Sau thép và bê tông, gạch là vật liệu có lượng tiêu thụ nhiều nhất ngành xây dựng, và cũng là một trong những vật liệu gây ảnh hưởng đến môi trường nhất khi sử dụng nguyên liệu chính là tài nguyên đất sét có hạn và phải trải qua quá trình đào xới để khai thác. Ngoài ra, quá trình nung trong lò sử dụng chất đốt hóa thạch ở nhiệt độ hơn 1000 độ C trong vài ngày sản sinh nhiều khí có hại. Chưa kể đến quá trình vận chuyển ở quy mô toàn cầu cũng tiêu tốn nhiều nhiên liệu và để lại dấu chân carbon.
Để giảm thiểu tác hại lên môi trường do quá trình sản xuất gạch gây ra, nhiều đơn vị sản xuất và nhà nghiên cứu đã cho ra những giải pháp sử dụng nguồn nguyên vật liệu thải nội địa cũng như thay thế phương pháp nung bằng phơi nắng để cho ra những loại gạch thân thiện với môi trường.
Gạch làm từ chất liệu bần
Năm 2019, công trình Cork House ở Berkshire, Anh Quốc sử dụng gạch làm từ chất liệu bần đã gây sự chú ý của nhiều chuyên gia trong ngành. Bộ ba Matthew Barnett Howland, Dido Milne và Oliver Wilton đã sử dụng loại gạch đặc biệt được phát minh bởi công ty kiến trúc MPH Architects ở London từ năm 2014.
Gạch bần của MPH Architects làm từ vỏ bần của cây sồi, có cấu trúc kết nối giống những khối lego, cho phép xây dựng mà không cần chất kết dính, đồng thời có thể tái chế và tái sử dụng. Chất liệu gạch này có tiềm năng giảm thiểu một lượng lớn CO2 thải ra so với loại gạch đất nung thông thường.
Nội thất công trình nhà Cork House. Ảnh: Matthew Barnett Howland
Thiết kế của gạch có các khớp nối có thể xếp vào nhau một cách chắc chắn mà không cần dùng đến vữa hồ kết dính. Ảnh: Matthew Barnett Howland
Gạch không nung K-Briq
Theo nhà sản xuất Kenoteq, K-Briq được xem là loại gạch có thành phần tái chế nhiều nhất thị trường với 90% thành phần làm từ rác thải công trình. Startup Kenoteq đến từ Scotland cho ra mắt K-briq vào năm 2020, được phát minh bởi giảng viên ngành kĩ sư Gabriela Medero của trường Đại học Heriot-Watt.
Thành phần rác thải tái chế không phải là điểm nổi bật duy nhất. K-Briq có các tính chất giống gạch đất nung nhưng không cần qua bước nung với nhiệt để sản xuất và năng lượng sản xuất ít hơn đến 90% cũng như thải ra chỉ 1/10 lượng CO2 so với gạch thông thường.
Gạch K-Briq có thể được nhuộm nhiều màu theo ý thích. Ảnh: Kenoteq
Gạch làm từ rác thải địa phương
Building The Local của Ellie Birkhead giải quyết nhiều vấn đề trong công cuộc bền vững hóa: Tiêu thụ rác thải của khu vực, phương pháp sản xuất ít sản sinh CO2 và tạo công ăn việc làm và ủng hộ ngành sản xuất nội địa.
Gạch của Ellie được làm từ các thành phần như tóc từ những tiệm cắt tóc, lông ngựa từ những chuồng ngựa, rơm rạ và lông động vật từ trang trại, chai thủy tinh từ quán rượu và cả ngũ cốc thải từ các lò rượu bia. Các thành phần này sẽ được trộn với đất sét và sử dụng phương pháp không nung (cho thành phần làm từ tóc, lông hoặc rơm rạ) hoặc nung (cho thành phần thủy tinh và ngũ cốc).
Ảnh: Ellie Birkhead
Gạch tái chế từ thủy tinh và bê tông
Để xây dựng phần mở rộng của Bảo tàng Design Museum Gent, hai studio kiến trúc Carmody Groarke và TRANS Architectuur Stedenbouw đã cộng tác để nghiên cứu và phát triển một loại gạch sử dụng rác thải công trình bản xứ.
