Ảnh minh họa
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Sharjah (UAE) phát triển loại gạch sinh thái từ cát sa mạc, xỉ và tro công nghiệp, sử dụng chất kết dính hoạt hóa kiềm thay cho xi măng Portland truyền thống. Vật liệu có thể đông cứng ở nhiệt độ phòng, đồng thời cho thấy khả năng chống thấm nước, chống sunfat và chịu được các chu kỳ làm ướt, làm khô trong thử nghiệm.
Theo báo cáo của Olhar Digital, nghiên cứu hướng đến giải quyết hai vấn đề của ngành xây dựng tại các khu vực khô hạn: nguồn cát sa mạc dồi dào nhưng không phù hợp với nhiều ứng dụng xây dựng thông thường, và lượng chất thải phát sinh từ hoạt động công nghiệp.
Một điểm đáng chú ý của loại gạch này là khả năng đông cứng ở nhiệt độ phòng, không cần trải qua công đoạn nung ở nhiệt độ cao như một số vật liệu xây dựng khác.
Bên cạnh đó, việc thay thế xi măng Portland bằng hệ thống chất kết dính hoạt hóa kiềm có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào một trong những vật liệu có quy trình sản xuất tiêu tốn nhiều năng lượng và phát thải carbon dioxide đáng kể.
Theo hướng tiếp cận của nhóm nghiên cứu, lợi ích môi trường tiềm năng đến từ nhiều yếu tố. Cát sa mạc có sẵn tại địa phương được đưa vào sản xuất, xỉ và tro công nghiệp được tận dụng làm nguyên liệu, trong khi việc đông cứng ở nhiệt độ phòng giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng năng lượng cho công đoạn nung.
Nếu được phát triển ở quy mô thương mại, phương pháp này còn có thể giúp giảm nhu cầu vận chuyển một số nguyên liệu xây dựng từ xa, qua đó tiết kiệm chi phí hậu cần và hạn chế tác động môi trường liên quan.
Để đánh giá khả năng ứng dụng, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra đặc tính cơ học và khả năng chống chịu của vật liệu trước những điều kiện môi trường khác nhau.
Theo thông tin được công bố, các khối gạch thể hiện hiệu suất cơ học tốt, đồng thời có khả năng chống thấm nước và chống lại sự tấn công của sunfat. Vật liệu cũng duy trì khả năng chống chịu trong các chu kỳ làm ướt và làm khô liên tiếp.
Khả năng chống sunfat là một đặc tính đáng quan tâm tại các khu vực khô hạn, nơi điều kiện hóa học của môi trường có thể ảnh hưởng đến độ bền của vật liệu xây dựng. Trong khi đó, việc kiểm tra qua nhiều chu kỳ thay đổi độ ẩm giúp đánh giá khả năng duy trì tính chất của vật liệu khi điều kiện môi trường biến động.
Tuy nhiên, kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm chưa đồng nghĩa vật liệu đã sẵn sàng được sử dụng rộng rãi trong các công trình thực tế. Khả năng chịu lực, độ bền lâu dài và hiệu suất trong điều kiện sử dụng kéo dài vẫn cần được đánh giá thêm trước khi công nghệ có thể triển khai trên quy mô lớn.
Xi măng Portland hiện được sử dụng rộng rãi trong nhà ở, cầu đường, đập nước và nhiều loại công trình khác. Vì vậy, việc thay thế hoàn toàn vật liệu này không phải mục tiêu dễ thực hiện trong ngắn hạn.
Dù vậy, các chất kết dính thay thế có thể giúp giảm lượng xi măng tiêu thụ trong một số ứng dụng phù hợp, đặc biệt tại những khu vực có sẵn nguồn nguyên liệu thay thế.
Đối với các vùng sa mạc, việc tận dụng cát địa phương có thể mở ra thêm lựa chọn về nguồn cung vật liệu. Đồng thời, đưa xỉ và tro công nghiệp vào sản xuất cũng tạo ra hướng sử dụng mới cho những sản phẩm phụ vốn cần được quản lý và xử lý.
