Buzz
Lần đầu tiên trong lịch sử, loại vật liệu này đã được áp dụng để chế tạo bê tông.
Các nhà khoa học đến từ Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy (NTNU) cùng Đại học Tokyo đã nghiên cứu và phát triển một loại vật liệu xây dựng mới, cho phép tận dụng cát sa mạc để sản xuất bê tông lần đầu tiên.
Vật liệu này được gọi là “bê tông cát thực vật”. Nó được tạo thành từ cát sa mạc hạt mịn kết hợp với các "phụ gia" có nguồn gốc từ thực vật cùng những hạt gỗ nhỏ, được xử lý thông qua quy trình gia nhiệt và nén áp suất.
Hiện nay, bê tông là vật liệu xây dựng được sử dụng nhiều thứ hai trên toàn cầu, chỉ đứng sau nước. Mỗi năm, thế giới sản xuất hơn 4 tỷ tấn xi măng.
Quá trình sản xuất bê tông hiện đóng góp khoảng 8% tổng lượng khí CO2 phát thải toàn cầu. Ngành xây dựng vẫn phụ thuộc chủ yếu vào cát sông và đá nghiền, trong khi các nguồn tài nguyên này đang dần cạn kiệt và việc khai thác gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường.
Mặc dù rất phong phú, cát sa mạc từ lâu gần như không thể sử dụng trong xây dựng. Nguyên nhân là các hạt cát quá mịn nên không thể liên kết tốt trong bê tông truyền thống, khiến kết cấu tạo thành thiếu độ bền. Vì vậy, ngành xây dựng vẫn phải tiếp tục khai thác cát sông và đá từ các mỏ, dẫn đến tình trạng xói mòn và làm suy giảm môi trường sống tự nhiên của nhiều loài sinh vật.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm khả năng tái sử dụng cát sa mạc thông qua một phương pháp sản xuất thay thế, không dựa trên cơ chế kết dính của xi măng truyền thống. Kết quả cho thấy khi được kết hợp với vật liệu hữu cơ và xử lý trong môi trường kiểm soát nghiêm ngặt, cát sa mạc có thể đạt được độ bền kết cấu đáng kể.
Để vượt qua hạn chế vốn có, các nhà khoa học đã nén cát sa mạc cùng phụ gia có nguồn gốc thực vật và bột gỗ dưới tác động của nhiệt. Bằng việc điều chỉnh các yếu tố như nhiệt độ, áp suất, tỷ lệ pha trộn và thời gian ép, họ tạo ra một loại vật liệu đặc và chắc mà không cần sử dụng quy trình tiêu tốn nhiều xi măng.
Tất cả các thí nghiệm đều được thực hiện trong phòng thí nghiệm của Đại học Tokyo. Tại đây, nhóm nghiên cứu tiến hành so sánh cát sa mạc với nhiều loại cốt liệu mịn khác nhằm đánh giá ảnh hưởng của từng yếu tố đến mật độ cũng như độ bền của vật liệu.
Kết quả thử nghiệm cho thấy vật liệu này có độ bền đủ để sử dụng trong các ứng dụng không chịu tải trọng lớn như gạch lát hay lối đi bộ. Tuy vậy, nhóm nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng bê tông cát thực vật hiện vẫn chưa phù hợp với các công trình quy mô lớn hoặc môi trường ngoài trời có điều kiện khắc nghiệt.
Loại vật liệu mới này vẫn cần được kiểm chứng thêm để đánh giá độ bền lâu dài cũng như khả năng chịu lạnh. Các nhà khoa học đồng thời cho rằng cát sa mạc nên được khai thác và sử dụng ngay tại khu vực địa phương nhằm hạn chế lượng khí thải phát sinh từ việc vận chuyển vật liệu nặng trên quãng đường dài.
Nếu được tiếp tục nghiên cứu và cải tiến, bê tông cát thực vật có thể góp phần giảm sự phụ thuộc vào việc khai thác cát sông và đá từ các mỏ. Đồng thời, giải pháp này còn mở ra cơ hội tận dụng nguồn cát dồi dào tại những vùng sa mạc trên thế giới.
Theo IE
