Từng viên gạch, chất thải có thể định hình tương lai của ngành xây dựng

Trọng tâm của khái niệm nền kinh tế tuần hoàn là việc tái hòa nhập các vật liệu thường được coi là chất thải vào chu trình sản xuất. Khái niệm này đặc biệt quan trọng đối với ngành xây dựng, một ngành vốn có lịch sử phụ thuộc vào việc phá hủy và khai thác tài nguyên để tồn tại. Trong trường hợp này, không có gì mang tính biểu tượng hơn viên gạch, nó không chỉ tượng trưng cho việc xây dựng những thứ mới mà còn là ví dụ hoàn hảo về cách áp dụng khái niệm nền kinh tế tuần hoàn. Những bộ óc sáng tạo đã chấp nhận thách thức để đưa ra các giải pháp biến vật liệu bỏ đi thành tài nguyên có giá trị cao và tạo ra nhiều loại sản phẩm sử dụng nguyên liệu phế thải thô từ rong biển, nhựa đến tóc con người. Những đổi mới này không chỉ giải quyết các vấn đề cấp bách về môi trường mà còn định hình lại cách chúng ta xây dựng và sinh sống trong không gian của mình. Trong bài viết này là 7 sáng kiến biến rác thải thành gạch.

Biến tảo xâm lấn thành nhà ở

Sự xâm lấn của loài rong biển du nhập dọc theo bờ biển Mexico đã khiến cộng đồng địa phương phải tổ chức dọn dẹp vì chúng có mùi hôi và bắt đầu gây ra các vấn đề về hô hấp cho người dân. Omar Vázquez Sánchez, người sáng lập Blue-Green ở Puerto Morelos, đã nhìn thấy cơ hội tái sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên này để làm vật liệu xây dựng chính. Sau sáu năm lên ý tưởng và thử nghiệm, anh đã xây dựng thành công một ngôi nhà bằng rong biển trộn với gạch nung.

Hình ảnh người dân cùng nhau dọn dẹp rong biển dọc bờ biển Mexico

Những viên gạch được sản xuất để xây dựng một ngôi nhà bằng rong biển trộn với gạch nung

Việc kết hợp rong biển Sargassum vào gạch đã cho thấy khả năng phục hồi vượt trội, được chứng minh bằng khả năng chịu được hoạt động địa chấn, gió bão và được xác nhận bằng các thử nghiệm do Đại học Tự trị Quốc gia Mexico (UNAM) thực hiện. Sarga Blocks được sản xuất bằng cách nghiền hai thành phần chính: đất sét (từ chất thải cát xây dựng) và rong biển. Một ngôi nhà nhỏ được hoàn thành chỉ trong 15 ngày, tiêu thụ ít tài nguyên hơn 50% so với một đơn vị nhà ở thông thường và đặc biệt nổi bật nhờ quán tính nhiệt cao, cho phép nhiệt tích tụ vào ban ngày và tỏa ra vào ban đêm. Mục tiêu của người sáng lập là làm cho loại vật liệu xây dựng này có sẵn để có thể xây dựng nhà ở giá rẻ cho người dân có thu nhập thấp, đồng thời phù hợp với các tòa nhà có ngân sách cao hơn. Do đó, gạch sẽ biến vấn đề môi trường thành một nguyên liệu thô có giá trị và thực sự bền vững.

Chất thải đô thị cho mặt tiền bảo tàng

Để cải tạo và mở rộng Bảo tàng Thiết kế Gent, một quy trình tái chế sáng tạo biến bê tông vỡ và rác thải thủy tinh thành gạch để che mặt tiền của nó. Vật liệu này chỉ chiếm ⅓ lượng carbon tiêu tốn của gạch truyền thống và thực tế là nó không cần phải đốt. Gạch Gent sẽ được sử dụng trên mặt tiền mở rộng của bảo tàng, do Carmody Groarke thiết kế và được phát triển với sự hợp tác của kiến trúc sư TRANS, nhà thiết kế vật liệu BC Materials và Local Works Studio. Để đạt được điều này, một phương pháp đã được tạo ra là nghiền vật liệu phế thải xây dựng kết hợp với vôi để tạo thành gạch khô, đã được xử lý.

Những viên gạch được làm từ bê tông vỡ và rác thải thủy tinh

Quy trình tái chế gạch để đưa vào xây dựng

Được làm chủ yếu từ bê tông nghiền, gạch xây và kính từ các tòa nhà bị phá hủy, những viên gạch này sử dụng vật liệu được được thu thập chủ yếu trong bán kính 5 dặm từ bảo tàng. Vôi được sử dụng làm chất kết dính trong gạch có nguồn gốc từ một khu vực xa hơn một chút nhưng nằm trong cùng một khu. Khi được kết hợp bên trong một bộ xử lý tự động có kích thước bằng một container vận chuyển, các nguyên liệu thô sẽ được hình thành những viên gạch, sau đó trải qua quá trình xử lý khô trong 60 ngày. Ngược lại với gạch thông thường được nung trong lò một hoặc thậm chí hai lần ở nhiệt độ cao, Gạch thải Gent tiêu thụ ít năng lượng hơn đáng kể. Ngoài ra, nó còn hấp thụ carbon từ không khí trong quá trình đóng rắn, cô lập carbon dioxide và trở nên bền hơn trong quá trình này. Trong tuổi thọ ước tính của chúng là 60 năm, mỗi viên gạch sẽ tạo ra một phần ba lượng CO2 so với gạch thông thường. Chúng sẽ được sử dụng bên ngoài quá trình mở rộng của bảo tàng, dự kiến hoàn thành vào năm 2024.

