Docent Viet forskar om betongmaterial från avloppsslam och flygaska

Docent Dr. Huynh Trong Phuoc ( Can Tho University) deltog i forskningen om betongliknande material från avloppsslam och flygaska som applicerats vid avjämning.

Docent Huynh Trong Phuoc (35 år) har just tilldelats Golden Globe Award 2023 för sina enastående prestationer inom vetenskaplig forskning och utbildning, där skapandet av material från avfallsslam är ett av de mest framstående projekten.

Docent Phuoc sa att forskningen genomfördes när han doktorerade vid National Taiwan University of Science and Technology för sju år sedan. Vid den tiden beställde ett avloppsreningsföretag i Taipei en studie för att använda det tillgängliga slammet vid fabriken som material för intern deponi på campusområdet.

Dr. Phuoc och hans forskargrupp har utvecklat en formel för att blanda sediment med flygaska och en liten mängd cement och andra tillsatser för att skapa ett kontrollerat låghållfasthetsmaterial (CLSM). Den tillsatta cementen och tillsatserna skapar en gynnsam miljö för flygaska och sediment att delta i kemiska reaktioner och bildar ett CLSM-material med bärförmåga.

Docent Dr. Huynh Trong Phuoc (andra från vänster) under sin tid som student och forskare i Taiwan. Foto: NVCC

Han sa att slammet i avloppsreningsverk innehåller en ganska hög halt av kiseldioxid (SiO2) och aluminiumoxid (Al2O3), vilket liknar sammansättningen av flygaska i koleldade värmekraftverk. Densiteten och partikelsammansättningen hos dessa två material skiljer sig inte mycket åt, så de är mycket lämpliga för blandning för att tillverka CLSM-material. "Beroende på beställningsenhetens specifika behov kan innehållet av varje materialkomponent justeras för att få en produkt som uppfyller användningskraven", sa han.

Forskargruppen har utvecklat en process för att skapa CLSM-material med hjälp av slam och aska som tas direkt från utsläppskällor till laboratoriet och används direkt utan vidare bearbetning.

Docent Phuoc sa att det, beroende på specifika förhållanden, är möjligt att blanda direkt med fukt eller blanda torrt (materialen måste torkas före användning). För CLSM-material för deponi valde gruppen våtblandningsmetoden för att spara på bearbetningskostnader.

Slamuppsamlingsprocess vid fabriken för forskningsändamål. Foto: NVCC

Efter många tester i laboratoriet, där man utvärderat och justerat stegen, optimerade teamet formeln för att produkten skulle uppfylla användningskraven. Detta är också det svåraste och mest tidskrävande steget, vilket kräver designberäkningar och blandning. Teamet var tvungna att försöka många gånger eftersom varje gång en liten mängd ingredienser justerades förändrades produktens egenskaper avsevärt. Dessutom påverkade blandningsmetoden och processen, samt typen av utrustning som användes, forskningsresultaten i hög grad.

Jämfört med traditionella sandfyllnadsmaterial sa docent Phuoc att det här är två helt olika metoder. Vid fyllning med konventionell sand förlitar man sig på valsens kraft för att komprimera materialet till en dimensionerad densitet för acceptans. CLSM är ett kontrollerat låghållfasthetsmaterial, likt en typ av betong utformad med egenskaper för att tjäna olika syften, vilket innebär att det kan justeras helt efter användningskrav. Ju högre kvalitetskraven är, desto motsvarande ökning av produktionskostnaderna.

Materialet har stor potential för praktiska tillämpningar för deponi, men docent Phuoc sa att för att kunna massanvända det som ett vanligt deponimaterial är det nödvändigt att analysera de faktiska produktionskostnaderna och bedöma den långsiktiga miljöpåverkan. "Det behöver finnas specifika standarder och föreskrifter för tekniska krav för konstruktion och separat mottagning", sa han. Dessutom måste källan till slam- och flygaskamaterial ha en stabil insamlingskälla vad gäller kvalitet, tillräcklig för att ge stora reserver för industriell produktionsskala för att ha en grund för praktisk tillämpning.

CLSM-materialmikroskopbild av forskargruppen. Foto: NVCC

Teamets forskning uppskattades mycket och en testdeponi installerades i lokaler tillhörande ett vattenreningsverk i Taipei. Preliminära bedömningar omedelbart efter installationen visade det designade materialets höga tillämpbarhet. Teamet övervakar och provtar regelbundet för att följa materialets långsiktiga prestanda i syfte att optimera design- och konstruktionsmetoder för CLSM-material.

Det har gjorts några studier i landet om användningen av flygaska och slam som utjämningsmaterial, men inte många har publicerats i vetenskapliga artiklar. För att tillämpa det i Vietnam är det nödvändigt att utveckla en uppsättning tekniska standarder som grund för att beräkna materialnormer, som ska användas i bro- och vägprojekt med statligt budgetmedel.

Dessutom måste råvarukällan säkerställa stabilitet och kontinuitet för att genomföra storskaliga projekt. Flygaska kan möta efterfrågan, men enligt docent Phuoc är det svårt att tillgodose efterfrågan på slam eftersom vattenreningssystem bara muddras en gång vartannat år. Han sa att detta problem kan lösas genom att undersöka användningen av andra resurser för att ersätta slam eller ändra formeln för att öka eller minska andelen råvaror men ändå uppfylla kraven. "För närvarande finns det trafikbyggnadsföretag som har tagit upp frågan om småskaliga pilotprojekt och sedan föreslagit att fastställa tekniska standarder, miljökonsekvensbeskrivningar och andra förfaranden för massimplementering", sa docent Phuoc.

vnexpress.net