Bê tông truyền ánh sáng không sử dụng xi măng

Công đoạn tạo hình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và sản phẩm bê tông truyền sáng của nhóm nghiên cứu.

Chưa từng có ở thị trường nội địa

“Đây là một dạng bê tông “xanh” truyền sáng đặc biệt, có cường độ cao, nhưng giá thành thấp, giúp cho các tòa nhà giám tiêu thụ năng lượng thắp sáng, tuổi thọ cao hơn đồng thời cung cấp các giải pháp sáng tạo trong công nghệ xây dựng mới.

Sản phẩm này có kết cấu, bề mặt đồng nhất được sản xuất ở dạng tấm bê tông mỏng, đúc sẵn trong các nhà máy, hoàn toàn chưa có trên thị trường Việt Nam”, TS Tăng Văn Lâm, đại diện nhóm nghiên cứu Trường Đại học Mỏ - Địa chất giới thiệu về sản phẩm của mình.

Anh cho biết các thành phố lớn ngày nay ô nhiễm môi trường do bùn thải từ các nhà máy xử lý nước sinh hoạt, trạm xử lý nước thải là một trong những vấn đề quan trọng và cần phải có các giải pháp xử lý triệt để.

Do vậy, việc xử lý, tái chế bùn thải từ các nhà máy xử lý nước sinh hoạt là việc rất cấp bách, đặc biệt ở các đô thị. Một trong những hướng đi của nhóm là tái chế bùn thải thành bê tông xanh.

Dự án triển khai từ đầu năm 2021 với mục tiêu giảm áp lực xử lý và sử dụng triệt để hơn các loại chất thải công nghiệp, đặc biệt là tro, xỉ của các nhà máy nhiệt điện, luyện kim.

Qua đó giảm thiểu lượng xi măng và giảm được ảnh hưởng khí độc, khói bụi trong quá trình sản xuất xi măng. Nghiên cứu cũng giải quyết bài toán khan hiếm nguồn vật liệu xanh phục vụ quá trình xây dựng công trình.

Nhóm đưa ra công nghệ tái sử dụng các loại phế thải tro bay, xỉ đáy lò và bùn thải nhà máy lọc nước kết hợp với thủy tinh phế thải. Do tận dụng tối đa các loại phế thải rắn, đặc biệt việc sử dụng hạt kính phế thải với mục đích cho ánh sáng truyền qua giúp giá thành của sản phẩm rẻ hơn.

Sản phẩm bê tông xanh dùng tro, xỉ, bùn thải thay thế hoàn toàn xi măng có các tính chất cơ học tốt với cường độ nén có thể đạt tới 60 MPa trên cơ sở các mẫu thí nghiệm hình lập phương cạnh 10 cm.

Những hạt kính phế thải được bao bọc và liên kết bởi các lớp bê tông xanh để tạo ra tấm bê tông đặc chắc, có cường độ cao. Hai bề mặt tấm bê tông xanh này được mài nhẵn, đánh bóng. Quá trình mài nhẵn, đánh bóng rất quan trọng, sẽ quyết định đến mức độ làm lộ hạt kính phế thải sử dụng trong bê tông.

Chất lượng truyền sáng của sản phẩm sau khi chế tạo hoàn toàn phụ thuộc vào quá trình này. Các hạt kính phế thải có tác dụng cho ánh sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo truyền xuyên qua các tấm bê tông.

Nghiên cứu tạo hiệu ứng ánh sáng

TS Lâm chia sẻ, tùy theo mục đích sử dụng, có thể chế tạo được nhiều sản phẩm bê tông “xanh” truyền sáng khác nhau. Tuy nhiên, trong điều kiện dụng cụ và thiết bị của phòng thí nghiệm của Trường Đại học Mỏ - Địa chất, sản phẩm được chế tạo trong nghiên cứu này với mục đích tấm bê tông trang trí và phát sáng.

Sản phẩm hiện có 2 dạng là tấm mỏng ốp lát trang trí hình vuông, độ dài cạnh 40 cm, chiều dày dao động từ 15mm đến 25mm và sản phẩm tấm mỏng ốp lát trang trí hình lục giác đều, độ dài cạnh 15 cm, chiều dày dao động từ 15mm đến 25mm.

Theo nhóm nghiên cứu, điểm khác biệt của sản phẩm này thành phần chất kết dính, hoàn toàn không sử dụng xi măng. Tổ hợp chất kết dính gồm tro bay và xỉ đáy của nhà máy điện rác, hoặc tro - xỉ của các nhà máy nhiệt điện, luyện kim hoặc các nguồn phế thải công nghiệp khác nhau.

Cả thành phần cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ đều là phế thải rắn, hoàn toàn không sử dụng nguyên vật liệu tự nhiên, từ đó giảm ô nhiễm môi trường, giảm thâm dụng các nguồn nguyên vật liệu tự nhiên.

Thành phần truyền dẫn ánh sáng trong loại bê tông này là thành phần phế thải thủy tinh, không phải là các loại cáp quang đắt tiền như các loại bê tông phát sáng hiện có trên thế giới.

Theo TS Lâm, khó khăn trong nghiên cứu ở chỗ việc các hạt kính phế thải có thể ảnh hưởng đến sự an toàn của người sử dụng do chúng rất sắc nhọn. Để khắc phục, nhóm sử dụng lớp thủy tinh lỏng quét lên trên bề mặt giúp sản phẩm có độ bóng đẹp và an toàn.

Bê tông xanh truyền sáng được đánh giá hữu ích khi dùng trong kết cấu trang trí công trình xây dựng, ứng dụng rộng rãi trong trang trí nội thất và ngoại thất công trình, tạo ra hiệu ứng kiến trúc về màu sắc, ánh sáng độc đáo.

Tuy vậy, sản phẩm này còn một số nhược điểm như chưa thể tạo ra ánh sáng kết hợp với hoa văn. Thời gian tới, nhóm tiếp tục nghiên cứu phương pháp chế tạo mới, tạo ra sản phẩm có thể truyền sáng theo các hướng nhất định, tạo ra hiệu ứng ánh sáng được tốt hơn.

Nhật Phong