Phát triển vật liệu xây dựng hướng tới giảm thiểu phát thải carbon
Các viện nghiên cứu, trường đại học ở Việt Nam đã phát triển và sẵn sang chuyển giao nhiều công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng giảm phát thải carbon như xi măng có nhiệt độ nung thấp, xi măng từ tro nhiệt điện và xỉ lò cao của ngành gang thép...
Ngày 14/11, Trung tâm Thông tin và Thống kê KH&CN TPHCM (CESTI) tổ chức hội thảo “Xu hướng công nghệ phát triển vật liệu xây dựng hướng tới giảm thiểu phát thải carbon”.
Theo báo cáo của Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP) và Liên minh toàn cầu về xây dựng và công trình (GlobalABC) công bố tháng 3/2024, ngành xây dựng và tòa nhà phát sinh tới 37% tổng lượng phát thải carbon toàn cầu.
Để đạt được mục tiêu giảm thiểu, tiến tới trung hòa carbon vào năm 2050, ngành xây dựng cần có sự chuyển đổi mạnh mẽ và nhanh chóng, bao gồm việc nghiên cứu các vật liệu thay thế.
Bà Nguyễn Thị Vân Anh, Trung tâm CESTI, cho biết, theo cơ sở dữ liệu WIPO Publish của Cục Sở hữu trí tuệ, đến nay có 209 đơn đăng ký sáng chế/giải pháp hữu ích về vật liệu xây dựng giảm phát thải carbon tại Việt Nam. Trong đó, có 188 đơn thuộc về các viện, trường và doanh nghiệp trong nước, với 67 bằng độc quyền sáng chế và bằng độc quyền giải pháp hữu ích đã được cấp. Hầu hết các sáng chế/giải pháp hữu ích liên quan đến thay thế bê tông xanh, gạch thân thiện, vật liệu tổng hợp aerogel composite,…
Tại Hội thảo, đại diện các viện, trường đã trình bày nhiều công nghệ liên quan đến vật liệu xây dựng giảm phát thải carbon đã sẵn sàng chuyển giao cho các đơn vị có nhu cầu.
Cụ thể, TS Nguyễn Khánh Sơn, Trưởng Khoa Công nghệ vật liệu, Trường Đại học Bách khoa TPHCM, cho biết, Trường đã nghiên cứu xi măng CSA (Calcium Sulfoaluminate) nhiệt độ nung thấp, dưới 1.300oC (so với nhiệt độ nung của xi măng Portland là 1.450°C). Điều này giúp giảm tiêu thụ năng lượng và phát thải CO₂ đáng kể, tăng hiệu quả sản xuất. Mặc dù nung ở nhiệt độ thấp, xi măng CSA vẫn đạt cường độ và độ bền cao. Bên cạnh đó còn có sét nung nhanh (Flash calcination), trong khoảng 3 giây, giúp gia tăng tính chất pozzolan – khả năng phản ứng với vôi để tạo thành các sản phẩm kết dính, làm cho sét nung nhanh hữu ích khi dùng làm phụ gia cho xi măng. Xi măng này có độ bền cao trong môi trường ăn mòn hóa học, nước mặn. Ngoài ra, Trường còn nghiên cứu sản xuất xi măng clinker thấp (< 5 %) và dùng 80-85% xỉ lò cao nghiền mịn, phụ phẩm của ngành công nghiệp luyện gang. Trường cũng sản xuất bê tông cốt liệu tái chế, carbonat hóa (CO2 capture) giúp giảm lượng CO₂ và tăng độ bền cho bê tông.
Trong khi đó, tận dụng tro xỉ ở các nhà máy nhiệt điện, TS Lê Văn Quang và cộng sự tại Phân viện Vật liệu xây dựng miền Nam đã chế tạo bê tông với tỷ lệ tro bay thay thế xi măng lên tới 80%, đáp ứng được các tính chất cơ học trong xây dựng như cường độ nén, uốn, nén chẻ, mô đun đàn hồi và độ co ngót khô.
Cũng tận dụng tro bay nhưng nhóm nghiên cứu của PGS.TS. Huỳnh Trọng Phước, Trường Bách khoa – Đại học Cần Thơ, sản xuất bê tông theo phương pháp tính toán cấp phối bê tông (DMDA). Ứng dụng phương pháp này, tro bay được sử dụng như chất độn, lèn vào trong các hạt nhỏ (cát), để tạo thành hỗn hợp cát và tro bay. Hỗn hợp này lại được lèn vào các hạt to hơn (đá) để tạo ra hệ cốt liệu gồm đá, cát và tro bay có độ rỗng nhỏ nhất, tạo độ chắc, bền cho bê tông. Chi phí nguyên liệu cho sản xuất 1m3 bê tông sử dụng phương pháp này giảm 20% so với phương pháp truyền thống, tổng phát thải CO2 giảm 44 – 46%, tổng mức năng lượng tiêu thụ giảm 45%,…
Nhóm Kỹ thuật quá trình bền vững, Viện Nhiệt đới môi trường thì nghiên cứu sản xuất vật liệu aerogel từ phụ phẩm nông nghiệp. Tận dụng các phụ phẩm như rơm, rạ, xơ dừa, tro trấu, lá dứa v.v, nhóm đã chế tạo vật liệu aerogel siêu nhẹ, có tiềm năng ứng dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng, xử lý sự cố dầu tràn, xử lý nước thải,…
Liên Khúc
