Phương pháp tái chế được nhóm nghiên cứu sử dụng để tận dụng lượng lớn khẩu trang y tế dùng một lần xả ra ngoài môi trường mỗi ngày do dịch Covid-19.
Khẩu trang sau khi thu gom và khử khuẩn, được cắt thành mảnh nhỏ kích thước 2 cm để kết hợp với vật liệu làm lớp móng trên và móng dưới. Vụn khẩu trang làm lớp nhựa đường được nhóm dùng máy nghiền nhỏ thành bột.
Nguyên liệu sau đó được gia nhiệt ở mức 75 độ C. Công đoạn này cũng đảm bảo nguyên liệu hoàn toàn sạch khuẩn, đồng thời đánh giá độ giãn dài và độ bền kéo khi tiếp xúc lượng nhiệt lớn. TS Mohammad Saberian thành viên nhóm nghiên cứu cho biết, quá trình gia nhiệt giúp nguyên liệu cải thiện độ giãn dài lên tới 118,91%.
Vữa xây dựng qua sử dụng được nhóm xử lý thành cốt bê tông tái chế gồm đá, gạch, bê tông, với độ mịn, hàm lượng cát phù hợp. Sau đó, phần cốt bê tông được trộn cùng lượng khẩu trang đã qua xử lý. Nhóm nghiên cứu thực hiện các bài thử nghiệm để đưa ra tỉ lệ phối trộn phù hợp giữa hai thành phần.
Bằng cách tăng dần từng mức tỉ lệ, hàm lượng nguyên liệu khẩu trang được xác định ở mức 1%, cốt liệu bê tổng tái chế chiếm 99%, hỗn hợp này duy trì tốt liên kết giữa hai vật liệu qua các bài kiểm tra về áp lực, sức bền, biến dạng và thuộc tính động lực học, đáp ứng những chi tiết kỹ thuật xây dựng liên quan.
Thành phẩm được làm ra từ hai vật liệu tái chế. Ảnh: RMIT.
"Tỉ lệ 1% vụn khẩu trang tái chế trong hỗn hợp tuy nhỏ, nhưng có giá trị đàn hồi cao nhất khi kết hợp với cốt bê tông", TS Mohammad Saberian nói với VnExpress. Ông cho biết, việc bổ sung khẩu trang vào cốt bê tông tái chế giúp gia cố lớp nguyên liệu, đồng thời giải quyết rác thải y tế và xây dựng. Tuy nhiên tỉ lệ vụn khẩu trang quá nhiều có thể ảnh hưởng khả năng chống chịu, độ đàn hồi của các lớp đường.
"Phương pháp này không chỉ có ý nghĩa tái chế những phế phẩm y tế gây ô nhiễm môi trường mà còn có lợi thực sự về mặt kỹ thuật", TS Mohammad Saberian nói.
Đường được tạo từ bốn lớp gồm lớp đáy móng, lớp móng trên, lớp móng dưới và lớp nhựa đường trên cùng. Các lớp phải vừa cứng, chống nứt gãy để chịu được sức ép của xe tải trọng lớn. Vì vậy, việc xử lý nguyên liệu khẩu trang phải đảm bảo độ mịn, độ xốp nhất định.
Cốt bê tông tái chế (trái) và vụn khẩu trang được phối trộn để tái chế. Ảnh: RMIT.
Nhóm nghiên cứu cũng chỉ ra 1 km đường hai làn xe nếu được làm bằng vật liệu kết hợp với khẩu trang tái chế, sẽ cần đến ba triệu khẩu trang qua sử dụng, giải quyết được lượng lớn khẩu trang thải ra ngoài môi trường.
Hiện nhóm tiếp tục cải tiến các thông số của hỗn hợp để làm một đoạn đường prototype hoàn chỉnh. Các nhà khoa học sẽ nghiên cứu tiềm năng của khẩu trang y tế trong sản xuất bê tông tái chế và nhựa đường. Ngoài khẩu trang, một số thiết bị bảo hộ cá nhân đang được nhóm đánh giá mức độ phù hợp để tái chế bằng phương pháp này.