Bê tông thấm tái chế dùng cho vỉa hè là một giải pháp vật liệu trong mạng lưới hạ tầng thấm nước phân tán của "thành phố bọt biển". Báo Xây dựng đã có cuộc trao đổi với GS.TS Nguyễn Hoàng Giang, Phó hiệu trưởng Trường Đại học Xây dựng Hà Nội.
Chuyển từ bề mặt không thấm sang hạ tầng thấm nước
Thưa ông, thế nào là "thành phố bọt biển"?
GS.TS Nguyễn Hoàng Giang, Phó hiệu trưởng Trường Đại học Xây dựng Hà Nội.
Một đặc trưng dễ nhận thấy của đô thị hóa là sự gia tăng nhanh diện tích bề mặt không thấm nước. Mái nhà, đường giao thông, bãi đỗ xe, sân bê tông, quảng trường và vỉa hè bị bê tông hóa... làm thay đổi căn bản chu trình thủy văn tự nhiên. Thay vì thấm xuống đất, nước mưa chuyển hóa thành dòng chảy mặt, tập trung nhanh vào hệ thống rãnh thu, hố ga và cống thoát nước. Khi cường độ mưa lớn hơn năng lực thu gom - tiêu thoát của hệ thống hiện hữu, ngập úng cục bộ xuất hiện.
"Thành phố bọt biển" (Sponge City) là cách tiếp cận quản lý nước mưa đô thị theo hướng giữ nước tại nguồn, làm chậm dòng chảy, tăng thấm, tăng trữ, tăng lọc tự nhiên và chỉ xả phần nước dư khi cần thiết.
Thành phố bọt biển không phủ nhận vai trò của hạ tầng thoát nước truyền thống, nhưng bổ sung một tư duy mới, đó là tổ chức lại bề mặt đô thị để từng khu vực nhỏ có khả năng tham gia điều tiết nước mưa.
Với cách tiếp cận đó, bê tông thấm tái chế dùng cho vỉa hè là một giải pháp quan trọng, có thể trở thành một mắt xích vật liệu trong mạng lưới hạ tầng thấm nước phân tán của đô thị bọt biển.
Nhóm nghiên cứu của Trường Đại học Xây dựng Hà Nội đang nghiên cứu bê tông thấm tái chế từ chất thải rắn xây dựng. Vậy xin hỏi bê tông này hoạt động theo nguyên lý như thế nào, thưa ông?
Chúng tôi nghiên cứu bê tông thấm nước sử dụng cốt liệu tái chế từ chất thải rắn xây dựng theo hướng đây không chỉ là một giải pháp đơn lẻ để giải quyết ngập úng đô thị, mà cần được đặt trong tổng thể hệ thống thành phố bọt biển.
Bê tông thấm tái chế dùng cho vỉa hè tham gia vào hệ thống quản lý nước mưa theo chu trình: nước mưa rơi xuống vỉa hè - thấm qua lớp bê tông thấm - lưu giữ tạm trong lớp móng rỗng - phân phối sang đất nền hoặc vùng rễ cây - phần nước dư được thu về ống, giếng thu hoặc bể chứa.
Như vậy, lớp bê tông thấm là lớp tiếp nhận ban đầu. Hiệu quả thực sự phụ thuộc vào toàn bộ cấu tạo, bao gồm lớp bê tông thấm, kết cấu bên dưới và khả năng kết nối với cây xanh hoặc hệ thống thoát nước hiện hữu.
Thưa ông, vì sao nhóm nghiên cứu đề xuất thử nghiệm ứng dụng bê tông thấm tái chế cho vỉa hè?
Trong nhiều dự án đô thị, vỉa hè thường được tiếp cận như một hạng mục hạ tầng hoàn thiện, bề mặt lát gạch, lát đá, bó vỉa, bố trí cây, cột điện, đèn chiếu sáng, biển báo và các tiện ích công cộng. Tuy nhiên, dưới góc nhìn môi trường đô thị, vỉa hè là một không gian chiến lược.
Thứ nhất, vỉa hè có diện tích phân bố rộng và liên tục, có thể hình thành các hành lang bọt biển phân tán trên toàn đô thị.
Thứ hai, vỉa hè gắn trực tiếp với cây xanh đường phố. Nếu vỉa hè bị lát kín hoàn toàn, cây xanh đô thị dễ rơi vào tình trạng bó gốc, thiếu nước, thiếu không khí vùng rễ và suy giảm sức sống.
