Tận dụng phế thải công nghiệp: Giải pháp 'nền xanh' cho công trình ven biển

Vật liệu. (Ảnh minh họa. Nguồn: Vietnam+)

Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Việt Nam (VIGMR) vừa phối hợp với các đối tác trong nước và quốc tế tiến hành thử nghiệm vật liệu ổn định nền đất CMD-SOIL tại Dự án Kho cảng LPG Quảng Yên, tỉnh Quảng Ninh.

Dự án thí điểm trên được triển khai theo hợp đồng khoa học và công nghệ giữa Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Việt Nam và Công ty Zian Industry Co., Ltd (Hàn Quốc) - đơn vị thành viên của CMD Group Co., Ltd.

Dự án được thực hiện tại Khu công nghiệp Bắc Tiền Phong nằm trên địa bàn Quảng Yên - khu vực có đặc trưng địa chất yếu với lớp đất sét pha bùn dày 10-15 m, mực nước ngầm nông chỉ 1,2-1,7m. Đây là điều kiện địa chất phức tạp, đòi hỏi giải pháp xử lý nền tiên tiến, để bảo đảm an toàn cho các công trình cảng biển quy mô lớn.

Trong khuôn khổ hợp tác, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản cùng chuyên gia Hàn Quốc của CMD Group đã thử nghiệm vật liệu kết dính vô cơ CMD-SOIL, một sản phẩm tận dụng tro bay và xỉ lò cao để thay thế ximăng trong công nghệ trộn sâu (DMM - Deep Mixing Method).

CMD-SOIL được phát triển dựa trên phản ứng kích hoạt kiềm, tạo ra quá trình cứng hóa tương tự xi măng Portland nhưng phát thải CO₂ thấp hơn tới 90 lần - chỉ khoảng 10 kg CO₂/tấn so với 903 kg CO₂/tấn của xi măng thông thường. Vật liệu này sử dụng tro bay từ nồi hơi tầng sôi CFBC và xỉ lò cao nghiền mịn (S95) - đây là hai loại phế thải công nghiệp đang phát sinh hàng chục triệu tấn mỗi năm từ các nhà máy nhiệt điện và luyện thép trên cả nước.

Theo Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, việc tái chế, sử dụng nguồn nguyên liệu này không chỉ giảm ô nhiễm đất, nước, mà còn góp phần trực tiếp vào mục tiêu kinh tế tuần hoàn và trung hòa carbon mà Việt Nam đang theo đuổi. CMD-SOIL hiện đã được Bộ Đất đai, Giao thông và Môi trường Hàn Quốc chứng nhận và đang được ứng dụng trong các dự án lớn như Cảng Saemangeum, Busan, Yeosu.

Tại Quảng Yên, chương trình thử nghiệm hiện trường được triển khai trên 12 cột trộn sâu (DMM) có chiều sâu 6 m, với cấp phối chất kết dính từ 200-300 kg/m³ đất. Các thí nghiệm nén mẫu, xuyên tiêu chuẩn (SPT) và kiểm tra chịu tải (PBT) được tiến hành sau 7, 14 và 28 ngày, so sánh song song giữa vật liệu CMD-SOIL và xi măng OPC truyền thống.

Đất đá thải. (Ảnh minh họa. Nguồn: Vietnam+)

Kết quả ban đầu trong phòng thí nghiệm cho thấy mẫu đất trộn CMD-SOIL đạt cường độ nén 28 ngày từ 2,8-3,0 MPa, cao hơn 1,5 lần tiêu chuẩn thiết kế nền cảng biển (1,7-2,2 MPa) theo tiêu chuẩn Hàn Quốc. Đặc biệt, CMD-SOIL không gây độc tính cấp tính cho sinh vật thủy sinh và đạt tiêu chuẩn môi trường Hàn Quốc về giới hạn kim loại nặng (Pb, Hg, Cr⁶⁺ đều không phát hiện).

CMD-SOIL cũng mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể, với giá thành chỉ bằng 70-80% xi măng PCB40, nhờ tận dụng nguồn nguyên liệu trong nước. Theo CMD Group, ở Hàn Quốc, vật liệu này có thể được cung cấp với mức giá chỉ 70-80% so với xi măng truyền thống, đồng thời mở ra thị trường hàng tỷ USD cho các dự án xử lý nền đất yếu ven biển và công trình hạ tầng giao thông.

Tiến sỹ Trịnh Hải Sơn - Viện trưởng Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản nhấn mạnh CMD-SOIL có hai ưu điểm nổi bật. Thứ nhất là có thể sử dụng trực tiếp vật liệu đất tại chỗ để phối trộn, giảm chi phí vận chuyển và thi công. Thứ hai, vật liệu có khả năng chịu mặn tốt, phù hợp cho các khu vực ven biển và hải đảo.

Theo ông Sơn, các yếu tố trên hoàn toàn phù hợp với mục tiêu của Quyết định số 126/QĐ-TTg năm 2019 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt đề án phát triển vật liệu xây dựng phục vụ các công trình ven biển và hải đảo đến năm 2025 - hướng đến việc ứng dụng vật liệu mới thân thiện môi trường, giảm phát thải, tăng độ bền trong môi trường mặn ẩm.

“Thành công bước đầu tại Quảng Ninh sẽ là tiền đề để mở rộng ứng dụng CMD-SOIL tại các khu công nghiệp ven biển Việt Nam, góp phần phát triển hạ tầng xanh, thích ứng biến đổi khí hậu và thực hiện cam kết giảm phát thải ròng về ‘0’ của Việt Nam đến năm 2050,” ông Sơn nhìn nhận./.

(Vietnam+)