Dự án bê tông xanh được Thủ tướng khen có gì đặc biệt?

Nhờ thành tích trên, ngay tại Dubai, trong khuôn khổ Hội nghị lần thứ 28 các bên tham gia Công ước Khung của Liên hợp quốc về Biến đổi Khí hậu, nhóm sinh viên trường Đại học Mỏ - Địa chất đã được Thủ tướng Phạm Minh Chính gặp trực tiếp động viên, khen ngợi. Báo Giao thông trò chuyện với TS Tăng Văn Lâm - giảng viên phụ trách nhóm sinh viên về quá trình nghiên cứu dự án.

Làm từ tro xỉ, không dùng xi măng

- Ý tưởng nghiên cứu bê tông xanh được xuất phát từ đâu, thưa ông? Và đường đến với cuộc thi diễn ra thế nào?

Hàng năm, Trường Đại học Mỏ - Địa chất vẫn tổ chức các hội nghị khoa học cho sinh viên. Đây là cơ hội để các sinh viên áp dụng kiến thức học được tại trường vào xây dựng ý tưởng, nghiên cứu khoa học, hướng tới những sản phẩm, vật liệu mới, ứng dụng vào thực tiễn. Kết quả cuộc thi tại trường là cơ sở lựa chọn đề tài tiêu biểu đi dự thi các cuộc thi cấp cao hơn.

Đề tài Bê tông "xanh" trộn sẵn hoàn toàn không xi măng là một trong những đề tài đoạt giải Ba cuộc thi sinh viên khởi nghiệp cấp quốc gia (3/2023). 

Khoảng tháng 3/2023, tôi nhận được thông tin từ phòng Hợp tác quốc tế của trường về cuộc thi "The Prototypes for Humanity" - tập trung vào những sáng kiến, đổi mới... thay đổi nhân loại tại "The Boulevard, Emirates Towers – Dubai (UAE)", diễn ra trong khuôn khổ Hội nghị Hành động khí hậu toàn cầu COP 28. 

Sau khi tìm hiểu các điều kiện dự thi và kết quả nghiên cứu, tôi và nhà trường thống nhất lựa chọn đề tài Bê tông xanh trộn sẵn sử dụng chất kết dính hoàn toàn không xi măng tham gia dự thi.

Hồ sơ đã đươc nhóm nghiên cứu chuẩn bị, hoàn thành và nộp trực tuyến cho ban tổ chức vào giữa tháng 7/2023

Trải qua nhiều khâu xét duyệt, cuối tháng 9/2023, chúng tôi nhận được thư thông báo từ Ban tổ chức của cuộc thi. Trong thư đã thông báo đề tài của chúng tôi chính thức lọt top 100 dự án hiệu quả và mang lại nhiều lợi ích nhất cho cộng đồng.

- Bê tông xanh do nhóm sinh viên Đại học Mỏ - Địa chất nghiên cứu có gì đặc biệt so với bê tông thông thường, thưa ông?

Điều đầu tiên phải nói rằng bê tông "xanh" là bê tông sử dụng nguồn nguyên liệu từ phế thải rắn công nghiệp, hướng tới mục tiêu sản xuất tuần hoàn, phế thải của hoạt động sản xuât này là nguyên liệu của quá trình sản xuất khác.

Sản phẩm thân thiện với môi trường. Nếu bê tông thường sử dụng tối đa 30% hàm lượng tro xỉ, 70% xi măng Portland các loại, thì bê tông "xanh" sử dụng 100% tro xỉ, không dùng xi măng.

Việc không dùng xi măng giảm được các phát thải CO2 ra môi trường, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên như đất sét, đá vôi. Giảm phát thải ra môi trường trong quá trình sản xuất xi măng.

Bê tông xanh do nhóm sinh viên nghiên cứu sử dụng chất kết dính hoàn toàn không xi măng được chế tạo từ hỗn hợp tro bay nhiệt điện, xỉ luyện kim, ôxít nhôm, cát vàng, dung dịch hoạt hóa và hỗn hợp phụ gia đặc biệt. Loại bê tông này có cường độ nén khoảng 60-80 MPa, cao hơn nhiều lần so với các đề tài nghiên cứu có trước đó, cường độ kéo khi uốn khoảng 8,5 MPa.

Nhưng điều đặc biệt, được đánh giá cao trong cuộc thi tại Dubai là dự án của chúng tôi nhằm mục đích chế tạo các bao bê tông trộn sẵn với khối lượng 25kg, sử dụng rất tiện lợi, chỉ cần trộn thêm với nước là có thể thu được hỗn hợp bê tông có độ chảy dẻo tốt, thi công rất dễ dàng, không đơn thuần chỉ là nghiên cứu các tính chất cơ bản của bê tông như: cấp phối, tính công tác, cường độ... 

- Bê tông xanh trộn sẵn sử dụng chất kết dính hoàn toàn không xi măng có đảm bảo độ cứng, bền, an toàn trong quá trình sử dụng như các loại truyền thống không thưa ông?

Thành phần bê tông gồm 2 phần chính là cốt liệu và chất kết dính. Cốt liệu của bê tông xanh không thay đổi so với bê tông thông thường là cát vàng và đá dăm.

