Top 6 vật liệu có thể thay thế xi măng trong tương lai gần

Ngày càng nhiều loại vật liệu thay thế xi măng đang được sử dụng rộng rãi trong xây dựng. Điều này mở ra triển vọng tích cực cho sự phát triển bền vững và giảm thiểu ảnh hưởng xấu đến môi trường. Theo mình tìm hiểu, có 6 vật liệu có khả năng thay thế xi măng trong tương lai.

Tham gia Group Cộng đồng gia dụng thông minh để nâng cấp chất lượng sống và trang bị những kiến thức hữu ích cho cả gia đình nhé.

Ngày nay, các vật liệu xây dựng truyền thống, đặc biệt là xi măng, đang dần bị thay thế để nhường chỗ cho vật liệu xây dựng mới, hứa hẹn mang lại sự đổi mới toàn diện cho ngành xây dựng.

Vật liệu thay thế xi măng không chỉ có khả năng thay thế một phần hoặc toàn bộ xi măng poóc lăng trong quá trình xây dựng, mà còn nhằm mục đích giảm chi phí, cải thiện các đặc tính kỹ thuật của xi măng, rút ngắn thời gian thi công, và làm tăng tính thân thiện với môi trường.

Có 6 loại vật liệu được dự đoán là có thể thay thế xi măng trong tương lai gần

Dưới đây là 6 vật liệu có thể thay thế xi măng trong tương lai gần. Tham khảo ngay cùng mình nhé:

1. 1. Xỉ lò cao nghiền mịn

Xỉ lò cao, là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất gang từ quặng oxit sắt trong lò cao, xuất hiện dưới dạng chất thải rắn. Sau khi nghiền thành bột mịn, vật liệu này chứa nhiều calci silicat hydrat (CSH) và có khả năng kết dính cao, giúp cải thiện độ bền và độ láng mịn của bê tông.

Là một loại phụ gia khoáng hoạt tính với cường độ cao, xỉ lò cao thường được sử dụng để thay thế một lượng lớn clinker trong việc sản xuất xi măng poóc lăng hỗn hợp, hoặc thay thế trực tiếp một phần xi măng PC50, PCB40.

Xỉ lò cao nghiền mịn cho phép sản xuất xi măng và bê tông phù hợp cho môi trường biển, nước mặn và nước lợ, ngăn chặn sự xâm thực của clo và sunfat, đáp ứng nhu cầu tăng tuổi thọ cho các công trình ven biển, trên đảo và trên biển.

Trong quá trình sản xuất, việc thêm 30-50% xỉ lò cao vào hỗn hợp có thể thay thế cho xi măng, tạo ra bê tông có khả năng tỏa nhiệt thấp và mác cao, phù hợp cho các công trình lớn, đặc biệt là bê tông có độ chịu uốn nén và chống thấm cao.

Xỉ lò cao nghiền mịn là vật liệu có khả năng thay thế xi măng 

2. 2. Thạch cao 

Thạch cao là một loại khoáng vật trầm tích hay phong hóa, có đặc tính mềm và đặc biệt chống cháy và chống ẩm tốt nhờ muối calci sunfat. Thạch cao nung và trộn với nước có thể tạo thành vữa thạch cao với đặc tính kết dính giống xi măng, thích hợp cho sản xuất bê tông. 

Ưu điểm của thạch cao bao gồm độ kết dính cao, khả năng chịu lực, ngăn ẩm, không cháy và không tạo khói bụi, đồng thời cách âm và cách nhiệt tốt, giảm tải trọng và rút ngắn thời gian thi công.

Thạch cao, loại vật liệu mềm và chống cháy, khi chế biến thành vữa có thể được ứng dụng trong sản xuất bê tông

3. 3. Tro bay

Tro bay là bụi than được tạo ra khi than được đốt cháy ở nhà máy nhiệt điện. Vật liệu này giúp bê tông có khả năng chống sulfat, giảm thấm, và giảm phản ứng kiềm silica. 

Tại Việt Nam, một số đơn vị đã thử nghiệm sử dụng tro bay để sản xuất xi măng, giảm lượng xi măng sử dụng trong bê tông với độ mịn cao. Tro bay còn tăng tính chịu lực, bền vững, làm mát bê tông, chống rạn nứt, giảm co gãy, cải thiện bề mặt, và có khả năng chống thấm cao.

