» Các nhà khoa học tại Đại học Portsmouth (Anh) đã phát triển phương pháp tận dụng thủy tinh phế thải, vốn khó tái chế theo cách truyền thống, để sản xuất gạch đất nén (Compressed Earth Block – CEB) bền chắc, tăng 90% cường độ nén so với gạch không ổn định, giảm phát thải CO₂ và thân thiện môi trường.
Trong khi nhu cầu xây dựng bền vững gia tăng, ngành sản xuất vật liệu xây dựng vẫn đối mặt với bài toán phụ thuộc lớn vào xi măng là nguồn phát thải khí nhà kính hàng đầu. Thủy tinh phế thải, nếu được tái sử dụng hiệu quả, có thể trở thành giải pháp thay thế một phần xi măng, giúp giảm áp lực môi trường. Nghiên cứu mới từ Đại học Portsmouth chứng minh rằng chỉ với 10% thủy tinh tái chế được nghiền mịn kết hợp 10% vôi, gạch đất nén không chỉ bền chắc hơn mà còn góp phần thúc đẩy kinh tế tuần hoàn trong xây dựng.
Thử nghiệm được thực hiện trên các mẫu gạch đất nén có trộn hạt thủy tinh ptái chế (RWGP) với tỷ lệ từ 0 - 25%.
Từ bột thủy tinh đến gạch bền chắc
Thủy tinh không dễ tái chế, đặc biệt khi lẫn tạp chất hoặc không đạt chuẩn màu sắc. Nhóm nghiên cứu từ Đại học Portsmouth, phối hợp cùng 3 trường đại học khác, đã thử nghiệm trộn hạt thủy tinh tái chế (RWGP) với tỷ lệ 0 - 25% cùng vôi để tìm ra công thức tối ưu cho gạch CEB.
Kết quả cho thấy tỷ lệ 10% thủy tinh tái chế và 10% vôi tạo ra loại gạch có cường độ nén cao nhất, đạt 5,77 MPa sau 28 ngày dưỡng hộ, cao hơn 90% so với gạch không ổn định (3,03 MPa). Độ bền kéo cũng tăng 30% (0,52 MPa so với 0,40 MPa). Dưới kính hiển vi điện tử, gạch ở tỷ lệ này không xuất hiện vết nứt, chứng tỏ kết cấu ổn định vượt trội.
Quy trình sản xuất gạch đất nén: a) trộn nguyên liệu thô; b) tạo hình gạch đất nén; c) dưỡng hộ gạch.
Khác với gạch nung, gạch CEB không cần nung ở nhiệt độ cao mà được làm khô và ổn định tự nhiên, giúp giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ và lượng phát thải CO₂. Trước đây, để đạt độ bền cao, gạch CEB thường cần nhiều xi măng, nay thủy tinh tái chế đã chứng minh khả năng thay thế một phần xi măng mà vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
Giảm phát thải CO₂, thúc đẩy kinh tế tuần hoàn
Việc dùng thủy tinh phế thải làm chất ổn định không chỉ giảm nhu cầu xi măng mà còn giúp giảm lượng rác thải chôn lấp. Giải pháp này đặc biệt phù hợp với các quốc gia đang phát triển nhờ chi phí thấp, công nghệ sản xuất đơn giản và tận dụng được nguồn nguyên liệu tại chỗ.
Hiện gạch CEB thích hợp nhất cho công trình dân dụng thấp tầng tại vùng khí hậu khô đến trung bình ẩm như trường học, trạm y tế, nhà cộng đồng… Nghiên cứu tiếp theo sẽ đánh giá khả năng giữ nhiệt và độ bền lâu dài của loại gạch này, từ đó mở rộng phạm vi ứng dụng.
Trên thế giới, thủy tinh đã được nghiên cứu cho nhiều mục đích xây dựng: làm lớp phủ chống cháy, thay thế cát trong bê tông in 3D, kết hợp tro bay để sản xuất gạch cách nhiệt. Gần đây, các nhà khoa học Nhật Bản cũng giới thiệu vật liệu geopolymer mới sử dụng bột phế thải từ vách ốp và silica từ thủy tinh tái chế, tiếp tục chứng minh tiềm năng thay thế xi măng bằng phế liệu xây dựng.
Việc ứng dụng thủy tinh phế thải vào sản xuất gạch bền vững không chỉ là giải pháp xử lý rác, mà còn là bước tiến quan trọng hướng tới ngành xây dựng xanh và kinh tế tuần hoàn.
Cem.Info
