Đất hoá đá – chìa khóa giải mật cách xây dựng của các công trình hàng ngàn năm

Hàng ngàn năm qua, có rất nhiều bí mật cho đến ngày nay vẫn chưa có ai đưa ra lời giải thích thuyết phục. Những công trình Kim tự tháp, đền Angkor hay tháp Chăm được xây dựng thế nào? Với những thành công trong việc chế tạo hợp chất từ vật liệu Ô dước và nguyên lý đất hóa đá, một nhóm nhà khoa học nghiên cứu của Việt Nam đã phát hiện khá thú vị: các công trình bí ẩn đó được đúc tại chỗ!

Kim tự tháp đã được xây dựng như thế nào? Có lẽ đây là chủ đề được nói đến nhiều nhất. Người ta đã tốn biết bao công sức và trí tưởng tượng để vẽ ra hình ảnh hàng chục ngàn người vận chuyển những khối đá nặng hàng chục tấn, cách xa hàng trăm cây số theo đường thủy rồi dùng con lăn đưa chúng tới vị trí xây dựng kim tự tháp. Người ta còn hình dung ra cách đổ cát để đưa những khối đá đó lên cao! Với nhiều công trình khác cũng vậy, ví dụ như đền Angkor hay tháp Chăm được xây dựng như thế nào đến nay vẫn là điều bí hiểm. Không ít người dành cả đời để nghiên cứu xem người xưa dùng vật liệu gì để trát gắn những viên đá hay gạch với nhau vì xưa kia không có xi măng như ngày nay để làm vữa nhưng không thể đến đích.

Hành trình đi tìm lời giải

Cũng như những người tò mò khác, chúng tôi đi tìm lời giải, nhưng theo cách riêng của mình. Câu chuyện bắt đầu từ mười mấy năm trước khi dư luận xôn xao về một loại vật liệu xây dựng kỳ lạ đã được sử dụng ở Việt Nam. Đó là Ô Dước (bạn chỉ cần gõ “ô dước” nhờ Google tìm thì sẽ nhận được rất nhiều bài viết về đề tài hấp dẫn này). Đó là vật liệu mà người xưa dùng để xây mộ cho những người giàu có, quyền thế. Không có một tài liệu nào ghi lại rõ ràng vật liệu đó được chế tạo như thế nào, chỉ biết rằng chúng có thành phần từ những chất mà khi kết hợp lại thì tạo ra liên kết theo ngũ hành Kim – Mộc – Thủy – Hỏa – Thổ.

Những lăng, mộ xây bằng vật liệu này vô cùng rắn chắc, sau vài trăm năm vẫn không hề suy chuyển. Bạn có thể đến các địa chỉ như công viên Tao Đàn ở TP.HCM, mộ tướng Trương Tấn Bửu, hay ngôi mộ bị xích ở Long An… để trực tiếp chiêm ngưỡng những công trình xây dựng mà sự nổi tiếng không phải về kiến trúc mà là chất liệu xây nên chúng. Vật liệu đó được gọi chung bằng một cái tên kỳ bí: “Ô dước”.

Người ta tìm mọi cách để khám phá xem thành phần của Ô dước gồm những gì, kể cả việc đập, lấy vài mảnh từ những ngôi mộ cổ để mang đi phân tích. Đúng là vật liệu đó vô cùng bền chắc, búa đập vào nảy ra dù đã hàng trăm năm tuổi. Nhiều người đoán chắc rằng trong thành phần của loại vật liệu này có vôi, cát, mật mía,… và chất keo dính từ nhựa cây Ô dước!

Có hai người để lại nhiều tư liệu nhất là GS Trần Kim Thạch và nhà nghiên cứu khảo cổ học Đỗ Đình Truật. GS Thạch được một vài chuyên gia quốc tế vinh danh là một trong 5 nhà nghiên cứu sâu về lĩnh vực polymer vô cơ, còn nhà nghiên cứu khảo cổ học Đỗ Đình Truật là người dành rất nhiều thời gian để chế thử vật liệu Ô dước huyền thoại bằng nhiều công thức khác nhau. Cũng có một số nhà chuyên môn nghiên cứu về vật liệu xây dựng tham gia tìm hiểu và đưa ra quan điểm của mình. Đáng tiếc là tất cả những công trình còn lưu lại đến ngày nay không có một tài liệu nào đi tới đích cuối cùng: Ô dước được tạo ra như thế nào? Chỉ có một điểm chung mà mọi người đều thống nhất đó là vật liệu không nung, không nén, tự kết dính và hóa đá.

