Trong bối cảnh tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt, việc tái chế phế thải công nghiệp làm nguyên liệu sản xuất VLXD là cần thiết, mang lại nhiều giá trị cho ngành VLXD, góp phần tích cực vào sự phát triển bền vững. Hướng tới mục tiêu tạo ra sản phẩm mới chất lượng
Viện Vật liệu xây dựng - Bộ Xây dựng (VIBM) vừa tổ chức hội thảo khoa học “Tái chế phế thải công nghiệp làm nguyên liệu - Hướng tới phát triển bền vững” nhằm trao đổi và lấy ý kiến đóng góp của các chuyên gia, nhà khoa học cũng như các đơn vị liên quan để hoàn thiện các nghiên cứu, qua đó góp phần cung cấp các giải pháp hữu hiệu trong việc sử dụng các loại phế thải công nghiệp làm nguyên liệu, hướng đến phát triển bền vững.
Theo PGS.TS Lưu Thị Hồng - Phó Viện trưởng VIBM, cùng với quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và phát triển kinh tế - xã hội của đất nước, số lượng phế thải công nghiệp cũng ngày càng gia tăng cả về chủng loại và khối lượng. Trong đó, nhiều loại chất thải có thể tái chế sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng (VLXD), như các phế thải oxit nhôm từ quá trình sản xuất nhôm tấm, sản xuất alumin, sản xuất dầu mỏ, các loại vỏ nhuyễn thể...
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, ngành Xây dựng tiêu thụ khoảng 75% lượng tài nguyên từ thiên nhiên. Trong bối cảnh nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt, Việt Nam và nhiều quốc gia trên thế giới ngày càng quan tâm đến vấn đề sử dụng chất thải công nghiệp, tái chế các nguyên liệu trong sản xuất VLXD. Vì tái chế và sử dụng các phế thải công nghiệp làm VLXD không những góp phần bảo vệ môi trường nhờ việc đồng xử lý chất thải mà còn giúp tiết kiệm tài nguyên, khoáng sản.
PGS.TS Lưu Thị Hồng cho biết, VIBM là Viện nghiên cứu đầu ngành và tiên phong trong nghiên cứu, sử dụng các loại phế thải công nghiệp, nông nghiệp để làm VLXD. Hiện nay, VIBM được Bộ Khoa học và Công nghệ giao thực hiện Dự án Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất xi măng alumin từ nguồn phế thải công nghiệp.
Ngoài ra, VIBM cũng được Bộ Xây dựng giao thực hiện 2 nhiệm vụ là Nghiên cứu công nghệ sử dụng phế thải là vỏ hàu, vỏ sò làm nguyên liệu sản xuất VLXD và hệ thống hóa cơ sở dữ liệu VLXD phục vụ quản lý nhà nước. Các nhiệm vụ này đều hướng tới mục tiêu tạo ra sản phẩm mới có chất lượng, tiết kiệm tài nguyên, bảo vệ môi trường.
Sử dụng phế thải công nghiệp chế tạo xi măng alumin
Giới thiệu công nghệ sản xuất xi măng alumin, ThS Tạ Văn Luân - VIBM cho biết, xi măng alumin là loại xi măng mác cao, bền trong môi trường sunphat, nhưng đóng rắn nhanh; thời gian bắt đầu đông kết khoảng 30 - 40 phút; thời gian kết thúc đông kết thường sớm hơn 10 giờ; cường độ kháng nén ở tuổi 24 giờ thường đạt 60% mác và tuổi 3 ngày đã đạt 100% mác. Thành phần khoáng chủ yếu của xi măng alumin là CA, C12A7, CA2 và một tỷ lệ nhỏ các khoáng C2S, C2AS, CF và dung dịch rắn của dãy CA-CF.
Hiện nay, VIBM đã nghiên cứu và hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất xi măng alumin. Theo đó, nguyên liệu ban đầu được nghiền mịn, đưa vào silo để định lượng. Sau đó đưa vào máy trộn khô, trộn ẩm, tạo hình, sấy nung và trộn nghiền, đóng bao.
ThS Tạ Văn Luân cho biết, xi măng alumin được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng: dùng để hàn gắn vết nứt của công trình; làm chất kết dính cho bê tông chịu nhiệt và chịu lửa tùy theo thể loại cốt liệu; bít nhanh các giếng khoan rò rỉ dầu, khí, nước... Nhưng, phải lựa chọn giải pháp thi công phù hợp với thời gian đông kết nhanh; dùng với thạch cao làm phụ gia giãn nở cho xi măng giãn nở các loại (để điều chỉnh thời gian đông kết của xi măng alumin có thể sử dụng các phụ gia như axit citric, axit boric).
