Доцент Виет исследует бетонные материалы из осадка сточных вод и летучей золы

Доцент доктор Хюинь Чонг Фуок (Университет Кантхо ) принимал участие в исследовании материалов, подобных бетону, которые могут выдерживать нагрузку от шлама и летучей золы, применяемых для выравнивания.

Доцент Хюинь Чонг Фуок (35 лет) только что был награжден премией «Золотой глобус» 2023 года за выдающиеся достижения в области научных исследований и обучения, одним из выдающихся проектов которого является создание материалов из шлама.

Доцент Фуок сказал, что исследование было проведено, когда он работал над докторской диссертацией в Национальном тайваньском университете науки и технологий 7 лет назад. В то время компания по очистке сточных вод в Тайбэе заказала исследование по использованию имеющегося на заводе шлама в качестве материала для внутреннего полигона на территории кампуса.

Доктор Фуок и его исследовательская группа разработали формулу для смешивания осадка с летучей золой и небольшим количеством цемента и других добавок для создания контролируемого материала низкой прочности (CLSM). Добавленный цемент и добавки создадут благоприятную среду для участия летучей золы и осадка в химических реакциях, образуя материал CLSM с несущей способностью.

Доцент доктор Хюинь Тронг Фуок (второй слева) во время учебы и исследований на Тайване. Фото: NVCC

Он сказал, что ил на очистных сооружениях содержит довольно высокое содержание диоксида кремния (SiO2) и оксида алюминия (Al2O3), что похоже на состав летучей золы на угольных тепловых электростанциях. Плотность и состав частиц этих двух материалов не сильно отличаются, поэтому они очень подходят для смешивания с целью получения материалов CLSM. «В зависимости от конкретных потребностей заказывающего подразделения содержание каждого компонента материала может быть скорректировано для получения продукта, который соответствует требованиям к использованию», - сказал он.

Исследовательская группа разработала процесс создания материалов CLSM с использованием шлама и золы, которые берутся непосредственно из источников выбросов в лаборатории и используются напрямую без дополнительной обработки.

Доцент Фуок сказал, что в зависимости от конкретных условий можно смешивать напрямую с влагой или смешивать в сухом виде (материал необходимо высушить перед использованием). Для материалов CLSM для захоронения на полигонах группа выбрала метод мокрой смеси, чтобы сэкономить на затратах на обработку.

Этап сбора шлама на заводе для исследовательских целей. Фото: NVCC

После многочисленных тестов в лаборатории, оценки и корректировки этапов команда оптимизировала формулу так, чтобы продукт соответствовал требованиям к использованию. Это был также самый сложный и трудоемкий этап, требующий проектных расчетов и смешивания. Команде пришлось пробовать много раз, поскольку каждый раз, когда небольшое количество ингредиентов корректировалось, свойства продукта значительно менялись. Кроме того, метод и процесс смешивания, а также тип используемого оборудования также сильно влияли на результаты исследований.

Доцент Фуок сказал, что по сравнению с традиционными песчаными заполняющими материалами это два совершенно разных метода. При заполнении обычным песком используется энергия ролика для уплотнения материала до проектной плотности для приемки. Между тем, CLSM — это контролируемый низкопрочный материал, как тип бетона, разработанный со свойствами для различных целей, то есть его можно полностью настроить в соответствии с требованиями использования. Чем выше требования к качеству, тем соответственно выше будут производственные затраты.

Материал имеет большой потенциал в практическом применении для свалок, однако, доцент Фуок сказал, что для того, чтобы иметь возможность ввести его в массовое использование в качестве обычного материала для свалок, необходимо проанализировать фактические производственные затраты и оценить долгосрочное воздействие на окружающую среду. «Необходимо иметь конкретные стандарты и правила по техническим требованиям к строительству и раздельной приемке», - сказал он. Кроме того, источник материалов шлама и летучей золы должен иметь стабильный источник сбора с точки зрения качества, обеспечивая достаточно большие запасы для промышленного производства в масштабах, чтобы иметь основу для практического применения.

Изображение микроскопа CLSM материала исследовательской группы. Фото: NVCC

Исследование команды было высоко оценено, и пробный полигон был развернут на территории водоочистной станции в Тайбэе. Предварительные оценки сразу после развертывания продемонстрировали высокую применимость разработанного материала. Команда периодически проводит мониторинг и отбор проб для контроля долгосрочных характеристик этого материала с целью оптимизации методов проектирования и строительства для материалов CLSM.

В стране проводились некоторые исследования по применению летучей золы и шлама в качестве наполнителя, но не многие из них были опубликованы в научных работах. Для применения во Вьетнаме необходимо разработать набор технических стандартов в качестве основы для расчета норм материалов, которые будут использоваться в проектах по строительству мостов и дорог с использованием государственного бюджета.

Кроме того, источник сырья должен обеспечивать стабильность и непрерывность для реализации крупномасштабных проектов. Летучая зола может удовлетворить спрос, но, по словам доцента Фуока, трудно удовлетворить спрос на отработанный ил, поскольку системы очистки воды выкапывают его только раз в 1-2 года. Он сказал, что эту проблему можно решить, исследуя использование других ресурсов для замены отработанного ила или изменяя формулу для увеличения или уменьшения доли сырья, но при этом удовлетворяя требованиям. «В настоящее время есть компании по дорожному строительству, которые предложили небольшие пилотные проекты, а затем предложили установить технические стандарты, оценки воздействия на окружающую среду и другие процедуры для массового внедрения», - сказал доцент Фуок.

Ха Ан

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