รองศาสตราจารย์เวียด วิจัยวัสดุคอนกรีตจากตะกอนน้ำเสียและเถ้าลอย

รองศาสตราจารย์ ดร. หยุน จ่อง เฟือก (มหาวิทยาลัย กานเทอ ) เข้าร่วมการวิจัยวัสดุประเภทคอนกรีตที่สามารถทนต่อแรงจากตะกอนเสียและเถ้าลอยที่ใช้ในการปรับระดับ

รองศาสตราจารย์หยุนห์ จ่อง ฟุ้ก (อายุ 35 ปี) ได้รับรางวัลลูกโลกทองคำประจำปี 2023 จากผลงานโดดเด่นด้านการวิจัยและการฝึกอบรม ทางวิทยาศาสตร์ โดยการสร้างวัสดุจากตะกอนขยะเป็นหนึ่งในโครงการที่โดดเด่น

รองศาสตราจารย์ฟวก กล่าวว่า งานวิจัยนี้ดำเนินการเมื่อ 7 ปีก่อน ขณะที่เขากำลังศึกษาปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติไต้หวัน ในขณะนั้น บริษัทบำบัดน้ำเสียแห่งหนึ่งในไทเปได้สั่งให้มีการศึกษาเพื่อนำตะกอนที่มีอยู่ในโรงงานไปใช้เป็นวัสดุสำหรับฝังกลบภายในมหาวิทยาลัย

ดร. เฟือกและทีมวิจัยได้พัฒนาสูตรสำหรับการผสมตะกอนกับเถ้าลอย ปูนซีเมนต์ และสารเติมแต่งอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย เพื่อสร้างวัสดุความแข็งแรงต่ำที่ควบคุมได้ (CLSM) ซีเมนต์และสารเติมแต่งที่เติมเข้าไปจะสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างเถ้าลอยและตะกอน ก่อให้เกิดวัสดุ CLSM ที่มีความสามารถในการรับน้ำหนัก

รองศาสตราจารย์ ดร. หวีญ จ่อง เฟือก (ที่ 2 จากซ้าย) ขณะศึกษาและวิจัยที่ไต้หวัน ภาพ: NVCC

เขากล่าวว่าตะกอนในโรงบำบัดน้ำเสียมีปริมาณซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) และอะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ค่อนข้างสูง ซึ่งใกล้เคียงกับองค์ประกอบของเถ้าลอยในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนถ่านหิน ความหนาแน่นและองค์ประกอบของอนุภาคของวัสดุทั้งสองชนิดนี้ไม่แตกต่างกันมากนัก จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผสมเพื่อทำวัสดุ CLSM “สามารถปรับปริมาณส่วนประกอบของวัสดุแต่ละชนิดได้ตามความต้องการเฉพาะของหน่วยสั่งซื้อ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ตรงตามข้อกำหนดการใช้งาน” เขากล่าว

ทีมวิจัยได้พัฒนากระบวนการสร้างวัสดุ CLSM โดยใช้ตะกอนและเถ้าที่นำมาจากแหล่งกำเนิดมลพิษโดยตรงสู่ห้องปฏิบัติการและนำไปใช้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการเพิ่มเติม

รองศาสตราจารย์ฟุ๊ก กล่าวว่า ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเฉพาะ การผสมวัสดุเข้ากับความชื้นโดยตรงหรือผสมแห้ง (วัสดุต้องแห้งก่อนนำไปใช้) สำหรับวัสดุ CLSM สำหรับฝังกลบ กลุ่มวิจัยเลือกใช้วิธีการผสมแบบเปียกเพื่อประหยัดต้นทุนการแปรรูป

ขั้นตอนการเก็บรวบรวมตะกอนที่โรงงานเพื่อการวิจัย ภาพ: NVCC

หลังจากการทดสอบในห้องปฏิบัติการหลายครั้ง ประเมินและปรับขั้นตอนต่างๆ ทีมงานได้ปรับสูตรให้เหมาะสมที่สุด เพื่อให้ผลิตภัณฑ์เป็นไปตามข้อกำหนดการใช้งาน ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ยากและใช้เวลานานที่สุด ต้องใช้การคำนวณการออกแบบและการผสม ทีมงานต้องทดลองหลายครั้ง เพราะทุกครั้งที่ปรับส่วนผสมเพียงเล็กน้อย คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์จะเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก นอกจากนี้ วิธีการและกระบวนการผสม รวมถึงประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้ ก็ส่งผลต่อผลการวิจัยอย่างมากเช่นกัน

เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุเติมทรายแบบดั้งเดิม รองศาสตราจารย์ฟุ๊กกล่าวว่าทั้งสองวิธีนี้แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง เมื่อเติมทรายแบบดั้งเดิม จะใช้พลังงานจากลูกกลิ้งเพื่ออัดวัสดุให้มีความหนาแน่นตามที่ออกแบบไว้ ขณะเดียวกัน CLSM เป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงต่ำและควบคุมได้ คล้ายกับคอนกรีตชนิดหนึ่งที่ออกแบบให้มีคุณสมบัติสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย หมายความว่าสามารถปรับให้เหมาะสมกับการใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ ยิ่งข้อกำหนดด้านคุณภาพสูง ต้นทุนการผลิตก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย

วัสดุนี้มีศักยภาพสูงในการนำไปประยุกต์ใช้จริงในการฝังกลบ อย่างไรก็ตาม รองศาสตราจารย์ฟุ๊กกล่าวว่า เพื่อให้สามารถนำไปใช้งานอย่างแพร่หลายในฐานะวัสดุฝังกลบทั่วไป จำเป็นต้องวิเคราะห์ต้นทุนการผลิตจริงและประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในระยะยาว “จำเป็นต้องมีมาตรฐานและข้อบังคับเฉพาะเกี่ยวกับข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการก่อสร้างและการยอมรับแยกต่างหาก” เขากล่าว นอกจากนี้ แหล่งที่มาของกากตะกอนและเถ้าลอยจำเป็นต้องมีแหล่งรวบรวมที่มีคุณภาพคงที่ โดยมีปริมาณสำรองที่เพียงพอสำหรับการผลิตในระดับอุตสาหกรรม เพื่อเป็นพื้นฐานสำหรับการนำไปใช้งานจริง

ภาพจากกล้องจุลทรรศน์วัสดุ CLSM ของทีมวิจัย ภาพ: NVCC

งานวิจัยของทีมงานได้รับการชื่นชมอย่างมาก และได้มีการนำวัสดุที่ออกแบบไปฝังกลบในพื้นที่ของโรงบำบัดน้ำเสียแห่งหนึ่งในไทเปมาใช้ทดลอง การประเมินเบื้องต้นทันทีหลังจากนำไปใช้งานแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างสูงของวัสดุที่ออกแบบไว้ ทีมงานกำลังติดตามและสุ่มตัวอย่างเป็นระยะๆ เพื่อประเมินประสิทธิภาพในระยะยาวของวัสดุนี้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการออกแบบและก่อสร้างวัสดุ CLSM

ในประเทศมีการศึกษาเกี่ยวกับการใช้เถ้าลอยและตะกอนเป็นวัสดุอุดรอยรั่วบ้าง แต่ยังไม่มีงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ตีพิมพ์เผยแพร่มากนัก การจะนำไปใช้ในเวียดนามได้นั้น จำเป็นต้องพัฒนาชุดมาตรฐานทางเทคนิคเพื่อใช้เป็นพื้นฐานในการคำนวณเกณฑ์มาตรฐานวัสดุ เพื่อใช้ในโครงการสะพานและถนนโดยใช้งบประมาณแผ่นดิน

นอกจากนี้ แหล่งที่มาของวัตถุดิบต้องมีเสถียรภาพและต่อเนื่องในการดำเนินโครงการขนาดใหญ่ เถ้าลอยสามารถตอบสนองความต้องการได้ แต่รองศาสตราจารย์ฟุ๊กกล่าวว่า เป็นเรื่องยากที่จะตอบสนองความต้องการกากตะกอนเสีย เนื่องจากระบบบำบัดน้ำเสียจะขุดลอกเพียงปีละครั้ง เขากล่าวว่าปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการวิจัยการใช้ทรัพยากรอื่นทดแทนกากตะกอนเสีย หรือปรับเปลี่ยนสูตรเพื่อเพิ่มหรือลดสัดส่วนของวัตถุดิบ แต่ยังคงให้เป็นไปตามข้อกำหนด “ปัจจุบันมีบริษัทรับเหมาก่อสร้างจราจรหลายแห่งที่เสนอโครงการนำร่องขนาดเล็ก จากนั้นจึงเสนอให้กำหนดมาตรฐานทางเทคนิค การประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อม และขั้นตอนอื่นๆ เพื่อนำไปใช้งานในวงกว้าง” รองศาสตราจารย์ฟุ๊กกล่าว

ฮาอัน

ลิงค์ที่มา: https://vnexpress.net/pho-giao-su-viet-nghien-cuu-vat-lieu-betong-tu-bun-thai-va-tro-bay-4662040.html