Mang lại ý nghĩa mới cho rác thải nhựa

Tại Nairobi, Nzambi Matee, một kỹ sư người Kenya, đang dẫn đầu một sáng kiến nhằm đem đến tiềm năng chưa được khai thác của rác thải nhựa. Công ty khởi nghiệp của cô, Gjenge Makers, đang tìm cách biến nhựa thải thành gạch sinh thái có khả năng chịu lực cao, tiết kiệm chi phí và có tác động tích cực đến môi trường. Matee tin rằng nhựa có giá trị và niềm tin đó xuất phát từ việc quan sát lượng rác thải nhựa khổng lồ tại các bãi chôn lấp và không gian công cộng ở thành phố của cô - một thủ đô đang phát triển nhanh chóng ở Châu Phi, tạo ra khoảng 500 tấn rác thải nhựa mỗi ngày, trong đó chưa đến 10% được tái chế.

Kỹ thuật được phát triển để biến chất thải này thành vật liệu xây dựng kết hợp nhựa nghiền với cát, tạo thành một hỗn hợp có thể đúc được, sau khi tiếp xúc với nhiệt sẽ biến thành một khối nhẹ, chắc chắn với các ưu điểm so với bê tông như sau: gạch có độ bền cao gấp 7 lần, nhẹ hơn , có hiệu quả kinh tế và có lợi về mặt sinh thái. Ngoài ra, chúng có chi phí sản xuất thấp hơn tới 15% và do tính chất dạng sợi của nhựa, các túi khí được loại bỏ trong quá trình sản xuất, dẫn đến cường độ nén lớn và độ bền cao hơn. Công việc đầy cảm hứng của họ đã nêu bật tiềm năng biến đổi của sự đổi mới bền vững trong việc giải quyết các thách thức môi trường và xã hội.

Những viên gạch khai thác từ rác thải nhựa đã được đưa vào xây dựng, mang lại không gian sống sạch sẽ hơn cho người dân Châu Phi

Một ví dụ khác đến từ Hà Lan, được phát triển bởi Precious Plastic. Giải pháp gạch tái chế sáng tạo giải quyết các thách thức về ô nhiễm nhựa và nhà ở giá rẻ. Trong khi rác thải nhựa tàn phá đại dương, góp phần đáng kể vào lượng khí thải carbon thì loại gạch này mang lại giải pháp thay thế bền vững về mặt sinh thái và tiết kiệm chi phí. Được sản xuất bằng máy tái chế nguồn mở, mỗi viên gạch có thể giữ lại 1,5 kg rác thải nhựa và được thiết kế để lắp ráp và khóa liên động dễ dàng, cho phép xây dựng nhanh chóng, ngay cả với những người xây dựng thiếu kinh nghiệm. Những viên gạch này có khả năng hữu ích cho việc xây dựng nhà ở giá rẻ, nơi trú ẩn thiên tai và các tòa nhà công cộng, chú trọng vào khả năng thích ứng của chúng. Được chia sẻ trên nền tảng của Precious Plastic như một phần của phong trào #Openbrick, sáng kiến này đưa ra một cách đầy hứa hẹn để chống ô nhiễm nhựa, thúc đẩy xây dựng bền vững và đáp ứng nhu cầu nhà ở toàn cầu.

Những viên gạch tái chế với màu sắc sặc sỡ không chỉ đem lại hiệu quả tích cực về môi trường mà còn góp phần làm đẹp đường phố

K-BRIQ®: Tiên phong trong nền kinh tế tuần hoàn trong xây dựng

K-BRIQ® do Vương quốc Anh sản xuất nhằm mục đích định nghĩa lại công trình xây dựng bền vững. Đây là loại gạch được làm từ vật liệu trơ tái chế, thay thế lượng carbon thấp cho ngành xây dựng truyền thống, thích ứng với cả môi trường bên trong và bên ngoài. So với gạch đất sét thông thường, nó có lượng khí thải carbon dưới 5% vì không trải qua quá trình nung. Ngoài ra, khoảng 90% hàm lượng của nó đến từ chất thải xây dựng tái chế và không cần sử dụng xi măng (một tác nhân gây phát thải carbon khác). Đơn vị xây dựng có thể hoàn thiện màu mà không cần sơn hay xử lý bề mặt và có khả năng tạo ra nhiều màu sắc khác nhau bằng cách sử dụng bột màu tái chế. Đặc tính hoạt động và "khả năng xây dựng" của nó đã khiến nó phù hợp với hầu hết các ứng dụng thường dành cho các sản phẩm gạch/xi măng truyền thống và không phù hợp với các sản phẩm sấy khô trong không khí.

