Viện DASM nghiên cứu và tái chế rơm rạ thành vật liệu cách âm cách nhiệt bền vững

Tiến sĩ Vũ Việt Dũng cùng các cộng sự của viện DASM đã nghiên cứu và thành công tái chế rơm rạ biến chúng thành vật liệu xây dựng mới với khả năng cách âm tiêu âm và cách nhiệt siêu hạng. Đây thực sự là một hướng đi hiệu quả và mang tính tích cực tại Việt Nam trước tình trạng hàng chục tấn rơm rạ đang bị đốt bỏ lãng phí mỗi năm.

Mỗi năm Việt Nam đang đốt bỏ lãng phí 2-3 tỉ USD rơm rạ

Cứ sau mỗi vụ thu hoạch lúa, bà con nông dân tại thường có thói quen đốt rơm rạ dọn đồng trước khi gieo cấy vụ lúa mới. Bởi theo bà con, sản lượng rơm rạ quá lớn mà nhu cầu sử dụng rơm rạ làm chất đốt gần như không còn, như cầu lấy rơm rạ làm thức ăn cho gia súc, ủ phân cũng rất ít. Việc ủ rơm rạ bằng chế phẩm lại mất nhiều công sức, tốn thêm chi phí nên bà con chọn giải pháp nhanh nhất đó chính là đốt bỏ.

Theo ông Tống Xuân Chinh, Phó Cục trưởng Cục Chăn nuôi - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN-PTNT) hiện lượng phụ phẩm rơm rạ sau thu hoạch của nước ta rất lớn, lên đến 43 triệu tấn/năm. Chỉ khoảng 23% lượng phế phẩm rơm rạ trong đó được dùng cho mục đích chăn nuôi, còn khoảng 77% đang bị đốt bỏ. Theo đó, bình quân mỗi năm chúng ta đang đốt bỏ lãng phí 2-3 tỉ USD.

Đốt bỏ rơm rạ chẳng những gây lãng phí nguồn nguyên liệu, khiến đất bị chai sạn mà còn gây ô nhiễm môi trường, mất an toàn giao thông.

Đốt bỏ rạ rơm chẳng những gây lãng phí nguồn nguyên liệu, khiến đất bị chai sạn mà còn gây ô nhiễm môi trường, mất an toàn giao thông
Đốt bỏ rạ rơm chẳng những gây lãng phí nguồn nguyên liệu, khiến đất bị chai sạn mà còn gây ô nhiễm môi trường, mất an toàn giao thông

DASM biến rơm rạ thành vật liệu xây dựng bền vững

Từ xa xưa ông bà tổ tiên chúng ta đã biết sử dụng rơm rạ trộn cùng các loại bùn đất để tạo nên những ngôi nhà tránh nắng tránh mưa hiệu quả. Tuy không kiên cố như những ngôi nhà được xây bằng gạch vữa, xi măng nhưng chúng lại giữ cho ngồi nhà mát mẻ vào mùa hè và ấm áp hơn trong mùa đông.

Trước thực trạng nguồn rơm rạ nước ta đang bị bỏ phí quá lớn mỗi năm, cũng như thấy được tiềm năng của chúng trong việc tái chế thành vật liệu xây dựng xanh, Viện Phát triển và ứng dụng vật liệu âm thanh đã thu thập mẫu rơm rạ và bắt tay vào nghiên cứu loại phụ phẩm nông nghiệp sẵn có này.

Kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy rất khả quan và đúng như dự đoán của các nhà nghiên cứu viện DASM. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân rã, tách sợi và sử dụng công nghệ ép khối nóng tạo ra các kiện/tấm rơm rạ liên kết chặt chẽ với nhau. Tùy vào mục đích sử dụng cách âm, tiêu âm hay cách nhiệt, một số loại hóa chất và vật liệu xây dựng khác sẽ được thêm vào với tỷ lệ thích hợp để tăng hiệu quả cho sản phẩm.

Viện DASM nghiên cứu và tái chế rơm rạ thành vật liệu cách âm cách nhiệt bền vững
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân rã, tách sợi và sử dụng công nghệ ép khối nóng tạo ra các kiện/tấm rơm rạ liên kết chặt chẽ với nhau

Các đặc tính nổi bật của vật liệu làm từ rơm rạ

Vật liệu từ rơm rạ có hệ số hấp thụ âm thanh cao, tiêu âm rất tốt

Các nhà khoa học đã tiến hành thử nghiệm đo khả năng hấp thụ âm của mẫu sợi rơm ép độ dày 56mm. Kết quả khá bất ngờ bởi hệ số tiêu âm thu được rất cao, gần bằng tuyệt đối là 1. Hệ số này hiện bằng với hệ số tiêu âm của bông khoáng, tấm tiêu âm sonic và mút ép tái sinh.