Gent Waste Brick được sản xuất với 63% thành phần là bê tông và thủy tinh thừa từ các công trình bị dỡ bỏ, trộn với cát, Calcium Oxide và Calcium Carbonate. Thay vì nung với lửa, gạch được ủ trong môi trường ẩm trong hai tuần và để khô tự nhiên. Các chất hóa học được trộn trong hỗn hợp có khả năng làm gạch cứng hơn theo thời gian. So với gạch đất nung thông thường, Gent Waste Brick chỉ thải ra 1/3 lượng CO2.
Ảnh: Cinzia Romanin
Gạch từ than củi và xơ mướp
Được nghiên cứu và phát triển bởi các nhà nghiên cứu của Trường Indian School of Design and Innovation ở Mumbai, viên gạch sinh học Green Charcoal không chỉ sử dụng nguồn nguyên liệu tự nhiên mà còn có lợi cho hệ sinh thái.
Được làm từ xơ mướp, than củi, đất và xi măng, Green Charcoal nhẹ hơn gạch nung thông thường. Nhưng điều làm loại gạch này đặc biệt là trọng lượng nhẹ hơn nhờ những ổ khí rỗng của xơ mướp ở giữa. Những lỗ này không chỉ tạo điều kiện để phát triển hệ sinh thái với thực vật và côn trùng, đồng thời trữ một lượng nước nhất định để làm mát công trình một cách tự nhiên. Than củi xuất hiện ở bề mặt ngoài có khả năng hút khí Nitrat để làm sạch không khí, đồng thời cung cấp nguyên tố khí bổ dưỡng đó cho cây cỏ phát triển. Tuy nhiên, Green Charcoal vẫn còn hạn chế khi sử dụng xi măng, một trong những chất liệu sản sinh ra nhiều khí carbon để sản xuất.
Những lỗ khí của xơ mướp là điều kiện để phát triển hệ sinh thái tự nhiên trong công trình.
Gạch từ sợi nấm
Công trình đầu tiên được xây bằng gạch có thể phân hủy làm từ sợi nấm là tháp Hy-Fi của studio The Living tại New York trong khuôn khổ triển lãm MoMA PS1 năm 2014. Gạch sinh học được phát triển dựa trên quy trình của công ty chất liệu sinh học Ecovative.
Thay vì sản xuất trong nhà máy, loại gạch này được “trồng” bằng chất liệu từ thân cây bắp bị thải ra của ngành nông nghiệp, đặt vào trong khuôn và để các sợi nấm phát triển bao bọc như quá trình xi măng hóa. Quá trình làm ra viên gạch sinh học này không chỉ xử lý rác thải nông nghiệp mà còn không thải ra khí CO2, đồng thời cũng có thể tự phân hủy.
Công trình Hy-Fi tại triển lãm MoMA PS1. Ảnh: Kris Graves
Gạch từ sợi nấm được “trồng” trong khuôn. Ảnh: MoMA
Và gạch làm từ… nước tiểu
Nhà nghiên cứu Suzanne Lambert từ Đại học Cape Town đã triển khai một dự án thể nghiệm đầy táo bạo: Gạch làm từ nước tiểu của người, cát và vi khuẩn.
Các nguyên liệu sẽ được cho vào khuôn gạch mong muốn. Vi khuẩn mà Suzanne sử dụng có khả năng kích hoạt để tách Urê từ nước tiểu, đồng thời sản sinh ra Calcium Carbonate có chức năng là chất kết dính như cách hình thành các loại vỏ sò. Điểm thú vị là nếu để vi khuẩn làm việc của nó càng lâu, gạch sẽ càng cứng.
Ảnh: University of Cape Town
Thực hiện: Hoàng Lê | Theo: Dezeen | Ảnh: Tư liệu
Xem thêm:
Những chất liệu đến từ thiên nhiên, để bảo vệ thiên nhiên
