Gạch từ nhựa phế thải hứa hẹn giải bài toán kép về môi trường

Nhóm tác giả nghiên cứu bao gồm 8 giảng viên và sinh viên đến từ trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (UTE). Đại diện nhóm nghiên cứu cho biết, cái tên UNC được ghép thành từ chữ cái U, tên trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh (Ho Chi Minh City University of Technology and Education), N và C là hai cốt liệu chính cấu thành vật liệu: nilon và cát. 

Thành phẩm UNC đã đạt chứng nhận TCVN, đang trong quá trình hoàn thiện hồ sơ nhượng quyền thương mại cho doanh nghiệp sản xuất, thương mại hóa. 

Gạch bền, rẻ làm từ rác thải nhựa

Theo anh Phạm Đình Võ, đại diện nhóm nghiên cứu thì quá trình nghiên cứu và hoàn thiện công nghệ kéo dài khoảng hơn hai năm. Trong quá trình thử nghiệm, nhóm đã tìm ra cách xử lý rác thải nhựa để tạo thành nguyên liệu chính. Cốt liệu pha là cát, có thể thay thế bằng xỉ, cát biển, đá dăm… tùy mục đích sử dụng và phụ gia phù hợp. 

Sản phẩm đầu ra, vật liệu UNC khi so sánh với gạch, ngói truyền thống có nhiều ưu điểm nổi trội. Cụ thể, UNC nhẹ hơn 25%, không thấm nước, chịu lực uốn lớn gấp 4 lần, chịu mài mòn và va đập tối hơn 15 lần so với các sản phẩm gạch, ngói đang có trên thị trường. Qua thử nghiệm với quả nặng có khối lượng 2,2kg, tương đương trọng lượng viên mưa đá cỡ lớn, thì ngói xi măng và ngói nung thông thường đã vỡ sau va đập, còn ngói UNC thì không. 

Vật liệu UNC đạt các tiêu chuẩn TCVN.

Ngoài ra, vật liệu có khả năng tái chế nhiều lần thành những viên gạch mới sau một chu kỳ sử dụng khoảng vài chục năm. Về chi phí sản xuất, gạch UNC có giá xuất xưởng thấp hơn 10% so với gạch, ngói thông thường. Đây cũng là một ưu thế cạnh tranh khi ứng dụng công nghệ vào sản xuất thương mại. 

Giải pháp cho nhiều vấn đề

Với những đặc tính kể trên, UNC được Hội đồng giám khảo Cuộc thi khởi nghiệp quốc gia đánh giá tiềm năng ứng dụng đa dạng, từ vật liệu xây dựng, tới in 3D. Khả năng chịu lực uốn, nén, mài mòn đều cao hơn các sản phẩm gạch, ngói thông thường cũng phù hợp với những công trình ở các địa hình đặc thù như công nghệ thùng chìm và nổi ngăn hạn mặn, công trình kè biển, bảo vệ bờ, chân đế giàn khoan, chân đế sóng, cảng nổi...

Sản phẩm gạch UNC.

Ý tưởng nghiên cứu đến từ thực tế rác thải nhựa đang là vấn đề môi trường nghiêm trọng. Tại Việt Nam, ước tính mỗi năm khoảng 1,8 triệu tấn rác thải nhựa được tạo ra, nhưng chưa đến 0,15 triệu tấn được tái chế. Tức là tỷ lệ tái chế chưa đến 0.9%. Hệ quả là chúng ta là nước đứng thứ 4 về ô nhiễm rác thải nhựa. Mỗi năm lượng rác thải tăng đến hơn 200%. 

Để góp phần giải quyết bài toán này, nhóm nghiên cứu đã tìm hướng đi nhằm tái sinh rác thải nhựa, biến chúng thành những sản phẩm có tuổi đời lâu hơn. Qua nghiên cứu, nhóm tác giả đã nhận thấy nếu có thể kết hợp những đặc tính của nhựa là bền, dẻo với cát, để tạo nên những viên gạch “xanh” thì sẽ đem đến lợi ích kép: giảm lượng rác thải nhựa, đồng thời tăng tính bền vững cho các công trình. Hướng đi này sẽ đem lại ý nghĩa đáng kể cho môi trường bởi thực tế, xây dựng cũng là một ngành tạo ra lượng rác thải rắn lớn. 

