Chi tiết tin - Sở Khoa học và Công nghệ

Tin tức - Sự kiện: Tin trong nước

Ngày đăng: 09-10-2024

Sử dụng bùn nạo vét làm vật liệu san lấp mặt bằng

Những con tàu chở nặng đất bùn nạo vét không còn là điều xa lạ với người dân sống ở ven bờ các kênh rạch vùng Đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt là trước mỗi mùa mưa. Với hơn 28.000km sông và hệ thống tưới tiêu nói chung, hằng năm khối lượng đất bùn nạo vét ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long rất lớn. Để xử lý vấn đề này, nhóm nghiên cứu tại Viện Thủy công  thuộc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã chế tạo thành công phụ gia để cứng hóa đất bùn nạo vét nhằm sử dụng trong san lấp mặt bằng, góp phần thay thế nguồn cát đang ngày khan hiếm, đồng thời giảm bớt gánh nặng môi trường về đất bùn nạo vét.

 

Việc đóng rắn đất bùn để làm vật liệu xây dựng không phải là ý tưởng mới trên thế giới. Từ những năm 1950-1960, nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới đã đưa ra các giải pháp đóng rắn đất bùn. Nhìn chung, có hai phương pháp chính là đóng rắn bằng nhiệt và đóng rắn bằng phương pháp hóa học, sử dụng các chất kết dính hữu cơ hoặc vô cơ. Mục đích của việc trộn hỗn hợp vật liệu kết dính vào bùn nhằm làm cải thiện cường độ, tính thấm và sức bền bằng cách giảm hệ số rỗng và gắn các hạt đất bùn với nhau. Khi trộn vật liệu kết dính với bùn có ba phản ứng chính xảy ra, gồm khử nước, trao đổi ion, phản ứng keo hóa. Cường độ của bùn sau khi được trộn sẽ tăng từ từ và chủ yếu là phụ thuộc vào phản ứng keo hóa.

Trong số rất nhiều chất kết dính hữu cơ và vô cơ thường dùng, từ xi măng portland, vôi bột, tro bay, thạch cao, hỗn hợp photpho cũng như nhiều chất kết dính khác đang được thương mại hóa trên thị trường, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn một số chất kết dính vô cơ gồm xi măng, tro bay, xỉ lò cao và phụ gia hóa học (MgO) có giá thành rẻ và dễ dàng tìm kiếm trong khu vực Đồng bằng sông Cửu Long như xi măng PCB40 Hà Tiên ở gần tỉnh Cà Mau, phụ gia khoáng tro bay của nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 1 ở Trà Vinh, còn xỉ lò cao Hòa Phát nghiền mịn (S95) đã được thương mại phổ biến trên thị trường.

Khi phối trộn hỗn hợp các chất kết dính này với đất bùn trong thử nghiệm ở Cà Mau, thoạt nhìn không khác biệt nhiều so với công đoạn trộn vật liệu xây dựng thông thường. Tuy nhiên, quá trình đóng rắn chỉ diễn ra hiệu quả khi trộn theo đúng bí quyết mà các nhà nghiên cứu đã tìm ra sau nhiều lần thử nghiệm trên cơ sở cân nhắc hàng loạt yếu tố kỹ thuật, cũng như kinh tế để đảm bảo tính khả thi cho giải pháp.

Kết quả thử nghiệm cho thấy, hỗn hợp bùn sau khi cứng hóa bằng giải pháp của nhóm nghiên cứu đáp ứng đủ các điều kiện để làm vật liệu san lấp nền. Cụ thể, chất lượng của hỗn hợp bùn sau cứng hóa đạt yêu cầu tiêu chuẩn TCVN 8217:2009 tương đương với đất trạng thái dẻo cứng, có thể sử dụng thay thế nền đất yếu tại đường giao thông với chiều sâu cần xử lý < 2m, tải trọng giao thông cấp 3, 4. Từ thành công bước đầu ở Cà Mau, các tác giả sẽ mở rộng áp dụng ở các địa phương khác có điều kiện tương tự về vật liệu và hạ tầng tổ chức thi công khả thi. Tuy nhiên, cần tiến hành các nghiên cứu thiết kế các cấp phối phù hợp với các chỉ tiêu cơ lý, khoáng hóa... của nguồn vật liệu đầu vào.