Cam 18 · Test 3 · Passage 1 · Những vật liệu xây dựng vượt trội so với bê tông

Bê tông ở khắp mọi nơi, nhưng chúng rất có hại cho hành tinh khi tạo ra một lượng lớn carbon dioxide - các vật liệu thay thế đang được phát triển.

A. Bê tông là vật liệu được sử dụng nhiều thứ hai trong nền kinh tế toàn cầu, xếp sau nước- và là một trong những nguồn phát thải khí nhà kính (sources of greenhouse gas emissions) lớn nhất thế giới. Quá trình hóa học sản xuất xi măng, thành phần chính của bê tông, tạo ra một lượng lớn carbon dioxide. Liên hợp quốc ước tính rằng sẽ có 9,8 tỷ người sống trên hành tinh vào giữa thế kỷ này. Họ sẽ cần một nơi nào đó để sống. Nếu bê tông là giải pháp duy nhất (the only answer to) cho việc xây dựng các thành phố mới, thì lượng khí thải carbon sẽ tăng vọt (soar), điều này làm tình trạng nóng lên toàn cầu càng trầm trọng hơn. Và vì vậy, các nhà khoa học đã bắt đầu cải tiến các vật liệu khác trong cuộc cạnh tranh giữa các vật liệu thay thế cho một loại hàng hóa phổ biến (a universal commodity) đã làm nền tảng cho cuộc sống hiện đại của chúng ta trong nhiều năm nay.

B. Vấn đề trong việc thay thế bê tông đó là nó rằng đang làm rất tốt. Chris Cheeseman, giáo sư kỹ thuật tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn, cho biết điều quan trọng cần xem xét là mức độ sử dụng bê tông trên khắp thế giới và mức độ chúng có khả năng tiếp tục được sử dụng. "Bê tông không phải là sản phẩm có hàm lượng carbon cao. Xi măng có hàm lượng carbon cao, nhưng bê tông thì không. Nhưng chính quy mô mà bê tông được sử dụng đã làm cho chúng có hàm lượng carbon cao. Quy mô sản xuất quá lớn, đó chính là vấn đề.”

C. Các thành phần của bê tông không chỉ tương đối rẻ và được tìm thấy dồi dào ở hầu hết các nơi trên toàn cầu, mà bản thân vật liệu này còn có những đặc tính kỳ diệu (marvellous properties): xi măng Portland, là thành phần quan trọng của (the vital component of) bê tông, có thể đúc và đổ được, nhưng rất nhanh cứng lại. Cheeseman cũng lưu ý một ưu điểm khác: bê tông và thép có đặc tính giãn nở nhiệt tương tự nhau, vì vậy thép có thể được sử dụng để gia cố bê tông, làm cho bê tông trở nên cứng cáp hơn và linh hoạt hơn nhiều so với chính nó. Theo Cheeseman, tất cả những yếu tố này kết hợp lại giúp cho bê tông trở nên khó bị thay thế. "Bê tông là một vật liệu tuyệt vời. Tạo ra bất kì vật liệu nào có đặc tính tương tự sẽ là điều rất khó khăn."

D. Một vật liệu có thể thay thế cho bê tông là gỗ. Xây dựng các tòa nhà từ gỗ có vẻ giống như một ý tưởng thời trung cổ, nhưng biến đổi khí hậu đang thúc đẩy (drive) các kiến trúc sư chuyển sang sử dụng gỗ xẻ đã qua xử lý như là một nguồn tài nguyên khả thi. Những năm gần đây đã chứng kiến sự xuất hiện của (the emergence of) các tòa nhà cao tầng được xây dựng hầu như hoàn toàn bằng gỗ xẻ. Vancouver, Vienna và Brumunddal ở Na Uy đều là nơi có các tòa nhà cao tầng được xây từ gỗ.

