شارك الأستاذ المشارك الدكتور هوينه ترونج فوك (جامعة كان ثو) في البحث حول المواد الشبيهة بالخرسانة من الحمأة العادمة والرماد المتطاير المطبقة على التسوية.
حصل الأستاذ المشارك هوينه ترونج فوك (35 عامًا) للتو على جائزة جولدن جلوب 2023 لإنجازاته المتميزة في مجال البحث العلمي والتدريب، والتي يعد إنشاء مواد من الحمأة أحد المشاريع البارزة فيها.
وقال الأستاذ المساعد فوك إن البحث أجري عندما كان يقوم بدراسته للدكتوراه في جامعة تايوان الوطنية للعلوم والتكنولوجيا قبل 7 سنوات. في ذلك الوقت، طلبت شركة معالجة مياه الصرف الصحي في تايبيه إجراء دراسة لاستخدام الحمأة المتوفرة في المصنع كمواد لمكب النفايات الداخلي داخل الحرم الجامعي.
قام الدكتور فوك وفريقه البحثي بتطوير صيغة لخلط الحمأة مع الرماد المتطاير وكمية صغيرة من الأسمنت والمواد المضافة الأخرى لإنشاء مادة منخفضة القوة خاضعة للرقابة (CLSM). ستعمل إضافة الأسمنت والمواد المضافة على خلق بيئة مواتية للرماد المتطاير والرواسب للمشاركة في التفاعلات الكيميائية، مما يشكل مادة CLSM ذات قدرة على تحمل الأحمال.
الأستاذ المشارك الدكتور هوين ترونغ فوك (الثاني من اليسار) أثناء فترة دراسته وأبحاثه في تايوان. الصورة: NVCC
وقال إن الحمأة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي تحتوي على نسبة عالية إلى حد ما من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2) وأكسيد الألومنيوم (Al2O3)، وهي مماثلة لتركيبة الرماد المتطاير في محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم. لا تختلف كثافة وتكوين جزيئات هاتين المادتين كثيرًا، لذا فهي مناسبة جدًا للخلط لإنتاج مواد CLSM. وقال "اعتمادًا على الاحتياجات المحددة لوحدة الطلب، يمكن تعديل محتوى كل مكون مادي للحصول على منتج يلبي متطلبات الاستخدام".
قام فريق البحث بتطوير عملية لإنشاء مواد CLSM باستخدام الحمأة والرماد المأخوذين مباشرة من مصادر الانبعاث إلى المختبر واستخدامهما مباشرة دون معالجة إضافية.
وقال الأستاذ المساعد فوك إنه اعتمادًا على الظروف المحددة، يمكن خلطه مباشرة بالرطوبة أو خلطه جافًا (يجب تجفيف المواد قبل الاستخدام). بالنسبة لمواد CLSM المستخدمة في مكبات النفايات، اختارت المجموعة طريقة الخلط الرطب لتوفير تكاليف المعالجة.
مرحلة تجميع الحمأة في المصنع لأغراض البحث. الصورة: NVCC
بعد العديد من الاختبارات المعملية والتقييمات والتعديلات، قام الفريق بتحسين الصيغة لجعل المنتج يلبي متطلبات الاستخدام. وهذه أيضًا هي الخطوة الأكثر صعوبة وتستغرق وقتًا طويلاً، وتتطلب حسابات التصميم والخلط. وكان على الفريق اختبار المنتج مرارا وتكرارا لأنه في كل مرة يقومون بتعديل كمية صغيرة من أحد المكونات، كانت خصائص المنتج تتغير بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، فإن طريقة الخلط وطريقة العملية، ونوع المعدات المستخدمة تؤثر أيضًا بشكل كبير على نتائج البحث.
وبالمقارنة مع مواد حشو الرمل التقليدية، قال الأستاذ المساعد فوك إن هاتين الطريقتين مختلفتان تمامًا. عند ملئها بالرمل العادي، فإنها تعتمد على طاقة التدحرج لضغط المادة إلى كثافة تصميمية قبل القبول. CLSM عبارة عن مادة منخفضة القوة يتم التحكم فيها، مثل نوع من الخرسانة المصممة بخصائص تخدم أغراض مختلفة، مما يعني أنه يمكن تعديلها بالكامل وفقًا لمتطلبات الاستخدام. كلما ارتفعت متطلبات الجودة، كلما ارتفعت تكاليف الإنتاج.
وتتمتع هذه المادة بإمكانات كبيرة في التطبيقات العملية لمكبات النفايات، ومع ذلك، قال الأستاذ المساعد فوك إنه من أجل أن نتمكن من وضعها في الاستخدام الجماعي كمواد شائعة لمكبات النفايات، من الضروري تحليل تكاليف الإنتاج الفعلية وتقييم التأثيرات البيئية طويلة الأجل. وقال "يجب أن تكون هناك معايير وأنظمة محددة بشأن المتطلبات الفنية للبناء والقبول المنفصل". بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون مصدر مواد الحمأة والرماد المتطاير مصدرًا مستقرًا للتجميع من حيث الجودة، مما يوفر احتياطيات كبيرة لحجم الإنتاج الصناعي ليكون له أساس للتطبيق العملي.
صورة مجهرية لمادة CLSM لفريق البحث. الصورة: NVCC
وقد حظي بحث الفريق بتقدير كبير وتم نشر مكب نفايات تجريبي في مقر محطة معالجة المياه في تايبيه. وقد أثبتت التقييمات الأولية التي أجريت مباشرة بعد التنفيذ مدى قابلية تطبيق شكل المادة المصممة. ويقوم فريق البحث بمراقبة وأخذ عينات بشكل دوري لتتبع الأداء طويل الأمد لهذه المادة لتحسين أساليب التصميم وطرق البناء لمواد CLSM.
لقد أجريت بعض الدراسات في البلاد حول استخدام الرماد المتطاير والحمأة كمواد حشو، ولكن لم يتم نشر الكثير منها في أوراق علمية. لتطبيق ذلك في فيتنام، من الضروري تطوير مجموعة من المعايير الفنية كأساس لحساب المعايير المادية، ليتم تضمينها في مشاريع الجسور والطرق باستخدام رأس مال الموازنة العامة للدولة.
علاوة على ذلك، يجب أن يضمن مصدر المواد الخام الاستقرار والاستمرارية لتنفيذ المشاريع واسعة النطاق. يمكن للرماد المتطاير تلبية الطلب، ولكن وفقًا للأستاذ المساعد فوك، من الصعب تلبية الطلب على الحمأة لأن أنظمة معالجة المياه تحتاج إلى التجريف مرة واحدة كل عام إلى عامين فقط. وقال إن هذه المشكلة يمكن حلها من خلال البحث في استخدام موارد أخرى لتحل محل الحمأة أو تغيير الصيغة لزيادة أو تقليل نسبة المواد الخام مع الاستمرار في تلبية المتطلبات. وقال الأستاذ المساعد فوك: "هناك حاليًا شركات إنشاءات مرورية اقترحت إجراء مشاريع تجريبية على نطاق صغير، ثم اقترحت وضع المعايير الفنية وتقييمات الأثر البيئي وغيرها من الإجراءات للتنفيذ الشامل".
ها آن
[إعلان رقم 2]
رابط المصدر
تعليق (0)