Dùng cát biển xây dựng công trình ven biển

"Giải pháp kỹ thuật thiết kế, thi công công trình kè lấn biển, chống xói lở trên nền đất mềm yếu, bùn cát bằng vật liệu tại chỗ áp dụng công nghệ Milayco tại biển Cần Giờ" là tên công trình được trao giải của TS. Bỉnh. Hỏi sao tên công trình "dài dằng dặc" như vậy, vị tiến sĩ đã qua tuổi lục tuần cười tự hào, "dài thế đã ăn thua gì so với quãng thời gian tôi tương tư công trình ấy".

Ý tưởng đến với TS. Bỉnh khi ông là Giám đốc Sở Thủy lợi vào năm 1990. Thực trạng các kè bờ biển, bờ sông bị xâm thực quá nhanh, trong khi nguyên vật liệu để xây dựng, cải tạo kè rất đắt đỏ do phải đạt chất lượng tốt nhất để đảm bảo tính kiên cố của công trình. Bên cạnh đó, sự khan hiếm nguyên vật liệu cũng ngày càng nghiêm trọng. TS. Bỉnh cùng nhóm nghiên cứu của mình bắt tay vào tìm cách xử lý tạp chất, biến các loại đất, đá có sẵn trong tự nhiên thành vật liệu xây dựng tốt.

Ðề tài lạ, đi ngược với nguyên tắc chất lượng vật liệu trong xây dựng nên không tìm được nguồn tài trợ, TS. Bỉnh phải dùng số tiền dành dụm của mình làm kinh phí thực hiện đề tài. Hàng trăm ngàn mẫu thử vỡ vụn, cuối cùng ông cũng tìm ra được công thức chính xác cho một dung dịch có chức năng kết dính các vật liệu tốt nhất sau 10 năm túc trực tại phòng thí nghiệm, đó là hợp chất phụ gia CSSB.

"Ðây là một chất phụ gia làm tăng tính kết dính các nguyên vật liệu, chứ không dùng để thay thế xi măng. CSSB có thể khử được thành phần sét, muối có trong đất và kết dính các loại đá bụi, đá mi trải đường tạo thành khối trơ chịu lực tốt", TS Bỉnh nói.

Khả năng chịu lực, kiên cố trên nền đất yếu khi dùng phụ gia CSSB trong xây dựng đã được ông chứng minh qua các kết cấu xây dựng nhà, sân phơi... tại các tỉnh thành Long An, Cần Thơ, Bến Tre, An Giang, Pleiku suốt những năm 1994-2000. Thành công đó đã được Liên hiệp các Hội Khoa học Kỹ thuật TP.HCM biết đến và quyết định hỗ trợ gần 50 triệu đồng để sản xuất thử nghiệm trên 40 khối bê tông bằng chất phụ gia CSSB. Với sự động viên đó, TS. Bỉnh tiến thêm một bước và cho ra đời công nghệ đổ bê tông mới Miclayco, đặc biệt hữu ích cho việc xây dựng các bờ kè sông, biển, giải quyết tình trạng sạt lở bờ sông, bờ biển.

Tuyến kè thử nghiệm được xây dựng tại Khu Du lịch Sinh thái biển Hòn Ngọc Phương Nam, ấp Ðông Hòa, xã Long Hòa, huyện Cần Giờ, TP.HCM tháng 8/2004 bằng kinh phí của Công ty 27/7 trực thuộc Sở Lao động -Thương binh và Xã hội. Công trình được xếp đá hộc lấn ra biển 50 m. Cầu đá Nam Hải và nhà hàng Ðảo Ngọc cách bờ 200 m cũng được xây bằng những khối bê tông Miclayco. Khối lượng bê tông xây dựng tuyến kè là hơn 2.150 m3.

Sau 4 năm đưa vào sử dụng trong môi trường xâm thực, chịu áp lực bởi sóng gió, thủy triều và đặc biệt là cơn bão số 9 năm 2006, công trình vẫn ổn định, không có hiện tượng bị xâm thực hay bào mòn. Ông Phan Hùng Sanh, Phó Chủ tịch Thường trực Hội Khoa học Kỹ thuật TP.HCM, nhận xét, đề tài nghiên cứu sử dụng cát biển tại chỗ xây dựng bờ bao bảo vệ bờ biển sau 4 năm thử nghiệm cho kết quả khả quan. Ðề tài này cũng mở ra khả năng xây dựng đường nông thôn, nền nhà, sân phơi... vùng ven biển, hải đảo

"Xuân này, xin mời các nhà báo đi thăm Cần Giờ, sẽ hiểu và mắt thấy tai nghe về phụ gia độc đáo CSSB", TS Bỉnh nói.

 

Đâu là nguyên lý hoạt động của Miclayco?

Miclayco là công nghệ sử dụng vật liệu cát và nước biển, kết hợp với chất phụ gia CSSB chế tạo sản phẩm vữa bê tông để xây dựng các công trình cơ sở hạ tầng trong môi trường xâm thực ở các vùng ven biển, hải đảo.

