Nghiệm thu đề tài nghiên cứu, chế tạo bê tông geopolyme sử dụng vật liệu nhiễm mặn tại các vùng biển đảo

Chiều ngày 05/12, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga tổ chức buổi họp Hội đồng khoa học và công nghệ tư vấn đánh giá, nghiệm thu đề tài “nghiên cứu, chế tạo bê tông geopolyme sử dụng vật lệu nhiễm mặn tại các vùng biển đảo”, do Chi nhánh Ven biển là đơn vị chủ trì, đồng chí Thiếu tá, TS. Lê Hồng Quân là chủ nhiệm; phiên họp được tổ chức theo hình thức trực tiếp tại Cơ sở chính và trực tuyến với Chi nhánh Ven biển.

Quang cảnh buổi nghiệm thu.

Đại tá, TS. Phạm Duy Nam, Phó Tổng Giám đốc Trung tâm - Chủ tịch Hội đồng, chủ trì phiên họp. Tham gia phiên họp có các thành viên Hội đồng, đại diện cơ quan quản lý khoa học, đơn vị chủ trì và nhóm thực hiện nhiệm vụ.

Mục tiêu của đề tài là chế tạo thành công bê tông geopolyme tương đương bê tông xi măng mác M300 (tạm đặt tên là BGS-300), sử dụng hoàn toàn cát san hô, đá san hô và nước biển. Đây là hướng đi phù hợp hướng đến giải pháp vật liệu xanh, giảm phụ thuộc vào cát sông, đá dăm và nước ngọt; đồng thời tiết kiệm chi phí vận chuyển, rút ngắn tiến độ khi thi công tại khu vực biển đảo xa bờ.

TS. Lê Hồng Quân báo cáo kết quả nghiên cứu.

Theo nhóm nghiên cứu, bê tông geopolyme BGS-300 có nhiều ưu điểm nổi bật như khả năng kháng môi trường xâm thực tốt, độ bền và tuổi thọ cao, rất phù hợp với điều kiện biển đảo. Tuy vậy, việc chế tạo vật liệu này vẫn tồn tại những hạn chế như giá thành dung dịch hoạt hóa còn cao, môi trường thi công giàu tính kiềm cần yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn lao động, và chưa có hệ thống tiêu chuẩn thiết kế, thi công thống nhất. Mặc dù trong nước đã có các nghiên cứu về geopolyme sử dụng vật liệu nhiễm mặn, song việc đánh giá ảnh hưởng của hệ vật liệu này đến quá trình ăn mòn cốt thép vẫn còn hạn chế, đòi hỏi những khảo sát toàn diện hơn để đảm bảo độ bền lâu của kết cấu trong môi trường biển.

Tại buổi nghiệm thu, thay mặt nhóm nghiên cứu, TS. Lê Hồng Quân đã báo cáo những kết quả chính đạt được trước Hội đồng, tập trung làm rõ quá trình triển khai và những kết quả chính của đề tài. Theo đó, đề tài đã được triển khai đầy đủ theo nội dung, tiến độ và mục tiêu đã được phê duyệt. Kết quả nghiên cứu cho thấy:

- Về vật liệu đầu vào: Nghiên cứu cho thấy cát san hô và đá san hô hoàn toàn có thể thay thế cát sông và đá dăm để chế tạo bê tông geopolyme đạt mác thiết kế M300. Khi thiết kế cấp phối, cần bổ sung lượng dung dịch hoạt hóa hoặc nước biển để bù lại lượng nước hấp thụ của cốt liệu. Ngoài ra, nên ưu tiên dùng đá san hô nghiền từ khối đá tảng vì có độ nén dập và độ ổn định tốt hơn so với đá san hô từ các cành san hô chết.

- Về cấu trúc: Kết quả phân tích SEM (Scanning Electron Microscopy - Hiển vi điện tử quét) cho thấy bê tông geopolyme BGS-300 hình thành ma trận gel đặc chắc với hai gel chính N-A-S-H (Natri-Alumino-Silicat-Hydrat) và C-A-S-H (Canxi-Alumino-Silicat-Hydrat); trong đó gel C-A-S-H đóng vai trò lấp đầy các mao quản, góp phần tăng độ đặc và cường độ của bê tông. Phân tích EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy - Phổ tán sắc năng lượng tia X) và XRD (X-ray Diffraction - Nhiễu xạ tia X) ghi nhận sự xuất hiện của pha Chlorkyugenite, phản ánh việc ion Cl⁻ được cố định hóa học trong mạng aluminosilicat, làm giảm lượng clorua tự do và cải thiện khả năng kháng ăn mòn. Đồng thời, phân tích FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy - Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier) cho thấy mức độ trùng ngưng cao hơn ở các mẫu có hàm lượng xỉ lò cao lớn.

- Về tính năng sản phẩm: Các chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm đều đạt yêu cầu về độ lưu động, thời gian đông kết, cường độ cơ học, khả năng chống mài mòn và độ bám dính giữa bê tông - cốt thép. Kết quả kiểm tra bằng điện thế half-cell và các phương pháp trực tiếp cho thấy không xuất hiện dấu hiệu ăn mòn cốt thép, bảo đảm yêu cầu về độ bền lâu trong môi trường biển đảo.

- Kết quả của nghiên cứu được công bố trên 01 bài báo khoa học quốc tế thuộc danh mục ISI/Scopus và 02 bài báo trên các tạp chí khoa học chuyên ngành uy tín trong nước.

Thành viên Hội đồng nhận xét, đánh giá.

Sau khi nghe báo cáo từ nhóm thực hiện, các thành viên Hội đồng đã thảo luận, trao đổi và đưa ra những nhận xét, góp ý nhằm làm rõ thêm một số nội dung của nhiệm vụ. Nhóm nghiên cứu đã tiếp thu ý kiến và giải trình các vấn đề được Hội đồng đặt ra.

Hội đồng đánh giá đề tài được thực hiện nghiêm túc, đầy đủ các nội dung đăng ký, đúng tiến độ, các sản phẩm khoa học đáp ứng yêu cầu theo thuyết minh, một số nội dung vượt chỉ tiêu, các kết quả trung thực, đáng tin cậy.

Trên cơ sở đó, Hội đồng nhất trí nghiệm thu và xếp loại đề tài ở mức “Đạt yêu cầu”, đồng thời đề nghị nhóm nghiên cứu tiếp tục hoàn thiện báo cáo tổng kết, rà soát hồ sơ sản phẩm và bổ sung các nội dung góp ý để hoàn thiện hơn quy trình công nghệ. Hội đồng cũng khuyến khích nhóm nghiên cứu mở rộng các thử nghiệm trong điều kiện thực tế, đồng thời phát triển nghiên cứu trên quy mô lớn hơn, nhằm đánh giá toàn diện hiệu quả và độ bền của bê tông geopolyme trong nhiều điều kiện môi trường biển đảo khác nhau. Các kết quả mở rộng này sẽ là cơ sở quan trọng để ứng dụng công nghệ và hướng tới việc xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật cho vật liệu geopolyme sử dụng vật liệu nhiễm mặn trong tương lai.