» Việc kết hợp bùn thải từ xử lý nước và xỉ lò cao, các nhà nghiên cứu tại Đại học South Australia (UniSA) đã tạo ra một loại vật liệu bê tông mới có khả năng chống ăn mòn cao và cường độ vượt trội, mở ra hướng thay thế tiềm năng cho các loại ống cống bê tông truyền thống đang xuống cấp nhanh chóng tại nhiều đô thị.
Việc sử dụng bùn thải từ xử lý nước thay thế một phần xi măng hoặc xỉ lò cao trong sản xuất bê tông không chỉ mở ra hướng phát triển vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường mà còn góp phần giải quyết bài toán ô nhiễm và chi phí trong lĩnh vực hạ tầng kỹ thuật. Đây được xem là bước tiến mới trong nỗ lực phát triển xi măng và bê tông xanh đang là xu hướng được ưu tiên trên toàn cầu.
Theo công bố trên Journal of Building Engineering, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm hỗn hợp bê tông kiềm hoạt hóa (AAMs) có chứa 20 - 40% bùn thải từ xử lý nước bằng phèn nhôm (alum-based water treatment sludge - AWTS), thay thế cho xỉ lò cao nghiền mịn (GGBS). Kết quả cho thấy mẫu vật liệu này có cường độ nén cao hơn hơn 50% so với bê tông chỉ dùng GGBS. Đồng thời, loại vật liệu mới cũng làm giảm đáng kể khả năng xâm nhập của vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh là tác nhân chính gây ra hiện tượng ăn mòn axit trong hệ thống thoát nước.
Nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học South Australia đang phát triển một loại bê tông có đặc tính chống lại sự ăn mòn của axit và vi khuẩn, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thống thoát nước đô thị.
Hiện nay, bê tông được sử dụng rộng rãi cho đường ống cống nhờ tính sẵn có và giá thành hợp lý, nhưng lại dễ bị phá hủy bởi axit và vi sinh vật trong môi trường cống rãnh. Tại Australia, chi phí duy tu và sửa chữa mạng lưới ống cống do ăn mòn lên tới gần 70 tỷ USD mỗi năm. Riêng bang Nam Australia đang quản lý hơn 9.300 km đường ống thoát nước. Trên quy mô toàn cầu, chiều dài mạng lưới này được ước tính đủ để vòng quanh Trái Đất nhiều lần.
Bên cạnh yếu tố kỹ thuật, nghiên cứu còn mang ý nghĩa môi trường rõ rệt. Bùn thải từ xử lý nước hiện phần lớn bị chôn lấp, không chỉ chiếm quỹ đất mà còn phát sinh khí CO₂ trong quá trình vận chuyển và xử lý. Việc tái sử dụng lượng bùn này vào sản xuất vật liệu xây dựng sẽ giúp giảm áp lực lên môi trường, đồng thời góp phần hiện thực hóa mô hình kinh tế tuần hoàn.
Nghiên cứu sinh Weiwei Duan, thành viên nhóm nghiên cứu nhấn mạnh, bùn thải nếu được tái sử dụng đúng cách có thể mang lại giá trị kép: tiết kiệm tài nguyên và giảm tác động môi trường.
Giáo sư Yan Zhuge, trưởng nhóm nghiên cứu nhận định, việc thay thế một phần xỉ lò cao bằng bùn thải đã khử nước là một hướng đi đầy hứa hẹn. Bà cho rằng nếu được triển khai thực tế, vật liệu này có thể kéo dài tuổi thọ đường ống, giảm chi phí bảo trì và thúc đẩy ứng dụng phụ phẩm xử lý nước trong ngành Xây dựng.
Hiện nay, xây dựng là một trong những lĩnh vực phát thải khí nhà kính lớn nhất toàn cầu, trong đó riêng sản xuất xi măng đã chiếm khoảng 8% tổng lượng CO₂ toàn cầu. Vì vậy, việc giảm phụ thuộc vào xi măng truyền thống thông qua vật liệu tái chế như bùn thải là bước đi thiết thực để giảm phát thải carbon.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cũng thừa nhận rằng cần thêm các thử nghiệm thực địa để đánh giá độ bền dài hạn cũng như khả năng ứng dụng trên quy mô lớn. Nếu vượt qua được những bước đánh giá này, giải pháp mới có thể mang lại đột phá cho xây dựng đô thị bền vững, đặc biệt trong lĩnh vực nâng cấp hệ thống thoát nước là nơi đang chịu áp lực lớn từ sự phát triển đô thị và biến đổi khí hậu.
ximang.vn (TH/ UniSA)
