รองศาสตราจารย์เวียด วิจัยวัสดุคอนกรีตจากตะกอนน้ำเสียและเถ้าลอย

รองศาสตราจารย์ ดร. ฮวีญ ตรอง เฟือก (มหาวิทยาลัย กานโธ ) เข้าร่วมการวิจัยวัสดุคล้ายคอนกรีตจากตะกอนน้ำเสียและเถ้าลอยที่นำมาใช้ปรับระดับ

รองศาสตราจารย์ Huynh Trong Phuoc (อายุ 35 ปี) เพิ่งได้รับรางวัลลูกโลกทองคำประจำปี 2023 สำหรับความสำเร็จโดดเด่นในด้านการวิจัยและการฝึกอบรม ทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งการสร้างวัสดุจากตะกอนเสียเป็นหนึ่งในโครงการที่โดดเด่น

รองศาสตราจารย์ฟวกกล่าวว่างานวิจัยดังกล่าวดำเนินการเมื่อ 7 ปีที่แล้วขณะที่เขากำลังศึกษาปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติไต้หวัน ในเวลานั้น บริษัทบำบัดน้ำเสียแห่งหนึ่งในไทเปได้สั่งให้มีการศึกษาวิจัยเพื่อใช้ตะกอนที่มีอยู่ในโรงงานเป็นวัสดุสำหรับฝังกลบภายในมหาวิทยาลัย

ดร. ฟัคและทีมวิจัยของเขาได้พัฒนาสูตรสำหรับผสมตะกอนกับเถ้าลอยและซีเมนต์ปริมาณเล็กน้อยและสารเติมแต่งอื่นๆ เพื่อสร้างวัสดุที่มีความแข็งแรงต่ำที่ควบคุมได้ (CLSM) ซีเมนต์และสารเติมแต่งที่เพิ่มเข้าไปจะสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยให้เถ้าลอยและตะกอนมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมี โดยก่อตัวเป็นวัสดุ CLSM ที่มีความสามารถในการรับน้ำหนัก

รองศาสตราจารย์ ดร. หยุน จ่อง เฟือก (ที่ 2 จากซ้าย) ขณะศึกษาวิจัยในไต้หวัน ภาพโดย NVCC

เขากล่าวว่าตะกอนในโรงบำบัดน้ำเสียมีปริมาณซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) และอะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ค่อนข้างสูง ซึ่งใกล้เคียงกับองค์ประกอบของเถ้าลอยในโรงไฟฟ้าถ่านหิน ความหนาแน่นและองค์ประกอบของอนุภาคของวัสดุทั้งสองนี้ไม่แตกต่างกันมากนัก จึงเหมาะมากสำหรับการผสมเพื่อทำวัสดุ CLSM "สามารถปรับเนื้อหาของส่วนประกอบวัสดุแต่ละชิ้นได้ตามความต้องการเฉพาะของหน่วยสั่งซื้อ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ตรงตามข้อกำหนดในการใช้งาน" เขากล่าว

ทีมนักวิจัยได้พัฒนากระบวนการสร้างวัสดุ CLSM โดยใช้ตะกอนและเถ้าที่นำมาจากแหล่งกำเนิดมลพิษโดยตรงสู่ห้องปฏิบัติการและนำไปใช้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการใดๆ เพิ่มเติม

รองศาสตราจารย์ฟัคกล่าวว่า ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเฉพาะ การผสมโดยตรงกับความชื้นหรือการผสมแบบแห้ง (วัสดุจะต้องทำให้แห้งก่อนใช้งาน) สำหรับวัสดุ CLSM สำหรับฝังกลบ กลุ่มได้เลือกวิธีการผสมแบบเปียกเพื่อประหยัดต้นทุนการประมวลผล

ขั้นตอนการเก็บรวบรวมตะกอนในโรงงานเพื่อการวิจัย ภาพ: NVCC

หลังจากการทดสอบในห้องปฏิบัติการหลายครั้ง การประเมินและปรับขั้นตอนต่างๆ ทีมงานได้ปรับสูตรให้เหมาะสมเพื่อให้ผลิตภัณฑ์เป็นไปตามข้อกำหนดในการใช้งาน ซึ่งถือเป็นขั้นตอนที่ยากและใช้เวลานานที่สุด เนื่องจากต้องมีการคำนวณการออกแบบและการผสม ทีมงานต้องทดลองหลายครั้ง เนื่องจากทุกครั้งที่มีการปรับส่วนผสมในปริมาณเล็กน้อย คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์จะเปลี่ยนไปอย่างมาก นอกจากนี้ วิธีการและกระบวนการผสม รวมถึงประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้ยังส่งผลต่อผลการวิจัยอย่างมากอีกด้วย

เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอุดทรายแบบเดิม รองศาสตราจารย์ฟุ๊กกล่าวว่าทั้งสองวิธีนี้แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง เมื่อเติมทรายแบบเดิม จะใช้พลังงานจากลูกกลิ้งเพื่ออัดวัสดุให้มีความหนาแน่นตามการออกแบบเพื่อให้ยอมรับได้ ในขณะเดียวกัน CLSM ก็เป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงต่ำที่ควบคุมได้ เช่น คอนกรีตชนิดหนึ่งที่ได้รับการออกแบบให้มีคุณสมบัติสำหรับวัตถุประสงค์ต่างๆ ซึ่งหมายความว่าสามารถปรับให้เหมาะกับความต้องการใช้งานได้อย่างครบถ้วน ยิ่งข้อกำหนดด้านคุณภาพสูงขึ้น ต้นทุนการผลิตก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย

วัสดุดังกล่าวมีศักยภาพอย่างมากในการนำไปใช้งานจริงในการฝังกลบ อย่างไรก็ตาม รองศาสตราจารย์ฟัคกล่าวว่า เพื่อให้สามารถนำไปใช้งานจริงในวงกว้างในฐานะวัสดุฝังกลบทั่วไป จำเป็นต้องวิเคราะห์ต้นทุนการผลิตจริงและประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในระยะยาว “จำเป็นต้องมีมาตรฐานและข้อบังคับเฉพาะเกี่ยวกับข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการก่อสร้างและการยอมรับแยกต่างหาก” เขากล่าว นอกจากนี้ แหล่งที่มาของตะกอนและวัสดุเถ้าลอยจะต้องมีแหล่งรวบรวมที่มั่นคงในแง่ของคุณภาพ โดยมีปริมาณสำรองที่เพียงพอสำหรับการผลิตในระดับอุตสาหกรรมเพื่อให้มีพื้นฐานสำหรับการนำไปใช้งานจริง

ภาพจากกล้องจุลทรรศน์วัสดุ CLSM ของทีมวิจัย ภาพ: NVCC

งานวิจัยของทีมงานได้รับการชื่นชมอย่างมาก และได้นำหลุมฝังกลบทดลองไปติดตั้งในบริเวณโรงงานบำบัดน้ำในไทเป การประเมินเบื้องต้นทันทีหลังจากติดตั้งแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการนำไปใช้ได้สูงของวัสดุที่ออกแบบไว้ ทีมงานกำลังติดตามและสุ่มตัวอย่างเป็นระยะเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพในระยะยาวของวัสดุนี้ เพื่อใช้เพิ่มประสิทธิภาพของวิธีการออกแบบและวิธีการก่อสร้างสำหรับวัสดุ CLSM

มีการศึกษาวิจัยบางส่วนในประเทศเกี่ยวกับการใช้เถ้าลอยและตะกอนเป็นวัสดุอุดช่องว่าง แต่ยังไม่มีการเผยแพร่ผลงานวิจัยจำนวนมากในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ หากต้องการนำไปใช้ในเวียดนาม จำเป็นต้องพัฒนามาตรฐานทางเทคนิคชุดหนึ่งเพื่อใช้เป็นพื้นฐานในการคำนวณมาตรฐานวัสดุ เพื่อใช้ในโครงการสะพานและถนนโดยใช้เงินทุนงบประมาณของรัฐ

นอกจากนี้ แหล่งที่มาของวัตถุดิบจะต้องมีเสถียรภาพและต่อเนื่องในการดำเนินโครงการขนาดใหญ่ เถ้าลอยสามารถตอบสนองความต้องการได้ แต่ตามที่รองศาสตราจารย์ Phuoc ระบุว่า เป็นการยากที่จะตอบสนองความต้องการกากตะกอนเสีย เนื่องจากระบบบำบัดน้ำจะขุดลอกเพียงครั้งเดียวทุก 1-2 ปี เขากล่าวว่าปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการวิจัยการใช้ทรัพยากรอื่นเพื่อทดแทนกากตะกอนเสีย หรือเปลี่ยนสูตรเพื่อเพิ่มหรือลดสัดส่วนของวัตถุดิบแต่ยังคงตอบสนองความต้องการ “ปัจจุบันมีบริษัทก่อสร้างการจราจรที่เสนอโครงการนำร่องขนาดเล็ก จากนั้นเสนอให้กำหนดมาตรฐานทางเทคนิค การประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และขั้นตอนอื่นๆ สำหรับการนำไปใช้งานจำนวนมาก” รองศาสตราจารย์ Phuoc กล่าว

วีเอ็นเอ็กซ์เพรส.เน็ต