Từ lõi cây gai dầu bị bỏ lại sau khi tách sợi dệt vải, sinh viên UTH đã chế tạo vật liệu xây dựng và thi công thử nghiệm. Bức tường nhỏ trong khuôn viên trường gợi mở hướng giảm phát thải ngành xây dựng, bắt đầu từ vật liệu xanh.
Phát thải nằm sẵn trong vật liệu
Việt Nam đã cam kết đưa phát thải ròng về "0" vào năm 2050. Với ngành Xây dựng, cam kết này được cụ thể hóa tại Quyết định số 385/QĐ-BXD ngày 12/5/2022 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng, với yêu cầu xây dựng lộ trình giảm phát thải toàn Ngành và bộ tiêu chí công trình phát thải các-bon thấp.
Nghị định số 119/2025/NĐ-CP của Chính phủ tiếp tục đặt mục tiêu đến năm 2030 giảm ít nhất 15,03% lượng phát thải khí nhà kính trong sản xuất vật liệu xây dựng.
Sinh viên UTH thi công mô hình nhà sinh thái hướng tới phát thải ròng bằng "0" tại giảng đường UTH.
Điều đáng lưu ý là phần lớn lượng phát thải của một công trình đã hình thành ngay từ khi xây dựng, nằm trong xi măng, gạch nung và thép, tức phát thải hàm chứa (embodied carbon).
Tiết kiệm năng lượng khi vận hành là cần thiết nhưng chưa đủ; lời giải căn cơ phải đến từ chính vật liệu. Vật liệu gốc sinh học, lấy nguyên liệu từ nông, lâm nghiệp, là một hướng đi như vậy, nhưng ở nước ta còn ít được nghiên cứu bài bản.
Hempcrete: nhẹ, cách nhiệt và lưu giữ các-bon
Ở vùng cao phía Bắc, đồng bào Mông trồng gai dầu từ lâu để dệt vải lanh. Sau khi tách sợi, phần lõi gỗ chiếm khoảng 65 - 70% sinh khối hầu như bị bỏ phí. Trộn lõi gai dầu băm nhỏ với chất kết dính gốc vôi và nước sẽ tạo thành bê tông gai dầu (hempcrete).
Dù mang tên "bê tông", hempcrete không phải vật liệu chịu lực mà là vật liệu bao che, được thi công chèn vào khung gỗ, thép hoặc bê tông cốt thép để làm tường, vách. Vật liệu nhẹ hơn nhiều so với gạch xây, cách nhiệt, cách âm tốt và có khả năng hút, nhả hơi ẩm để điều hòa độ ẩm trong phòng.
Sinh viên và lãnh đạo Nhà trường bên bức tường thử nghiệm bằng bê tông gai dầu.
Về phát thải, cây gai dầu hấp thụ CO₂ khi sinh trưởng, còn chất kết dính vôi tiếp tục hấp thụ CO₂ qua phản ứng cacbonat hóa trong quá trình đóng rắn; vì vậy nhiều nghiên cứu quốc tế xếp hempcrete vào nhóm vật liệu lưu giữ các-bon. Con số cụ thể cho Việt Nam vẫn cần được xác lập bằng đánh giá vòng đời (LCA) với nguồn vôi và cự ly vận chuyển trong nước.
Tận dụng phụ phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng cũng là cách làm đúng tinh thần kinh tế tuần hoàn, đồng thời có thể nâng giá trị cây trồng truyền thống và tạo thêm sinh kế cho đồng bào vùng cao nếu hình thành được chuỗi thu mua, sơ chế ổn định.
Từ mẫu thử đến bức tường thật
Tại UTH, nhóm sinh viên CESD Student Team sử dụng lõi gai dầu thu mua tại Sa Pa (Lào Cai) để hoàn thiện quy trình chế tạo, thí nghiệm cường độ chịu nén, chịu uốn và khối lượng thể tích. Kết quả đã được công bố tại các diễn đàn khoa học trong nước và quốc tế.
Không dừng ở mẫu thử, sinh viên trực tiếp thi công tường thử nghiệm, chế tạo gạch, chậu cây và nhiều cấu kiện khác ngay trong khuôn viên trường. "Chúng em muốn biết vật liệu sẽ làm việc thế nào khi trở thành một bức tường thực sự. Qua thi công, vật liệu khá nhẹ, dễ tạo hình và khả năng cách nhiệt thể hiện rất rõ", Đào Văn Sang, đại diện nhóm, chia sẻ.
