Bê tông là vật liệu xây dựng được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới, nhưng gây phát sinh chi phí môi trường rất lớn. Giờ đây, các kỹ sư Nhật Bản đã phát triển được một kỹ thuật mới sản xuất bê tông bằng cách tái chế bê tông thải và kết hợp với CO₂ được thu giữ.

Theo ước tính, 8% lượng khí thải CO₂ trên toàn cầu là kết quả của quá trình sản xuất bê tông và hầu hết trong số đó bắt nguồn từ việc nung đá vôi ở nhiệt độ rất cao để tạo ra canxi, một thành phần quan trọng của phản ứng hóa học tạo nên bê tông. Nghiên cứu trước đây đã tìm cách để giảm hoặc thay thế chất liên kết thông qua sử dụng CO₂ được thu giữ trong hỗn hợp hoặc thậm chí tăng cường khả năng hấp thụ CO₂ trong khí quyển của thành phẩm.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học tại trường Đại học Tokyo cùng các cộng sự đã phát triển một quy trình làm giảm tác động của bê tông đến môi trường theo một số phương thức. Thứ nhất, vật liệu mới được làm từ những đống bê tông cũ đổ nát, thường được vứt bỏ. Điều đó không chỉ kéo dài tuổi thọ của các vật liệu cũ, mà quá trình này có thể được thực hiện ở khoảng 70°C, thấp hơn nhiều so với nhiệt độ cần để đốt đá vôi ở mức nhiệt hơn 1.000°C. Thứ hai là CO₂ trộn cùng, có thể được khai thác từ khí thải công nghiệp hoặc hút thẳng từ ngoài không khí.

Trong các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tạo ra các mẫu vật liệu từ một trong hai phế liệu xây dựng phổ biến, gồm hồ xi măng đông cứng (HCP) hoặc cát silica. Quá trình này bắt đầu với dung dịch canxi bicacbonat, được tạo thành từ bột đá vôi, nước khử ion và khí CO₂. Sau đó, dung dịch được bơm vào khuôn có chứa một trong các cốt liệu - bột HCP hoặc cát silica - sau đó, được nung nóng đến 70°C. Kết quả cho ra một khối vật liệu mới mà nhóm nghiên cứu gọi là bê tông canxi cacbonat.

Bê tông canxi cacbonat không gây tác động nhiều đến môi trường, nhưng không hoàn toàn chắc chắn như bê tông thông dụng. Cường độ nén trung bình của khối bê tông là 8,6 MPa, thấp hơn nhiều so với mức 20 đến 40 MPa của bê tông làm từ xi măng poóc lăng. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho rằng loại bê tông mới vẫn có thể được sử dụng trong các tòa nhà nhỏ và có thể được cải tiến khi nghiên cứu thêm.

Takafumi Noguchi, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Thật thú vị khi đạt được tiến bộ trong lĩnh vực này, nhưng vẫn còn nhiều thách thức phải vượt qua. Cùng với việc tăng cường độ và giới hạn kích thước của bê tông canxi cacbonat, sẽ tốt hơn nữa nếu chúng ta có thể giảm sử dụng năng lượng của quá trình sản xuất. Tuy nhiên, chúng tôi hy vọng trong những thập kỷ tới, bê tông canxi cacbonat không thải cacbon, sẽ trở thành loại bê tông chủ đạo và sẽ là một trong những giải pháp chống biến đổi khí hậu”.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Advanced Concrete Technology.

N.P.D (NASATI), theo https://newatlas.com/materials/calcium-carbonate-concrete-recycled-co2-capture/, 10/10/2021