Ο Αναπληρωτής Καθηγητής Βιέτ ερευνά υλικά σκυροδέματος από ιλύ λυμάτων και ιπτάμενη τέφρα

Ο Αναπληρωτής Καθηγητής Δρ. Huynh Trong Phuoc (Πανεπιστήμιο Can Tho ) συμμετείχε στην έρευνα υλικών που μοιάζουν με σκυρόδεμα από ιλύ λυμάτων και ιπτάμενη τέφρα, τα οποία εφαρμόστηκαν για ισοπέδωση.

Ο Αναπληρωτής Καθηγητής Huynh Trong Phuoc (35 ετών) μόλις τιμήθηκε με τη Χρυσή Σφαίρα 2023 για τα εξαιρετικά του επιτεύγματα στον τομέα της επιστημονικής έρευνας και εκπαίδευσης, εκ των οποίων η δημιουργία υλικών από λάσπη αποβλήτων είναι ένα από τα εξαιρετικά έργα.

Ο Αναπληρωτής Καθηγητής Phuoc δήλωσε ότι η έρευνα διεξήχθη όταν έκανε το διδακτορικό του στο Εθνικό Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Ταϊβάν πριν από 7 χρόνια. Εκείνη την εποχή, μια εταιρεία επεξεργασίας λυμάτων στην Ταϊπέι παρήγγειλε μια μελέτη για να χρησιμοποιήσει τη διαθέσιμη λάσπη στο εργοστάσιο ως υλικό για εσωτερική υγειονομική ταφή εντός της πανεπιστημιούπολης.

Ο Δρ. Φούοκ και η ερευνητική του ομάδα ανέπτυξαν μια φόρμουλα για την ανάμειξη ιζημάτων με ιπτάμενη τέφρα και μια μικρή ποσότητα τσιμέντου και άλλων προσθέτων για τη δημιουργία ενός ελεγχόμενου υλικού χαμηλής αντοχής (CLSM). Το προστιθέμενο τσιμέντο και τα πρόσθετα θα δημιουργήσουν ένα ευνοϊκό περιβάλλον για τη συμμετοχή της ιπτάμενης τέφρας και των ιζημάτων σε χημικές αντιδράσεις, σχηματίζοντας ένα υλικό CLSM με φέρουσα ικανότητα.

Ο Αναπληρωτής Καθηγητής Δρ. Huynh Trong Phuoc (2ος από αριστερά) κατά τη διάρκεια των σπουδών και της έρευνάς του στην Ταϊβάν. Φωτογραφία: NVCC

Είπε ότι η λάσπη στις μονάδες επεξεργασίας λυμάτων περιέχει αρκετά υψηλή περιεκτικότητα σε διοξείδιο του πυριτίου (SiO2) και οξείδιο του αργιλίου (Al2O3), η οποία είναι παρόμοια με τη σύνθεση της ιπτάμενης τέφρας σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς με καύση άνθρακα. Η πυκνότητα και η σύνθεση των σωματιδίων αυτών των δύο υλικών δεν διαφέρουν πολύ, επομένως είναι πολύ κατάλληλα για ανάμειξη για την παραγωγή υλικών CLSM. «Ανάλογα με τις συγκεκριμένες ανάγκες της μονάδας παραγγελιών, η περιεκτικότητα κάθε συστατικού υλικού μπορεί να προσαρμοστεί για να ληφθεί ένα προϊόν που πληροί τις απαιτήσεις χρήσης», είπε.

Η ερευνητική ομάδα έχει αναπτύξει μια διαδικασία για τη δημιουργία υλικών CLSM χρησιμοποιώντας λάσπη και τέφρα που λαμβάνονται απευθείας από πηγές εκπομπών στο εργαστήριο και χρησιμοποιούνται απευθείας χωρίς περαιτέρω επεξεργασία.

Ο Αναπληρωτής Καθηγητής Phuoc δήλωσε ότι ανάλογα με τις συγκεκριμένες συνθήκες, είναι δυνατή η άμεση ανάμειξη με υγρασία ή η ξηρή ανάμειξη (το υλικό πρέπει να ξηρανθεί πριν από τη χρήση). Για τα υλικά CLSM που προορίζονται για υγειονομική ταφή, η ομάδα επέλεξε τη μέθοδο υγρής ανάμειξης για εξοικονόμηση κόστους επεξεργασίας.

Στάδιο συλλογής λάσπης στο εργοστάσιο για ερευνητικούς σκοπούς. Φωτογραφία: NVCC

Μετά από πολλές δοκιμές στο εργαστήριο, αξιολογώντας και προσαρμόζοντας τα βήματα, η ομάδα βελτιστοποίησε τη φόρμουλα έτσι ώστε το προϊόν να πληροί τις απαιτήσεις χρήσης. Αυτό ήταν επίσης το πιο δύσκολο και χρονοβόρο βήμα, που απαιτούσε υπολογισμούς σχεδιασμού και ανάμειξη. Η ομάδα έπρεπε να προσπαθήσει πολλές φορές επειδή κάθε φορά που προσαρμόζονταν μια μικρή ποσότητα συστατικών, οι ιδιότητες του προϊόντος άλλαζαν σημαντικά. Επιπλέον, η μέθοδος και η διαδικασία ανάμειξης, καθώς και ο τύπος του εξοπλισμού που χρησιμοποιήθηκε, επηρέασαν επίσης σημαντικά τα αποτελέσματα της έρευνας.

Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υλικά πλήρωσης με άμμο, ο Αναπληρωτής Καθηγητής Phuoc δήλωσε ότι πρόκειται για δύο εντελώς διαφορετικές μεθόδους. Κατά την πλήρωση με συμβατική άμμο, βασίζεται στην ενέργεια του κυλίνδρου για τη συμπύκνωση του υλικού σε μια πυκνότητα σχεδιασμού για αποδοχή. Εν τω μεταξύ, το CLSM είναι ένα υλικό ελεγχόμενης χαμηλής αντοχής, όπως ένας τύπος σκυροδέματος σχεδιασμένος με ιδιότητες για να εξυπηρετεί διαφορετικούς σκοπούς, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να προσαρμοστεί πλήρως σύμφωνα με τις απαιτήσεις χρήσης. Όσο υψηλότερες είναι οι απαιτήσεις ποιότητας, τόσο αντίστοιχη αύξηση είναι το κόστος παραγωγής.

Το υλικό έχει μεγάλο δυναμικό σε πρακτικές εφαρμογές για χώρους υγειονομικής ταφής, ωστόσο, ο Αναπληρωτής Καθηγητής Phuoc δήλωσε ότι για να μπορέσει να χρησιμοποιηθεί μαζικά ως κοινό υλικό υγειονομικής ταφής, είναι απαραίτητο να αναλυθεί το πραγματικό κόστος παραγωγής και να αξιολογηθεί ο μακροπρόθεσμος περιβαλλοντικός αντίκτυπος. «Πρέπει να υπάρχουν συγκεκριμένα πρότυπα και κανονισμοί σχετικά με τις τεχνικές απαιτήσεις για την κατασκευή και την ξεχωριστή αποδοχή», είπε. Επιπλέον, η πηγή των υλικών ιλύος και ιπτάμενης τέφρας πρέπει να έχει μια σταθερή πηγή συλλογής όσον αφορά την ποιότητα, παρέχοντας αρκετά μεγάλα αποθέματα για βιομηχανική κλίμακα παραγωγής ώστε να υπάρχει μια βάση για πρακτική εφαρμογή.

Εικόνα της ερευνητικής ομάδας από μικροσκόπιο υλικού CLSM. Φωτογραφία: NVCC

Η έρευνα της ομάδας εκτιμήθηκε ιδιαίτερα και εγκαταστάθηκε δοκιμαστικός χώρος υγειονομικής ταφής στις εγκαταστάσεις μιας μονάδας επεξεργασίας νερού στην Ταϊπέι. Οι προκαταρκτικές αξιολογήσεις αμέσως μετά την εγκατάσταση κατέδειξαν την υψηλή εφαρμοσιμότητα του σχεδιασμένου υλικού. Η ομάδα παρακολουθεί και λαμβάνει δειγματοληψίες περιοδικά για να παρακολουθεί τη μακροπρόθεσμη απόδοση αυτού του υλικού, ώστε να εξυπηρετεί τη βελτιστοποίηση των μεθόδων σχεδιασμού και των μεθόδων κατασκευής για τα υλικά CLSM.

Έχουν διεξαχθεί ορισμένες μελέτες στη χώρα σχετικά με την εφαρμογή ιπτάμενης τέφρας και ιλύος ως υλικό πλήρωσης, αλλά δεν έχουν δημοσιευτεί πολλές σε επιστημονικές εργασίες. Για να εφαρμοστεί στο Βιετνάμ, είναι απαραίτητο να αναπτυχθεί ένα σύνολο τεχνικών προτύπων ως βάση για τον υπολογισμό των προτύπων υλικών, τα οποία θα χρησιμοποιούνται σε έργα γεφυρών και οδοποιίας με κεφάλαια από τον κρατικό προϋπολογισμό.

Επιπλέον, η πηγή των πρώτων υλών πρέπει να διασφαλίζει τη σταθερότητα και τη συνέχεια για την εκτέλεση έργων μεγάλης κλίμακας. Η ιπτάμενη τέφρα μπορεί να καλύψει τη ζήτηση, αλλά σύμφωνα με τον Αναπληρωτή Καθηγητή Phuoc, είναι δύσκολο να ικανοποιηθεί η ζήτηση για ιλύ αποβλήτων, επειδή τα συστήματα επεξεργασίας νερού εκσκαφές πραγματοποιούν μόνο μία φορά κάθε 1-2 χρόνια. Είπε ότι αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί με την έρευνα της χρήσης άλλων πόρων για την αντικατάσταση της ιλύος αποβλήτων ή με την αλλαγή του τύπου για την αύξηση ή τη μείωση του ποσοστού των πρώτων υλών, αλλά εξακολουθούν να πληρούν τις απαιτήσεις. «Επί του παρόντος, υπάρχουν εταιρείες κατασκευής οχημάτων που έχουν προτείνει πιλοτικά έργα μικρής κλίμακας και στη συνέχεια έχουν προτείνει τη θέσπιση τεχνικών προτύπων, εκτιμήσεων περιβαλλοντικών επιπτώσεων και άλλων διαδικασιών για μαζική εφαρμογή», ​​δήλωσε ο Αναπληρωτής Καθηγητής Phuoc.

vnexpress.net