Xi măng geopolymer là loại chất kết dính vô cơ được tạo thành từ phản ứng polymer hóa kiềm của các vật liệu giàu silico–alumin (như tro bay, xỉ lò cao, metakaolin) trong môi trường dung dịch kiềm (NaOH, KOH) và silicat kiềm. Không sử dụng clinker nung ở nhiệt độ cao như xi măng Portland, giúp giảm tới 80–90% lượng phát thải CO₂ trong quá trình sản xuất.

Các nguyên liệu chính để sản xuất xi măng geopolymer gồm: Tro bay (fly ash), xỉ hạt lò cao nghiền mịn (GGBFS), metakaolin; NaOH, KOH và dung dịch sodium silicate hoặc potassium silicate; Chất điều chỉnh thời gian đông kết, phụ gia siêu dẻo để cải thiện tính thi công.

Tận dụng các nguồn chất thải công nghiệp như tro bay và xỉ lò cao, geopolymer được coi là một giải pháp thay thế bền vững cho xi măng Portland truyền thống, đặc biệt trong bối cảnh ngành công nghiệp xây dựng đang tìm cách giảm thiểu tác động môi trường. 

Lợi ích của xi măng Geopolymer:

Giảm phát thải CO2: Xi măng geopolymer có thể giảm tới 80-90% lượng khí thải CO2 so với xi măng Portland, theo ScienceDirect và kientruc.vn. 

Tận dụng phế thải: Geopolymer sử dụng các sản phẩm phụ công nghiệp, giúp giảm thiểu chất thải và bảo vệ môi trường. 

Tính chất cơ học tốt: Bê tông geopolymer có độ bền, độ chịu nhiệt, và khả năng chống ăn mòn hóa học tốt, thậm vực có thể ứng dụng trong môi trường phèn, mặn. 

Ứng dụng của xi măng Geopolymer:

Xây dựng: Thay thế xi măng Portland trong sản xuất bê tông, gạch không nung, ngói không nung, và các vật liệu xây dựng khác. 

Giao thông: Ứng dụng trong làm đường, đặc biệt ở những khu vực có yêu cầu độ bền cao. 

Xử lý môi trường: Kết hợp với các vật liệu khác để xử lý chất thải công nghiệp, rác thải phóng xạ.

Kết luận

Xi măng geopolymer là một vật liệu xây dựng tiềm năng, mang lại nhiều lợi ích về môi trường và kinh tế, có thể thay thế xi măng Portland trong tương lai.

Dự báo giai đoạn 2025–2030, xi măng geopolymer có thể chiếm 3–5% thị phần chất kết dính xây dựng tại Việt Nam, tập trung ở dự án hạ tầng xanh và công trình đặc thù.

Xi măng geopolymer không chỉ là giải pháp vật liệu bền vững mà còn mở ra hướng đi mới cho ngành xi măng Việt Nam trong chiến lược giảm phát thải và phát triển kinh tế tuần hoàn. Tuy nhiên, để thay thế đáng kể xi măng Portland, cần khung tiêu chuẩn quốc gia, mô hình sản xuất quy mô công nghiệp và chuỗi cung ứng nguyên liệu ổn định.