Tìm hiểu việc sử dụng vật liệu tái sử dụng trong xây dựng cầu
Tính bền vững thường đi đôi với một ý tưởng chính: tái chế. Việc sử dụng các vật liệu được sử dụng trước đây trong xây dựng ngày càng trở nên nổi bật hơn trong ngành. Tính bền vững phải bao gồm các vật liệu tái chế và các giải pháp xanh trong xây dựng. Ở đây chúng tôi tập trung vào cách vật liệu tái sử dụng có thể được và đang được sử dụng trong xây dựng cầu và điều này phản ánh toàn bộ ngành công nghiệp như thế nào.
Thực trạng chất thải xây dựng hiện nay
Nội dung bài viết
Các thống kê cho thấy, ngành xây dựng tiêu thụ đến 75% lượng tài nguyên thiên nhiên. Đá, cát, sắt và nhiều nguồn tài nguyên hữu hạn khác đã được khai thác trong nhiều năm với số lượng lớn để cung cấp cho thị trường. Ngoài ra, các công trình xây dựng cũng tự tạo ra một lượng lớn chất thải thông qua hoạt động xây mới, phá hủy hoặc cải tạo. Ở Brazil, chất thải xây dựng chiếm từ 50% đến 70% tổng khối lượng chất thải rắn đô thị.
Tuy nhiên, phần lớn chất thải xây dựng đều có thể tái sử dụng nếu chúng được xử lý đúng cách. Những vật liệu sau khi được tái chế vẫn duy trì được chất lượng như ban đầu. Vì thế, sử dụng lại chúng là biện pháp tốt góp phần bảo vệ môi trường.
Tái chế là quy trình biến đổi rác thải hoặc phế liệu thành vật liệu mới để tái sử dụng. Quy trình này giúp giảm tiêu thụ nguyên liệu thô cũng như khối lượng chất thải, đồng thời tạo thêm việc làm cho hàng ngàn người. Hệ thống phân loại và thu thập hiệu quả là tiền đề cơ bản cho quy trình này.
Bong bóng bền vững
Khi thảo luận về việc sử dụng vật liệu tái chế, chúng ta phải xem xét mức độ bền vững của những lựa chọn này. Tái sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường nhưng có thể không phải lúc nào cũng khả thi. Tính bền vững có ba yếu tố chính liên quan: xã hội, môi trường và kinh tế.
Xây dựng tái chế được coi là một giải pháp khả thi cho nhiều vấn đề này. Ví dụ, việc sử dụng nhựa trong xây dựng cầu tái chế mang lại nhiều lợi ích, bao gồm giảm nhu cầu bảo trì và chi phí. Điều này là nhờ vào khả năng chống bức xạ UV, thối rữa và thối rữa của vật liệu và tính ổn định của chúng trong nước mặn.
Tuy nhiên, trong khi không thể tránh khỏi việc phải sử dụng nguyên vật liệu và nhân lực để tạo ra hầu hết các cây cầu, việc tìm kiếm sự cân bằng hiệu quả về tính bền vững là điều cần thiết. Man-Chung Tang, một kỹ sư cầu bền vững, nhấn mạnh rằng “cân bằng” vẫn là trọng tâm cốt lõi của xây dựng tái chế. Tang nhấn mạnh điểm này bằng một phương trình có chữ ― cân bằng bằng cung trừ cầu.
Những thách thức khi xây cầu tái chế
Giá cả
Một trong những yếu tố cản trở việc xây dựng những cây cầu tái chế là chi phí. Hiện tại, nhu cầu về vật liệu kỹ thuật tái chế không đủ cao để thiết lập một thị trường nơi khối lượng vật liệu được sản xuất và sự cạnh tranh có thể làm giảm giá xuống mức khả thi.
Tuy nhiên, có thể tiết kiệm chi phí bảo trì, nơi thay thế bằng nhựa ít có khả năng bị thối hơn các công trình xây dựng bằng kim loại hoặc bằng gỗ. Điều này đặc biệt đúng đối với các công trình xây dựng sử dụng nhựa tái chế được gia cố bằng kết cấu thép – mặc dù ban đầu đắt, nhưng về lâu dài sẽ giảm chi phí .
Cơ học
Các đặc tính cơ học của nhựa tái chế ít linh hoạt hơn so với các nguyên liệu thô khác. Điều này là do nhựa được đúc trong quá trình tái chế, do đó làm giảm chiều dài sợi và độ bền của nó.
Vì lý do này, việc sử dụng vật liệu tái chế trên cầu bị hạn chế. Các vật liệu có cấu trúc toàn vẹn hơn có thể phải được sử dụng, đặc biệt là trong các cầu nâng đỡ trọng lượng nặng. Như Tang đã nói, cần phải cân bằng để tạo ra những công trình bền vững. Cho đến nay, những cây cầu khả thi về mặt thương mại được làm từ 100 phần trăm vật liệu tái chế có vẻ khó xảy ra, nhưng cần nỗ lực để đưa vào càng nhiều vật liệu tái chế càng tốt. ưu tiên trong tương lai.
Kích thước
Các đặc tính cơ học của nhựa tái chế hạn chế cơ hội tạo ra các cầu nối lớn hơn. Ở hầu hết các cây cầu tái chế, người ta thường thấy chiều cao thấp và nhịp nhỏ, nghĩa là độ đứt giữa các trụ đỡ giảm đi rất nhiều. Một lần nữa, độ bền của nhựa là vấn đề then chốt.
Cây cầu tái chế dài nhất thế giới là cầu vượt sông Dawyck Estate, bắc qua sông Tweed ở Scotland. Nó chỉ dài 30 mét nhưng có thể hỗ trợ lên đến 44 tấn.
