mặt màu mỡ, cản trở cây cối phát triển. Sau đó, gạch được tạo hình và nung trong lò ở nhiệt độ lên tới 1.250°C, sử dụng nhiên liệu hóa thạch – thứ góp phần gây biến đổi khí hậu. Khi đã hoàn thành, gạch được vận chuyển bằng các phương tiện dùng xăng dầu tới các công trường, tạo thêm nhiều khí thải carbon hơn nữa. Mỗi năm, trên toàn cầu có 1.500 tỷ viên gạch được sản xuất. Nếu xếp chúng nối tiếp nhau thì chiều dài sẽ gấp 390 lần khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trăng. Ảnh hưởng tới môi trường của các loại gạch khác nhau phản ánh nhiều yếu tố bao gồm loại lò nung, nhiên liệu và vận chuyển. Số lượng sản xuất gạch gia tăng tỷ lệ thuận với tác động của chúng đối với môi trường.
Trong khi đó, quá trình sản xuất K-Briq lại sạch hơn nhiều. Theo nghiên cứu từ Kenoteq, để sản xuất một tấn gạch K-Briq thì năng lượng cần sử dụng là 1kWh, so với 11kWh cần dùng để sản xuất lượng gạch đất sét nung tương đương. K-Briq cũng không cần dùng đất sét, nhờ thế giảm được hao phí tài nguyên.
Cụ thể, gạch K-Briq được sản xuất nhờ tái sử dụng phế liệu xây dựng như gạch vỡ, sỏi, cát, vữa… Họ sẽ sàng lọc, rửa, xử lý và xin chứng nhận trơ (không chứa chất gây ô nhiễm) từ các đối tác quản lý chất thải, tuân theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt do Cơ quan Bảo vệ Môi trường giám sát. Sau đó, nhà sản xuất sẽ nghiền nát rồi trộn hỗn hợp này với nước và chất kết dính độc quyền, không độc hại, đã được cấp bằng sáng chế. Tiếp theo, gạch được ép trong khuôn tùy chỉnh. Không như gạch truyền thống sử dụng công nghệ ép đùn để sản xuất, K-Briq dùng công nghệ nén thủy lực ở áp suất cao để định hình sản phẩm. Quy trình này tiêu thụ ít hơn 10% năng lượng so với sản xuất gạch đất sét. Sau khi nén, sản phẩm sẽ được đưa vào buồng sấy với nhiệt độ rất thấp, thời gian ngắn để rắn lại. Đặc biệt, màu sắc viên gạch có thể tùy chỉnh theo nhu cầu của khách hàng. Nhà sản xuất sẽ cho thêm tấm thạch cao tái chế vào cốt liệu cùng với các sắc tố tái chế trơ, nâng lượng vật liệu tái chế lên hơn 95%. K-Briq không khác gì viên gạch thông thường, có trọng lượng tương đương. Ngoài ra, thời gian sản xuất K-Briq vô cùng ngắn. Từ lúc phế liệu qua xử lý đến nhà máy cho tới lúc sẵn sàng phân phối chỉ mất 24 giờ.
Một tác phẩm kiến trúc tiêu biểu sử dụng gạch K-Briq là Serpentine Pavilion (2021) ở Công viên Hyde, London. Đơn vị thiết kế kiến trúc là Counterspace đã sử dụng gạch K-Briq màu xám, đen và 12 sắc hồng làm nguyên liệu. Kiến trúc sư trưởng của Pavilion, Sumayya Vally, cho biết K-Briq hấp dẫn cô ở chỗ nó là sản phẩm tái chế và có thể tùy chỉnh tùy ý.
Ở Anh, mỗi năm có khoảng 2,5 triệu viên gạch mới được dùng trong xây dựng – và số lượng gạch cũ bị phá bỏ cũng tương đương con số này. Một giải pháp tưởng chừng đơn giản đối với vấn đề sản xuất gạch là ta sử dụng lại gạch cũ.
Nhưng chuyện này không dễ dàng như ta nghĩ. Theo Bob Geldermans, nhà nghiên cứu về thiết kế khí hậu và tính bền vững tại Đại học Công nghệ Delft ở Hà Lan, tái chế gạch là một quá trình tốn kém và “mất nhiều công sức”.
Theo Hiệp hội Phát triển Gạch của Anh, các công trình gạch cũ cần phải được công nhân tháo dỡ cẩn thận và làm sạch vữa trên gạch bằng búa với đục. Gạch tái chế được dùng để cải tạo các tòa nhà lịch sử hoặc cho các dự án chuyên biệt khác, nhưng đối với xây dựng hàng loạt thì quá trình này vô cùng tốn kém. Ngoài chi phí ra thì còn một rào cản khác là hiện không có cách chuẩn hóa nào để kiểm tra độ bền, độ an toàn của gạch tái chế.
K-Briq có thể giải quyết cả hai vấn đề trên. Loại gạch này có giá tương đương với gạch truyền thống. Không chỉ vậy, K-Briq còn phải trải qua quá trình đánh giá nghiêm ngặt tại phòng thí nghiệm kiểm tra vật liệu ở Đại học Heriot-Watt. Mederocho biết K-Briq mạnh hơn và bền hơn gạch đất sét nung, đồng thời cách nhiệt tốt hơn.
Cho tới nay, Kenoteq đã tái sử dụng được hơn 440 tấn chất thải và giảm phát thải gần 88 tấn CO2e. CO2e là viết tắt của lượng khí thải tương đương carbonic, đây là một thước đo của ngành dùng để mô tả nhiều loại khí nhà kính dựa trên nguy cơ nóng lên toàn cầu mà chúng gây ra. Những con số này là minh chứng cho tác động tiềm tàng to lớn khi sử dụng rộng rãi gạch K-Briq.
Nhà máy sản xuất Kenoteq đặt tại Công ty Chất thải và Tái chế Hamilton ở Edinburgh. Nhờ thế, Kenoteq có thể tiếp nhận nguyên liệu thô ngay lập tức để sản xuất và phân phối trong vòng 24 giờ, tiếp tục giảm lượng khí thải carbon khi giảm quãng đường vận chuyển và giảm lượng gạch nhập khẩu từ Anh hoặc các nước châu Âu. Nhà máy này có thể sản xuất ba triệu viên gạch K-Briq mỗi năm.
Quỹ đầu tư kinh tế tuần hoàn của Zero Waste Scotland, cùng với các tổ chức gồm Doanh nghiệp Scotland, Trung tâm đổi mới xây dựng Scotland và Viện Hàn lâm Kỹ thuật Hoàng gia đã cung cấp vốn cho Kenoteq.
Công ty Kenoteq và gạch K-Briq đã đạt được nhiều giải thưởng danh giá, bao gồm Giải thưởng Kinh tế tuần hoàn BE-ST 2023, Giải thưởng Dezeen 2022 về Thiết kế bền vững, Giải thưởng Doanh nghiệp môi trường Scotland VIBES 2022 – Circular Scotland, Giải thưởng Sacyr iChallenge 2022 và Giải thưởng Times Higher: Dự án nghiên cứu STEM của năm 2020.
Nguyễn Long