Nó thay đổi chủ yếu ở chất kết dính không dùng xi măng, thay vào đó là hỗn hợp gồm: tro bay, xỉ lò cao hoặc các loại phế thải công nghiệp khác kết hợp dung dịch kích hoạt. Tính chất cơ học như: cường độ có thể bằng hoặc cao hơn so với bê tông truyền thống. 

Trước mắt phục vụ chương trình giảm nghèo quốc gia

- Nhưng chắc hẳn bê tông xanh không phải không có hạn chế?

Hạn chế của nó là nếu dùng thành phần cấp phối không hợp lý, tốc độ đông kết và rắn chắc chậm hơn bê tông thường. Lượng phụ gia hoặc dung dịch kích hoạt không hợp lý có thể bị rêu mốc bề mặt sản phẩm sau khi tạo hình. Tuy nhiên, những hạn chế này hoàn toàn có thể khắc phục và phụ thuộc vào mục đích sử dụng để sử dụng các loại phụ gia điều chỉnh khác nhau.

Tôi lấy ví dụ như bê tông không xi măng bị rêu mốc nhưng đưa vào phục vụ công trình trên biển, công trình ngầm... thì hạn chế đó không ảnh hưởng gì đến quá trình sử dụng.

- Hiện đã có dự án nào sử dụng bê tông xanh do nhóm sinh viên Đại học Mỏ - Địa chất nghiên cứu chưa, thưa ông?

Sản phẩm bê tông "xanh" chưa ứng dụng vào công trình nào. Đến nay chỉ có một dự án triển khai là về sản xuất gạch không nung từ hỗn hợp bê tông "xanh" không xi măng được triển khai từ tháng 8/2023 theo Chương trình mục tiêu Quốc gia giảm nghèo bền vững. Dự án kéo dài trong 3 năm từ năm 2023 đến năm 2025.

Dự án này nhằm mục đích thay bê tông xi măng truyền thống bằng các loại bê tông "xanh" để sản xuất gạch xây, gạch ốp lát vỉa hè, các sản phẩm bê tông trang trí từ hỗn hợp bê tông không xi măng. Nhà máy này đã lắp đặt tại huyện Yên Thành - Nghệ An, giữa tháng 12 này sẽ triển khai đi vào sản xuất. 

- Vừa qua, Thủ tướng Phạm Minh Chính đã đề nghị nhóm tiếp tục nghiên cứu, triển khai thương mại hóa sản phẩm bê tông xanh và phát triển các sản phẩm khác. Trường đã có định hướng gì chưa và sẽ đưa vào sản xuất thương mại như thế nào?

Chúng tôi vẫn giữ mục tiêu tạo ra sản phẩm bê tông không xi măng nhưng trộn sẵn đóng bao 25kg như các loại vữa xi măng khô như hiện nay trên thị trường. Đó là sản phẩm với mục tiêu thương mại hóa trên thị trường. Còn việc đưa vào trạm trộn bê tông thương phẩm như các bê tông truyền thống, chúng tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu trong thời gian tới.

Tôi cũng suy nghĩ rằng, để có được sản phẩm thương mại hóa cần đưa nhà máy sản xuất bê tông "xanh" này về khu vực các nhà máy nhiệt điện, các khu sản xuất găng thép, vì những nơi đó dồi dào nguồn phế thải rắn – chính là nguyên vật liệu đầu vào của sản phẩm bê tông "xanh" này. Quá trình sản xuất này đã thực hiện đúng chủ trương lớn của Đảng và Nhà nước là phát triển nền kinh tế tuần hoàn bền vững.

Mặt khác, có thể tận dụng hệ thống máy móc thiết bị của cơ sở sản xuất vữa khô hiện có để sản xuất sản phẩm bê tông "xanh" này, bởi công nghệ cơ bản không khác với sản xuất vữa khô, chỉ có một chú ý quan trọng là giai đoạn phối trộn chất kích hoạt và phụ gia là rất đặc thù, và cần lưu ý hơn cả.

Bên cạnh đó, cũng còn một số khó khăn, như: quy định về sử dụng nguồn phể thải tro xỉ trong nước còn chưa đồng bộ, nơi cho sử dụng tái chế các nguồn chất thải này, nơi không cho phép sử dụng. Tôi lấy ví dụ tro xỉ nhiệt điện Phả Lại được phép thương mại hóa nhưng tro xỉ nhiệt điện Vũng Áng, Vĩnh Tân thì chưa được sử dụng.

Hay như xỉ thép Hòa Phát đang thương mại hóa nhưng Thái Nguyên, Đồng Nai thì không được thương mại. Sự thiếu đồng bộ đó gây ra nhiều khó khăn cho việc cung cấp đủ nguồn nguyên vật liệu trong qua trình sản xuất thương mại hóa sản phẩm bê tông xanh rộng rãi trong các công trình xây dựng.

- Nếu một ngày bê tông xanh được bán trên thị trường thì giá thành sẽ thế nào?

Nếu thực hiện sản xuất tuần hoàn, nguồn tro bay, xỉ lò cao... đầu vào không mất phí thì giá thành thấp, tiết kiệm hơn bê tông truyền thống trong quá trình xây dựng. Nhưng như đã nói ở trên, nếu nguyên liệu đầu vào phải mua, chi phí gia công cơ học như: sấy khô, nghiền mịn sẽ đội giá thành sản phẩm lên cao. 

Cảm ơn ông!