Tại Nam Phi và Ấn Độ, việc tái chế rác thải nhựa để làm đường đang trở thành một giải pháp hiệu quả giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tiết kiệm chi phí xây dựng và cải thiện chất lượng đường sá.
Theo xu thế đó, Việt Nam cũng đã và đang nghiên cứu nội dung tương tự nhằm mở ra ứng dụng và phát triển trong tương lai. Hãy cùng đơn vị thi công thảm bê tông nhựa nóng tại Hà Nội T&C tìm hiểu nhé.
Nam Phi: Tái chế chai sữa nhựa để làm đường
Mục lục
Theo Liên đoàn đường bộ Nam Phi, hàng năm, người dân nước này chịu thiệt hại lên tới 3,4 tỉ đô la do các ổ gà trên đường gây hư hại cho hàng hóa, tăng chi phí sửa chữa xe và điều trị các chấn thương từ tai nạn.
Vào tháng 8 vừa qua, Shisalanga Construction đã trở thành công ty đầu tiên tại Nam Phi áp dụng việc sử dụng rác thải nhựa tái chế để làm đường. Công ty đã thi công một đoạn đường dài 400m tại tỉnh KwaZulu-Natal.
Đoạn đường này được làm bằng cách trộn nhựa tái chế với bê tông nhựa asphalt. Để thực hiện, Shisalanga đã sử dụng khoảng 40.000 chai sữa nhựa 2 lít bị bỏ đi. Trung bình, mỗi tấn nhựa asphalt dùng cho đoạn đường chứa khoảng 118-128 chai sữa tái chế.
Họ sử dụng hạt nhựa HDPE, loại nhựa có mật độ cao thường dùng để làm các chai đựng sữa. Các chai nhựa này được tái chế thành hạt nhựa, sau đó nung nóng ở 190°C cho đến khi tan chảy và kết hợp với các phụ gia khác. Hợp chất mới này thay thế khoảng 6% chất kết dính trong nhựa đường truyền thống. Nhờ vậy, mỗi tấn asphalt có chứa từ 118 đến 218 chai nhựa tái chế.
Shisalanga Construction cho biết, nhựa đường được trộn với hợp chất mới có khả năng chống nước và độ bền tốt hơn so với nhựa đường thông thường, có thể chịu được nhiệt độ từ 70°C đến -22°C.
Theo công ty, loại nhựa đường mới này sẽ kéo dài tuổi thọ của các con đường hơn mức trung bình là 20 năm, giúp tiết kiệm chi phí bảo trì.
Deane Koekemoer, Tổng Giám đốc Shisalanga, chia sẻ: “Chúng tôi đang góp phần loại bỏ rác thải nhựa khỏi các bãi rác và giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đồng thời tạo ra một sản phẩm vượt trội hơn nhiều so với các loại truyền thống.”
Tại Nam Phi, 70% rác thải nhựa được thu gom từ các bãi rác thay vì từ các hộ gia đình như ở châu Âu. Shisalanga Construction cho rằng việc sử dụng rác thải nhựa tái chế để làm đường sẽ tạo ra một thị trường mới cho rác thải nhựa.
Công ty hiện đã nộp đơn xin phép Cơ quan Quản lý đường bộ quốc gia Nam Phi (SANRAL) để sử dụng 200 tấn nhựa asphalt mới trên một đoạn đường cao tốc giữa Durban và Johannesburg. Nếu công nghệ này đáp ứng được các tiêu chuẩn, nó có thể sớm được triển khai rộng rãi trên khắp cả nước.
Ấn Độ: Đường có sử dụng nhựa tái chế hạn chế ổ gà
Ấn Độ đã áp dụng công nghệ tái chế rác nhựa để làm đường từ 17 năm trước. Giáo sư hóa học R. Vasudevan từ Trung tâm Nghiên cứu Quản lý rác thải rắn của Đại học Kỹ thuật Thiagarajar được coi là người tiên phong trong việc phát minh ra công nghệ này.