E. Tuy nhiên, việc sử dụng gỗ để xây dựng các tòa nhà không hề dễ dàng (straightforward). Gỗ phồng lên khi hấp thụ độ ẩm từ không khí và dễ bị (susceptible to) sâu bệnh, chưa kể đến lửa. Nhưng việc xử lý gỗ và kết hợp chúng với các vật liệu khác có thể cải thiện các đặc tính của nó. Gỗ ép chéo là gỗ kỹ thuật. Chất kết dính được sử dụng để dán các lớp gỗ xẻ nguyên khối lại với nhau theo chiều ngang để tạo thành các khối xây dựng. Vật liệu này nhẹ nhưng có độ bền như của bê tông và thép. Các chuyên gia xây dựng cho biết rằng các tòa nhà bằng gỗ có thể được xây dựng với tốc độ nhanh hơn so với các tòa nhà bằng bê tông và thép và quá trình này dường như yên tĩnh hơn.

F. Stora Enso là nhà cung cấp gỗ ép chéo lớn nhất Châu Âu, và phó chủ tịch của công ty Markus Mannstrom báo cáo rằng công ty đang nhận thấy nhu cầu ngày càng gia tăng (increasing demand) trên toàn cầu về việc xây dựng bằng gỗ, cùng với mối lo ngại về biến đổi khí hậu là động lực chính (the key driver). Phần Lan với những khu rừng rộng lớn, nơi Stora Enso đặt trụ sở, đang dẫn đầu, nhưng công ty đang nhận thấy nhu cầu về các sản phẩm gỗ xẻ đang tăng cao trên toàn thế giới, bao gồm cả ở Châu Á. Tất nhiên là sử dụng gỗ xẻ trong một tòa nhà cũng giúp giảm lượng carbon mà cây hấp thụ khi lớn lên. Nhưng ngay cả gỗ đã qua xử lý cũng có những mặt hạn chế và chỉ khi thực tế chứng minh được phạm vi rộng hơn của các dự án xây dựng thì gỗ mới có thể được coi là vật liệu thay thế thực sự cho bê tông trong xây dựng nhà cao tầng.

G. Tro bay và xỉ từ quặng sắt có thể là những lựa chọn thay thế cho xi măng trong hỗn hợp bê tông. Tro bay là sản phẩm phụ (byproduct) từ các nhà máy nhiệt điện chạy than, có thể được kết hợp vào (be incorporated into) hỗn hợp bê tông để tạo nên từ 15 đến 30% xi măng mà không làm tổn hại đến cường độ hoặc độ bền của hỗn hợp tạo thành. Xỉ quặng sắt, sản phẩm phụ của quá trình luyện quặng sắt, có thể được sử dụng theo cách tương tự. Sự kết hợp của chúng vào hỗn hợp bê tông có khả năng (has the potential to) giảm phát thải khí nhà kính.

Tuy nhiên Anna Surgenor, thuộc Hội Đồng Công Trình Xanh Vương Quốc Anh, lưu ý rằng mặc dù những phế thải này có thể giảm lượng carbon trong hỗn hợp bê tông nhưng việc sử dụng chúng không phải lúc nào cũng dễ dàng. "Thay thế hàm lượng xi măng trong bê tông bằng các phế thải để làm giảm tác động carbon là một điều khả thi. "Tuy nhiên, có một số bài toán cần được xem xét trong toàn bộ thời gian sử dụng của công trình nhà ở - một trong số đó là cân nhắc (factor in) xem các vật liệu này đang được vận chuyển từ đâu. Nếu chúng được vận chuyển trên những quãng đường dài, tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch (fossil fuel) thì việc sử dụng vật liệu thay thế có thể là điều không khả thi từ góc độ giảm thiểu carbon tổng thể."

H. Mặc dù những công nghệ này đều là các ý tưởng đầy hứa hẹn (promising ideas), nhưng chúng chưa được chứng minh hoặc dựa vào những vật liệu không dồi dào. Trong phần tổng quan về sự đổi mới trong ngành công nghiệp bê tông, Felix Preston và Johanna Lehne thuộc Viện Quan hệ Quốc tế Hoàng gia Vương quốc Anh đã đưa ra kết luận rằng, "Một số loại xi măng mới đã được thảo luận trong hơn một thập kỷ trong cộng đồng nghiên cứu mà không tạo ra đột phá (break through) nào. Hiện tại, những vật liệu thay thế này hiếm khi tiết kiệm chi phí (cost-effective) như xi măng thông thường, và chúng phải đối mặt với tình trạng thiếu nguyên liệu thô (raw-material shortages) cũng như sự phản đối của khách hàng."