Tro bay không chỉ giảm lượng xi măng trong sản xuất bê tông mà còn cải thiện tính chống sulfat, giảm thấm, và tăng tính chịu lực, bền vững cho bê tông

4. 4. Pozzolan

Trong ngành công nghiệp xi măng hiện nay, pozzolan nhân tạo là một giải pháp mới được sử dụng như một phụ gia thay thế cho clinker trong quá trình sản xuất xi măng. Pozzolan tự nhiên bao gồm đất diatomit, đá phún suất, tuyp, tro núi lửa, đá bột, đá bagian... Chất liệu này chứa nhiều oxit silic vô định hình có tính hoạt tính, có thể tác động với hydroxit canxi ở nhiệt độ thường, tạo thành hợp chất calcium silicat, với cường độ biến đổi tương đương với xi măng poóc lăng thông thường.

Trong quá trình sản xuất xi măng, việc sử dụng pozzolan mang lại nhiều lợi ích như tăng năng suất so với việc sử dụng lượng clinker tương đương, cũng như cải thiện tính chất nhựa bê tông, độ kết dính, giảm thấm và nâng cao độ bền của bê tông. 

Hơn nữa, pozzolan giảm các ứng suất nhiệt trong bê tông, giúp ngăn chặn việc xuất hiện nứt, cải thiện khả năng chống sunfat, tăng độ đặc và cải thiện cấu trúc liên kết giữa cốt liệu và đá xi măng.

Sử dụng pozzolan nhân tạo trong sản xuất xi măng không chỉ giảm lượng clinker mà còn tăng năng suất, cải thiện tính chất nhựa và độ bền của bê tông

5. 5. Graphene 

Graphene là một vật liệu mới có ngày càng nhiều ứng dụng trong lĩnh vực xây dựng do những đặc tính nổi bật của nó. Được tạo thành từ cấu trúc nano carbon, graphene có dạng một lớp liên kết hai chiều hình lục giác, trong đó mỗi đỉnh là một nguyên tử carbon. Mặc dù nhẹ nhàng, nhưng graphene sở hữu độ cứng vượt trội, thậm chí cứng hơn kim cương và hơn rất nhiều lần so với thép. 

Vì vậy, việc sử dụng graphene làm chất phụ gia cho bê tông không chỉ tăng cường khả năng chống chịu và độ bền của bê tông, mà còn giảm đáng kể lượng khí thải carbon trong quá trình xây dựng.

Graphene là một dạng của carbon bao gồm một lớp (đơn lớp) nguyên tử carbon được sắp xếp, liên kết chặt chẽ với nhau trong một mạng tổ ong hai chiều

6. 6. Silica fume 

Silica fume là một sản phẩm phụ được tạo ra trong quá trình sản xuất silicon, với đường kính nhỏ hơn 1μm, tức là nhỏ gọn hơn khoảng 100-150 lần so với hạt xi măng. Nhờ khả năng lấp đầy các lỗ rỗng trong đệm xi măng, silica fume có thể cải thiện cường độ nén, độ liên kết, và khả năng chống mài mòn của bê tông khi thêm vào phối trộn để thay thế một phần xi măng.

Việc sử dụng silica fume cũng giảm khả năng thấm nước, tăng khả năng chống cháy so với bê tông thông thường. Ngày nay, silica fume có thể được sử dụng trong sản xuất bê tông dưới dạng cô đặc hoặc dạng bùn, là một vật liệu thay thế xi măng có nhiều ưu điểm, đồng thời đang là xu hướng trong ngành xây dựng, giúp giảm tải trọng và tiết kiệm chi phí xây dựng.

Silica fume có kích thước siêu nhỏ, khi thêm vào bê tông giúp cải thiện cường độ, độ liên kết, và khả năng chống mài mòn, đồng thời giảm thấm nước và tăng khả năng chống cháy

Ở tương lai gần, sự tiến bộ trong nghiên cứu về vật liệu xây dựng hứa hẹn đưa đến sự thay đổi đáng kể trong ngành công nghiệp xây dựng. Sự xuất hiện của các vật liệu thay thế xi măng như xỉ lò cao, tro bay, graphene, silica fume, pozzolan, và thậm chí là thạch cao mở ra một hướng phát triển mới, mang lại những ưu điểm về môi trường, khả năng cơ học, và tính năng kỹ thuật cho các công trình xây dựng.

Tổng hợp

*Theo dõi Happynest thường xuyên để cập nhật những thông tin hữu ích về nhà ở nhé.