Bê tông geopolyme sử dụng cát san hô, đá san hô và nước biển cho công trình biển đảo - Hướng đi bền vững từ nghiên cứu đến thực tiễn

Trong bối cảnh nhu cầu xây dựng tại các vùng biển đảo ngày càng tăng, nhưng việc vận chuyển vật liệu từ đất liền gặp nhiều khó khăn và chi phí cao, nhóm nghiên cứu thuộc Chi nhánh Ven biển/Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga do ThS. Lê Hồng Quân làm chủ nhiệm đã triển khai một hướng nghiên cứu đầy tiềm năng: chế tạo bê tông geopolyme sử dụng cát san hô, đá san hô và nước biển tại chỗ. 
Vật liệu tại chỗ – giải pháp giảm chi phí và thân thiện môi trường
Cốt liệu chính được sử dụng trong loại bê tông này là cát san hô và đá san hô vụn, đây là các vật liệu có nguồn gốc từ sự phong hóa tự nhiên và quá trình xói mòn của rạn san hô. Đây là những mảnh vụn san hô đã tích tụ tự nhiên qua thời gian trên các bãi biển của các đảo ngoài khơi. Việc sử dụng nguồn cốt liệu này không gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sống của san hô, bởi chúng không được khai thác trực tiếp từ các rạn còn sống. Khi kết hợp với nước biển, một nguồn tài nguyên sẵn có tại chỗ không chỉ giúp giảm thiểu chi phí vận chuyển mà còn tận dụng hiệu quả vật liệu tại chỗ, từ đó góp phần hạn chế khai thác cát sông và sử dụng nước ngọt từ đất liền, đây là những tài nguyên ngày càng khan hiếm.
                                                                             Cát san hô và Đá san hô sau khi nghiền.

Công nghệ bê tông geopolyme - không xi măng, giảm phát thải CO2
Thay vì sử dụng xi măng pooclăng truyền thống, bê tông geopolyme sử dụng chất kết dính geopolyme tổng hợp từ tro bay, xỉ lò cao kết hợp với dung dịch hoạt hóa (GEOBINDER và GEOSILICATE do nhóm nghiên cứu phát triển). Quá trình chế tạo tại xưởng thí nghiệm, với quy trình chuẩn từ chuẩn bị cốt liệu, phối trộn, đúc mẫu đến bảo dưỡng. Các sản phẩm bê tông được chế tạo đạt mác M300, bao gồm các khối trụ chắn sóng tetrapod chống xói mòn và giá thể reefball hỗ trợ phục hồi rạn san hô nhân tạo.

Sản phẩm GEOBINDER và GEOSILICAT do nhóm nghiên cứu phát triển   

Chuẩn bị cốt liệu và tiến hành đúc mẫu.

Sản phẩm chế tạo (bê tông mác M300)

Ứng dụng thực tế – lắp đặt các cấu kiện dưới nước biển
Các cấu kiện bê tông như khối tetrapod chống xói mòn, giá thể reefball phục hồi rạn san hô nhân tạo đã được đúc sẵn tại chỗ và triển khai lắp đặt trực tiếp xuống vùng biển thực nghiệm. Điều này chứng minh khả năng thi công nhanh chóng, phù hợp với điều kiện vùng đảo xa bờ, nơi việc cung cấp vật liệu truyền thống gặp nhiều khó khăn.

          Trụ chắn sóng tetrapod và Giá thể reefball dùng nuôi cấy san hô.

Định hướng phát triển
Bước đầu, các kết quả thí nghiệm cho thấy bê tông geopolyme sử dụng cát san hô, đá san hô và nước biển có cường độ phù hợp (M300) và khả năng chống chịu môi trường biển tốt. Trong tương lai, nhóm nghiên cứu hướng đến mở rộng ứng dụng vào các công trình phòng thủ bờ biển, bệ móng thiết bị năng lượng ngoài khơi, và các hệ sinh thái nhân tạo hỗ trợ phục hồi rạn san hô./.
 

Tin bài: Hồng Quân (CNVB)