» Các nhà nghiên cứu tại Đại học Saskatchewan (Canada) đang tìm kiếm giải pháp giảm phát thải cho ngành Xi măng thông qua việc ứng dụng biochar là một loại vật liệu thu được từ phụ phẩm nông nghiệp vào sản xuất bê tông.
Nhu cầu sử dụng xi măng và bê tông ngày càng tăng cùng với tốc độ đô thị hóa toàn cầu, nhưng đi kèm là gánh nặng phát thải khí nhà kính. Xi măng hiện chiếm tới 8% tổng lượng khí CO₂ toàn cầu, khiến ngành Vật liệu xây dựng chịu áp lực lớn trong việc tìm kiếm giải pháp xanh và bền vững. Trong khi dự báo đầu tư hạ tầng toàn cầu có thể chạm ngưỡng 106 nghìn tỷ USD vào năm 2040, việc kết hợp các vật liệu thay thế như biochar đang được coi là hướng đi đầy triển vọng, vừa đáp ứng nhu cầu xây dựng vừa giảm tác động môi trường.
Ravi Patel, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Saskatchewan, đang tiến hành các thử nghiệm sử dụng biochar để thay thế một phần xi măng trong sản xuất bê tông. Biochar là dạng bột mịn giàu carbon, được tạo ra từ việc đốt phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, thân cây lanh, lúa mì trong điều kiện ít oxy. Loại vật liệu này vốn đã được công nhận về khả năng cải thiện đất và giữ lại carbon, nay còn cho thấy khả năng giảm lượng xi măng cần dùng trong bê tông và lưu giữ carbon trong cấu trúc công trình hàng chục năm.
Kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy bê tông có bổ sung biochar có cường độ cao hơn, số lượng lỗ rỗng ít hơn so với bê tông truyền thống. Patel cho biết biochar ảnh hưởng trực tiếp đến độ linh hoạt, thời gian đông kết và tính cơ học của bê tông, do đó các thông số này cần được kiểm soát chặt chẽ và điều chỉnh tùy vào mục đích ứng dụng thực tế. Nhóm nghiên cứu cũng nhấn mạnh chất lượng, đặc tính vật lý và hóa học của biochar phải được phân tích tỉ mỉ trước khi đưa vào thay thế xi măng ở quy mô công nghiệp.
Các lợi ích mà biochar mang lại rất đa dạng. Với bối cảnh 84% doanh nghiệp niêm yết trên toàn cầu đang duy trì hoặc tăng mục tiêu giảm phát thải carbon (theo dữ liệu công bố năm 2024), bê tông biochar có thể giúp doanh nghiệp đạt tiêu chuẩn công trình xanh, đủ điều kiện tham gia các chương trình tín chỉ carbon và đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững. Vật liệu này còn hứa hẹn cải thiện hiệu quả năng lượng nhờ khả năng điều tiết nhiệt và độ ẩm, giúp giảm chi phí vận hành, đặc biệt trong những công trình chịu tác động khí hậu khắc nghiệt. Patel cho rằng biochar có thể thay thế hiệu quả cho các phụ gia gốc dầu mỏ vốn tốn kém.
Một ưu điểm khác là độ bền. Một số nghiên cứu chỉ ra bê tông chứa biochar ít nứt gãy, chống ăn mòn tốt, kéo dài tuổi thọ công trình và giảm chi phí bảo trì. Patel giải thích rằng biochar hoạt động như chất điều tiết ẩm bên trong, hỗ trợ quá trình dưỡng ẩm tự nhiên, lấp kín các lỗ rỗng, từ đó cải thiện cường độ và độ bền lâu dài của bê tông.
Không chỉ dừng ở lợi ích vật liệu, sản xuất biochar còn tạo ra giá trị xã hội. Phụ phẩm nông nghiệp được tận dụng thay vì bỏ đi, giúp nông dân có thêm nguồn thu và góp phần hình thành kinh tế tuần hoàn tại địa phương. Doanh nghiệp sử dụng bê tông biochar không chỉ giảm phát thải mà còn gián tiếp hỗ trợ cộng đồng nông nghiệp, tạo nên lợi ích kép về kinh tế và môi trường.
Patel khẳng định biochar là một lựa chọn đáng lưu ý trong số nhiều giải pháp xi măng ít carbon. Ngoài biochar, các vật liệu bổ sung khác như tro bay, đất sét đã sử dụng, sản phẩm gốc cellulose hoặc các tổ hợp lai cũng cần được nghiên cứu để mở rộng khả năng ứng dụng. Ông nhấn mạnh rằng bất kỳ giải pháp nào cũng cần được đánh giá kỹ lưỡng về cường độ và độ bền lâu dài trước khi triển khai đại trà.
Sự kết hợp giữa nhu cầu cấp thiết về giảm phát thải và tiềm năng công nghệ mới đã đưa biochar trở thành một trong những hướng đi nhiều hứa hẹn cho ngành Xi măng. Nếu được phát triển và ứng dụng rộng rãi, biochar có thể góp phần quan trọng trong việc hiện thực hóa mục tiêu xây dựng các công trình xanh, bền vững và tiến gần hơn tới mục tiêu phát triển Net Zero của toàn cầu.
Cem.Info
