Các nhà nghiên cứu ở RMIT (Úc) đã phát triển vật liệu xây dựng bền vững từ đất, nước và bìa carton, gọi là CCRE. Thay vì dùng bê tông nặng gây ô nhiễm, họ nén đất ẩm vào ống bìa carton làm lớp kết cấu vĩnh viễn, vừa chắc chắn, vừa giảm tới 75% lượng carbon so với bê tông thông thường. Vật liệu này dễ thi công, tận dụng nguyên liệu địa phương và phù hợp cho nhà thấp tầng, công trình cộng đồng hoặc các dự án ngoài lưới điện, mở ra hướng xây dựng xanh, rẻ và thân thiện với môi trường.
Bạn có tin được không nếu tôi nói rằng tương lai của xây dựng bền vững chỉ cần ba nguyên liệu đơn giản: đất, nước và bìa carton? Nghe có vẻ quá đơn giản, nhưng các nhà nghiên cứu tại Đại học RMIT (Úc) đã biến điều này thành hiện thực với vật liệu đột phá mang tên CCRE – Cardboard-Confined Rammed Earth (đất nén trong bìa carton).
Vấn đề hiện nay là bê tông – vật liệu phổ biến trong xây dựng – đang để lại dấu ấn môi trường nặng nề, chiếm khoảng 8% lượng phát thải toàn cầu. Đồng thời, riêng tại Úc mỗi năm có hơn 2,2 triệu tấn bìa và giấy bị vứt ra bãi rác. Nhóm nghiên cứu RMIT nhận thấy đây là cơ hội để giải quyết cả hai vấn đề cùng lúc.
Ý tưởng thật đơn giản mà thông minh: thay vì dùng cốp pha truyền thống sẽ bị tháo ra sau khi bê tông đông cứng, các nhà xây dựng sử dụng ống bìa carton làm vỏ cố định. Họ nén đất ẩm vào bên trong ống, và bìa carton sẽ ở lại như một “vòng tay ôm” liên tục giữ và tăng cường sức bền cho lõi đất.
Điều đặc biệt là độ bền và tính bền vững. Thông thường, xây dựng đất nén hiện đại cần thêm xi măng để tăng cường, nhưng các bức tường đất nén tự nhiên dày dặn thì xi măng thực ra không cần thiết. Khi thay xi măng bằng bìa carton, nhóm nghiên cứu tạo ra vật liệu chỉ bằng một phần tư lượng khí thải carbon của bê tông, với chi phí chưa đến một phần ba. Một cột CCRE kích thước thực chỉ thải ra 17,41 kg CO₂ tương đương, so với 77,95 kg của bê tông thông thường.
Quy trình thi công cũng rất đơn giản và linh hoạt. Đội thi công có thể làm trực tiếp tại công trường bằng cách nén hỗn hợp đất và nước vào ống carton, thủ công hoặc máy móc. Giáo sư Yi Min “Mike” Xie nhấn mạnh rằng thay vì vận chuyển gạch, thép hay bê tông nặng nề, chỉ cần mang bìa carton nhẹ – và gần như toàn bộ nguyên liệu đất có thể lấy ngay tại chỗ, đặc biệt phù hợp cho các khu vực xa xôi có sẵn đất đỏ thích hợp cho xây dựng đất nén.
Về độ bền, bạn có thể lo lắng vì “bìa carton thì làm sao chịu lực?” Nhưng nhóm nghiên cứu đã phát triển công thức dự đoán chính xác độ bền dựa trên độ dày của ống carton. Sau 28 ngày sấy, các thử nghiệm nén cho thấy CCRE có độ bền tương đương với đất nén xi măng truyền thống. Dù không cứng bằng bê tông, nhưng đủ để xây dựng các công trình thấp tầng chịu tải.
Một lợi ích khác của đất nén là khả năng tự điều hòa nhiệt độ và độ ẩm trong nhà, giúp giảm nhu cầu làm mát cơ học, tiết kiệm năng lượng và giảm thêm lượng khí thải carbon – điều lý tưởng cho khí hậu nóng.
Nhóm RMIT hình dung CCRE sẽ phù hợp cho nhà ở thấp tầng, công trình cộng đồng và các dự án ngoài lưới điện. Vật liệu này kết hợp sự hồi sinh toàn cầu của xây dựng từ đất, hướng đến mục tiêu carbon bằng không và khuyến khích sử dụng vật liệu địa phương, bền vững. Bằng cách biến rác thải thành kết cấu xây dựng, CCRE chứng minh rằng vật liệu bền vững có thể xanh hơn, rẻ hơn và dễ sản xuất hơn cùng lúc. Nhóm đang tìm đối tác để nhân rộng công nghệ này, mang lại giải pháp đơn giản mà hiệu quả cho một vấn đề phức tạp.