Công nghệ của ông đã được cấp bằng sáng chế vào năm 2006 và liên quan đến quá trình trộn nhựa tái chế đã băm nhỏ với đá dăm nóng hoặc bê tông asphalt nóng.
Theo Vasudevan, các con đường ở Chennai, được thử nghiệm từ năm 2002 với sự kết hợp của asphalt và rác thải nhựa, vẫn giữ nguyên chất lượng, không bị ổ gà hay biến dạng. Ông cũng nhấn mạnh rằng việc sử dụng một tấn rác nhựa cho mỗi chín tấn asphalt để xây dựng một đoạn đường dài 1km giúp tiết kiệm chi phí đáng kể.
Chennai, thành phố thuộc bang Tamil Nadu, là một trong những địa phương đầu tiên trên thế giới triển khai công nghệ này trên quy mô lớn. Năm 2004, thành phố quyết định xây dựng 1.000 km đường với hàng ngàn tấn rác nhựa tái chế trộn với asphalt. Sau đó, nhiều thành phố lớn khác tại Ấn Độ, như Pune, Mumbai, Surat, Indore, Delhi, và Lucknow, đã tiến hành thử nghiệm phương pháp này.
Vào tháng 10 vừa qua, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Ấn Độ (Indian Oil) cũng bắt đầu thử nghiệm sử dụng bê tông asphalt kết hợp với rác nhựa để trải đoạn đường dài 850m bên ngoài Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển của Indian Oil ở Faridabad, bang Haryana. Khoảng 16 tấn rác nhựa, bao gồm các loại bao bì nhựa đã qua sử dụng, sẽ được dùng cho đoạn đường này.
Theo báo cáo từ Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển của Indian Oil, đường từ nhựa tái chế có độ bền cao, khả năng kết dính và chống thấm nước mưa tốt hơn nhờ vào thành phần nhựa.
Công nghệ sử dụng rác nhựa làm đường cũng đã được thử nghiệm ở châu Âu, Bắc Mỹ và Úc. Tuy nhiên, vẫn còn những lo ngại về khí thải độc hại có khả năng gây ung thư phát sinh trong quá trình tái chế rác nhựa, cũng như nguy cơ phát tán hạt vi nhựa ra môi trường khi đường xuống cấp.
Georges Mturi, nhà khoa học cấp cao tại Hội đồng Nghiên cứu Công nghiệp và Khoa học Nam Phi, cho biết: “Nếu những vấn đề này không được giải quyết, chúng ta sẽ làm tăng thêm ô nhiễm môi trường từ rác thải nhựa thay vì giảm bớt.”
Shisalanga Construction đã nghiên cứu suốt 5 năm để phát triển công nghệ sản xuất nhựa asphalt mới. Wynand Nortje, Giám đốc công nghệ của Shisalanga, khẳng định rằng phương pháp nung chảy nhựa tái chế để trộn với phụ gia của công ty giúp giảm thiểu rủi ro về hạt vi nhựa.
Nghiên cứu thử nghiệm tái chế rác nhựa tại Việt Nam
Nhóm nghiên cứu từ Trường Đại học Giao thông vận tải áp dụng phế thải nhựa làm phụ gia trong sản xuất bê tông nhựa nóng khá thành công và có thể có triển vọng trong tương lai.
Nghiên cứu tái chế rác nhựa dùng trong thi công thảm mặt đường
PGS.TS Nguyễn Quang Phúc và TS. Lương Xuân Chiểu cùng nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Giao thông vận tải đã phát triển phương pháp mới trong sản xuất bê tông nhựa, sử dụng phụ gia từ rác thải nhựa. Giải pháp này hứa hẹn giúp giảm tình trạng nứt gãy và lồi lõm trên mặt đường, đồng thời cải thiện chất lượng đường sá.
