Tro than có rất nhiều xung quanh các nhà máy nhiệt điện than. Trên thực tế, đó có thể là một sự đánh giá thấp đáng kể trên toàn cầu, các nhà máy điện sản xuất khoảng 1,2 tỷ tấn mỗi năm và ở Úc, tro than chiếm gần 20% tổng lượng chất thải. Đó là con số đáng kinh ngạc và cũng có thể đặt cược an toàn rằng những thứ này sẽ vẫn còn dồi dào trong thời gian dài trong quá trình chuyển đổi năng lượng tái tạo.

Do đó, đây là nguồn nguyên liệu tiềm năng to lớn và các nhà sản xuất bê tông có hàm lượng carbon thấp đã sử dụng nó làm chất thay thế xi măng, thường thay thế tới 40% lượng xi măng. Về mặt môi trường, tận dụng lượng lớn chất thải trong khi cắt giảm xi măng – bản thân nó chiếm khoảng 8% tổng lượng khí thải carbon toàn cầu.

Một nhóm từ RMIT đã làm việc với Hiệp hội Phát triển Tro của Úc và Nhà máy điện AGL Loy Yang để tận dụng tốt hơn tài sản đáng ngờ này, cố gắng nâng hàm lượng tro lên để thay thế hơn 80% xi măng. Để làm như vậy, các nhà nghiên cứu đã sử dụng hỗn hợp tro bay có hàm lượng canxi thấp, với 18% vôi ngậm nước, 3% nano-silica đóng vai trò là chất tăng cường, sau đó đổ một ít bê tông và bắt đầu thử nghiệm các tính chất cơ học của nó.

Bê tông tro bay thể tích lớn (HFVA-80) thu được đã chứng tỏ cường độ nén tăng từ 22 lên 71 MPa trong khoảng thời gian từ ngày thứ 7 đến ngày 450. Nó đạt cường độ uốn 2,7-8,7 MPa, cường độ kéo tách 1,6–5,0 MPa và độ đàn hồi mô đun 28,9–37,0 GPa. Nó tồn tại lâu hơn xi măng Portland thông thường theo thời gian khi tiếp xúc với axit và sunfat trong hai năm.

Tiến sĩ Chamila Gunasekara, từ Trường Kỹ thuật của RMIT cho biết: “Việc bổ sung các chất phụ gia nano để điều chỉnh tính chất hóa học của bê tông cho phép bổ sung nhiều tro bay hơn mà không ảnh hưởng đến hiệu suất kỹ thuật”.

Tiến sĩ Chamila Gunasekara cầm mẫu bê tông ít carbon.

Tốt hơn nữa, nhóm nghiên cứu cho biết họ nhận thấy kỹ thuật này không yêu cầu 'tro bay' mịn và dường như cũng hoạt động tốt với 'tro ao' cấp thấp, hiện họ đã tạo và thử nghiệm các dầm bê tông kết cấu từ loại sau đã đạt chứng nhận Tiêu chuẩn Úc về hiệu suất kỹ thuật.

Gunasekara cho biết: “Thật thú vị khi kết quả sơ bộ cho thấy hiệu suất tương tự với tro ao có chất lượng thấp hơn, có khả năng mở ra nguồn tài nguyên hoàn toàn mới chưa được sử dụng đúng mức để thay thế xi măng. So với tro bay, tro ao hồ ít được khai thác trong xây dựng do đặc tính khác nhau. Có hàng trăm megaton chất thải tro nằm trong các con đập trên khắp nước Úc và nhiều nơi khác trên toàn cầu. Những ao chứa tro này có nguy cơ trở thành mối nguy hiểm cho môi trường và khả năng tái sử dụng tro này làm vật liệu xây dựng ở quy mô lớn sẽ là một thắng lợi lớn".

Nhóm RMIT cũng làm việc với Đại học Hokkaido để phát triển một hệ thống mô hình máy tính thí điểm dự báo hiệu suất của các hỗn hợp bê tông mới theo thời gian và nhóm hy vọng có thể sử dụng phần mềm này để phân tích và tối ưu hóa các hỗn hợp mới hơn nữa.