एसोसिएट प्रोफेसर वियत सीवेज कीचड़ और फ्लाई ऐश से कंक्रीट सामग्री पर शोध कर रहे हैं

एसोसिएट प्रोफेसर डॉ. हुइन्ह ट्रोंग फुओक ( कैन थो विश्वविद्यालय) ने भूमि समतलीकरण में उपयोग के लिए सीवेज स्लज और फ्लाई ऐश से बने भार वहन करने वाले कंक्रीट जैसे पदार्थों पर शोध में भाग लिया।

एसोसिएट प्रोफेसर हुइन्ह ट्रोंग फुओक (35 वर्ष) को वैज्ञानिक अनुसंधान और प्रशिक्षण में उनकी उत्कृष्ट उपलब्धियों के लिए 2023 का गोल्डन ग्लोब पुरस्कार प्रदान किया गया है, जिसमें सीवेज कीचड़ से सामग्री का निर्माण उनके उल्लेखनीय कार्यों में से एक है।

एसोसिएट प्रोफेसर फुओक ने बताया कि यह शोध उन्होंने सात साल पहले ताइवान नेशनल यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी में पीएचडी करते समय किया था। उस समय, ताइपे की एक अपशिष्ट जल उपचार कंपनी ने संयंत्र में आसानी से उपलब्ध कीचड़ का उपयोग परिसर के भीतर आंतरिक समतलीकरण के लिए एक सामग्री के रूप में करने पर शोध करने का काम सौंपा था।

डॉ. फुओक और उनकी शोध टीम ने गाढ़े कीचड़ को मक्खी राख और थोड़ी मात्रा में सीमेंट और अन्य योजक पदार्थों के साथ मिलाकर नियंत्रित कम-शक्ति वाली सामग्री (सीएसटी) बनाने का एक सूत्र विकसित किया है। मिलाया गया सीमेंट और योजक पदार्थ मक्खी राख और गाढ़े कीचड़ को रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेने के लिए अनुकूल वातावरण प्रदान करते हैं, जिससे भार वहन क्षमता वाली सीएसटी सामग्री का निर्माण होता है।

एसोसिएट प्रोफेसर हुइन्ह ट्रोंग फुओक (बाएं से दूसरे) ताइवान में अपनी पढ़ाई और शोध के दौरान। फोटो: साक्षात्कारकर्ता द्वारा प्रदान की गई।

उन्होंने बताया कि अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में पाए जाने वाले गाद में सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2) और एल्युमीनियम ऑक्साइड (Al2O3) की मात्रा अपेक्षाकृत अधिक होती है, जो कोयले से चलने वाले विद्युत संयंत्रों में पाई जाने वाली राख की संरचना के समान है। इन दोनों पदार्थों का घनत्व और कण आकार वितरण काफी भिन्न नहीं है, जिससे ये CLSM सामग्री में मिश्रण के लिए अत्यंत उपयुक्त हैं। उन्होंने कहा, "आदेश देने वाली इकाई की विशिष्ट आवश्यकताओं के आधार पर, प्रत्येक सामग्री घटक की मात्रा को समायोजित करके एक ऐसा उत्पाद प्राप्त किया जा सकता है जो आवश्यक विशिष्टताओं को पूरा करता हो।"

शोध दल ने उत्सर्जन स्रोतों से सीधे एकत्रित किए गए कीचड़ और राख का उपयोग करके सीएलएसएम सामग्री बनाने की एक प्रक्रिया विकसित की है, जिसे आगे की प्रक्रिया के बिना सीधे उपयोग के लिए प्रयोगशाला में लाया जाता है।

एसोसिएट प्रोफेसर फुओक ने बताया कि विशिष्ट परिस्थितियों के आधार पर, गीले मिश्रण या सूखे मिश्रण (उपयोग से पहले सामग्रियों को सुखाना आवश्यक है) का उपयोग किया जा सकता है। बैकफिलिंग में उपयोग की जाने वाली सीएलएसएम सामग्रियों के लिए, टीम ने प्रसंस्करण लागत बचाने के लिए गीले मिश्रण का विकल्प चुना।

अनुसंधान उद्देश्यों के लिए कारखाने में कीचड़ अपशिष्ट एकत्र करने की प्रक्रिया। फोटो: साक्षात्कारकर्ता द्वारा प्रदान की गई।

कई प्रयोगशाला परीक्षणों, मूल्यांकनों और समायोजनों के बाद, टीम ने उत्पाद की उपयोगिता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए फॉर्मूले को अनुकूलित किया। यह सबसे कठिन और समय लेने वाला चरण भी था, जिसमें जटिल गणनाएँ, डिज़ाइन और मिश्रण शामिल थे। टीम को कई परीक्षण करने पड़े क्योंकि संरचना में एक छोटा सा बदलाव भी उत्पाद के गुणों को काफी हद तक बदल देता था। इसके अलावा, मिश्रण विधि और प्रक्रिया, साथ ही उपयोग किए गए उपकरण के प्रकार ने भी शोध परिणामों पर बहुत प्रभाव डाला।

