Từ bột thủy tinh đến gạch xây dựng
Không như tưởng tượng, thủy tinh vốn dĩ không dễ tái chế, đặc biệt khi lẫn các tạp chất hoặc không đạt tiêu chuẩn màu sắc. Nhằm tối ưu khả năng tái chế loại rác thải tiềm năng này, nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Portsmouth, phối hợp cùng các nhà khoa học từ ba trường đại học khác, đã đề xuất một giải pháp đơn giản nhưng hiệu quả: kết hợp hạt thủy tinh nghiền mịn với vôi trong quy trình sản xuất gạch đất nén (Compressed Earth Block – CEB).
Gạch CEB là loại vật liệu được tạo thành từ đất, nước và xi măng hoặc chất ổn định, sau đó được ép dưới áp suất cao. Vật liệu này tiêu tốn ít năng lượng hơn nhiều so với gạch nung truyền thống, đồng thời thân thiện với môi trường nhờ giảm phát thải khí nhà kính.
Sau nhiều thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã xác định được công thức tối ưu: 10% vôi và 10% thủy tinh tái chế. Hỗn hợp này giúp tăng đáng kể khả năng chịu lực, độ bền nén và khả năng chống nứt của gạch. TS Muhammad Ali – Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, khối gạch được chế tạo theo tỷ lệ này không chỉ bền chắc mà còn giữ được độ ổn định hình dạng dưới áp lực lớn.
Kết quả này mở ra triển vọng thay thế một phần xi măng, vốn là nguyên nhân chính gây phát thải CO₂ trong ngành Xây dựng bằng vật liệu thải không còn giá trị sử dụng. Ngoài ra, quá trình này không đòi hỏi công nghệ cao hay chi phí lớn, lại rất phù hợp với các quốc gia đang phát triển.
Tính ứng dụng và tiềm năng mở rộng
Tuy nhiên, CEB vẫn có giới hạn trong ứng dụng. Loại gạch này thường phù hợp với công trình dân dụng thấp tầng ở các vùng khí hậu khô đến trung bình ẩm như trường học, trạm y tế, nhà cộng đồng… trong khi chưa phù hợp với các tòa nhà cao tầng ở đô thị hiện đại.
Dù vậy, trong bối cảnh nhu cầu xây dựng bền vững tăng cao, đặc biệt tại các quốc gia đang phát triển, mô hình sử dụng vật liệu địa phương, nhân công địa phương kết hợp với thành phần tái chế như thủy tinh có thể là giải pháp hữu hiệu. Việc áp dụng gạch CEB với thủy tinh tái chế không chỉ giải quyết bài toán vật liệu mà còn góp phần giảm lượng rác thải đổ ra môi trường tự nhiên.
Việc sử dụng thủy tinh phế thải trong vật liệu xây dựng không phải là ý tưởng mới, nhưng đang ngày càng đa dạng và thiết thực hơn. Thủy tinh đã được thử nghiệm làm lớp phủ chống cháy, thành phần thay thế cát trong bê tông in 3D, hay kết hợp với tro bay để làm gạch cách nhiệt. Một số dự án còn đang nghiên cứu loại thủy tinh có thể phân hủy sinh học khi ủ trong môi trường hữu cơ.
Đối với nhóm nghiên cứu tại Đại học Portsmouth, đây mới chỉ là bước khởi đầu. Nhóm nghiên cứu cho biết sẽ tiếp tục đánh giá độ bền lâu dài của gạch CEB chứa thủy tinh trong điều kiện thời tiết thực tế, từ đó kiến nghị lộ trình áp dụng cho các vùng có nhu cầu vật liệu xây dựng giá rẻ và thân thiện môi trường.
Huỳnh Anh
