Sản xuất bê tông là một trong những nguồn phát ra khí thải carbon dioxide lớn nhất trên thế giới, sau vận tải và năng lượng. Để làm ra vật liệu xây dựng phổ biến này theo cách thân thiện hơn với môi trường, ngành công nghệ đã thêm các phụ phẩm từ những nhà máy điện chạy bằng than đá nhưng tiến trình này đã phát sinh nhiều vấn đề.
Khi than đá được đốt cháy trong các nhà máy điện, một số lượng lớn tro bay (fly ash) sẽ được sản sinh ra. Vật liệu này thường được thu giữ và hầu hết đều nằm trong bãi thải, chỉ có một số ít được tái chế. Bê tông là một trong những vật liệu sử dụng tro bay tái chế, bởi vì những chất kết dính dựa trên chất thải này không cần xử lý ở nhiệt độ cao, dùng nhiều năng lượng như khi dùng xi măng Portland. Ngoài việc dùng tro bay cắt giảm được các chất thải phát ra, quá trình này còn làm cho bê tông chắc chắn, khả năng chống ăn mòn cao hơn.
Nhưng hầu hết các hỗn hợp trên chỉ dùng với số lượng nhỏ tro bay và trong quá trình sản xuất, các nhà máy còn dùng nhiều hoạt chất có sodium. Điều này có thể tác động tiêu cực lên môi trường và tăng chi phí sản xuất. “Ngành công nghiệp này thường trộn từ 5 đến 20% tro bay vào xi măng để làm cho nó trở nên xanh, còn lại phần lớn của hỗn hợp vẫn là xi măng. Và cuối cùng giá thành của nó đắt hơn xi măng”, Rouzbeh Shahsavari, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết.
Qua phân tích, các nhà nghiên cứu thuộc ĐH Rice đã xác định công thức pha trộn hiệu quả nhất cho hỗn hợp mới, bằng cách cân bằng khoảng 80% tro bay, 5 % hoạt chất dựa trên sodium và phần còn lại được hình thành từ nanosilica và calcium oxide. Hỗn hợp hoàn toàn không có xi măng Portland.
Trong các thử nghiệm, bê tông được sản xuất từ chất kết dính tro bay mới sau 7 ngày, có cường độ nén là 16,18MPa, có thể so sánh với bê tông được làm từ xi măng Portland truyền thống.
Trong khi những kết quả ban đầu này hứa hẹn cho một loại bê tông thân thiện với môi trường hơn là chất liệu thông thường, nhóm các nhà khoa học cho biết họ có kế hoạch nghiên cứu sâu hơn về đặc tính của vật liệu mới, bao gồm trạng thái lâu dài, độ co rút và độ bền.