" Nguyên lý hoạt động của Miclayco là kết dính các lớp đất và đẩy muối có trong đất đá ra bề mặt bằng phương pháp điện lý hóa. Biến hỗn hợp đất cát đá đó thành một khối trơ không còn tính trương nở hay co lại", TS. Bỉnh nói. Trước khi ứng dụng, chủ dự án phải khảo sát nguồn vật liệu đất đá tại chỗ, để định lượng dung dịch CSSB và nguyên vật liệu cần dùng. Thông thường, trộn được 1 m3 bê tông cần dùng khoảng 330 ml CSSB, 0,75 m3 đá bụi, 0,55 m3 cát biển, 288-350 kg xi măng, 180-200 lít nước biển. Tùy theo thành phần và loại cát, đá được dùng mà thêm hoặc bớt CSSB từ 250-350 ml. Cách trộn bê tông Miclayco cũng giống như bê tông truyền thống. Thời gian đông kết tùy thuộc vào độ ẩm lớp đất nền và hàm lượng CSSB và trong điều kiện tốt có thể kết dính, khô trong vòng 10 phút. Ðiều này giúp chúng ta hoàn toàn có thể chủ động trong bất kỳ thời tiết nào. Theo nghiên cứu của TS. Bỉnh, nếu làm đúng quy trình, vữa và bê tông Miclayco có độ ổn định và tính bền vững tối thiểu là 20-30 năm.

Một lít CSSB đổ được 3-4 m3 bê tông, có giá 200.000 đồng. So với công nghệ bê tông xi măng truyền thống có cùng tính năng chịu lực, công nghệ Miclayco chỉ cần vật tư bằng 80-85%. Kết hợp với độ bền ước tính trung bình là 25 năm (gấp 10 lần bê tông truyền thống trong vùng biển bị xâm thực), chi phí tiết kiệm được lên đến 200%. Ðối với người dân, cơ hội sở hữu những căn nhà khang trang với chi phí hợp lý không còn quá xa vời. Với nhà đầu tư, công nghệ Miclayco đã mở ra một hướng mới về đầu tư xây dựng các dự án du lịch trên biển. Với Nhà nước, có thể tiết kiệm đến hàng tỉ đồng chi phí cho các công trình đê kè. Chính vì vậy, Ủy ban Nhân dân TP.HCM cũng đã có dự kiến xây dựng bờ kè chống sạt lở bằng công nghệ Miclayco tại các vùng ngoại thành

Có sức người, bùn thải hóa bê tông

Tiến sĩ Bỉnh tâm sự: "Từ khi còn đương chức (Phó Giám đốc Sở NN & PTNT TP. HCM), tôi đã rất quan tâm và có ý tưởng xử lý bùn thải của các nhà máy công nghiệp, nhưng đến khi về hưu mới thực hiện được".

Bí quyết của kỹ thuật này là ở một số hóa chất do ông Bỉnh điều chế để xử lý mùi hôi và kết dính bùn thải, có thể thay cho cát dùng trong sản xuất bê tông. Những hóa chất này được đặt tên là BOF1, BOF2 và HSOB.

Bùn thải sau khi lấy lên (bùn tươi) sẽ được xử lý mùi hôi bằng hóa chất BOF1 và BOF2 với thời gian khoảng 15 phút. Sau đó, hỗn hợp bùn thải đã qua xử lý bước đầu này được trộn với xi măng (pooclăng bình thường) và hợp chất phụ gia HSOB để làm bê tông.

Phụ gia HSOB có tác dụng tạo ra phản ứng ô-xi hóa khử, chuyển những chất độc hại thành không hoặc ít độc hại hơn và tạo thành chất trơ với nước.

Những hóa chất này được điều chế từ các nguyên liệu có sẵn trên thị trường. Tùy theo mỗi loại bùn thải: Dệt nhuộm, thuộc da, chế biến thủy sản, bùn tại các nhà máy xử lý nước thải tập trung, các dòng kênh, cống ô nhiễm trong thành phố... sẽ có cách điều chế với tỉ lệ pha trộn khác nhau để xử lý. Tiến sĩ Bỉnh cho biết, chi phí cho hóa chất để xử lý một tấn bùn thải thành cát đúc bê tông khoảng 1,2 triệu đồng.

Đây được gọi là "kỹ thuật THS", đang được triển khai thử nghiệm tại Xí nghiệp Xử lý chất thải Bình Dương. Ông Nguyễn Thanh Phong, Phó Giám đốc Xí nghiệp Xử lý chất thải, thuộc Công ty TNHH một thành viên Cấp thoát nước môi trường tỉnh Bình Dương cho biết: Hiện, đơn vị này áp dụng thử nghiệm kỹ thuật này để xử lý bùn thải của các nhà máy dệt nhuộm, thuộc da, tro thu hồi từ lò đốt chất thải nguy hại...Cách làm mới này có thể biến nguồn chất thải nguy hại thành tài nguyên với chi phí rẻ gấp 8 lần so với việc chôn lấp hay đốt. Kết quả xét nghiệm cho thấy, việc dùng bùn thải thay cát để làm bê tông theo cách nêu trong bài đạt tiêu chuẩn an toàn môi trường Việt Nam.

…Điệu cười sảng khoái và lối nói chuyện nghề đầy tự tin, tự hào của nhà khoa học ấy  khiến chúng tôi thấm thía hơn về sức sáng tạo và lòng yêu đời vốn "không có tuổi".

Theo ông Nguyễn Ngọc Công, Phó Giám đốc Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Chánh Văn phòng Ban Chỉ huy Phòng chống Lụt bão TP.HCM, hàng năm, TP.HCM phải chi hơn 50 tỉ đồng để gia cố, xây dựng đê bao chống sạt lở bờ sông, ven biển. Tuy nhiên, các công trình này chỉ có tuổi thọ từ 1-1,5 năm. Các dự án áp dụng công nghệ của các nước tiên tiến trên thế giới thì chi phí quá lớn, ngân sách Nhà nước không thể đáp ứng được. Rất tự tin, TS. Bỉnh cho biết: "Miclayco là giải pháp cho điều đó".