Hoàng Xuân Phương -
Viện kỹ thuật công nghệ hàng đầu thế giới MIT cho biết rồi đây rác nhựa sẽ được dùng làm nguyên liệu để cho ra loại bê tông bền hơn các loại bê tông thông thường.
Những nỗ lực đưa nhựa thải vào bê tông trước đây đều dẫn tới việc làm giảm chất lượng của bê tông, hạt nhựa càng nhiều thì chất lượng bê tông càng giảm, tuy rằng nó có giúp làm giảm nhẹ tải trọng những công trình xây dựng. Nhưng điều này đã thay đổi khi một nhóm sinh viên của Viện kỹ thuật công nghệ hàng đầu thế giới MIT đã có một phát minh đột phá khi thay đổi cách thức xử lý rác nhựa bằng tia gamma rồi đem nghiền vụn, biến hỗn hợp này thành một thứ phụ gia ở mật độ cao bên trong vữa trộn. Mục đích ban đầu của các nhà khoa học trẻ tuổi này là giảm bớt khí thải do việc nung vôi sản xuất xi măng tạo ra, đồng thời giảm mức ô nhiễm nguồn đất, nguồn nước vốn đang là gánh nặng môi trường của nhân loại.
Chất phụ gia đặc biệt
MIT cho biết bột phụ gia tái chế từ những chai nhựa vất bỏ đã được trộn vào vữa hồ ở mật độ cao đến 100 kGy, cùng với tro xỉ bay ra từ các nhà máy phát điện và xi măng Portland đã tạo thành một chất dính tuyệt vời với cấu trúc kết tinh và điều này làm cho bê tông tạo nên có chất lượng rất cao cả về độ cứng và độ bền dẻo. Nhóm nghiên cứu cho chiếu các tia gamma vào nhựa thải và sau đó nghiền vụn để đem vào sản xuất. Kết quả là cường độ nén của bê tông tạo ra đã cao hơn bình thường đến 15%.
Sau nước, bê tông là vật liệu mà con người cần đến nhiều nhất và việc sản xuất bê tông đã tạo ra đến 4,5% lượng khí thải tăng thêm mỗi năm. Việc thay thế cho dù với tỷ lệ nhỏ xi măng bằng các vật liệu không phát sinh khí thải lại góp phần rất lớn vào việc giảm khí thải toàn cầu,và từ lâu rác nhựa được chú ý là vào nhờ tỷ trọng nhẹ của chúng. Michael Short, vị Phó giáo sư tại Trường khoa học nguyên tử và kỹ nghệ của MIT, nói: “Không thiếu gì rác nhựa trên các bãi rác. Kỹ thuật của chúng tôi nhằm đưa rác nhựa ra khỏi những chỗ đó và chôn chúng vào trong bê tong. Nhu cầu sử dụng xi măng giảm đi cũng đồng nghĩa với việc giảm khí thải vào khí quyển”.
Nhóm nghiên cứu gồm Carolyn Schaefer , 17 tuổi, và Michael Ortega là những người đã khởi động từ một dự án trong lớp; Giáo sư Oral Büyüköztürk cùng nhà nghiên cứu Kunal Kupwade-Patil tại Trường kỹ thuật dân sự và môi trường; Anne White, Phó giáo sư tại Trường khoa học nguyên tử và kỹ thuật; Carmen Soriano tại Phòng thí nghiệm Argonne National Laboratory và cuối cùng là Phó giáo sư Short, người hướng dẫn nhóm sinh viên nghiên cứu.
Hướng đến những hạ tầng bền vững
Jennifer Chu trên trang thông tin news.mit.edu dẫn lời Giám đốc phòng thí nghiệm Laboratory for Infrastructure Science and Sustainability, ông Büyüköztürk, cho biết viện đã tạo điều kiện để các sinh viên tham gia vào những trải nghiệm nghiên cứu hàng đầu gồm những sáng kiến từ việc tìm kiếm vật liệu mới tốt hơn cho bê tông với các nhóm chất liệu khác nhau và phương pháp hóa học khác nhau. Các phát hiện từ dự án sinh viên này mở ra một đấu trường mới cho việc tìm kiếm những giải pháp xây dựng hạ tầng bền vững. Về phần mình, Phó giáo sư Short nói: “Vấn đề hấp dẫn là ở chỗ sáng kiến của những sinh viên, xuất phát từ ý tưởng của các em. Những người thầy chúng tôi chỉ giúp cho họ đi đúng hướng”.
Schaefer và Ortega đã bắt đầu công việc khám phá khả năng tăng cường độ cứng và bền của bê tông bằng nhựa trong đề tài số 22.033 nằm trong dự án thiết kế hệ thống nguyên tử. Hai người bạn trẻ này “đã muốn tìm ra những phương cách để làm giảm khí thải carbon dioxide và họ đã tìm đến với phản ứng nguyên tử”, người hướng dẫn cho biết. Short cho biết thêm rằng, các em đã tìm đến các tư liệu, và rồi nảy ra ý tưởng phải làm kết tinh chất nhựa thải này thành những hạt nhựa. Bằng ý nghĩ táo bạo này họ đã tìm đến việc sử dụng tia gamma khả dĩ làm cho chất nhựa hữu cơ kết thành những tinh thể cứng hơn, đậm đặc hơn và khó vỡ hơn. Đây thực sự là ý tưởng rất lớn, và họ, những sinh viên, đã bắt đầu thực hiện ý tưởng đó ngay trong các phòng thí nghiệm luôn sẵn sàng của MIT.
Họ đã mang thứ bột nghiền nhựa thải này xuống tầng hầm dưới khối nhà số 8 và chiếu vào đó những tia gamma phát ra từ thiết bị chiếu xạ cobalt-60, một loại tia thương mại vẫn được dùng để khử trùng thực phẩm. Họ đã lặp đi lặp lại những thí nghiệm như thế nhiều lần và đem trộn chế phẩm vào vữa để cho ra các loại bê tông pha nhựa và tro bay (fly ash) khác nhau. Kết quả là những khối bê tông chứa 1,5% nhựa thải kết tinh này lại cứng chắc và bền bỉ đến hơn 15% so với những khối bê tông chỉ sản xuất với xi măng, cát, đá. Một điều rất quan trọng là loại tia phóng xạ rất hiền này không nằm lại trong sản phẩm như các tia phóng xạ khác và điều này mang lại sự an toàn cho thứ bê tông mới, song song với việc giảm nhẹ gánh nặng môi trường và giảm khí thải vào bầu khí quyển.
