Phát minh có thể thay đổi tương lai ngành xây dựng: Biến rác thành ‘phụ gia’ khắc chế ‘ngon ơ’ nứt gãy nhựa đường, tìm lối thoát cho 500.000 tấn hàng thải

Tại Lãnh thổ Bắc Australia, hàng triệu lốp xe thải đang chất đống. Gần một nửa bị chôn lấp, phần còn lại được chuyển sang các bang khác để tái chế. Giờ đây, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Charles Darwin (CDU) đang tìm cách biến nguồn rác thải này thành các tuyến đường bền và thân thiện hơn với môi trường.

Nhóm nghiên cứu thử nghiệm nhựa đường và bitum được bổ sung lốp xe nghiền nhỏ từ xe tải và xe du lịch, kết hợp với nhựa tái chế, nhằm đáp ứng điều kiện khí hậu đặc thù của khu vực.

Nghiên cứu đánh giá khả năng chịu nhiệt độ cực đoan, tia UV và các tác động môi trường khác của hỗn hợp vật liệu này.

Nghiên cứu sinh Ramin Shahbazi của CDU, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết các tuyến đường được thiết kế cho khí hậu mát thường không chịu nổi điều kiện khắc nghiệt tại Australia.

Ông nói: “Thời tiết nóng khiến mặt đường nhanh bị ‘lão hoá’, do các phản ứng hoá học khác nhau trong lớp nhựa, làm mặt đường cứng, giòn và dễ hư hai”.

Bằng cách bổ sung cao su và nhựa tái chế, Shahbazi cho biết nhóm nghiên cứu muốn nâng chất lượng mặt đường lên ngang bằng hoặc vượt vật liệu truyền thống. Việc này cũng có thể giảm chi phí xây dựng, tránh phải sử dụng các loại polymer đắt tiền chỉ để chịu tải trọng giao thông và thời tiết địa phương.

Ông nhận xét: “Chi tiền cho polymer đắt đỏ chỉ để đáp ứng điều kiện giao thông và thời tiết ở đây chẳng khác nào cộng thêm một chi phí môi trường vào tổng chi phí hạ tầng”.

Dự án xem xét khả năng chịu đựng dài hạn của chất kết dính có cao su vụn (CRMB) và chất kết dính có nhựa tái chế (RPMB). CRMB cho thấy khả năng chống oxy hóa, chịu nhiệt và tia UV tốt, cho thấy vật liệu này có thể giúp nhựa đường bền hơn trong môi trường khắc nghiệt.

Ngược lại, hiệu quả của RPMB phụ thuộc vào loại polymer, liều lượng và điều kiện môi trường, cho thấy cần thêm nghiên cứu để đạt kết quả ổn định.

Độ ẩm cũng là yếu tố được chú ý. CRMB có thể cải thiện độ bám dính của cốt liệu nhờ các tương tác hóa học, dù các hạt cao su chưa tan hoàn toàn có thể làm giảm hiệu quả.

Nhựa đường có nhựa tái chế cho thấy mức độ kháng ẩm chấp nhận được, nhưng các nhà khoa học vẫn tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của các đặc tính nhựa đối với hỗn hợp tổng thể.

Ông Shahbazi kỳ vọng nghiên cứu sẽ góp phần chuẩn hóa việc sử dụng vật liệu tái chế trong xây dựng hạ tầng và khuyến khích đầu tư vào các cơ sở tái chế tại Lãnh thổ Bắc Australia.

Ông nói trong thông cáo báo chí: “Đầu tư vào các cơ sở tái chế dành riêng cho những vật liệu này sẽ góp phần thúc đẩy kinh tế tuần hoàn tại địa phương”.

Theo báo cáo thường niên 2023–2024 của Tire Stewardship Australia, mỗi năm có khoảng 500.000 tấn lốp xe hết vòng đời trên toàn Australia. Bằng việc tái sử dụng rác thải để làm đường, dự án có thể giảm tác động môi trường và thúc đẩy xây dựng hạ tầng bền vững, phù hợp khí hậu.

Sáng kiến này là nỗ lực hợp tác giữa CDU và Bộ Hậu cần và Hạ tầng của Chính quyền Lãnh thổ Bắc Australia, nhằm xây dựng các tuyến đường bền vững trên một trong những khu vực có điều kiện thách thức nhất tại nước này.

Theo IE