Sở Khoa học và Công nghệ

https://skhcn.dongnai.gov.vn

Sử dụng mùn cưa để chế tạo tấm xây dựng chống cháy

Khi hầu hết nghĩ về vật liệu chống cháy, mùn cưa có lẽ là một trong những thứ cuối cùng người ta có thể nghĩ đến. Tuy nhiên, các nhà khoa học nay lại kết hợp sử dụng vật liệu đun bếp này để sản xuất tấm chống lửa.
Một trong những tấm vật liệu được thử nghiệm khả năng chống cháy (Ảnh: Dan Vivas Glaser)
Khoáng chất struvite, một loại amoni magie phosphate tinh thể không màu, từ lâu đã được biết đến với đặc tính chống cháy. Tuy nhiên, bản thân nó khá giòn nên cần phải được phối trộn với một số vật liệu khác để tăng độ bền.
Đó là lúc mùn cưa phát huy tác dụng. Được tạo ra như chất thải lâm nghiệp và chế biến gỗ, mùn cưa thường được đốt lò đun nấu hoặc đơn giản là đổ vào bãi rác.
Trước đây đã có những nỗ lực kết hợp mùn cưa với struvite để tạo thành các tấm chống cháy có thể được sử dụng làm vách ngăn bên trong các tòa nhà. Vấn đề nằm ở chỗ, cách thức kết tinh của struvite khiến nó không thể liên kết tốt với mùn cưa.
Nay các nhà nghiên cứu từ các trường đại học ETH Zurich và Empa của Thụy Sĩ, cùng với các đồng nghiệp từ Đại học Bách khoa Turin đã tìm được giải pháp cho vấn đề.
Sử dụng một loại enzyme có nguồn gốc từ hạt dưa hấu, các nhà khoa học đã có thể kiểm soát cách thức kết tinh của struvite từ dung dịch của một tiền chất khoáng chất gọi là newberyite. Quy trình này dẫn đến hình thành các tinh thể lớn lấp đầy tất cả các khoảng trống giữa các hạt mùn cưa gỗ vân sam, liên kết chặt chẽ chúng lại với nhau.
Các tấm vật liệu thu được được ép trong khuôn trong vòng 2 ngày, sau đó được lấy ra và sấy khô ở nhiệt độ phòng. Khi được kiểm tra độ bền, các tấm này được phát hiện có độ bền cao hơn khi chịu nén vuông góc với thớ gỗ so với gỗ vân sam ban đầu.
Vật liệu này cũng thể hiện khả năng chống cháy tuyệt vời nhờ vào struvite. Khi khoáng chất này được nung nóng, nó phản ứng bằng cách phân hủy và giải phóng hơi nước và amoniac.
Trong quá trình đó, struvite hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh, tạo ra hiệu ứng làm mát. Nó cũng giải phóng các khí không cháy, đẩy không khí ra ngoài, do đó, làm cho ngọn lửa yếu đi và không lan rộng, đồng thời khiến tấm ván bị cháy xém nhanh hơn và trở nên ít có khả năng bắt lửa hơn.
Các thử nghiệm ban đầu cho thấy tấm vật liệu này sẽ cung cấp mức độ chống cháy tương đương với tấm ván dăm xi măng hiện có nhưng nhẹ hơn nhiều.
Ngoài ra, trong khi các tấm xi măng thường bị vứt bỏ khi được tháo từ các tòa nhà bị phá dỡ, các tấm struvite lại có khả năng tái chế. Quy trình tái chế bao gồm nghiền nhỏ, nung nóng vật liệu đến 100 ºC, sau đó sàng lọc mùn cưa và kết tủa newberyite để tái sử dụng.
 

Tác giả: LH, (ETH Zurich)

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây