Xu hướng nghiên cứu và sử dụng vật liệu xây dựng trong tương lai

VLXD thông minh, tiết kiệm năng lượng, thân thiện môi trường

PGS.TS Lê Trung Thành, Viện trưởng Viện Vật liệu xây dựng (Bộ Xây dựng) cho biết, cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư 4.0 sử dụng các công cụ dữ liệu lớn, kỹ thuật số, trí tuệ nhân tạo, internet kết nối vạn vật sẽ can thiệp mạnh mẽ vào quá trình công nghệ sản xuất để tăng năng suất lao động, giảm nhân công và nâng cao chất lượng sản phẩm VLXD. Chính vì vậy, xu thế nghiên cứu sản xuất và sử dụng VLXD thông minh trở thành tất yếu, không thể tách rời quá trình phát triển kinh tế - xã hội.

Ngành sản xuất VLXD sẽ ngày càng góp phần quan trọng vào các công đoạn xây dựng đô thị, đặc biệt là các đô thị thông minh, đô thị xanh. Giá trị sản xuất của ngành VLXD cũng sẽ tăng trưởng dựa trên nền tảng của khoa học, công nghệ để ngày càng tối ưu hóa những tính năng của VLXD. Sản xuất các sản phẩm VLXD trong tương lai gần sử dụng công nghệ in 3D, dùng robot trong các công đoạn sản xuất, chế tạo sẽ ngày càng phổ biến, cho phép tiết kiệm tối đa thời gian, nhân lực và nguyên liệu sản xuất”\, PGS.TS Lê Trung Thành khẳng định.
 

Để đạt được mục tiêu này, các sản phẩm VLXD phải đáp ứng được hai yêu cầu: Tiêu tốn ít năng lượng hơn cho việc tạo ra nó và giúp tiết kiệm được năng lượng tiêu thụ cho công trình xây dựng khi đưa vào sử dụng. Các vật liệu như xốp cách nhiệt; tấm lợp sinh thái; gạch bê tông nhẹ, kính tiết kiệm năng lượng Low-E, tấm ốp đất sét nung, ngói tráng men; gỗ ốp tường “xanh”; xi măng “xanh”; gạch ốp lát tái chế, sơn thích ứng khí hậu,... được xem là vật liệu thông minh, tiết kiệm năng lượng, thân thiện môi trường. Tiềm năng sử dụng chúng trong các công trình xây dựng ở Việt Nam để tiết kiệm năng lượng, thân thiện môi trường là rất lớn để hạn chế các mặt trái của khí hậu nóng ẩm, đồng thời nâng cao chất lượng công trình xây dựng.

Thực tế cho thấy, công nghệ vật liệu mới, vật liệu thông minh, tiết kiệm năng lượng, thân thiện với môi trường không chỉ là cuộc chơi của những nước phát triển. Ngay tại Việt Nam, trong những năm gần đây các đơn vị nghiên cứu và doanh nghiệp cũng đã ý thức được việc này và đã chủ động phát triển các sản phẩm vật liệu thông minh hoặc nhận chuyển giao công nghệ để thay thế các vật liệu truyền thống, vốn có nhiều hạn chế.

Điển hình như tại Viện VLXD - Viện đầu ngành nghiên cứu khoa học VLXD cũng đã nhanh nhạy với sự biến đổi của thị trường, nhanh chóng đưa ra định hướng nghiên cứu khoa học tầm nhìn đến năm 2030. Trong đó, đặc biệt nhấn mạnh đến việc nghiên cứu các công nghệ VLXD thông minh, tiết kiệm, thân thiện với môi trường.