Thực ra, thế giới cũng đã tìm ra phương pháp chế tạo ra vật liệu polymer vô cơ này từ lâu. Ít nhất, người Mỹ, người Bỉ và người Nhật đã công bố tài liệu lý thuyết về phát hiện của mình. Thậm chí, người Mỹ đã từng làm sân bay dã chiến bằng vật liệu polymer vô cơ (nôm na gọi là “đất hóa đá”), không dùng xi măng mà vẫn sử dụng được. Sau một vài công bố ít ỏi và không đầy đủ này, tất cả bị đóng lại bởi các quốc gia sở hữu công nghệ đất hóa đá nhận ra những giá trị to lớn của nó đối với nền kinh tế và an ninh quốc phòng của mình. Chỉ liên tưởng thế này, nếu “bọc” các công trình quân sự bằng loại vật liệu này thì không một loại radar nào phát hiện ra được, cũng đủ nhận ra giá trị của nó.

Thông thường, vật chất hóa thạch trong khoảng thời gian đo bằng đơn vị thời gian địa chất (hàng chục, hàng trăm triệu năm) và dưới áp suất và nhiệt độ rất cao. Đất hóa đá là quá trình diễn ra trong thời gian vật lý (đo bằng giờ hay chục giờ) dưới áp suất bình thường và không nung. 

Người đầu tiên trong nhóm chúng tôi nghiên cứu sâu về đề tài này là nhà nghiên cứu Đỗ Xuân Kế. Ông có lẽ là người duy nhất ở Việt Nam sở hữu đến 200.000 đầu sách in bằng nhiều thứ tiếng về rất nhiều lĩnh vực và tất cả đều được lưu bằng các files trên máy tính, được phân loại và sắp xếp một cách khoa học. Là người ham mê đọc sách, ông bị cuốn hút bởi đề tài đất hóa đá và theo đuổi không mệt mỏi trong hơn 15 năm qua để dần dần tiếp cận đích đến: công thức pha chế các hợp chất để biến đất thành đá sau khoảng 10 tiếng!

Người thứ hai tiếp cận vấn đề là nhà nghiên cứu Nguyễn Xuân Thành. Đó là một chuyên gia đa năng, nghiên cứu nhiều lĩnh vực và có một đức tính vô cùng cần thiết đối với một nhà thực nghiệm là tỷ mỷ và kiên trì. Ông có thể tính toán và pha chế các hợp chất với những liều lượng rất nhỏ, đến từng milligram hay mililit. Kiên trì đến mức có thể tạo ra hàng trăm mẫu chỉ để so sánh xem mẫu nào hơn và hơn vì sao. Có lẽ điểm mấu chốt dẫn đến thành công của ông là luôn tuân thủ tính chính xác. Đôi khi, ở điều kiện Việt Nam, đầu vào của cùng một hợp chất chưa chắc đã y hệt nhau trong những lô khác nhau dù đến từ cùng một nhà cung cấp. Thế cũng đủ làm hỏng một mẻ kỳ công pha chế.

Tôi đã làm việc cùng họ hàng chục năm nay, xuất thân từ một nhà vật lý, tôi đã chuyển sang nghiên cứu về phân tich hệ thống và cùng làm việc với các chuyên gia thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau như năng lượng, kinh tế, logistics, nông nghiệp, công nghệ số,… Tôi tham gia làm công việc phân tích, hỗ trợ, kết nối và tài liệu hóa. 

Người thứ tư tham gia với vai trò phản biện. Đó là ông Trần Công Khanh, chuyên gia xuất sắc về vi sinh vật đa chủng. Cách phản biện của ông cũng khác biệt: cứ để vi sinh vật lên tiếng. Chúng là những loài có thể tiếp cận được mọi loại vật chất và để lại thông tin qua các enzyme của mình.

Từ những nghiên cứu thành công ban đầu, nhóm nghiên cứu phát hiện các công trình bí ẩn hàng ngàn năm nay được đúc tại chỗ!

Đến tháng 9 năm 2019, chúng tôi đã thành công trong việc chế tạo vật liệu Ô Dước với nhiều phiên bản khác nhau tùy thuộc vào chất liệu đầu vào là đất, tro bay, than chì hay cao lanh. Chúng tôi có thể làm đất hóa đá sau 10 tiếng đồng hồ, không cần nước ngọt (nước mặn cũng được vì vật liệu này đẩy nước ra ngoài khi đông cứng), không vôi, không xi măng, không nén, không nung. Vật liệu đất hóa đá có thể làm đường, sân vườn, làm kè ven sông, ven biển, làm nền ruộng muối, lót đáy ao nuôi thủy sản, đúc tượng, phù điêu,… hay bất cứ thứ gì miễn là có khuôn!      