Thứ ba, vỉa hè có yêu cầu tải trọng vừa phải hơn so với mặt đường xe chạy. Đây là điều kiện thuận lợi để sử dụng bê tông thấm có cốt liệu tái chế từ chất thải rắn xây dựng.
Do đó, vỉa hè là một điểm can thiệp hợp lý để đưa vật liệu tái chế vào hạ tầng đô thị. Nếu mặt đường chính là nơi yêu cầu kết cấu nghiêm ngặt, thì vỉa hè có thể là nơi phù hợp hơn để thử nghiệm, chuẩn hóa và mở rộng các vật liệu xanh - tuần hoàn.
Theo GS.TS Nguyễn Hoàng Giang, vỉa hè là một điểm can thiệp hợp lý để đưa vật liệu tái chế vào hạ tầng đô thị. Ảnh: NVCC.
Cơ chế tham gia của vỉa hè bê tông thấm trong thành phố bọt biển như thế nào, thưa ông?
Đối với vỉa hè truyền thống, nước mưa gần như lập tức chảy ra lòng đường, sau đó đi vào hố ga và cống thoát nước. Quá trình này làm tăng lưu lượng đỉnh trong thời gian ngắn. Với vỉa hè bê tông thấm, toàn bộ hoặc phần lớn nước mưa được giữ lại ngay tại nơi phát sinh, mang lại giá trị phân tán lượng nước mưa.
Mỗi đoạn vỉa hè có thể chỉ giữ được một lượng nước nhất định, nhưng khi được áp dụng trên nhiều tuyến phố, nhiều khu dân cư, nhiều trường học và khu công cộng, hiệu quả cộng gộp có thể làm giảm áp lực đáng kể cho hệ thống thoát nước hiện hữu.
Một kết cấu vỉa hè bê tông thấm đúng nghĩa phải gồm lớp mặt thấm nước và lớp móng có độ rỗng đủ lớn để chứa nước tạm thời. Khi mưa lớn, lớp móng này hoạt động như một bể chứa dưới vỉa hè.
Vỉa hè bê tông thấm còn góp phần cải thiện vi khí hậu, kết nối với cây xanh và giảm hiệu ứng nhiệt đô thị. Vỉa hè bê tông thấm có thể giảm nhiệt theo hai cơ chế: giảm tích nhiệt bề mặt và tăng khả năng bay hơi nước từ lớp vật liệu hoặc nền bên dưới sau mưa.
Tuy nhiên, bê tông thấm không thể thay thế cây xanh trong kiểm soát nhiệt đô thị mà phát huy vai trò hỗ trợ. Một thành phố bọt biển đúng nghĩa không chỉ chống ngập, mà còn tăng cường chức năng sinh thái của đô thị.
Bê tông thấm tái chế được sử dụng trong Trường Mầm non Giấy Bãi Bằng (Phú Thọ). Ảnh: NVCC.
Tạo đầu ra cho chất thải rắn xây dựng
Hà Nội hiện có khối lượng chất thải rắn xây dựng rất lớn. Đây có phải là cơ hội để phát triển bê tông thấm tái chế không, thưa ông?
Từ góc độ vật liệu, thách thức lớn nhất của tái chế chất thải rắn xây dựng không chỉ là công nghệ nghiền sàng, mà là tìm được ứng dụng có nhu cầu đủ lớn, yêu cầu kỹ thuật phù hợp và có khả năng tiêu thụ ổn định.
Nếu cốt liệu tái chế không có đầu ra, hoạt động tái chế sẽ khó vượt ra khỏi phạm vi thử nghiệm và chất thải rắn xây dựng vẫn có nguy cơ quay lại con đường đổ thải, chôn lấp hoặc sử dụng giá trị thấp.
Với bê tông thấm dùng cho vỉa hè, các yêu cầu kỹ thuật và đặc tính của cốt liệu tái chế từ chất thải rắn xây dựng có sự tương thích: Cường độ không cần quá cao như bê tông kết cấu; bề mặt nhám và cấu trúc rỗng của cốt liệu có thể được khai thác để tạo hệ bê tông thấm.
Chính vì vậy, vỉa hè bê tông thấm là một đầu ra hợp lý cho chất thải rắn xây dựng tái chế. Ứng dụng này không đòi hỏi cốt liệu tái chế phải thay thế hoàn toàn đá tự nhiên trong các kết cấu chịu lực cao, mà đặt cốt liệu tái chế vào một sản phẩm có chức năng môi trường rõ ràng.