Có thể kể đến một số hướng nghiên cứu như: phát triển sứ vệ sinh với các sản phẩm chống bám bẩn, tự diệt khuẩn, tiết kiệm nước và có chức năng tự động hóa cao; các sản phẩm kính cho sản xuất pin mặt trời, kính kỹ thuật, các loại kính tiết kiệm năng lượng, kính cách âm, cách nhiệt, kính tự làm sạch... kính có kích thước và độ dày đặc biệt (kính dày > 20 mm và kính mỏng <1 mm); các loại sơn tường nội ngoại thất có độ bóng và độ bền màu cao, có khả năng chống thấm, diệt khuẩn và nấm mốc, dễ cọ rửa bằng nước, bền lâu trong môi trường khí hậu biển đảo…; phát triển sản xuất các chủng loại vật liệu lợp nhẹ, bền, có khả năng chống nóng, chống ồn, không bị rêu mốc, ăn mòn bởi thời tiết; các loại vật liệu lợp thông minh có khả năng lấy ánh sáng mặt trời. Nghiên cứu giảm dần tiến tới chấm dứt việc sử dụng sợi amiăng chrysotile trong sản xuất vật liệu lợp đáp ứng các tiêu chí an toàn về vệ sinh, môi trường…

Hay như Tổng Công ty VIGLACERA trong thời gian gần đây, cũng phát triển mạnh mẽ kính tiết kiệm năng lượng, là loại kính có công năng cao, có khả năng đáp ứng các yêu cầu về tính năng sử dụng, yêu cầu về độ trong suốt và màu sắc của kính, đồng thời có tính năng phát xạ thấp, hệ số dẫn nhiệt nhỏ, dẫn tới giảm thiểu sự truyền nhiệt giữa môi trường bên trong và bên ngoài qua hệ thống vách kính, từ đó tiết kiệm chi phí năng lượng của hệ thống điều hòa không khí mà vẫn đảm bảo duy trì hiệu quả làm mát vào mùa hè và sưởi ấm vào mùa đông...

Ông Nguyễn Quang Cung, Phó chủ tịch Hiệp hội VLXD Việt Nam, Nguyên vụ trưởng Vụ VLXD (Bộ Xây dựng) trong một chia sẻ mới đây, tại Triển lãm quốc tế Vietbuild Home 2019 cũng nhận định rằng: Khi thị trường VLXD mà cung vượt cầu thì sẽ nảy sinh một vấn đề là sản phẩm sẽ chuyển từ khối lượng sang chất lượng, áp dụng mạnh công nghệ thông minh để cạnh tranh nhau trên thị trường. Đây được xem là một tín hiệu rất tích cực của ngành VLXD, các sản phẩm sẽ đi hẳn vào chiều sâu.

Tăng cường sử dụng phế thải, phế liệu làm nguyên liệu VLXD

Nguồn nguyên liệu tự nhiên để sản xuất VLXD không phải là vô tận. Vấn đề cát xây dựng chẳng hạn, nguồn nguyên liệu này bị khan hiếm đã khiến ngành Xây dựng “điêu đứng” suốt mấy năm qua khi giá cả tăng đột biến, trong khi các nhà khoa học thì đau đầu tìm nguồn nguyên liệu mới để thay thế. Chính vì vậy việc tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và tìm các nguồn nguyên liệu phế thải, phế liệu trở thành yếu tố cấp bách trong thời gian qua.

Có thể lấy ví dụ, theo quy hoạch đến năm 2020, cả nước sẽ còn có thêm nhiều nhà máy nhiệt điện chạy than và nhiều cơ sở sản xuất phân bón. Dự kiến, hàng năm các nhà máy này phát thải 30 - 40 triệu tấn phế thải. Để có thể chứa chỗ phế thải đó, cần khoảng 600.000 hecta, tức là cứ 4 năm thì sẽ mất diện tích của một xã trung bình. Tuy nhiên, nếu sử dụng tốt nguồn phế thải này làm nguyên liệu để sản xuất gạch không nung thì không những giải quyết tốt những vấn đề trên mà còn giúp một khối lượng lớn đất nông nghiệp không bị khai thác bởi các lò gạch thủ công, tiến tới xóa bỏ loại hình này.

Chia sẻ về việc tăng cường sử dụng phế thải, phế liệu làm nguyên liệu VLXD trong thời gian tới, PGS.TS Lê Trung Thành, Viện trưởng Viện VLXD cũng nhận định rằng, sản xuất VLXD đòi hỏi ngày càng cao về tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên, tăng cường sử dụng phế thải, phế liệu của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, rác thải sinh hoạt đô thị để làm nguyên liệu, nhiên liệu, đồng thời phải tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Trong định hướng nghiên cứu khoa học của Viện VLXD đến năm 2030, vấn đề này được đưa lên hàng đầu, coi là nhiệm vụ then chốt để thực hiện.