Những viên gạch được sử dụng bột màu tái chế để tạo ra nhiều màu sắc khác nhau

Loại gạch được làm từ vật liệu trơ tái chế giúp lượng khí thải carbon trong môi trường

Được BBA chứng nhận và được hỗ trợ bởi Tuyên bố Sản phẩm Môi trường, K-BRIQ® có sẵn với 13 màu gốc, tất cả đều được làm từ bột màu tái chế và các màu khác có thể được tạo ra thông qua pha trộn. Sản phẩm này đang ở giai đoạn cuối cùng để đạt được chứng nhận BBA ở Anh, cho phép sử dụng thương mại từ cuối mùa hè năm 2023. Tuyên bố sản phẩm môi trường (EPD) và hướng dẫn thiết kế cũng sẽ có vào cuối năm 2023, đánh dấu một năm trong đó công ty hy vọng sẽ cung cấp được 3 triệu khối.

Sử dụng chất thải công nghiệp

Được tiên phong bởi doanh nhân Manish Kothari, chủ sở hữu và giám đốc điều hành của Rhino Machines, Rhino Bricks cung cấp giải pháp sản xuất gạch và sử dụng chất thải công nghiệp. Ngược lại với gốm sứ thông thường có chi phí môi trường cao do quá trình sản xuất và ô nhiễm không khí, các sản phẩm này được tạo thành từ 75% bụi đúc và 25% nhựa tái chế. Bụi đúc mịn không thể sử dụng trước đây đã được tìm thấy công dụng mới như một yếu tố quan trọng trong những viên gạch này, trong khi nhựa tái chế hoạt động như một chất liên kết hiệu quả, thay thế nhu cầu về nước trong quá trình sản xuất và nâng cao hơn nữa các thuộc tính sinh thái của gạch. Gạch Rhino mạnh hơn 2,5 lần và nhẹ hơn 25% so với gạch truyền thống và thành phần độc đáo của chúng cho phép chúng chịu được áp lực lớn hơn so với gạch đất sét thông thường, duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc ngay cả khi bị khoan hoặc tách. Ngoài ra, chúng được sản xuất rất nhanh và có thể sẵn sàng sử dụng chỉ 30 phút sau khi sản xuất.

Công trình được xây dựng từ Gạch Rhino

Nguyên liệu thô cũng có thể đến từ những nơi khác thường. Ellie Birkhead, tốt nghiệp Học viện Thiết kế Eindhoven, đã phát triển gạch sinh thái thông qua dự án "Xây dựng địa phương" của mình. Gạch của cô được làm bằng đất sét trộn với phân ngựa, chai thủy tinh từ quán rượu, len, tro rơm từ trang trại, ngũ cốc đã qua sử dụng từ nhà máy bia và tóc từ thợ làm tóc… Dự án của cô làm sống lại di sản gạch của Chiltern Hills, chống lại tác động của toàn cầu hóa đối với các ngành công nghiệp địa phương. Bằng cách kết hợp các vật liệu đặc trưng của khu vực, Birkhead đã nuôi dưỡng mối liên kết giữa kiến trúc, thẩm mỹ và văn hóa, đồng thời tiếp thêm sinh lực cho nghề thủ công. Công việc kinh doanh của cô vang lên lời kêu gọi rộng rãi nhằm bảo vệ các ngành công nghiệp đang bị đe dọa, đồng thời nêu bật tính cấp thiết của việc bảo tồn di sản trong một thế giới đang thay đổi. "Xây dựng địa phương" là minh chứng cho sự bền vững trong sáng tạo và tôn trọng di sản địa phương, hướng chúng ta hướng tới một tương lai có ý thức hơn.

Bằng cách xác định lại chất thải như một nguồn tài nguyên quý giá, ngành xây dựng đang chứng kiến một cuộc cách mạng sinh thái được thúc đẩy bởi những bộ óc đổi mới. Từ việc sử dụng rong biển xâm lấn để tạo ra những ngôi nhà kiên cường, đến biến rác thải nhựa thành gạch chắc chắn, nền kinh tế tuần hoàn được thể hiện ở những viên gạch gói gọn giá trị môi trường và xã hội, tạo hình nhà ở hấp dẫn, bền bỉ và giá cả phải chăng. Khi thế giới tìm kiếm những cách sáng tạo để giải quyết những thách thức toàn cầu, những câu chuyện về sự chuyển đổi này đã truyền cảm hứng cho việc áp dụng các biện pháp thực hành có trách nhiệm và xây dựng một ngày mai có ý thức hơn.