» Một nghiên cứu mới từ University of Sharjah (UAE) cho thấy cát sa mạc - loại vật liệu lâu nay bị xem là khó sử dụng trong xây dựng có thể được chuyển hóa thành gạch xây có cường độ cao nhờ công nghệ chất kết dính hoạt hóa kiềm. Kết quả được công bố trên Journal of Materials in Civil Engineering, mở ra thêm lựa chọn vật liệu xây phát thải thấp, giảm phụ thuộc vào xi măng portland truyền thống.
Tận dụng tài nguyên địa phương, không cần nung ở nhiệt độ cao
Khác với gạch xi măng portland vốn phụ thuộc nhiều vào clinker và quá trình nung ở nhiệt độ cao, hệ chất kết dính hoạt hóa kiềm sử dụng dung dịch kiềm để kích hoạt phản ứng trong các vật liệu giàu aluminosilicat như xỉ lò cao, tro bay. Quá trình dưỡng hộ có thể thực hiện ở nhiệt độ môi trường, giúp giảm nhu cầu gia nhiệt, tiết kiệm năng lượng và hạ chi phí sản xuất.
Đáng chú ý, nguồn cát sa mạc tại khu vực Sharjah được sử dụng trực tiếp mà không cần xử lý phức tạp. Điều này đặc biệt có ý nghĩa tại các quốc gia Trung Đông - nơi trữ lượng cát sa mạc dồi dào nhưng lại thiếu cát xây dựng đạt chuẩn.
Đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật, kháng sunfat tốt
Các mẫu gạch được kiểm tra theo tiêu chuẩn ASTM với các chỉ tiêu như:
- Cường độ nén và uốn
- Độ hút nước
- Chu kỳ ướt - khô
- Khả năng kháng sunfat
Kết quả cho thấy gạch cát sa mạc hoạt hóa kiềm không chỉ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mà còn có khả năng duy trì tính toàn vẹn kết cấu tốt hơn trong môi trường xâm thực sunfat so với gạch xi măng portland. Đây là lợi thế đáng kể đối với công trình ven biển hoặc khu vực có đất, nước ngầm giàu sunfat.
Bên cạnh đó, độ hút nước thấp và cường độ cơ học cao là các chỉ báo quan trọng cho độ bền lâu dài của vật liệu xây.
Hàm ý đối với ngành xi măng và vật liệu xây dựng
Xi măng portland hiện chiếm tỷ trọng lớn trong phát thải CO₂ của ngành xây dựng toàn cầu. Sự phát triển của các hệ chất kết dính không clinker như hoạt hóa kiềm cho thấy xu hướng đa dạng hóa công nghệ vật liệu là tất yếu trong lộ trình giảm phát thải.
Đối với doanh nghiệp xi măng và VLXD, xu hướng này gợi mở một số định hướng:
- Tăng tỷ lệ sử dụng phụ gia khoáng và phụ phẩm công nghiệp
- Phát triển dòng sản phẩm phát thải thấp dựa trên công nghệ geopolymer/alkali activated
- Tận dụng nguồn nguyên liệu địa phương, giảm phụ thuộc clinker
Tuy nhiên, để thương mại hóa rộng rãi, cần đánh giá đầy đủ về chi phí dung dịch kiềm, độ ổn định nguồn cung xỉ - tro bay và sự tương thích với hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật từng thị trường.
Triển vọng thương mại hóa
Sau giai đoạn thử nghiệm phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đang mở rộng sang quy mô thí điểm nhằm đánh giá tính ổn định chất lượng và hiệu quả kinh tế trong điều kiện sản xuất thực tế.
Nếu được triển khai thành công ở quy mô công nghiệp, gạch cát sa mạc hoạt hóa kiềm có thể trở thành một mắt xích quan trọng trong hệ sinh thái vật liệu xây dựng phát thải thấp, đồng thời tạo thêm không gian công nghệ cho ngành xi măng trong tiến trình chuyển đổi xanh.
Cem.Mart
