Gạch lát nền vừa bền vừa dẻo từ cát và túi ni lông

Nhóm sinh viên ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã tiến hành hơn 60 thí nghiệm phối trộn nguyên liệu cát, xi măng, bê tông trộn sẵn và túi ni lông theo tỉ lệ khác nhau để tạo ra một loại gạch dùng để lát nền.Sản phẩm độc đáo này là của Vũ Văn Dương và Phạm Mạnh Đình, sinh viên Khoa Chất lượng cao, ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM.


TS Lê Anh Thắng, Giảng viên ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM hướng dẫn hai chàng sinh viên thực hiện đề tài.

Nhựa PE có nhiều ưu điểm để làm gạch lát nền

Dương tìm hiểu thông tin từ các nghiên cứu khoa học và biết rằng, Việt Nam là quốc gia đứng thứ 4 trên thế giới về số lượng nhựa thải ra đại dương. Lượng rác thải từ túi ni lông và nhựa thải ra hằng ngày lên đến hàng chục nghìn tấn, đe dọa môi trường biển.

“Hai thành phố lớn nhất của Việt Nam là Hà Nội và TP.HCM thải ra đến 80 tấn rác thải nhựa mỗi ngày. Các loại rác thải nhựa khi thải ra môi trường phải mất cả trăm năm mới có thể phân hủy hết”- Dương nói.

Để hạn chế một phần lượng túi ni lông thải ra môi trường, nhóm để xuất tái sử dụng vật liệu này trộn với cát làm gạch lát nền cho các công trình xây dựng.

Dương chia sẻ, các loại rác thải nhựa được phân thành loại, bao gồm PE, PP, PVC, PP, PET. Các loại túi ni lông thường được làm từ PE (Polyethylene).

Đặc điểm của nhựa PE là không độc hại, ít thấm nước, cách điện tốt, độ bền dẻo, độ bền kéo tốt. Nhiệt độ hoạt động của PE là từ -50oC tới 90oC. Bên cạnh đó, khuyết điểm của nhựa PE là độ cứng bề mặt thấp, dễ bị biến dạng, dễ bị xước, độ bền cơ học không tốt.

Nhóm đặt tên cho vật liệu gạch lát nền là UTE-PS gồm túi ni lông tái chế và cát sông làm gạch lát nền. UTE-PS sẽ mang các ưu điểm của nhựa như không co ngót, trọng lượng nhẹ, có khả năng chống va chạm và giảm tiếng ồn tốt, dễ dàng gia công, tạo hình, tạo màu, chịu được mài mòn cơ học, chịu được bào mòn do các chất hữu cơ hòa tan và rò rỉ nước, có độ bền dẻo và kéo cao.

“Ngoài ra, cát sông với hàm lượng hợp lý có thể giúp UTE-PS gia tăng khả năng chịu nén, và tăng độ cứng bề mặt. Tái sử dụng rác thải túi ni lông có thể giúp hạn chế ô nhiễm môi trường, và sản xuất được các sản phẩm gạch xây dựng với chi phí thấp”- Dương chia sẻ.

Gạch thành phẩm hoàn toàn có thể ứng dụng

Nhóm tiến hành tạo mẫu gạch lát nền từ các khuôn sắt. Túi ni lông tái chế được thu gom ở chợ Tăng Nhơn Phú, Quận 9, TP.HCM. Cát được lấy từ các điểm bán vật liệu xây dựng.

Theo Phạm Mạnh Đình, thành viên nhóm, cát là vật liệu sẽ giúp ni lông tái chế có độ cứng bề mặt khi va đập chịu lực tốt hơn.

Vật liệu cát được rang nóng ở nhiệt độ khoảng 135oC. Sau đó cho rác ni lông vào cát. Ni lông sẽ tan chảy cùng với cát và tạo thành một hỗn hợp dạng sánh. Hỗn hợp này sau đó được đưa vào khuôn và làm nguội. Sau khi đổ khuôn sẽ tạo thành gạch lát nền thành phẩm.

Nhóm đã tiến hành hơn 60 thí nghiệm phối trộn tỷ lệ khác nhau giữa ni lông và cát. Một tỷ lệ hợp lý giữa ni lông và cát theo khối lượng đã được chọn sao cho mẫu gạch có khả năng chịu lực va đập mạnh với độ móp méo là ít nhất. Kết quả, nhóm đã tìm được tỉ lệ phối trộn hợp lý để vật liệu cuối cùng có cường độ chịu nén, chịu uốn, và độ mài mòn.

“Trực quan cho thấy mẫu có bề mặt láng, không có vết nứt, vết rạn nứt”, Đình nói. Trong vòng 3 ngày các viên gạch mẫu được bảo dưỡng ở nhiệt độ phòng cho tới thời điểm thực hiện thí nghiệm kiểm tra các đặc tính vật lý.


Thành phẩm gạch lát nền từ cát và túi ni lông của hai bạn sinh viên.

Nhóm cũng đã tiến hành các thí nghiệm để kiểm chứng về khả năng chịu va đập, chịu nén, chịu uốn, chịu nén, chịu mài mòn, khả năng hút nước… Nhiều chỉ số cao gấp 2 lần tiêu chuẩn của gạch Terrazzo (một loại gạch không nung hay sử dụng để lát nền). Từ đó, nhóm đi đến kết luận loại gạch này hoàn toàn phù hợp để làm gạch lát nền.

Theo TS Lê Anh Thắng, Giảng viên Khoa Kỹ thuật xây dựng, ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, kết quả thí nghiệm ban đầu cho thấy vật liệu UTE-PS hoàn toàn có thể được ứng dụng để làm gạch lát nền.

“Tuy nhiên, nghiên cứu cần thực hiện thêm nhiều thí nghiệm khác để có được đánh giá chính xác hơn về khả năng làm việc của UTE-PS. Nghiên cứu cũng chưa xét đến yếu tố thời gian làm thay đổi tính chất của nhựa tái sinh từ túi ni lông”, TS Thắng cho biết.