Trong ngành xây dựng, xi măng được xem là một trong những nguồn phát thải carbon lớn nhất, chiếm tỷ trọng đáng kể trong tổng lượng CO₂ toàn cầu. Chính vì vậy, bên cạnh việc tối ưu quy trình sản xuất, một giải pháp cấp thiết hơn đang được đặt ra: tìm kiếm các vật liệu thay thế bê tông có nguồn gốc sinh học, ít tiêu tốn năng lượng và gắn với vòng đời tài nguyên bền vững hơn.
Ảnh: Dinorah Schulte
Trong dòng chảy đó, Corncretl – một vật liệu xây dựng sinh học do studio Manufactura phát triển, xuất hiện như một thử nghiệm giàu tiềm năng. Về bản chất, Corncretl là một composite lai giữa vật liệu khoáng và phụ phẩm nông nghiệp, trong đó thành phần chính bao gồm đá vôi, cốt liệu khoáng, cùng với phế phẩm từ ngô và nejayote tái chế – loại nước thải giàu canxi sinh ra từ quy trình xử lý ngô truyền thống tại Mexico. Sự kết hợp này không chỉ mang tính kỹ thuật, mà còn phản ánh một hệ quy chiếu văn hóa sâu sắc: ngô – vốn là nền tảng của nền văn minh Mesoamerica suốt hàng nghìn năm, được tái định nghĩa như một thành phần của kiến trúc đương đại.
Ảnh: Dinorah Schulte
Tên gọi Corncretl được ghép từ corn và concrete, phần nào cho thấy rõ tham vọng của dự án: không đơn thuần là một vật liệu thay thế, mà là một cách viết lại logic của bê tông, bằng việc chuyển dịch từ tài nguyên khai thác sang tài nguyên tái sinh. Trong cách tiếp cận này, chất thải nông nghiệp không còn là phần dư thừa của chuỗi sản xuất, mà trở thành nguyên liệu đầu vào cho một hệ sinh thái xây dựng mang tính tuần hoàn.
Ảnh: Dinorah Schulte
Corncretl sở hữu một số đặc tính vật lý độc đáo, đến từ chính nền tảng vật liệu gốc vôi. Cấu trúc vi mô của composite này cho phép hơi ẩm được trao đổi tự nhiên với môi trường, giúp vật liệu có khả năng “thở” và góp phần điều hòa vi khí hậu bên trong công trình. Đồng thời, nhờ cơ chế carbonat hóa đặc trưng của vôi, Corncretl cũng có thể tự phục hồi các vết nứt nhỏ theo thời gian, khi các tinh thể canxi tiếp tục hình thành và lấp đầy những khe hở vi mô. Những đặc tính này không chỉ cải thiện độ bền lâu dài, mà còn đặt Corncretl vào nhóm vật liệu có khả năng vận hành thụ động, giảm phụ thuộc vào các giải pháp kỹ thuật bổ trợ.
Ảnh: Dinorah Schulte
Không dừng lại ở việc “xanh hóa” vật liệu, Corncretl còn được phát triển để tương thích với công nghệ chế tạo kỹ thuật số, chẳng hạn như in 3D trong xây dựng. Thay vì phụ thuộc vào hệ cốp pha truyền thống, hỗn hợp này có thể được in trực tiếp thành các cấu kiện kiến trúc thông qua hệ thống robot, mở ra khả năng tạo hình linh hoạt hơn và giảm thiểu sai số trong thi công.
Bê tông từng là vật liệu định hình diện mạo của kiến trúc hiện đại, mở ra khả năng xây dựng ở quy mô và tốc độ chưa từng có. Nhưng trong bối cảnh những giới hạn về tài nguyên và môi trường ngày càng rõ rệt, vai trò nền tảng cần phải được đảm nhiệm bởi một hệ vật liệu đa dạng hơn, nơi các giải pháp sinh học và tuần hoàn bắt đầu tham gia vào cấu trúc của công trình.
Ảnh: Dinorah Schulte
Thực hiện: Thuỳ Như | Theo: Wallpaper*
Sản xuất xi măng hiện đang chiếm bao nhiêu % cacbon phát thải? CO2 được tạo ra nhiều nhất trong những công đoạn nào?
Về mặt định lượng, sản xuất xi măng (thành phần chính của bê tông) hiện chiếm khoảng 7-8% tổng lượng phát thải CO₂ toàn cầu. Phát thải chủ yếu tập trung ở hai công đoạn chính: quá trình nung clinker, đá vôi (CaCO₃) bị phân hủy thành vôi (CaO), CO₂ và đốt nhiên liệu hóa thạch để nung lò.
Các bước sản xuất chi tiết của vật liệu Corncretl?
Corncretl được tạo thành từ phụ phẩm ngô và nejayote sau khi được làm khô, nghiền và chuẩn hóa kích thước hạt. Hỗn hợp này tiếp tục được trộn với hệ chất kết dính gốc vôi và cốt liệu khoáng để tạo ra một composite có thể đùn. Cuối cùng, vật liệu được in 3D bằng robot theo từng lớp và đông cứng tự nhiên ở nhiệt độ phòng, không cần đến quy trình nung năng lượng cao như xi măng truyền thống.
Corncretl có thể được ứng dụng trong những loại công trình nào?
Hiện tại, Corncretl vẫn đang được thử nghiệm dưới dạng các module tường và cấu kiện in 3D, chủ yếu trong quy mô prototype. Với đặc tính vật liệu và công nghệ thi công hiện tại, nó phù hợp hơn với các hạng mục không chịu lực lớn như facade, pavilion hoặc các công trình mang tính thử nghiệm. Tuy vậy, trong tương lai, khi được tối ưu thêm về mặt cơ học và quy trình sản xuất, Corncretl có tiềm năng mở rộng sang nhiều ứng dụng kiến trúc đa dạng hơn.
Xem thêm:
Vật liệu Composite: Nhẹ hơn, bền hơn, tốt hơn
Nhôm tái chế: Vật liệu của tương lai
Bọt xốp UPS – Giải pháp vật liệu bền vững mới cho thiết kế đồ nội thất