Khả năng hấp thụ âm thanh của mẫu vật liệu tái chế từ rơm rạ dày 56mm

Viện DASM nghiên cứu và tái chế rơm rạ thành vật liệu cách âm cách nhiệt bền vững
Khả năng hấp thụ âm thanh của mẫu vật liệu tái chế từ rơm rạ dày 56mm

Vật liệu tái sinh từ rơm rạ có khả năng cách âm tốt hơn ở cùng độ dày

Các nhà khoa học của viện DASM sau khi xử lý sợi rơm rạ đã trộn thêm một số thành phần khác, trong đó có xi măng để loại bỏ khoảng trống giữa các sợi rơm, tăng hiệu quả chặn âm thanh truyền qua. Kết quả đo mẫu thử sợi rơm cách âm độ dày 45mm cho thấy khả năng cách âm tốt, ở dải tần số từ 1000 đến 2000Hz, tương đương với khả năng cách âm của bức tường bê tông dày 100mm.

Khả năng cách âm của vật liệu sợi rơm với độ dày 45mm

Theo kết quả nghiên cứu ban đầu của viện DASM, có thể thấy vật liệu tái sinh từ rơm rạ chính là vật liệu cách âm tiềm năng của tương lai, có thể thay thế hữu hiệu cho các loại vật liệu cách âm cũ.

Viện DASM nghiên cứu và tái chế rơm rạ thành vật liệu cách âm cách nhiệt bền vững
Khả năng cách âm của vật liệu sợi rơm với độ dày 45mm

Vật liệu tái sinh từ rơm rạ có hệ số truyền nhiệt thấp, cách nhiệt tốt

Không chỉ có khả năng cách âm, tiêu âm, vật liệu tái sinh từ rơm rạ còn có tác dụng cách nhiệt hiệu quả.

Nghiên cứu cũng cho thấy rơm rạ có hệ số truyền nhiệt 0.036 W / m • K, trong khi sợi thủy tinh có hệ số truyền nhiệt 0.04 W / m • K và bông khoáng là 0.045.

Không chỉ có hệ số dẫn nhiệt thấp hơn bông khoáng và bông thủy tinh mà còn kém hơn cả gỗ và gạch. Cụ thể, vật liệu rơm rạ dẫn nhiệt kém gỗ 4 lần và kém gạch 8 lần. Có nghĩa là khả năng cách nhiệt của rơm rạ tốt hơn. Ngôi nhà sử dụng vật liệu cách nhiệt được làm từ thành phần rơm rạ sẽ duy trì được mức nhiệt ổn định hơn, nhiệt độ trong nhà ít bị thay đổi theo thời tiết bên ngoài.

Thực tế cho thấy, tại các quốc gia khác trên thế giới, hiện vật liệu cách nhiệt bằng rơm rạ được sử dụng rất phổ biến trong các công trình nhà ở dân dụng cũng như trong xây dựng công trình tòa nhà cao tầng. Giải pháp cách nhiệt này hiện được ưa chuộng ở Nga và các nước trong vùng  khí hậu băng tuyết giá lạnh.

Viện DASM nghiên cứu và tái chế rơm rạ thành vật liệu cách âm cách nhiệt bền vững

Vật liệu tái sinh từ rơm rạ nhẹ, giảm sức nặng cho kết cấu công trình

Cũng theo nghiên cứu tính toán, các nhà khoa học viện DASM kết luận rằng các tấm vật liệu làm từ rơm rạ không chỉ có hiệu quả cách âm tiêu âm, cách nhiệt tốt mà quan trọng nữa chúng có trọng lượng rất nhẹ, nhẹ hơn nhiều đa số các loại vật liệu xây dựng cùng thuộc tính.

Rơm rạ có cấu tạo độ xốp cao tới 99% nên khối lượng riêng nhỏ, trọng lượng siêu nhẹ. Do đó khi kết hợp với các loại vật liệu khác làm thành vật liệu cách âm cách nhiệt thì trọng lượng của chúng vẫn nhẹ hơn nhiều so với các loại vật liệu cách âm cách nhiệt truyền thống phổ biến như: gạch, ngói, xi măng, bê tông, đá, v.v... Chẳng hạn, ở cùng độ dày 100mm, trọng lượng của bức tường sử dụng vật liệu rơm rạ sẽ chỉ bằng 1/10 trọng lượng của tường bê tông.

Vật liệu tái sinh từ rơm rạ an toàn với sức khỏe, bảo vệ môi trường

Với thành phần chủ yếu là rơm rạ 100% nguồn gốc tự nhiên, các sản phẩm cách âm cách nhiệt từ rơm rạ được chứng minh an toàn cho người sử dụng, không sinh khí độc trong quá trình sử dụng, không gây dị ứng khó chịu như một số loại vật liệu xây dựng hiện nay.

Và tất nhiên rồi, với khả năng phân hủy cao của rơm rạ, đây cũng là vật liệu thân thiện với môi trường, giảm tác động tiêu cực đến hệ sinh thái, góp phần thúc đẩy hệ sinh thái phát triển bền vững hơn.

Trong tương lai, ngoài việc xử lý tái chế rơm rạ thành vật liệu xây dựng xanh, viện đang hướng tới mở rộng nghiên cứu sang các loại phụ phẩm khác sẵn có trong ngành nông nghiệp nước ta như bã mía, xơ dừa.

Tin mới

Bài viết lên quan