Nhận thấy tiềm năng từ việc các quốc gia khác bắt đầu sử dụng rác thải nhựa làm phụ gia cho bê tông, nhóm nghiên cứu đã theo đuổi hướng này. Các quốc gia như Iran, Sudan, Pakistan, Malaysia và đặc biệt là Ấn Độ, đã đạt thành công trong việc thi công hàng trăm km đường nhựa bằng phế liệu nhựa, đặc biệt là trong điều kiện khí hậu nóng ẩm tương tự Việt Nam. Nhóm quyết định mạnh dạn sử dụng rác thải nhựa làm phụ gia, trộn trực tiếp tại trạm trộn để gia tăng tính ổn định nhiệt cho bê tông nhựa, theo lời của TS. Lương Xuân Chiểu.
Trong giai đoạn nghiên cứu đầu tiên, nhóm đã xác định các nguyên liệu chính bao gồm đá, bột khoáng, nhựa đường, và phế liệu nhựa. TS. Chiểu giải thích rằng việc kết hợp bột khoáng với nhựa đường giúp hình thành hỗn hợp mastic, có tác dụng làm cứng nhựa đường, tăng độ bám dính giữa đá và nhựa, đồng thời giúp giảm nguy cơ nứt gãy và lồi lõm.
Rác thải nhựa sau khi thu gom sẽ được xử lý thành các hạt nhỏ với kích thước từ 1 đến 2mm hoặc không quá 4cm x 4cm để đảm bảo chất lượng và mỹ quan cho bề mặt đường. Tuy nhiên, không phải loại nhựa nào cũng có thể sử dụng để làm đường. Qua quá trình thử nghiệm, nhóm nhận thấy rằng các loại nhựa LDPE (túi nylon), HDPE (bao gói, chai đựng), và PET (chai nước) có khả năng ứng dụng cao nhất. Để đảm bảo đồng nhất, hỗn hợp nhựa được phân loại hoặc gom thành mẫu lớn để kiểm tra chất lượng.
Một thách thức lớn của phương pháp này là tìm ra công thức phối trộn chính xác giữa các nguyên liệu. Nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp “thử – sai” để tìm ra tỷ lệ tối ưu, trong đó cốt liệu đá chiếm từ 87% đến 91%, bột khoáng từ 4% đến 7%, nhựa đường từ 4% đến 5%, và phế thải nhựa từ 0,3% đến 0,6%. Quy trình bao gồm sấy và sàng lọc cốt liệu đá, sau đó trộn với phế thải nhựa và bột khoáng ở nhiệt độ 170 đến 190 độ C. Nhựa đường nóng sau đó được phun vào hỗn hợp, và quá trình trộn diễn ra trong khoảng 36 đến 45 giây để tạo ra bê tông nhựa sẵn sàng thi công.
Kỳ vọng về tương lai trong vật liệu thi công đường giao thông VN
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm sản phẩm trên đoạn đường dài 30m, rộng 3,25m trên tỉnh lộ 421B. Kết quả cho thấy đường trải bằng bê tông nhựa chứa phụ gia rác thải nhựa có bề mặt và độ bằng phẳng tốt hơn so với các đoạn đường thông thường.
Nếu phương pháp này được áp dụng rộng rãi, một km đường cấp III-ĐB với hai lớp bê tông nhựa dày 12cm sẽ tiêu thụ khoảng 12,9 tấn rác thải nhựa, tiết kiệm chi phí phụ gia lên tới 800 triệu đồng và giảm số lần sửa chữa định kỳ.
Nghiên cứu này đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích vào tháng 2/2022. TS. Chiểu chia sẻ rằng nhóm vẫn đang tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện quy trình, đặc biệt là việc tối ưu hóa công đoạn phân loại nhựa, với hy vọng sớm phát triển thiết bị và công nghệ xử lý nhựa hiệu quả hơn trong tương lai.
Lời kết
Đừng bỏ lỡ những kiến thức mới nhất, cập nhật và đào sâu kỹ thuật cùng trạm trộn bê tông nhựa nóng tại Hà Nội T&C bằng cách thoi dõi các bài viết trên trang web được cập nhật mới mỗi ngày.
Đừng ngại gọi điện liên hệ với chúng tôi qua Hotline ở cuối trang để được tư vấn, hỗ trợ và báo giá thi công liên quan đến bê tông nhựa Asphalt nhé.