Theo đó, sản xuất xi măng sẽ có xu hướng sử dụng các loại nhiên liệu thay thế được lấy từ phế thải các ngành công nghiệp như khai thác khoáng sản, da giày, dệt may, chế biến thực phẩm, cao su, các loại chất thải như lốp cao su, rác thải sinh hoạt, nông nghiệp; đồng thời tăng cường sử dụng các loại tro, xỉ công nghiệp làm phụ gia khoáng và nguyên liệu thay thế trong sản xuất clinker xi măng…

Sản xuất cát, đá xây dựng theo hướng xanh, sạch, tiết kiệm nguyên liệu và năng lượng, kết hợp với nâng cao chất lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường; loại bỏ các dây chuyền sản xuất cát, đá xây dựng đang sử dụng công nghệ lạc hậu, gây ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu sử dụng chất thải xây dựng, công nghiệp (bê tông công trình cũ, tro nhiệt điện, xỉ gang, thép...) làm nguyên liệu sản xuất cát nhân tạo, tái chế. Nghiên cứu sử dụng cát nước lợ, cát mịn, cát biển hiệu quả trong các loại hình công trình xây dựng; tái chế các vật liệu chịu lửa đã qua sử dụng từ ngành công nghiệp luyện kim, ngành công nghiệp xi măng sử dụng làm nguyên liệu sản xuất vật liệu chịu lửa, nghiên cứu chế tạo các sản phẩm có tính năng cao, vật liệu chịu lửa tiết kiệm năng lượng…

Nghiên cứu tiến tới không sử dụng bê tông trộn tại công trình, nhằm đảm bảo chất lượng bê tông và vệ sinh môi trường đô thị. Tăng cường sử dụng phế thải công nghiệp, nông nghiệp làm nguyên liệu sản xuất bê tông. Phát triển các loại phụ gia cho bê tông để nâng cao khả năng dễ thi công và các tính năng sử dụng khác. Phát triển sản xuất các loại VLXD khác theo nhu cầu của xã hội.

Một xu thế mới, vật liệu bê tông thích ứng với công nghệ in bê tông cũng cần được quan tâm vì ngành Xây dựng đang tiếp tục phát triển theo hướng tự động hóa để giảm nhân lực, giảm thời gian xây dựng trên công trường, tránh các rủi ro về mất an toàn lao động, giảm chi phí sản xuất và tăng tính tự do trong sáng tác thiết kế kiến trúc, mỹ thuật. Đồng thời, các lợi ích mà công nghệ in bê tông đem lại còn là khả năng tiết kiệm thời gian và vật liệu chế tạo do chỉ có rất ít vật liệu thừa. Đặc biệt là công nghệ in bê tông sẽ loại bỏ được khuôn và ván khuôn trong quá trình chế tạo.

Tháng 11/2019, Viện VLXD đã chủ trì tổ chức Hội thảo Quốc tế về “Khoa học và Công nghệ VLXD vì sự phát triển bền vững - ICBM 2019”. Diễn đàn đã mang lại nhiều góc nhìn mới mẻ và kinh nghiệm thực tế từ các nước phát triển về những kết quả triển khai nghiên cứu sản phẩm và công nghệ VLXD thông minh, thân thiện môi trường. Tại diễn đàn, các chuyên gia trong nước cũng nhận định rằng, để ngành công nghiệp VLXD Việt Nam phát triển theo hướng hiện đại, bền vững, tiệm cận với xu thế phát triển khoa học công nghệ trong khu vực và trên thế giới, trong thời gian tới, các cơ quan quản lý nhà nước cần phải hoàn thiện cơ chế, chính sách để thu hút các tổ chức nghiên cứu và DN đầu tư vào các ngành công nghiệp vật liệu mới, cũng như hỗ trợ DN tham gia các lĩnh vực VLXD mới xúc tiến thương mại, xúc tiến đầu tư, đổi mới công nghệ, đào tạo nguồn nhân lực...

ximang.vn (TH/ Xây dựng)