Доцент Вієт досліджує бетонні матеріали з осаду стічних вод та летючої золи

Доцент доктор Хьюнь Чонг Фуок (Університет Кантхо ) брав участь у дослідженні бетоноподібних матеріалів з осаду стічних вод та зольної золи, що застосовуються для вирівнювання.

Доцент Хьюнь Чонг Фуок (35 років) щойно отримав премію «Золотий глобус» 2023 року за видатні досягнення в галузі наукових досліджень та навчання, одним із найвидатніших проєктів якої є створення матеріалів з шламу відходів.

Доцент Фуок сказав, що дослідження проводилося 7 років тому, коли він навчався на докторантурі в Національному тайванському університеті науки і технологій. У той час компанія з очищення стічних вод у Тайбеї замовила дослідження щодо використання наявного шламу на заводі як матеріалу для внутрішнього звалища на території кампусу.

Доктор Фуок та його дослідницька група розробили формулу для змішування осаду з летючою золою та невеликою кількістю цементу та інших добавок для створення матеріалу з контрольованою низькою міцністю (CLSM). Доданий цемент та добавки створять сприятливе середовище для участі летючої золи та осаду в хімічних реакціях, утворюючи матеріал CLSM з несучою здатністю.

Доцент доктор Хьюнь Чонг Фуок (другий зліва) під час навчання та досліджень на Тайвані. Фото: NVCC

Він сказав, що шлам на очисних спорудах містить досить високий вміст діоксиду кремнію (SiO2) та оксиду алюмінію (Al2O3), що подібно до складу золи, що виноситься, на вугільних теплоелектростанціях. Щільність та склад частинок цих двох матеріалів не сильно відрізняються, тому вони дуже підходять для змішування з метою виготовлення матеріалів CLSM. «Залежно від конкретних потреб замовника, вміст кожного компонента матеріалу можна регулювати для отримання продукту, який відповідає вимогам використання», – сказав він.

Дослідницька група розробила процес створення матеріалів CLSM з використанням шламу та золи, що беруться безпосередньо з джерел викидів до лабораторії та використовуються безпосередньо без подальшої обробки.

Доцент Фуок зазначив, що залежно від конкретних умов, можна змішувати безпосередньо з вологою або змішувати в сухому вигляді (матеріали необхідно висушити перед використанням). Для матеріалів CLSM для захоронення на полігонах група обрала метод вологого змішування, щоб заощадити на витратах на обробку.

Процес збору шламу на заводі для дослідницьких цілей. Фото: NVCC

Після численних лабораторних випробувань, оцінки та коригування етапів, команда оптимізувала формулу, щоб продукт відповідав вимогам використання. Це також найскладніший та найтриваліший етап, що вимагає конструкторських розрахунків та змішування. Команді довелося пробувати багато разів, оскільки щоразу, коли коригувалася невелика кількість інгредієнтів, властивості продукту сильно змінювалися. Крім того, метод та процес змішування, а також тип використовуваного обладнання також значно впливали на результати дослідження.

Порівняно з традиційними піщаними наповнювачами, доцент Фуок зазначив, що це два абсолютно різні методи. Під час заповнення звичайним піском для ущільнення матеріалу до проектної щільності для прийняття покладається на потужність катка. CLSM – це контрольований низькоміцний матеріал, подібний до типу бетону, розробленого з властивостями для різних цілей, що означає, що його можна повністю скоригувати відповідно до вимог використання. Чим вищі вимоги до якості, тим зростають виробничі витрати.

Цей матеріал має великий потенціал у практичному застосуванні на звалищах, проте, за словами доцента Фуока, для того, щоб мати змогу масово використовувати його як звичайний матеріал для звалищ, необхідно проаналізувати фактичні виробничі витрати та оцінити довгостроковий вплив на навколишнє середовище. «Потрібні конкретні стандарти та правила щодо технічних вимог до будівництва та окремого приймання», – сказав він. Крім того, джерело шламових та зольних матеріалів повинно мати стабільне джерело збору з точки зору якості, достатнє для забезпечення великих резервів для промислового виробництва, щоб мати основу для практичного застосування.

Зображення дослідницької групи, зроблене за допомогою мікроскопа CLSM. Фото: NVCC

Дослідження команди було високо оцінено, і на території водоочисної станції в Тайбеї було розгорнуто пробне сміттєзвалище. Попередні оцінки одразу після розгортання продемонстрували високу застосовність розробленого матеріалу. Команда періодично проводить моніторинг та відбір проб, щоб відстежувати довгострокову ефективність цього матеріалу з метою оптимізації методів проектування та будівництва для матеріалу CLSM.

У країні було проведено деякі дослідження щодо застосування золи та шламу як вирівнюючого матеріалу, але не так багато з них було опубліковано в наукових статтях. Для застосування цього методу у В'єтнамі необхідно розробити набір технічних стандартів як основу для розрахунку норм матеріалів, які будуть використовуватися в мостових та дорожніх проектах з використанням коштів державного бюджету.

Крім того, джерело сировини має забезпечувати стабільність та безперервність для реалізації масштабних проектів. Зола може задовольнити попит, але, за словами доцента Фуока, важко задовольнити попит на шлам, оскільки системи очищення води проводять днопоглиблення лише раз на 1-2 роки. Він сказав, що цю проблему можна вирішити, дослідивши використання інших ресурсів для заміни шламу або змінивши формулу, щоб збільшити або зменшити частку сировини, але все одно відповідати вимогам. «Наразі є компанії з будівництва транспорту, які порушили питання дрібномасштабних пілотних проектів, а потім запропонували встановити технічні стандарти, оцінки впливу на навколишнє середовище та інші процедури для масового впровадження», – сказав доцент Фуок.

vnexpress.net