Førsteamanuensis Viet forsker på betongmaterialer fra kloakkslam og flyveaske

Førsteamanuensis Dr. Huynh Trong Phuoc ( Can Tho University) deltok i forskningen på betonglignende materialer fra kloakkslam og flyveaske brukt til avretting.

Førsteamanuensis Huynh Trong Phuoc (35 år gammel) har nettopp blitt tildelt Golden Globe-prisen for 2023 for sine fremragende prestasjoner innen vitenskapelig forskning og opplæring, der det å lage materialer fra avfallsslam er et av de fremragende prosjektene.

Førsteamanuensis Phuoc sa at forskningen ble utført da han tok doktorgraden sin ved National Taiwan University of Science and Technology for sju år siden. På den tiden bestilte et avløpsrensefirma i Taipei en studie for å bruke det tilgjengelige slammet på fabrikken som materiale for intern deponi på campus.

Dr. Phuoc og forskerteamet hans har utviklet en formel for å blande sediment med flyveaske og en liten mengde sement og andre tilsetningsstoffer for å lage et kontrollert lavstyrkemateriale (CLSM). Den tilsatte sementen og tilsetningsstoffene vil skape et gunstig miljø for flyveaske og sediment til å delta i kjemiske reaksjoner, og danne et CLSM-materiale med bæreevne.

Førsteamanuensis Dr. Huynh Trong Phuoc (andre fra venstre) under studiene og forskningen sin i Taiwan. Foto: NVCC

Han sa at slammet i avløpsrenseanlegg inneholder et ganske høyt innhold av silisiumdioksid (SiO2) og aluminiumoksid (Al2O3), som ligner på sammensetningen av flyveaske i kullfyrte varmekraftverk. Tettheten og partikkelsammensetningen til disse to materialene er ikke mye forskjellige, så de er svært egnet for blanding for å lage CLSM-materialer. «Avhengig av de spesifikke behovene til den bestillende enheten, kan innholdet av hver materialkomponent justeres for å få et produkt som oppfyller kravene til bruk», sa han.

Forskningsteamet har utviklet en prosess for å lage CLSM-materialer ved hjelp av slam og aske som tas direkte fra utslippskilder til laboratoriet og brukes direkte uten videre bearbeiding.

Førsteamanuensis Phuoc sa at det, avhengig av spesifikke forhold, er mulig å blande direkte med fuktighet eller blande tørt (materialene må tørkes før bruk). For CLSM-materialer til deponi valgte gruppen våtblandingsmetoden for å spare på prosesseringskostnader.

Slaminnsamlingsprosess på fabrikken for forskningsformål. Foto: NVCC

Etter mange tester i laboratoriet, evaluering og justering av trinnene, optimaliserte teamet formelen for å få produktet til å oppfylle kravene til bruk. Dette er også det vanskeligste og mest tidkrevende trinnet, som krever designberegninger og blanding. Teamet måtte prøve mange ganger fordi hver gang en liten mengde ingredienser ble justert, endret produktets egenskaper seg mye. I tillegg påvirket blandemetoden og -prosessen, og typen utstyr som ble brukt, også forskningsresultatene i stor grad.

Sammenlignet med tradisjonelle sandfyllingsmaterialer, sa førsteamanuensis Phuoc at dette er to helt forskjellige metoder. Når man fyller med konvensjonell sand, er man avhengig av valsens kraft for å komprimere materialet til en designtetthet for aksept. CLSM er et kontrollert lavfasthetsmateriale, som en type betong designet med egenskaper for å tjene forskjellige formål, noe som betyr at det kan justeres fullstendig i henhold til brukskrav. Jo høyere kvalitetskravene er, desto tilsvarende økning i produksjonskostnadene.

Materialet har et stort potensial i praktiske anvendelser for deponi, men førsteamanuensis Phuoc sa at for å kunne ta det i massebruk som et vanlig deponimateriale, er det nødvendig å analysere de faktiske produksjonskostnadene og vurdere den langsiktige miljøpåvirkningen. «Det må finnes spesifikke standarder og forskrifter for tekniske krav til konstruksjon og separat aksept», sa han. I tillegg må kilden til slam- og flyveaskematerialer ha en stabil innsamlingskilde med tanke på kvalitet, nok til å gi store reserver for industriell produksjonsskala for å ha et grunnlag for praktisk anvendelse.

CLSM-materialemikroskopbilde av forskerteamet. Foto: NVCC

Teamets forskning ble høyt verdsatt, og et prøvedeponi ble satt ut på stedet til et vannbehandlingsanlegg i Taipei. Foreløpige vurderinger umiddelbart etter utplassering viste den høye anvendeligheten til det designede materialet. Teamet overvåker og tar prøvetaking med jevne mellomrom for å spore den langsiktige ytelsen til dette materialet for å optimalisere designmetoder og konstruksjonsmetoder for CLSM-materiale.

Det har vært noen studier i landet om bruk av flyveaske og slam som avrettingsmateriale, men ikke mange har blitt publisert i vitenskapelige artikler. For å anvende det i Vietnam er det nødvendig å utvikle et sett med tekniske standarder som grunnlag for beregning av materialnormer, som skal brukes i bro- og veiprosjekter med statlige budsjettmidler.

I tillegg må råvarekilden sikre stabilitet og kontinuitet for å gjennomføre storskalaprosjekter. Flyveaske kan dekke etterspørselen, men ifølge førsteamanuensis Phuoc er det vanskelig å dekke etterspørselen etter slam fordi vannbehandlingssystemer bare mudres én gang hvert 1.–2. år. Han sa at dette problemet kan løses ved å undersøke bruken av andre ressurser for å erstatte slam eller endre formelen for å øke eller redusere andelen råvarer, men fortsatt oppfylle kravene. «For tiden finnes det trafikkbyggingsselskaper som har tatt opp spørsmålet om småskala pilotprosjekter, og deretter foreslått å etablere tekniske standarder, miljøkonsekvensutredninger og andre prosedyrer for masseimplementering», sa førsteamanuensis Phuoc.

vnexpress.net