Tận dụng phế thải công nghiệp, hướng đến công trình ven biển xanh

Tại Quảng Ninh, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Việt Nam (VIGMR) vừa phối hợp cùng chuyên gia Hàn Quốc tiến hành thử nghiệm vật liệu kết dính vô cơ CMD-SOIL - một giải pháp mới tận dụng tro bay và xỉ lò cao để thay thế xi măng trong công nghệ trộn sâu, nhằm giảm phát thải, tiết kiệm tài nguyên và hướng tới xây dựng công trình ven biển phát thải thấp.

Theo thống kê, mỗi năm Việt Nam phát sinh hàng chục triệu tấn tro bay và xỉ lò cao từ các nhà máy nhiệt điện và luyện thép. Đây là hai loại chất thải rắn có khối lượng lớn, nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây ô nhiễm đất, nước và ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống của người dân xung quanh.

Vật liệu CMD-SOIL được sản xuất từ tro bay và xỉ lò cao giúp giảm tới 90% lượng CO₂ so với xi măng thông thường.

Tuy nhiên, thay vì chôn lấp hay lưu trữ tạm thời, các chuyên gia của VIGMR đã hợp tác cùng Công ty Zian Industry Co., Ltd (Hàn Quốc) - thành viên CMD Group Co., Ltd nghiên cứu tái chế nguồn thải này thành vật liệu kết dính vô cơ CMD-SOIL, có thể thay thế xi măng truyền thống trong xử lý nền móng công trình.

Thử nghiệm được thực hiện tại Khu công nghiệp Bắc Tiền Phong, đây là nơi có địa chất yếu, lớp sét pha bùn dày từ 10-15m và mực nước ngầm nông chỉ khoảng 1,2-1,7m. Đây là môi trường thách thức, đòi hỏi giải pháp xử lý tiên tiến để đảm bảo an toàn, ổn định cho hạ tầng cảng biển và các công trình ven biển quy mô lớn.

CMD-SOIL là vật liệu kết dính vô cơ thân thiện môi trường, phát triển dựa trên phản ứng kích hoạt kiềm, tạo ra quá trình cứng hóa tương tự xi măng Portland nhưng với lượng phát thải CO₂ thấp hơn tới 90 lần.

Nếu như sản xuất một tấn xi măng thông thường thải ra khoảng 903 kg CO₂, cùng một lượng CMD-SOIL chỉ phát thải 10 kg CO₂. Không chỉ giảm khí nhà kính, công nghệ này còn giúp tận dụng hoàn toàn nguồn phế thải, tránh lãng phí tài nguyên và giảm tải cho các bãi chứa tro xỉ. Các nguyên liệu chính của CMD-SOIL là tro bay từ nồi hơi tầng sôi tuần hoàn (CFBC) và xỉ lò cao nghiền mịn S95 - hai loại phế phẩm có sẵn trong nước, phù hợp để nhân rộng mô hình trong nhiều lĩnh vực hạ tầng khác nhau.

Theo VIGMR, việc tái chế nguồn chất thải công nghiệp này không chỉ giảm ô nhiễm đất và nước, mà còn đóng góp thiết thực cho mục tiêu kinh tế tuần hoàn và chiến lược trung hòa carbon đến năm 2050 mà Việt Nam đã cam kết tại COP26.

Tại Quảng Yên, các chuyên gia đã tiến hành thử nghiệm hiện trường trên 12 cột trộn sâu (Deep Mixing Method) với chiều sâu 6m, sử dụng cấp phối chất kết dính 200-300 kg/m³ đất. Sau 7, 14 và 28 ngày, các mẫu được kiểm tra bằng thí nghiệm nén, xuyên tiêu chuẩn (SPT) và thử tải trọng (PBT), đối chứng với xi măng OPC truyền thống.

Kết quả cho thấy, cường độ nén 28 ngày của CMD-SOIL đạt 2,8-3,0 MPa, cao hơn 1,5 lần so với tiêu chuẩn thiết kế nền cảng biển (1,7-2,2 MPa). Không chỉ vậy, vật liệu không gây độc tính cấp tính cho sinh vật thủy sinh, và đạt chuẩn Hàn Quốc về giới hạn kim loại nặng (Pb, Hg, Cr⁶⁺ đều không phát hiện). Điều này khẳng định, CMD-SOIL vừa an toàn với môi trường biển, vừa đảm bảo độ bền kỹ thuật cho các công trình ven biển.

Không chỉ vượt trội về môi trường, CMD-SOIL còn mang lại hiệu quả kinh tế cao. Giá thành vật liệu chỉ bằng 70-80% xi măng PCB40, nhờ tận dụng nguyên liệu sẵn có và giảm chi phí vận chuyển. Theo đại diện CMD Group, vật liệu này có tiềm năng mở ra thị trường hàng tỷ USD cho các dự án xử lý nền đất yếu ven biển, đường cao tốc, sân bay và khu công nghiệp ven sông biển tại Việt Nam.

Tiến sĩ Trịnh Hải Sơn, Viện trưởng VIGMR, cho biết CMD-SOIL có hai ưu điểm nổi bật. Thứ nhất, sử dụng trực tiếp vật liệu đất tại chỗ, giúp giảm chi phí thi công và hạn chế khai thác đất mới. Thứ hai là khả năng chịu mặn tốt, phù hợp với các công trình ven biển, hải đảo, nơi xi măng truyền thống dễ bị ăn mòn.

Ông Sơn nhấn mạnh, kết quả nghiên cứu và thử nghiệm này hoàn toàn phù hợp với Quyết định 126/QĐ-TTg năm 2019 của Thủ tướng Chính phủ, về phát triển vật liệu xây dựng phục vụ công trình ven biển và hải đảo đến năm 2025. Đây là bước đi cụ thể hóa chủ trương phát triển ngành vật liệu theo hướng xanh, tuần hoàn và giảm phát thải. CMD-SOIL không chỉ là một sản phẩm khoa học, mà còn thể hiện tư duy mới trong phát triển bền vững ngành công nghiệp xây dựng. Từ việc tận dụng phế thải, giảm phát thải, đến ứng dụng công nghệ thân thiện môi trường, tất cả đều hướng tới mục tiêu xây dựng các công trình ven biển an toàn, xanh và bền vững.

Nếu được nhân rộng, công nghệ này sẽ góp phần quan trọng vào việc giảm phát thải hàng triệu tấn CO₂ mỗi năm, đồng thời biến tro xỉ công nghiệp thành nguồn nguyên liệu tái sinh có giá trị, thúc đẩy kinh tế tuần hoàn trong lĩnh vực xây dựng.

Có thể nói, CMD-SOIL chính là biểu tượng cho cách tiếp cận “từ chất thải đến tài nguyên”, giải pháp nền xanh cho tương lai công trình ven biển Việt Nam, nơi phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường không còn là hai con đường tách biệt, mà cùng hội tụ trong một mục tiêu chung: xanh hóa tăng trưởng, bền vững lâu dài.