>> Xu hướng phát triển ngành sản xuất VLXD trong bối cảnh toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp 4.0 (P1)

2. Xu hướng phát triển các loại vật liệu xây dựng xanh

Vật liệu xây dựng xanh có thể được định nghĩa là các vật liệu được sử dụng theo các phương pháp thân thiện với môi trường. Tiêu chí đánh giá có thể là: tổng năng lượng tiêu tốn trong quá trình khai thác, vận chuyển, xây dựng, sử dụng và phá dỡ; và tổng lượng chất thải và các chất gây ô nhiễm phát ra trong các quá trình trên. Như vậy, một vật liệu được coi là vật liệu xanh khi tiêu tốn năng lượng thấp và ít gây ô nhiễm cho môi trường. Nói cách khác, việc sử dụng vật liệu xây dựng xanh là cách để hướng tới các giải pháp xây dựng bền vững.
 
Khối lượng các vật liệu sử dụng cho ngành xây dựng là khổng lồ. Lấy một ví dụ đối với bê tông xi măng - một trong những vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong xây dựng hiện nay. Hàng năm, khối lượng bê tông xi măng sử dụng trên toàn cầu vượt quá con số 13 tỷ tấn; tương ứng cần phải sử dụng gần 1,9 tỷ tấn xi măng. Trong khi đó, sản xuất xi măng là một trong những ngành công nghiệp tiêu thụ năng lượng nhiều nhất. Đồng thời, nó cũng là một trong số những ngành thải ra lượng chất thải nhiều nhất. Tính riêng ngành này thải ra khoảng 5% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu, và một lượng đáng kể khí NO_x và các khí gây ô nhiễm khác như SO₂. Trung bình, để sản xuất ra 1 tấn xi măng cần xấp xỉ 1.7 tấn các nguyên liệu thô
và thải ra khoảng 1 tấn khí CO₂.
 
Lượng chất thải tạo ra thường tuân thủ theo định luật bảo toàn khối lượng. Khối lượng chất thải, bao gồm cả chất thải rắn và chất thải lỏng, phát tán hàng năm trên toàn thế giới ước tính đến hàng ngàn tỷ tấn. Phần lớn trong số đó vẫn còn giá trị sử dụng hoặc vẫn có khả năng tái sử dụng, nhất là trong xây dựng. Dưới sức ép của các Hiệp ước RiodeJaneiro và Nghị định thư Kyoto về bảo vệ môi trường, hầu hết các nước phát triển đã quan tâm đến vấn đề này và cho đến nay, họ đã đạt được những thành tựu nhất định trong việc giảm thiểu, sử dụng lại, tái sử dụng và thu hồi lại được chất thải.

2.1. Xu hướng sử dụng gạch không nung thay thế gạch đất nung

Theo Quy hoạch tổng thể ngành công nghiệp VLXD được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt, việc phát triển gạch không nung thay thế gạch đất nung phải đạt 25 - 30% vào năm 2010, xóa bỏ hoàn toàn gạch đất nung thủ công vào năm 2020. Tuy xu hướng sử dụng gạch không nung tại Việt Nam vẫn chưa phổ biến, nhưng với những chính sách hỗ trợ từ Chính phủ, ngành sản xuất gạch không nung, đặc biệt là các dự án gạch bê tông khí chưng áp sẽ được nhiều doanh nghiệp đầu tư phát triển.

Gạch không nung có nhiều ưu điểm và lợi thế như: chất lượng tương đương và cao hơn gạch nung truyền thống cùng loại, diện tích sử dụng mặt bằng ít hơn, tiết kiệm diện tích có mái che, chi phí đầu tư giảm, tiết kiệm năng lượng, phụ gia có sẵn trên thị trường xây dựng, nguyên liệu đầu vào dồi dào, đặc biệt giá thành đầu vào của một viên gạch không nung rẻ hơn so với các gạch nung từ 10 - 20%. Tại các nước phát triển trên thế giới, VLXD không nung chiếm khoảng 60% tổng số VLXD, con số này ở nước ta mới chỉ là 10%. Với những ưu điểm vượt trội của gạch không nung so với gạch nung truyền thống, có thể kỳ vọng vào một xu hướng mới của VLXD trong nước và tiềm năng của những dự án mới, nhất là những dự án tiên phong.