Một số sản phẩm chế tạo từ bê tông gai dầu.
Từ số liệu thực nghiệm, nhóm mô phỏng việc thay tường gạch bằng hempcrete cho một công trình tại Thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả cho thấy tải trọng truyền xuống cột và móng có thể giảm, cho phép tối ưu tiết diện cấu kiện và giải pháp nền móng. Nói cách khác, lợi ích giảm phát thải không chỉ nằm ở bức tường mà lan sang cả hệ kết cấu nhờ tiết kiệm bê tông, cốt thép.
Đưa vật liệu mới vào công trình: còn nhiều việc phải làm
Hempcrete đã bắt đầu xuất hiện trong thực tế: một căn nhà mẫu khoảng 30 m² tại Đà Lạt dùng tường bê tông gai dầu để cách nhiệt, một số homestay ở Lào Cai chọn vật liệu này cho tường bao.
Tuy vậy, để đi xa hơn quy mô thử nghiệm, cần tháo gỡ bốn điểm nghẽn. Bao gồm, chưa có chỉ dẫn kỹ thuật, tiêu chuẩn thiết kế, thi công, nghiệm thu và định mức cho vật liệu gốc sinh học; độ bền trong khí hậu nóng ẩm, gồm nấm mốc, chống thấm và khả năng chịu lửa, cần được quan trắc dài hạn; cây gai dầu trồng phân tán, chịu sự quản lý đặc thù, nên phải có vùng nguyên liệu ổn định, đúng quy định; bộ tiêu chí công trình phát thải thấp cần ghi nhận phần đóng góp của vật liệu lưu giữ các-bon, kèm cơ chế đặt hàng để doanh nghiệp cùng nhà trường thương mại hóa sản phẩm.
Lõi thân cây gai dầu sau khi tách sợi được tận dụng làm nguyên liệu chế tạo bê tông gai dầu, mở ra hướng ứng dụng phụ phẩm nông nghiệp trong xây dựng.
Nghiên cứu xuất phát từ bài toán thực tiễn
Bê tông gai dầu không phải đề tài ứng dụng đầu tiên của sinh viên UTH. Trước đó đã có phao cứu sinh điều khiển từ xa phục vụ cứu hộ đường thủy, gạch bê tông thấm nước góp phần giảm ngập đô thị và nhiều giải pháp cho hạ tầng giao thông.
Điểm chung là đều xuất phát từ bài toán thực tiễn, phù hợp với Nghị quyết số 57-NQ/TW của Bộ Chính trị, xác định khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo là đột phá quan trọng hàng đầu, và Nghị quyết số 71-NQ/TW, đặt mục tiêu đến năm 2030 các cơ sở giáo dục đại học trở thành trung tâm nghiên cứu, sáng tạo, khởi nghiệp của quốc gia và của vùng.
"Khoa học trong trường đại học chỉ thực sự có ý nghĩa khi tạo ra giá trị cho cộng đồng và góp phần giải quyết những bài toán của thực tiễn. Điều chúng tôi mong muốn không chỉ là những đề tài nghiên cứu, mà là đào tạo được những kỹ sư biết đổi mới sáng tạo và có khả năng đưa tri thức vào cuộc sống", PGS.TS. Nguyễn Tiến Thủy, Phó Hiệu trưởng UTH, nhấn mạnh.
Theo ông, vật liệu xanh và công trình phát thải thấp là hướng nghiên cứu Nhà trường xác định đầu tư lâu dài, gắn với đặt hàng của doanh nghiệp và địa phương, bởi mục tiêu phát thải ròng bằng "0" khó đạt được nếu ngành Xây dựng không làm chủ được vật liệu của chính mình.
Từ phụ phẩm vùng cao đến vật liệu cho công trình xanh, chặng đường còn dài. Nhưng khi được tiếp sức bằng tiêu chuẩn, cơ chế và sự vào cuộc của doanh nghiệp, những bức tường thử nghiệm hôm nay hoàn toàn có thể trở thành công trình phát thải thấp ngày mai.