カントー大学のHuynh Trong Phuoc准教授は、平坦化に適用される廃汚泥とフライアッシュの力に耐えることができるコンクリートのような材料の研究に参加しました。
フイン・チョン・フオック准教授（35歳）は、科学研究と研修の分野での優れた業績が認められ、2023年のゴールデングローブ賞を受賞した。その中でも、廃棄ヘドロからの材料生成は傑出したプロジェクトの一つである。
フオック准教授によると、この研究は7年前、国立台湾科技大学で博士課程に在籍していた頃に行われたという。当時、台北の廃水処理会社から、工場で発生する汚泥を学内の埋め立て材料として利用する研究の依頼があった。
フオック博士と研究チームは、堆積物とフライアッシュ、少量のセメント、その他の添加剤を混合し、制御された低強度材料（CLSM）を作成するための配合を開発しました。添加されたセメントと添加剤は、フライアッシュと堆積物が化学反応に参加しやすい環境を作り出し、耐荷重性を備えたCLSM材料を形成します。
台湾で研究・留学していた頃のフイン・チョン・フオック准教授（左から2番目）。写真： NVCC
彼によると、下水処理場の汚泥には二酸化ケイ素（SiO2）と酸化アルミニウム（Al2O3）がかなり多く含まれており、これは石炭火力発電所のフライアッシュの組成に似ています。これら2つの材料の密度と粒子組成はそれほど変わらないため、CLSM材料の製造に非常に適しています。「発注元の具体的なニーズに応じて、各材料成分の含有量を調整することで、使用要件を満たす製品を得ることができます」と彼は述べています。
研究チームは、排出源から直接研究室に持ち込まれ、それ以上処理せずにそのまま使用される汚泥と灰を使ってCLSM材料を作成するプロセスを開発しました。
フック准教授は、具体的な条件に応じて、水分と直接混合することも、乾式混合（使用前に材料を乾燥させる必要がある）することも可能であると述べた。埋立地用のCLSM材料については、処理コストを削減するため、湿式混合法を選択した。
研究目的で工場の汚泥収集段階。写真： NVCC
研究チームは実験室で多くの試験を行い、各工程の評価と調整を重ね、製品が使用要件を満たすように配合を最適化しました。これは設計計算と混合を必要とする、最も困難で時間のかかる工程でもありました。少量の成分を調整するたびに製品の特性が大きく変化するため、チームは何度も試行錯誤を重ねました。さらに、混合方法とプロセス、そして使用する機器の種類も研究結果に大きな影響を与えました。
フック准教授は、従来の砂充填材と比較して、これら2つの方法は全く異なると述べました。従来の砂充填材は、ローラーの力を利用して、材料を所定の密度まで圧縮し、受入れ可能な状態にします。一方、CLSMは、様々な用途に合わせて特性が設計されたコンクリートのような、制御された低強度材料であり、使用要件に合わせて完全に調整可能です。品質要件が高ければ高いほど、製造コストもそれに応じて高くなります。
この材料は埋立地への実用化に大きな可能性を秘めているが、フオック准教授は、一般的な埋立地材料として大量利用するために、実際の生産コストを分析し、長期的な環境影響を評価する必要があると述べた。「建設と分別受け入れに関する技術要件に関する具体的な基準と規制が必要です」と同准教授は述べた。さらに、汚泥とフライアッシュの原料となる物質は、品質面で安定した収集源を備え、工業生産規模に十分な量の埋蔵量を確保することで、実用化の基盤を築く必要がある。
研究チームのCLSM材料顕微鏡画像。写真： NVCC
チームの研究は高く評価され、台北市の浄水場敷地内に試験埋立地が設置されました。設置直後の予備評価では、設計された材料の高い適用性が実証されました。チームは、CLSM材料の設計手法と施工方法の最適化に役立てるため、この材料の長期的な性能をモニタリングするために、定期的なモニタリングとサンプリングを行っています。
フライアッシュやスラッジを充填材として利用する研究は国内でいくつか行われていますが、科学論文として発表されたものは多くありません。ベトナムで適用するには、国家予算による橋梁・道路建設プロジェクトにおいて使用される材料基準の算出基準となる技術基準を策定する必要があります。
さらに、大規模プロジェクトを遂行するためには、原料の供給源が安定性と継続性を確保する必要があります。フライアッシュは需要を満たすことができますが、フオック准教授によると、水処理システムの浚渫頻度が1～2年に1回しかないため、廃泥の需要を満たすことは困難です。フオック准教授は、廃泥の代替として他の資源の利用を研究したり、原料の割合を増減させて配合を変更したりすることで、要件を満たすことができると述べています。「現在、いくつかの交通建設会社が小規模なパイロットプロジェクトを提案し、その後、大量導入に向けた技術基準、環境影響評価、その他の手順の策定を提案しています」とフオック准教授は述べています。
ハアン
[広告2]
ソースリンク
コメント (0)