Thành công này dẫn chúng tôi đến một suy luận thú vị là kim tự tháp, đền Angkor, tháp Chăm được xây hay là đúc? Chúng tôi cho rằng chúng được đúc tại chỗ! Kim tự tháp được đúc từng khối một, đợi khô thì đúc tiếp tầng trên như người Việt trình tường từ thời An Dương Vương xây thành Cổ Loa. Đền Angkor cũng đúc từ đất hóa đá. Chỉ có như vậy mới tạo ra được những khuôn mặt đá giống hệt nhau chứ không ai có thể tạc được, nhất là ngày xưa không có công cụ hiện đại như ngày nay. Tháp Chăm cũng là đúc theo nguyên tắc tương tự. Do giới hạn của khuôn đúc nên giữa những lần đúc có những vệt hay rãnh phân cách như ta thấy ngày nay. Những rãnh này làm nhiều người lầm tưởng rằng người xưa có kỹ thuật cắt đá siêu đẳng hay chế được loại vữa thần kỳ để xây nên những công trình tuyệt vời này. Nhiều người đã dành rất nhiều thời gian để xác định xem người xưa dùng loại vữa gì và không thể tìm ra (vì có đâu mà tìm). 

Nói dễ hiểu thì, về nguyên lý, trong thế giới tự nhiên chỉ có 2 thứ hút nhau: một là các vật mang điện tích trái dấu (- và +), hoặc là trái cực (là cực bắc (N) và cực nam (S) của thanh nam châm). Nói theo ngôn ngữ khoa học thì “đất hóa đá” là quá trình tạo ra polymer vô cơ. Thực chất của quá trình này là những phản ứng trùng ngưng của các aluminosilicate khoáng sét, xảy ra ở điều kiện thủy nhiệt ở nhiệt độ từ bình thường trong môi trường có độ pH cao và áp suất khí quyển. Sản phẩm tổng hợp từ các aluminosilicate là những polymer vô cơ có xương là các nguyên tố Si – O – Al, cấu trúc vô định hình đến nửa kết tinh. Ví dụ như: Polysialate -Si-O-Al-O- và Polysialate-siloxo -Si-O-Al-O-Si-O-. Những polymer cơ bản dựa trên những silicate nhôm là poly sialate. Khung sialate bao gồm những tứ diện SiO4 và AlO4 được nối xen kẹp với nhau bằng các nguyên tố oxy. Những ion dương Na+, K+, Li+, Ca++, Ba++, NH4+, H3O+ hiện diện trong các hốc của khung để cân bằng điện tích của Al+++. Như thế, bí quyết nằm ở việc tìm ra công thức và tỷ lệ pha chế các thành phần cần có. Cách đây hàng ngàn năm, những loại vật liệu này có phổ biến trong tự nhiên. 

Trên 5000 năm trước, vùng thung lũng của các vị vua ở Ai Cập là một nơi trù phú có rất nhiều loại nguyên liệu này trong tự nhiên chứ không phải sa mạc như bây giờ. Giả thiết người Ai Cập xưa tìm ra cách sử dụng những nguyên liệu polymer vô cơ này để đúc nên kim tự tháp nghe còn thuyết phục hơn là đi hàng trăm cây số để vận chuyển các khối đá nặng về xây. 

Ở nước ta, theo phương pháp xây dựng dân gian, các bậc tiền nhân sử dụng vôi, mật mía, nước ô dước, đá gạc nai, vò sò ốc biển, bột giấy, cát,… làm ra những công trình rất bền vững nhưng là dựa trên kinh nghiệm chứ không phải hiểu rõ cơ chế đóng rắn của polymer vô cơ. Không ít người ngày nay đi khám phá bí mật này lần theo cách người xưa đã làm và lạc lối bởi phương pháp suy luận của thời hiện đại. Ví dụ, thấy ô dước, bời lời, tơ hồng là những cây có chất nhớt được trộn vào vật liệu xây dựng thì cho rằng chất nhớt đó là tác nhân kết dính. Bí mật không nằm ở tính nhớt mà ở thành phần phân tử của những loại cây đó. 

Dựa trên phát hiện của mình, chúng tôi đã làm được vài đoạn đường, sân phơi, bể nước, lót chống thấm đáy ao, làm tượng, phù điêu,… bằng đất hóa đá. Chúng là đá nên sẽ rất bền, không nung, không nén nên rất thân thiện với môi trường lại tận dụng được những thứ gần như bỏ đi như tro bay, bụi công nghiệp,…  

Tuy nhiên, vấn đề có thể sẽ dừng lại ở sự thỏa mãn khám phá ra điều gì đó chứ xét về kinh tế thì cần cân nhắc. Cụ thể là ngày nay, các nguyên liệu chính để phối trộn nhằm tạo ra những phản ứng trùng ngưng này có giá rất cao vì thế nếu đem so sánh với việc đổ bê tông bằng xi măng thì biến đất thành đá có chi phí cao hơn.

Dù sao, tìm ra một cách giải thích bí mật ngàn đời một cách có cơ sở cũng đã là một điều thú vị. Là hy vọng thế!

Dưới đây là một số sản phẩm của nhóm nghiên cứu tạo ra bằng công nghệ đất hóa đá 

                           “Đá nổi”                                       Khung bể nước

               “Vật liệu tạo hình”                                  Đổ tấm lát đường đi