Bê tông thấm tái chế được sử dụng trong sân thể thao công viên Phúc Tân, Hà Nội. Ảnh: NVCC.
Có thể hiểu bê tông thấm tái chế từ chất thải rắn xây dựng là sản phẩm của kinh tế tuần hoàn và là vật liệu xanh không?
Vật liệu tái chế chỉ có thể phát triển bền vững khi được đặt trong hệ sinh thái chính sách và thị trường phù hợp. Nếu chỉ xem cốt liệu tái chế là vật liệu thay thế giá rẻ thì khả năng cạnh tranh sẽ hạn chế. Nhưng nếu đặt nó trong bối cảnh thành phố bọt biển, kinh tế tuần hoàn và mua sắm công xanh, giá trị của vật liệu được mở rộng.
Khi đó, bê tông thấm tái chế không chỉ là sản phẩm kỹ thuật mà trở thành công cụ triển khai chính sách đô thị. Bê tông thấm tái chế dùng cho vỉa hè có thể trở thành cơ sở cho chính sách quản lý nước mưa đô thị, chính sách quản lý chất thải rắn xây dựng và chính sách vật liệu xanh.
Các dự án cải tạo vỉa hè, sân trường, công viên, bãi đỗ xe và khuôn viên công cộng có thể từng bước đưa vào tiêu chí về tỷ lệ bề mặt thấm nước, khả năng giảm dòng chảy mặt, tỷ lệ sử dụng vật liệu tái chế và yêu cầu bảo trì chống tắc nghẽn…
Cần thí điểm và xây dựng yêu cầu kỹ thuật
Để thúc đẩy ứng dụng vật liệu này trong phát triển đô thị bọt biển, theo ông cần có những giải pháp gì?
Bê tông thấm tái chế dùng cho vỉa hè là một giải pháp có giá trị chiến lược khi được đặt đúng trong hệ thống thành phố bọt biển. Dưới góc độ vật liệu, đây là một đầu ra phù hợp cho cốt liệu tái chế từ chất thải rắn xây dựng. Nhờ đó, chuỗi giá trị của chất thải rắn xây dựng được mở rộng từ "chất thải cần xử lý" thành "tài nguyên thứ cấp phục vụ đô thị thích ứng khí hậu".
Bê tông thấm nước cũng rất phù hợp cho các không gian công cộng như sân trường, công viên, bãi đỗ xe… Vật liệu không bị đọng nước nên không rêu không trơn trượt. Ảnh: NVCC.
Dưới góc độ môi trường, giải pháp này góp phần giảm dòng chảy mặt, giảm đọng nước, giảm áp lực cho hệ thống cống, hỗ trợ cây xanh, cải thiện vi khí hậu và giảm khai thác tài nguyên tự nhiên.
Dưới góc độ quản lý đô thị, nó tạo cơ sở cho việc lồng ghép các mục tiêu chống ngập, chỉnh trang vỉa hè, phát triển hạ tầng xanh, quản lý chất thải rắn xây dựng và mua sắm xanh.
Bê tông thấm tái chế nếu lựa chọn đúng vị trí, thiết kế đúng cấu tạo, kiểm soát đúng vật liệu và duy trì đúng quy trình bảo trì có thể trở thành một cấu phần quan trọng trong quá trình chuyển đổi đô thị Việt Nam theo hướng bọt biển hơn, tuần hoàn hơn và thích ứng khí hậu tốt hơn.
Để thúc đẩy ứng dụng vật liệu này trong thực tế, chúng tôi kiến nghị ưu tiên thí điểm tại vỉa hè trường học, công viên, khu dân cư, khuôn viên công cộng và các tuyến phố có cây xanh nhưng thường xuyên đọng nước. Vai trò của khu vực công đặc biệt quan trọng, có thể tạo nhu cầu ban đầu đủ lớn để thúc đẩy thị trường cốt liệu tái chế.
Cùng với đó, xây dựng yêu cầu kỹ thuật đối với tái chế chất thải rắn xây dựng như cỡ hạt cốt liệu tái chế, độ sạch, độ hút nước, kiểm soát tạp chất và nghiệm thu khả năng thấm của kết cấu sau thi công; xây dựng quy trình bảo trì định kỳ bê tông thấm tái chế để tránh tắc nghẽn bề mặt và duy trì chức năng thấm trong suốt vòng đời khai thác vật liệu.
Trân trọng cảm ơn ông!