Xây nhà kiên cố từ đất sét

Xi măng được sản xuất từ nguyên liệu đất sét, phế thải xây dựng, công nghiệp... So với công nghệ sản xuất xi măng truyền thống, giá thành để sản xuất xi măng vô cơ chỉ bằng 50% và hạn chế đến 80% lượng khí thải.

Đây là kết quả nghiên cứu của thạc sĩ Phạm Tuấn Nhi cùng cộng sự tại Phân viện Địa lý TP HCM.

Từ trước đến nay, đất sét chỉ được dùng làm vật liệu xây dựng: gạch, ngói... hay sản xuất các loại đồ dùng sành sứ khác. Song với công nghệ xi măng pôlime, đất sét không chỉ dừng ở công dụng truyền thống.

Giá thành chỉ từ 600 - 800 đồng một kg

Thạc sĩ Nhi cho biết, đất sét sau khi lấy lên được xử lý độ ẩm còn 15%, tạo thành khối, đem nung ở nhiệt độ 750 độ C. Sau đó, đất được nghiền nhỏ, phối trộn với phế thải xây dựng gạch, gốm, xà bần và phụ gia là trở thành xi măng vô cơ hoàn chỉnh.

Các phụ gia này được lấy từ nước biển (MgCL₂), xỉ lò, tro bay..., các chất có ion kim loại mang hóa trị II.

Trong xây dựng, các nhà kỹ thuật không thể sử dụng cát biển, cát nhiễm phèn làm cốt liệu. Bởi vì chúng làm kém cường độ (độ nén, độ kéo) cho bê tông, vữa (hồ) cho xi măng pooc lăng.

Tuy nhiên, những cốt liệu có nhược điểm khi kết hợp với xi măng vô cơ lại không ảnh hưởng đến chất lượng công trình. Do vậy, nó rất thích hợp trong việc xây dựng ở những vùng chua, mặn.

Tiến sĩ Chánh giới thiệu sản phẩm xi măng vô cơ làm bê tông đất. Ảnh: T.Ngọc

Vì không nung hoặc chỉ nung nhẹ (quá trình bê tông hóa sẽ tiếp tục trong khi sử dụng) nên xi măng vẫn giữ được màu gốc của đất. Điều đó mang lại sự đa dạng về màu của vật liệu, tạo thuận lợi cho việc trang trí.

Nhờ tính đóng rắn được với tất cả cốt liệu (kể cả đất), nên nó được ứng dụng trong việc làm đường giao thông ở nông thôn mà vẫn có độ bền và chịu tải cao, không kém gì đường xi măng bê tông đang sử dụng. Thạc sĩ Nhi tiết lộ, ông đang tiến hành việc thi công một số đoạn đường theo công nghệ này tại Cà Mau và Đồng Nai.

Nhờ những ưu điểm trên nên thành phẩm xi măng chỉ có giá từ 600 - 800 đồng một kg. Kết quả thử nghiệm đã cho thấy loại xi măng này dễ sử dụng trong môi trường a xít, chịu được nhiệt độ lên đến 1.200 độ C, được xem là tốt hơn xi măng pooc lăng đang được sử dụng rộng rãi.

Giảm ô nhiễm môi trường

Theo ước tính của các chuyên gia môi trường, để sản xuất được một tấn xi măng pooclăng, không khí phải tiếp nhận một tấn khí CO₂ giải phóng từ quá trình nung đá vôi và than đốt. Bởi vì đá vôi phải được nung ở nhiệt độ cao trên 1.200 độ C và trong nhiều giờ liền.

Việt Nam hiện có 105 nhà máy xi măng, với tổng công suất thiết kế hơn 61 triệu tấn và sản lượng sản xuất của các nhà máy trong năm 2009 ước đạt từ 45 – 50 triệu tấn thì lượng phát thải khí CO₂ là không nhỏ.

Theo tính toán của thạc sĩ Nhi, quá trình sản xuất xi măng vô cơ chỉ nung ở nhiệt độ thấp, trong thời gian ngắn nên phát thải chỉ bằng khoảng 20% so với cách làm xi măng truyền thống. Nó còn tiết kiệm được nguồn năng lượng không nhỏ nhờ sử dụng ít chất đốt.

Đặc biệt, với tính dễ dàng đóng rắn đất, cát... có độ nén cao, đây chính là chất kết dính lý tưởng để sản xuất vật liệu xây dựng không nung, như: gạch xây, lát nền, ngói, gốm sứ, tấm panel lắp ghép...

Xi măng vô cơ còn là chất kết dính lý tưởng trong việc bê tông hóa các loại rác ô nhiễm, rác phóng xạ. Cũng nhờ ưu điểm không kén cốt liệu, nên nó dễ dàng được ứng dụng vào việc làm gốm, men, composit... mà xi măng truyền thống vẫn đứng ngoài cuộc.

Tiến sĩ Nguyễn Văn Chánh, Chủ nhiệm Bộ môn Vật liệu xây dựng, ĐH Bách khoa TP HCM cho biết, công nghệ xi măng vô cơ ở Việt Nam đã được nghiên cứu từ nhiều năm nay và cũng có những thành công ban đầu, nhưng đến nay vẫn chưa được ứng dụng.

Về lý thuyết, trong phòng thí nghiệm, đúng là loại xi măng này có nhiều ưu điểm hơn. Nhưng khi đưa vào thực tế thì vấn đề phải giải quyết là không nhỏ. Cũng theo tiến sĩ Chánh, không nhất thiết phải là đất sét, mà loại nguyên liệu nào có nhiều nhôm ô xít và silic ô xít tự do đều có thể làm xi măng vô cơ được.

Ông Đỗ Trung Nam, Phó phòng Quản lý công nghệ - Sở Khoa học và Công nghệ TP HCM cho rằng: Cần qua một hội đồng thẩm định, đánh giá công nghệ sản xuất xi măng vô cơ. Công nghệ này phải có nhiều ưu điểm hơn so với xi măng truyền thống và giảm ô nhiễm môi trường.