Xét về khía cạnh ứng dụng, ngoài ưu điểm chống thấm nước, chịu lực tốt, chống ăn mòn, vật liệu UNC còn nhẹ nên dễ vận chuyển, đặc biệt giúp giảm tải trọng cho mái, khung và móng công trình. Các đặc tính này phù hợp với xu hướng sử dụng vật liệu nhẹ, xốp, ít phát thải cho công trình xây dựng hiện đại. 

Để đi đến được kết quả như hôm nay, nhóm tác giả đã gặp nhiều khó khăn trong việc chế tạo và sản xuất. Theo anh Võ thì khó khăn đầu tiên là vốn nghiên cứu, chế tạo thiết bị. Để thực hiện nghiên cứu, nhóm đã phải bỏ tiền túi, đồng thời xin thêm kinh phí hỗ trợ vốn khởi nghiệp của trường. Tiếp theo là bài toán sản xuất. 

“Để có sản phẩm thử nghiệm thì phải có nhà xưởng và thiết bị. Nguồn vốn ban đầu không đủ. Chúng tôi đã phải ngồi xuống để phân tích kế hoạch đầu tư. Tiếp theo là tiếp cận các đơn vị, doanh nghiệp có khả năng đầu tư cho dự án”, anh Phạm Đình Võ chia sẻ. Để đẩy mạnh hoàn thiện công nghệ nhằm thu hút đầu tư, nhóm nghiên cứu đã kêu gọi sự hợp tác giữa các khoa, rút ngắn quá trình thử nghiệm dây chuyền và bắt đầu sản xuất thiết bị xuống trong chỉ 03 tháng. 

Về vấn đề xử lý đầu vào, đại diện nhóm nghiên cứu cho biết nguyên liệu rác nhựa được lấy từ nhà máy tại Bình Dương với công suất 50 tấn/tháng. Nhà máy sử dụng công nghệ tiên tiến, đảm bảo rác nguyên liệu đã được phân loại kỹ càng, không chứa các sản phẩm nhựa độc hại.

Về dây chuyền sản xuất, sản phẩm gạch UNC được sản xuất trên quy trình khép kín, hầu như không gây ô nhiễm tới môi trường. Bên cạnh đó, nhóm cũng đã phát triển hệ thống tự động hóa, đảm bảo dây chuyền có khả năng sản xuất 3.000 viên gạch/ngày, đủ điều kiện cho các nhà sản xuất thương mại. Hệ thống lập trình công nghệ cũng được xây dựng nhằm quản lý thời gian sử dụng công nghệ theo từng hợp đồng ký kết.

Đại diện nhóm nghiên cứu cũng cho biết, để tăng độ bền cho ngói UNC, các sản phẩm phụ gia, sơn sinh thái phủ bề mặt được dùng là sản phẩm chứng nhận thân thiện môi trường, có tuổi thọ lên tới 10 - 15 năm. Thành phẩm đã được chứng nhận đạt các tiêu chuẩn TCVN. 

Trong năm vừa qua, nhóm nghiên cứu đã gọi vốn được 10 tỷ đồng để thành lập doanh nghiệp khởi nghiệp và tiếp tục hoàn thiện công nghệ. Hiện dự án đang tiếp tục gọi vốn để mở rộng nghiên cứu và hoạt động theo hướng nhượng quyền thương mại.

Bằng ứng dụng khoa học công nghệ, nhóm nghiên cứu đã mở ra đi tiềm năng cho cả lĩnh vực xử lý rác thải và vật liệu mới. Khi được ứng dụng rộng rãi, những vật liệu thân thiện môi trường như UNC sẽ đem lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất, kinh doanh và đạt mục tiêu trách nhiệm môi trường. 

ximang.vn (TH/ SCP)