Đột phá ý tưởng làm xi măng từ muối thải

Theo kênh CNN (Mỹ), Wael Al Awar và Kenichi Teramoto, hai kiến trúc sư chính của công ty thiết kế waiwai, đã sử dụng kiến thức khoa học của các đại học UAE và Nhật Bản để làm xi măng từ nước muối do các nhà máy khử mặn ở UAE thải ra.

Kiến trúc sư  Kenichi Teramoto và Wael Al Awar. (Ảnh: National Pavilion UAE)

Họ nảy ra ý tưởng này khi nhìn thấy khu vực sa mạc chứa muối (sabkha) ở UAE. Khu vực này rất rộng lớn ở UAE nhưng thường bị bỏ qua.

Sabkha đã được sử dụng trong kiến trúc trước đây. Cách đây hàng thế kỷ, người ta lấy muối từ khu vực sa mạc này để làm gạch xây dựng thị trấn trung cổ Siwa ở Ai Cập gần biên giới Libya. Nhưng kiến trúc sư Al Awar và Kenichi không dùng muối từ hệ sinh thái sabkha mà dùng nước muối thải có chứa nhiều khoáng chất tương tự.

Pháo đài cổ Shali tại Siwa, Ai Cập. Siwa có các tòa nhà xây bằng vật liệu chứa muối. (Ảnh: Getty Images).

UAE là một trong những nước có hoạt động khử mặn lớn nhất thế giới do khan hiếm nước ngọt. Nước này tạo ra khoảng 1/5 lượng nước muối của thế giới dưới dạng sản phẩm phụ trong quá trình khử mặn, tức khoảng 28 triệu mét khối/ngày.

Tuy nhiên, đưa lượng nước muối thải này trở lại biển có thể làm tổn hại sinh vật biển. Vì thế, tìm cách sử dụng muối thải đã trở thành một trong những trọng tâm của quốc gia. Đầu năm nay, UAE đã phát động cuộc thi “Thách thức Nghĩ lại về Nước muối” trị giá 930.000 USD.

Nước muối chứa khoáng chất ma giê. Ông Kemal Celik, trợ lý giáo sư ngành xây dựng dân dụng tại Đại học New York ở Abu Dhabi, đã tách hợp chất ma giê từ nước muối và dùng để làm xi măng. Ông Celik cho biết xi măng được đúc thành khối và sau đó đưa vào lò CO₂ để đẩy nhanh quá trình sản xuất. Xi măng được kiểm tra ở UAE rồi mới được gửi tới Nhật Bản. Tại đây, khối xi măng trải qua các thí nghiệm về độ cứng và độ bền. Ngoài ra, họ cũng thiết lập thuật toán để tính toán độ an toàn của xi măng muối sẽ được dùng trong xây dựng.

Cận cảnh một khu vực sa mạc muối ở UAE. Khu vực này có các vi khuẩn có thể hấp thu CO₂. (Ảnh: waiwai).

Theo Al Awar, khối xi măng đúc sẵn có thể được dùng để xây nhà một tầng, nhưng ông và kiến trúc sư Kenichi hy vọng phát triển sản phẩm hơn nữa để dùng trong xây nhà nhiều tầng.

Al Awar cho biết xi măng ma giê của họ có thể hiệu quả tương đương xi măng Portland – loại dùng canxi carbonate làm nguyên liệu thô và là xi măng phổ biến nhất trong ngành sản xuất bê tông.

Tuy nhiên, xi măng ma giê cũng có hạn chế. Do là sản phẩm xuất phát từ muối nên nó có thể ăn mòn cốt thép. Nhưng nếu cốt cằng các vật liệu khác thì có thể dùng xi măng ma giê.

Khối xi măng muối đúc sẵn do Al Awar, Kenichi và cộng sự sáng tạo. (Ảnh: waiwai).

Giáo sư John Provis thuộc Khoa Khoa học Vật liệu và Kỹ thuật tại Đại học Sheffield ở Anh cho rằng xi măng muối là ý tưởng thực sự tốt. Ông cho biết chỉ 1/3 xi măng được dùng trong bê tông cốt thép trên toàn cầu nên vấn đề ăn mòn thép không đáng lo ngại.

Al Awar cho biết ông và đồng nghiệp Kenichi mong muốn xây nhiều kiến trúc thân thiện với sinh thái và bền vững hơn. Ông nói: “Do khí thải CO₂ trên thế giới và tình trạng ấm dần trên toàn cầu – những vấn đề đã gây báo động trong nhiều năm qua, nên chúng tôi có nghĩa vụ, trách nhiệm phải hành động”.

Các khối xi măng đúc sẵn được dưa vào lò CO₂. (Ảnh: waiwai)

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, sản xuất xi măng thường tốn nhiều năng lượng và thải ra nhiều khí thải độc hại. Ngành xi măng là ngành tiêu thụ năng lượng lớn thứ ba thế giới và góp 7% lượng khí thải CO₂ toàn cầu. 

Vào tháng 5/2021, Al Awar và Kenichi sẽ tổ chức gian hàng quốc gia UAE tại Triển lãm Kiến trúc Venice Biennale và mang xi măng ma giê đi trưng bày tại đây. Gian hàng sẽ được làm từ xi măng ma giê dù không phải là loại tách từ nước muối. Họ cho biết vẫn đang nghiên cứu thêm về loại xi măng này nhưng rất lạc quan.