Theo các nhà nghiên cứu, sức mạnh của nhựa tái chế đang tăng lên khi có nhiều đổi mới hơn nữa. Thậm chí, khi nhận ra rằng các vật liệu trên cầu được làm từ chai nhựa đã qua sử dụng và các loại rác thải sinh hoạt công cộng khác, thì lợi ích của việc sử dụng những vật liệu này càng trở nên rõ ràng.
Khi chúng ta xem xét nhu cầu về vật liệu tái chế trong ngành xây dựng, điều quan trọng là phải nhớ các yếu tố chính tạo nên tính bền vững và cách chúng được phản ánh trong những thách thức của việc sử dụng vật liệu xanh. Giá trị xã hội, môi trường và kinh tế của sự bền vững phải được thừa nhận với chi phí, cơ học và kích thước của cây cầu. Đổi mới là chìa khóa cho sự thành công của xây dựng.
Danh sách vật liệu tái sử dụng trong xây dựng
Thép
Thép được tạo ra từ việc nung nóng quặng sắt và than đá ở nhiệt độ cao hoặc bằng cách tái chế phế liệu trong quá trình sản xuất lò điện. Phương pháp vật liệu tái sử dụng tái chế thép đã có từ thời La Mã, khi những người lính thu thập các vũ khí còn sót lại sau cuộc chiến để làm vũ khí mới.
Trên thực tế, thép có thể biến đổi thành vô số vật thể mới với chất lượng không đổi. Mức điện năng tiêu thụ để tái chế thép giảm đến 80% so với sản xuất thông thường. Điều này giúp làm giảm tác động môi trường và loại bỏ hoàn toàn việc khai thác nguyên liệu thô.
Bê tông
Tái chế bê tông cho phép chất thải được tái sử dụng và giảm chi phí xây dựng. Một loại máy nghiền chuyên dụng sẽ được dùng để tạo ra hỗn hợp chất tái chế. Bê tông tái chế hiện vẫn chỉ được sử dụng làm lớp nền phụ. Nhưng một số thử nghiệm gần đây cho thấy cốt liệu bê tông có thể tạo ra các cấu trúc có cường độ từ 30 đến 40 MPa. Quan trọng hơn, cốt liệu tái chế cũng nhẹ hơn 10 – 15% trên một đơn vị khối lượng so với bê tông nguyên chất, giúp tiết kiệm chi phí vật liệu, vận chuyển và thi công dự án.
Vật liệu tái sử dụng – Gỗ
Xu hướng sử dụng gỗ trong xây dựng đã trở nên khá phổ biến. Gỗ cứng có độ bền lên đến hàng trăm năm nếu được bảo dưỡng đúng cách. Gỗ thường được dùng trong các bộ phận có kết cấu lớn, sản xuất thùng gỗ, thanh dằn hoặc làm vật liệu phụ trợ cho các mục đích khác.
Gỗ là vật liệu có tiềm năng tái chế cao. Thậm chí những loại gỗ mềm hơn, rẻ hơn đều có thể được biến thành nguyên liệu thô cho ngành công nghiệp pa-nô. Phương pháp tái chế gỗ phổ biến nhất hiện nay là nghiền lấy bột gỗ để sản xuất các loại ván gỗ công nghiệp như MFC, MDF, HDF. Gỗ cũng có thể được dùng để sản xuất sinh khối bằng cách đốt trong vật liệu tái sử dụng lò công nghiệp.
Thạch cao
Tái chế thạch cao là phương án hoàn toàn khả thi. Nhưng nếu xử lý không đúng cách, nó có thể phát thải khí hydro sunfua (H2S). Đây là chất dễ cháy và có độ độc hại cao, có khả năng gây ô nhiễm đất và nước ngầm. Với quy trình xử lý phù hợp, thạch cao tái chế vẫn sẽ giữ được các đặc tính vật lý, cơ học như thạch cao thông thường và chi phí thấp hơn.
Nhựa xốp EPS
Nhựa (mốp xốp) EPS cũng là loại vật liệu có khả năng tái chế. Nó có thể trở thành nguyên liệu thô để sản xuất nhựa mới thông qua quy trình nghiền và nén. Nó còn được dùng trong sản xuất chất hoàn thiện hoặc sơn.
Vật liệu tái sử dụng – thuỷ tinh
Mặc dù chai lọ và hộp thủy tinh có khả năng tái chế cao, việc tái chế kính cửa sổ vẫn phải đối mặt với một loạt vấn đề. Đó là do sự khác biệt về thành phần hóa học và nhiệt độ nóng chảy. Vì thế, nó không thể được tái chế cùng với các vật dụng thuỷ tinh, kể cả các loại kính cửa sổ khác. Tuy nhiên, kính cửa sổ có thể được nung chảy và tái chế thành sợi thủy tinh, tích hợp vào nhựa đường hoặc sơn đường. Các mảnh vỡ thuỷ tinh có thể được trộn với bê tông để tạo thành sàn và mặt đá granite.
Ngoài ra, một số vật liệu khác như kẽm, nhôm, bao bì, vải cũng có thể được tái sử dụng và tái chế. Tuy nhiên, có một lượng lớn sản phẩm được sản xuất từ những vật liệu này thông thường có chứa chất gây hại như amiăng, sơn latex, dung môi hóa học, chất kết dính, formaldehyde và sơn có chứa chì. Chúng cần phải được xử lý kỹ lưỡng để giảm tác động xấu đến môi trường cũng như sức khỏe con người.
Từ khóa:
- Vật liệu tái sử dụng
- Những vật liệu có thể tái chế
- Công trình sử dụng vật liệu tái sử dụng
- Sử dụng nguyên liệu tái chế
- Vật liệu tái chế La gì
- Công trình sử dụng vật liệu tái chế
Nội dung liên quan: