Xây dựng xanh cùng vật liệu xây dựng không nung

Gạch block Gạch block được sản xuất từ xi măng, cát, sỏi, đá dăm, v.v… Độ bền của viên gạch được gia tăng nhờ lực ép hoặc rung hoặc cả ép lẫn rung lên viên gạch và thành phần kết dính. Gạch bê tông khí chưng áp (gạch AAC) Gạch AAC được làm từ xi măng, vôi, thạch cao, nước, bột nhôm. Gạch được tạo hình bằng phương pháp đổ rót như đúc bê tông, cắt định hình bằng máy cắt tự động và được dưỡng hộ cưỡng bức trong lò chưng hấp áp suất cao. Gạch Silicat Gạch silicat làm từ vôi, cát silic và nước. Độ bền của viên gạch được gia tăng nhờ lò chưng hấp áp suất cao. Bê tông cốt liệu nhẹ keramzit Bê tông cốt liệu nhẹ keramzit được sản xuất từ xi măng, khung thép, keramzit và phụ gia. Gạch nhẹ, chịu được cường độ cao nhưng giá thành cao.

Gạch ống Gạch ống không nung cách sản xuất tương tự như gạch block. Độ bền của viên gạch được gia tăng nhờ lực ép và thành phần kết dính. Gạch bê tông bọt Gạch bê tông bọt làm từ xi măng, cốt liệu và phụ gia tạo bọt. Sản suất bằng công nghệ tạo bọt, khí trong kết cấu nên tỷ trọng viên gạch giảm đi nhiều. Vách ngăn thạch cao Sử dụng vách thạch cao giảm 55 % thời gian xây dựng so với tường gạch, có thể tiết kiệm được 7% tổng giá trị đầu tư đối với một tòa nhà trên 25 tầng. Tuy nhiên vách ngăn thạch cao có đặc tính dễ co ngót, kỵ nước. Cấu kiện 3D Cấu kiện 3D được sản xuất từ khung sắt và lõi nhẹ. Tấm 3D thích hợp thi công trên nền đất yếu, cải tạo nâng tầng nhà cũ với chi phí gia cố móng tối thiểu do nhẹ, thực hiện dễ, nhanh. Tuy nhiên, độ chống thấm kém, giá cao.

Sáng chế (SC) về VLXKN có từ rất sớm, từ đầu thế kỷ 20. Đến nay, theo cơ sở dữ liệu tiếp cận được, có rất nhiều SC liên quan đến VLXKN, từ năm 1901 đến nay, trên thế giới có trên 8.900 SC. Lượng SC tập trung nhiều từ thập niên 90 đến nay, nhiều gấp 3 lần tổng số các SC của những năm trước, trung bình cứ mỗi năm có hơn 300 SC đăng ký. Trong đó, năm 2005 có đến 518 SC mới được đăng ký.

Số lượng đăng ký sáng chế về GKN trên thế giới

Nguồn: Wipsglobal

Các quốc gia ở châu Âu, châu Mỹ (như Hoa Kỳ, Anh, Canada,…) có những nghiên cứu và sản xuất VLXKN đầu tiên. Những năm sau này, các quốc gia châu Á (Nhật, Trung Quốc, Hàn Quốc) bắt đầu quan tâm nhiều về lĩnh vực này. Đến nay, có khoảng 47 quốc gia có SC đăng ký về VLXKN. Trong đó, 4 quốc gia có lượng đăng ký SC nhiều nhất là Nhật: 3448 SC; Trung Quốc: 1748 SC; Hàn Quốc: 986 SC; Mỹ: 825 SC. 
 

Xu hướng nghiên cứu VLXKN theo phân loại SC quốc tế 
 

Ghi chú: E04, B28,E02,E01, C04: số phân loại SC quốc tế

Nguồn: Wipsglobal

VLXKN đầu tiên được phát triển là những sản phẩm xi măng cốt liệu đa dạng các thành phần như: cát, mạt đá, xỉ, tro bay, đất đồi, phế thải xây dựng và công nghiệp. Những sản phẩm bê tông nhẹ có chất luợng cao và giá thành thấp cũng là hướng các nhà đầu tư ngắm tới. Sau đó, sau này là sự bùng nổ của VLXKN đa dạng về chủng loại, tính năng nhờ vào sự phổ biến công nghệ vật liệu tiên tiến của các nước phát triển.
 

VLXKN được tập trung nghiên cứu và ứng dụng trong những lĩnh vực sau đây:
 

- Các kết cấu xây dựng trên mặt đất như: tường, vách ngăn, nền sàn hoặc mái, tấm lợp, đá lợp, ván lợp…. (E04).
 

- Các công trình xây dựng ngầm, thủy lợi, hay các công trình thi công dưới nước (B28).
 

- Các công trình xây dựng giao thông như: mặt đường, đường bộ, đường sắt (E02).
 

- Các phương pháp xử lý nguyên vật liệu (xi măng, đất sét, đá…hay vật liệu hỗn hợp) và các loại máy móc thiết bị để tạo hình dạng cho VLXKN như: gạch viên, gạch tấm hay 3D… (E01).
 

- Đặc tính kết dính và tính xốp nhẹ nhờ chất độn trong vật liệu xây (vôi, magie oxit, xỉ, xi măng, các hỗn hợp đá…) trong sản xuất vật liệu xây không nung (C04).
Từ năm 1990 đến nay, nghiên cứu về đặc tính kết dính cho VLXKN và ứng dụng VLXKN cho các công trình mặt đất đang có xu hướng gia tăng theo thời gian.
 

Tại Việt Nam, SC về VLXKN còn ít, chỉ khoảng trên 20 SC, hầu hết đang được công báo, chưa cấp bằng. Có thể kể đến các SC như: vật liệu xây dựng bằng cát, đất, đá tại chỗ, tác giả: Nguyễn Hồng Bĩnh - TP.HCM; Sản xuất bê tông nhẹ không sử dụng xi măng, tác giả: Phạm Tuấn Nhi - TP.HCM; Bê tông nhẹ được tạo thành từ chất tạo bọt, tác giả: Trần Trung Nghĩa - TP.HCM; Bê tông cốt liệu gáo dừa, tác giả: Nguyễn Tấn Khoa, Bến Tre…
 

Thị trường gạch không nung: thế giới sôi động, Việt Nam đủng đỉnh
 

Tại châu Âu và các nước phát triển ở châu Á vào thập niên 60, 70, ngành sản xuất VLXKN đã phát triển mạnh, đến nay đã gần thay thế gạch đất sét nung. VLXKN đang chiếm thị phần ngày càng lớn do chính phủ các quốc gia này có những chính sách hỗ trợ sớm để loại vật liệu này có thể cạnh tranh với vật liệu nung. Điển hình như Trung Quốc đã ban hành lệnh cấm sản xuất là sử dụng gạch đất sét rắn ở 170 thành phố từ năm 2003. Thái Lan không ban hành chính sách khuyến khích VLXKN nhưng Nhà nước quản lý chặt việc sử dụng đất đai, do đó vật liệu nung có giá cao hơn rất nhiều VLXKN. Yếu tố thị trường điều tiết khiến công nghiệp VLXKN ở Thái Lan rất phát triển như bêtông nhẹ đã có cách đây 10 năm. Tại Ấn Độ, GKN đang có xu hướng trở thành vật liệu phổ biến thứ hai sau gạch nung, chiếm khoảng 24% tổng vật liệu xây dựng.
 

Tại các nước phát triển, VLXKN chiếm khoảng 60% tổng vật liệu xây dựng, gạch đất sét nung chỉ chiếm khoảng 10 – 15 %. Tại Mỹ những chương trình xây dựng xanh đang có chiều hướng tăng với tốc độ đáng kể do chính sách ưu đãi và khuyến khích của chính quyền địa phương và liên bang, có tới 1/3 các công trình xây dựng thương mại mới là các công trình xanh – là công trình hoàn toàn xây dựng bởi vật liệu thân thiện với môi trường như VLXKN. Trong 5 năm tới, hoạt động xây dựng xanh của khu vực thương mại dự kiến sẽ tăng gấp 3 lần chiếm 120 – 145 tỷ USD trong xây dựng mới.
 

Ở Việt Nam, nhu cầu về vật liệu xây rất cao do nước ta đang trong giai đoạn phát triển. Dự báo nhu cầu năm 2020 khoảng 42 tỷ viên gạch, nhưng hiện tại sản xuất VLXKN chỉ chiếm khoảng 8 – 10% tổng vật liệu xây. Tính đến năm 2012, gạch block cả nước có hơn 1.000 dây chuyền có năng suất 7 tr viên/ năm; 50 dây chuyền năng suất 7-40 triệu viên/năm. Gạch AAC có 22 doanh nghiệp đầu tư dự án, trong đó có 9 nhà máy hoạt động. Gạch bê tông bọt 17 dây chuyền nhưng hoạt động cầm chừng. Có thể nói VLXKN tại Việt Nam phát triển rất chậm. Có nhiều nguyên nhân làm cho VLXKN chậm phát triển, đó là:
 

- Do thói quen sử dụng gạch đất sét nung lâu đời của người dân nên chưa có niềm tin với GKN và chưa ý thức sử dụng nó như là một hành động bảo vệ môi trường.
 

- Chất lượng và giá thành sản phẩm GKN phần lớn chưa thể so sánh với gạch đất sét nung. Trong khi gạch đất sét nung có chất lượng tốt, giá thành rẻ; thiết bị đơn giản, đầu tư thấp.
 

- Doanh nghiệp sản xuất gạch nung vẫn còn kiếm được nhiều lợi nhuận do không chịu thuế môi truờng, giá nguyên liệu, nhiên liệu và nhân công rẻ.
 

- Chính sách, quy hoạch và quản lý của Chính phủ chưa kịp thời và đồng bộ, đến mãi năm 2010 thì mới có QĐ 567/QĐ-TTg của chính phủ về VLXKN.
 

Sản xuất và sử dụng VLXKN, xây dựng xanh, là xu thế tất yếu của thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Sự ra đời của Thông tư “Quy định sử dụng VLXKN trong các công trình xây dựng” cùng những biện pháp cứng rắn của Chính phủ và sự quan tâm của người dân, hy vọng VLXKN sẽ phát triển trong tương lai.
 

Hoàng Long, STINFO Số 3/2013