पारंपरिक रेत भराई सामग्री की तुलना में, एसोसिएट प्रोफेसर फुओक का तर्क है कि ये दो पूरी तरह से अलग विधियाँ हैं। पारंपरिक रेत भराई में, सामग्री को स्वीकृति से पहले एक निर्धारित घनत्व तक संकुचित करने के लिए रोलर की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। दूसरी ओर, सीएलएसएम एक प्रकार की कम-शक्ति वाली, नियंत्रित-शक्ति वाली सामग्री है, जो कंक्रीट के समान है, जिसे विभिन्न उद्देश्यों की पूर्ति के लिए गुणों के साथ डिज़ाइन किया गया है, जिसका अर्थ है कि इसे उपयोग की आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित किया जा सकता है। गुणवत्ता की आवश्यकता जितनी अधिक होगी, उत्पादन लागत उतनी ही अधिक होगी।

इस सामग्री में लैंडफिलिंग के व्यावहारिक अनुप्रयोगों की अपार संभावनाएं हैं; हालांकि, एसोसिएट प्रोफेसर फुओक का मानना ​​है कि इसे पारंपरिक लैंडफिल सामग्री के रूप में व्यापक रूप से उपयोग में लाने के लिए, वास्तविक उत्पादन लागत का विश्लेषण और दीर्घकालिक पर्यावरणीय प्रभावों का आकलन आवश्यक है। उन्होंने कहा, "निर्माण और स्वीकृति परीक्षण की तकनीकी आवश्यकताओं के लिए विशिष्ट मानकों और विनियमों की आवश्यकता है।" इसके अलावा, व्यावहारिक अनुप्रयोग को साकार करने से पहले बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन के लिए पर्याप्त मात्रा में उच्च गुणवत्ता वाले स्लज और फ्लाई ऐश के एक स्थिर और विश्वसनीय स्रोत की आवश्यकता है।

शोध दल द्वारा ली गई सीएलएसएम सामग्री की सूक्ष्मदर्शी छवि। फोटो: दल द्वारा प्रदान की गई।

टीम के शोध को काफी सराहा गया और इसके परिणामस्वरूप ताइपे में एक जल शोधन संयंत्र के परिसर में प्रायोगिक तौर पर भराव सामग्री का प्रयोग किया गया। प्रयोग के तुरंत बाद किए गए प्रारंभिक आकलन से पता चला कि डिज़ाइन की गई सामग्री बेहद उपयोगी है। शोध दल सीएलएसएम सामग्री के डिज़ाइन और निर्माण विधियों को अनुकूलित करने के लिए इस सामग्री के दीर्घकालिक प्रदर्शन पर नज़र रखने हेतु समय-समय पर निगरानी और नमूने ले रहा है।

वियतनाम में, फ्लाई ऐश और स्लज को समतलीकरण सामग्री के रूप में उपयोग करने पर कुछ अध्ययन हुए हैं, लेकिन इनमें से बहुत कम वैज्ञानिक शोध पत्रों में प्रकाशित हुए हैं। वियतनाम में इन सामग्रियों के उपयोग के लिए, राज्य बजट द्वारा वित्त पोषित सड़क और पुल निर्माण परियोजनाओं में सामग्री खपत दरों की गणना के आधार के रूप में तकनीकी मानकों का एक समूह विकसित करना आवश्यक है।

इसके अलावा, बड़े पैमाने की परियोजनाओं को पूरा करने के लिए कच्चे माल की आपूर्ति स्थिर और निरंतर होनी चाहिए। हालांकि फ्लाई ऐश इन आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है, लेकिन एसोसिएट प्रोफेसर फुओक का मानना ​​है कि गाद का निपटान मुश्किल है क्योंकि अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों को हर 1-2 साल में केवल एक बार ही साफ करने की आवश्यकता होती है। उन्होंने कहा कि गाद के स्थान पर अन्य संसाधनों के उपयोग पर शोध करके या कच्चे माल के अनुपात को बढ़ाकर या घटाकर आवश्यकताओं को पूरा करते हुए इस समस्या का समाधान किया जा सकता है। एसोसिएट प्रोफेसर फुओक ने कहा, "वर्तमान में, एक परिवहन निर्माण कंपनी ने एक छोटे पैमाने की पायलट परियोजना का प्रस्ताव दिया है, जिसके बाद वे बड़े पैमाने पर कार्यान्वयन के लिए तकनीकी मानक स्थापित करने, पर्यावरणीय प्रभाव आकलन करने और अन्य प्रक्रियाओं का प्रस्ताव देंगे।"

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