Universitair hoofddocent Viet onderzoekt betonmaterialen uit rioolslib en vliegas

Universitair hoofddocent Dr. Huynh Trong Phuoc (Universiteit van Can Tho ) nam deel aan het onderzoek naar betonachtige materialen uit rioolslib en vliegas, toegepast voor nivellering.

Universitair hoofddocent Huynh Trong Phuoc (35 jaar) heeft zojuist de Golden Globe Award 2023 ontvangen voor zijn uitstekende prestaties op het gebied van wetenschappelijk onderzoek en opleiding, waarbij het creëren van materialen uit afvalslib een van de opvallende projecten is.

Universitair hoofddocent Phuoc zei dat het onderzoek werd uitgevoerd tijdens zijn promotieonderzoek aan de National Taiwan University of Science and Technology, zeven jaar geleden. Destijds gaf een afvalwaterzuiveringsbedrijf in Taipei opdracht tot een onderzoek om het beschikbare slib van de fabriek te gebruiken als materiaal voor een interne stortplaats op de campus.

Dr. Phuoc en zijn onderzoeksteam hebben een formule ontwikkeld om sediment te mengen met vliegas en een kleine hoeveelheid cement en andere additieven om een ​​materiaal met gecontroleerde lage sterkte (CLSM) te creëren. Het toegevoegde cement en de additieven creëren een gunstige omgeving voor vliegas en sediment om deel te nemen aan chemische reacties, waardoor een CLSM-materiaal met draagvermogen ontstaat.

Universitair hoofddocent Dr. Huynh Trong Phuoc (tweede van links) tijdens zijn studie- en onderzoekstijd in Taiwan. Foto: NVCC

Hij gaf aan dat het slib in afvalwaterzuiveringsinstallaties een vrij hoog gehalte aan siliciumdioxide (SiO2) en aluminiumoxide (Al2O3) bevat, wat vergelijkbaar is met de samenstelling van vliegas in kolengestookte thermische energiecentrales. De dichtheid en deeltjessamenstelling van deze twee materialen verschillen niet veel, waardoor ze zeer geschikt zijn om te mengen tot CLSM-materialen. "Afhankelijk van de specifieke behoeften van de besteleenheid kan het gehalte van elke materiaalcomponent worden aangepast om een ​​product te verkrijgen dat voldoet aan de gebruikseisen", aldus de onderzoeker.

Het onderzoeksteam heeft een proces ontwikkeld om CLSM-materialen te maken met behulp van slib en as die rechtstreeks van emissiebronnen naar het laboratorium worden gebracht en direct worden gebruikt, zonder verdere verwerking.

Universitair hoofddocent Phuoc zei dat het, afhankelijk van de specifieke omstandigheden, mogelijk is om direct met vocht te mengen of droog te mengen (materialen moeten vóór gebruik gedroogd zijn). Voor CLSM-materialen voor stortplaatsen koos de groep voor de natte mengmethode om verwerkingskosten te besparen.

Slibinzamelingsproces in de fabriek voor onderzoeksdoeleinden. Foto: NVCC

Na vele tests in het laboratorium, waarbij de stappen werden geëvalueerd en aangepast, optimaliseerde het team de formule om het product aan de gebruikseisen te laten voldoen. Dit is tevens de moeilijkste en meest tijdrovende stap, die ontwerpberekeningen en menging vereist. Het team moest dit meerdere keren proberen, omdat elke kleine aanpassing van de ingrediënten de eigenschappen van het product aanzienlijk veranderde. Daarnaast hadden de mengmethode, het mengproces en het type apparatuur dat werd gebruikt ook grote invloed op de onderzoeksresultaten.

Vergeleken met traditionele zandvulmaterialen, zei universitair hoofddocent Phuoc dat dit twee totaal verschillende methoden zijn. Bij het vullen met conventioneel zand is de kracht van de wals nodig om het materiaal te verdichten tot een ontwerpdichtheid voor acceptatie. CLSM is een materiaal met gecontroleerde lage sterkte, zoals een soort beton dat is ontworpen met eigenschappen voor verschillende doeleinden, wat betekent dat het volledig kan worden aangepast aan de gebruiksvereisten. Hoe hoger de kwaliteitseisen, hoe hoger de productiekosten.

Het materiaal heeft een groot potentieel voor praktische toepassingen in stortplaatsen. Universitair hoofddocent Phuoc gaf echter aan dat om het massaal te kunnen gebruiken als stortmateriaal, de werkelijke productiekosten moeten worden geanalyseerd en de milieueffecten op lange termijn moeten worden beoordeeld. "Er moeten specifieke normen en voorschriften komen voor technische vereisten voor de bouw en de gescheiden acceptatie", aldus Phuoc. Bovendien moet de bron van slib en vliegas een stabiele, kwalitatief hoogwaardige bron zijn, voldoende om grote reserves te leveren voor industriële productie, zodat er een basis is voor praktische toepassing.

CLSM-materiaalmicroscoopopname van het onderzoeksteam. Foto: NVCC

Het onderzoek van het team werd zeer gewaardeerd en er werd een proefstortplaats aangelegd op het terrein van een waterzuiveringsinstallatie in Taipei. Eerste beoordelingen direct na de implementatie toonden de hoge toepasbaarheid van het ontworpen materiaal aan. Het team monitort en neemt periodiek monsters om de prestaties van dit materiaal op de lange termijn te volgen en zo de ontwerp- en constructiemethoden voor CLSM-materiaal te optimaliseren.

Er zijn in het land enkele studies gedaan naar de toepassing van vliegas en slib als egalisatiemateriaal, maar er zijn er nog maar weinig gepubliceerd in wetenschappelijke publicaties. Om dit in Vietnam toe te passen, is het noodzakelijk om een ​​reeks technische normen te ontwikkelen als basis voor de berekening van materiaalnormen, die gebruikt kunnen worden bij brug- en wegenbouwprojecten met overheidskapitaal.

Bovendien moet de bron van grondstoffen stabiliteit en continuïteit garanderen om grootschalige projecten uit te voeren. Vliegas kan aan de vraag voldoen, maar volgens universitair hoofddocent Phuoc is het moeilijk om aan de vraag naar slib te voldoen, omdat waterzuiveringsinstallaties slechts eens in de 1 à 2 jaar baggeren. Hij gaf aan dat dit probleem kan worden opgelost door onderzoek te doen naar het gebruik van andere grondstoffen ter vervanging van slib, of door de formule aan te passen om het aandeel grondstoffen te verhogen of te verlagen en toch aan de eisen te voldoen. "Momenteel zijn er verkeersbouwbedrijven die de kwestie van kleinschalige pilotprojecten aankaarten en vervolgens voorstellen om technische normen, milieueffectrapportages en andere procedures voor grootschalige implementatie vast te stellen", aldus universitair hoofddocent Phuoc.

vnexpress.net