Sử dụng vỏ nhuyễn thể chế tạo VLXD
Việc sử dụng vỏ nhuyễn thể như vỏ hàu, vỏ sò, vỏ ốc… làm nguyên liệu chế tạo VLXD cũng được các chuyên gia VIBM nghiên cứu và hoàn thiện quy trình sản xuất.
Theo ThS Trịnh Thị Châm, hiện nay tại nhiều địa phương ven biển như: Quảng Ninh, Thừa Thiên Huế, Hải Phòng, Khánh Hòa, Phú Yên… xuất hiện ngày càng nhiều tình trạng người dân xả thải vỏ nhuyễn thể cùng chất thải rắn sinh hoạt ra môi trường mà không có biện pháp xử lý hoặc tái sử dụng.
Trong khi đó, vỏ nhuyễn thể với thành phần hóa chủ yếu là CaO (với hàm lượng trên 50%), tương tự đá vôi, hoàn toàn có thể được sử dụng làm nguyên liệu chế tạo vôi. Thành phần khoáng của vỏ hàu chủ yếu là khoáng canxit, trong khi các loại vỏ nhuyễn thể khác (vỏ ngao, ốc, sò) thành phần chủ yếu là khoáng Aragonit.
Vỏ hàu có cấu trúc dạng khối đặc, hình hộp thoi 3 phương, kích thước khoảng 10µm trong khi cấu trúc của các loại vỏ nhuyễn thể khác (aragonit) có dạng hình trực thoi với tinh thể hình kim giả lục giác, dạng xếp chồng nhau theo trật tự nhất định, kích thước lớp khoảng 1µm. Để phân hủy hoàn toàn, thì các vỏ nhuyễn thể cần nung ở 800 - 900oC.
Vỏ nhuyễn thể có tiềm năng chế tạo sơn
Bên cạnh khả năng trở thành nguồn nguyên liệu chế tạo vôi, vỏ hàu (sò, ốc) cũng có nhiều tiềm năng được sử dụng để chế tạo sơn tường nội thất.
Trong tham luận “Nghiên cứu chế tạo sơn tường nội thất từ bột vỏ hàu (sò, ốc) và thử nghiệm các tính chất của sơn”, ThS Vũ Thị Duyên - VIBM cho biết, khi sử dụng bột vỏ hàu thay thế bột đá vôi CaCO3 và bột cao lanh ở tỷ lệ từ 25%, 50%, 75% và 100% trong thành phần sơn, đều nhận được sơn có tính chất như sau: Độ nhớt của mẫu sơn có chứa vỏ hàu thay thế bột CaCO3 và bột cao lanh đều cao hơn so với mẫu đối chứng M0 - các mẫu thay thế tỷ lệ lớn hơn có độ nhớt cao, khó quét; mẫu sử dụng vỏ hàu đều có pH khá cao so với mẫu đối chứng, hàm lượng thay thế càng cao thì độ pH càng cao; thời gian khô của các mẫu sơn ngắn hơn so với mẫu đối chứng.
Khi sử dụng bột vỏ hàu thay thế bột đá vôi CaCO3 ở các hàm lượng 25% và 55%, các chỉ tiêu thử nghiệm của sơn đều đạt được yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 8652:2020 Sơn tường dạng nhũ tương cho sơn phủ nội thất và tương đương với mẫu đối chứng M0; khi sử dụng bột vỏ hàu thay thế cao lanh ở các hàm lượng 25%, 50%, 75% và 100%, các chỉ tiêu thử nghiệm của sơn đều đạt được yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 8652:2020 Sơn tường dạng nhũ tương cho sơn phủ nội thất và tương đương với mẫu đối chứng M0.
Tại hội thảo, các chuyên gia đánh giá cao việc nghiên cứu sử dụng phế thải công nghiệp làm nguyên liệu chế tạo VLXD. Cụ thể, vỏ nhuyễn thể có hàm lượng CaCO3 rất cao mà đá vôi không đạt được, hoàn toàn có thể nghiên cứu chế tạo loại vật liệu cao cấp hơn từ vỏ nhuyễn thể như vò hàu, vỏ sò.
Bên cạnh đó, các chuyên gia cho rằng, việc nghiên cứu này là nhiệm vụ cần thiết trong bối cảnh nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt; đồng thời cũng là một trong những hoạt động quan trọng nhằm hiện thực hóa Chiến lược phát triển VLXD Việt Nam thời kỳ 2021-2030, định hướng đến năm 2050.