Với công nghệ sản xuất gạch bê tông siêu nhẹ xốp, với nguyên liệu chính là xi măng nhưng có ưu điểm như bền, ổn định, dễ dàng tạo hình, chịu được rung, không dẫn điện, cách âm, chống thấm... công nghệ này có thể áp dụng cho những công trình xây dựng có nền đất yếu, các công trình chắn sóng và chịu va đập.

Nhà máy sản xuất bê tông nhẹ nổi giảm được 50% kinh phí đầu tư cho một nhà máy so với việc đầu tư một nhà máy sản xuất gạch Tuynel cùng công suất, giảm 60% diện tích đất cho mặt bằng sản xuất và giảm 90% năng lượng sản xuất. Đối với chủ đầu tư các công trình xây dựng, sử dụng sản phẩm bê tông nhẹ sẽ giảm được 40% tổng tải trọng truyền xuống móng công trình, từ đó giảm chi phí gia cố nền móng. Đối với các nhà thầu xây dựng, sử dụng bê tông nhẹ thay thế cho gạch đất nung sẽ giảm được 70% vữa xây, tăng 150% năng suất lao động của thợ xây và giảm 50% chi phí vận chuyển so với gạch đất nung.

Sản xuất gạch không nung và gạch bê tông siêu nhẹ đều là hai công nghệ thân thiện với môi trường. Không những hạn chế nung đốt, giảm khí thải CO₂, đóng góp tích cực cho việc tiết kiệm than ngày càng cạn kiệt và không làm mất đi canh tác của nông thôn, không làm ô nhiễm nguồn nước ngầm của địa phương sản xuất gạch, mà còn xử lý và tận dụng các nguồn phế thải trong xây dựng, công nghiệp, thu hút và giải quyết được nguồn lao động đang dư thừa tại các địa phương, góp phần mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Gạch AAC có ưu thế vượt trội về trọng lượng, có khả năng cách âm và cách nhiệt, giúp tiết kiệm chi phí xây dựng cho công trình. Dùng vật liệu nhẹ sẽ làm giảm tải trọng công trình khoảng 15%, giúp tiết kiệm 7 - 10% chi phí xây thô. Ngoài ra, do kích cỡ lớn, dễ khoan cắt, việc sử dụng loại gạch này trong thi công sẽ giảm thời gian xây dựng khoảng 30%. Công trình xây xong cũng sẽ tiết kiệm được khoảng 40% điện năng tiêu thụ cho máy lạnh, nhờ có độ cách nhiệt tốt hơn.

2.2. Bê tông thường sẽ dần bị thay thế bởi bê tông in công nghệ

Vật liệu bê tông thích ứng với công nghệ in bê tông cần được quan tâm vì trong tương lai, các công trình xây dựng thi công theo phương pháp này rất nhanh và hiệu quả.

Trong xu hướng tự động hóa, để giảm nhân lực, giảm thời gian xây dựng trên công trường, tránh các rủi ro về mất an toàn lao động, giảm chi phí sản xuất và tăng tính tự do trong sáng tác thiết kế kiến trúc, mỹ thuật của ngành xây dựng thì công nghệ in bê tông sẽ trở thành xu hướng với nhiều ưu thế. Công nghệ này được phát triển trên cơ sở công nghệ sản xuất các vật thể từ dữ liệu mô hình ba chiều.

Trong công nghệ in bê tông, cấu kiện được hình thành theo các lớp vật liệu in ra từ máy in tự động, các lớp vật liệu này liên kết với nhau theo chiều thẳng đứng. Vật liệu được phun/in ra từng lớp một và xong lớp dưới thì mới đến lớp trên. Lớp vật liệu trên liên kết với lớp vật liệu dưới bằng liên kết cơ lý hóa chặt chẽ tùy thuộc vào độ nhớt/độ dẻo của vật liệu sử dụng.

Công nghệ in bê tông sẽ khắc phục được các hạn chế về phương pháp chế tạo cấu kiện bê tông theo phương pháp xây dựng truyền thống, không dập khuôn, tạo cấu kiện theo yêu cầu đa dạng của kiến trúc sư, đồng thời, tiết kiệm thời gian và vật liệu chế tạo do có ít vật liệu bị dư thừa.
(Còn nữa)