Nghiên cứu thiết kế cấp phối bê tông geopolymer sử dụng cát biển và nước biển tại thành phố Huế

Đề tài là nghiên cứu thiết kế cấp phối bê tông geopolymer sử dụng đồng thời cát biển và nước biển từ nguồn vật liệu địa phương tại thành phố Huế, hướng tới ứng dụng cho các công trình xây dựng ven biển và hải đảo. Giải pháp tận dụng đồng thời nguồn tài nguyên biển và phế phẩm công nghiệp (tro bay, xỉ lò cao) để thay thế một phần nguồn vật liệu truyền thống, góp phần phát triển vật liệu xây dựng xanh và kinh tế tuần hoàn. Quá trình nghiên cứu đã xây dựng và đánh giá các cấp phối với các tỷ lệ sử dụng nước biển khác nhau, xác định ảnh hưởng của thành phần nước biển đến cường độ nén, cường độ uốn và đặc trưng vi cấu trúc của bê tông geopolymer thông qua thí nghiệm cơ học và phân tích nhiễu xạ tia X (XRD). Trên cơ sở đó, đề tài đề xuất cấp phối phù hợp với điều kiện vật liệu địa phương và quy trình chế tạo có khả năng áp dụng trong thực tế. Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được phát triển thành công bố khoa học trên tạp chí quốc tế thuộc danh mục WoS Q1, góp phần khẳng định giá trị khoa học và tính tin cậy của giải pháp. Đồng thời, giải pháp là nền tảng hình thành dự án "Sản phẩm bê tông xanh từ phế phẩm nông nghiệp, công nghiệp hướng đến NetZero (HUAF-GPC)", đạt Giải Ba Cuộc thi Khởi nghiệp sáng tạo thành phố Huế năm 2025.

Đề tài đã được triển khai nghiên cứu thực nghiệm trên cơ sở hệ thống thí nghiệm vật liệu xây dựng, xây dựng được cấp phối bê tông geopolymer sử dụng cát biển và nước biển phù hợp với điều kiện nguồn vật liệu tại thành phố Huế, đồng thời đề xuất quy trình chế tạo và đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu. Các kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để phát triển các sản phẩm bê tông không cốt thép như gạch block, gạch terrazzo, cấu kiện bê tông đúc sẵn, sản phẩm lát vỉa hè, bó vỉa và các cấu kiện phục vụ xây dựng hạ tầng ven biển, góp phần thay thế dần vật liệu truyền thống và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên địa phương. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, giải pháp tiếp tục được lựa chọn phát triển thông qua dự án sản xuất thử nghiệm cấp sinh viên năm 2026 nhằm hoàn thiện quy trình công nghệ, chế tạo sản phẩm mẫu và đánh giá khả năng ứng dụng trong điều kiện thực tế. Bên cạnh đó, các kết quả nghiên cứu cũng đang được kế thừa và mở rộng trong đề tài khoa học và công nghệ cấp Đại học Huế năm 2026, hướng đến đánh giá độ bền lâu, khả năng chống xâm thực và mở rộng phạm vi ứng dụng cho các công trình ven biển và hải đảo. Với nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương, quy trình chế tạo không quá phức tạp và khả năng tận dụng hiệu quả phế phẩm công nghiệp, giải pháp có tiềm năng nhân rộng tại các doanh nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, đơn vị thi công công trình ven biển và các địa phương có điều kiện tương tự.

Giải pháp góp phần sử dụng hiệu quả nguồn cát biển và nước biển tại địa phương, giảm nhu cầu khai thác cát sông và sử dụng nước ngọt trong sản xuất bê tông, từ đó góp phần bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và hạn chế các tác động tiêu cực đến môi trường. Việc sử dụng tro bay và xỉ lò cao làm chất kết dính thay thế xi măng Portland không chỉ tận dụng hiệu quả phế phẩm công nghiệp mà còn góp phần giảm lượng chất thải phải xử lý, phù hợp với định hướng phát triển kinh tế tuần hoàn và giảm phát thải khí nhà kính trong ngành xây dựng. Kết quả nghiên cứu tạo tiền đề cho việc phát triển các dòng vật liệu xây dựng xanh phục vụ khu vực ven biển và hải đảo, góp phần nâng cao giá trị sử dụng nguồn tài nguyên địa phương, thúc đẩy hoạt động nghiên cứu, đổi mới sáng tạo và chuyển giao công nghệ trong lĩnh vực vật liệu xây dựng. Ngoài giá trị khoa học, giải pháp còn góp phần đào tạo nguồn nhân lực nghiên cứu, hình thành các dự án đổi mới sáng tạo và khởi nghiệp trong lĩnh vực vật liệu xây dựng xanh. Việc giải pháp được phát triển thành dự án HUAF-GPC đạt Giải Ba Cuộc thi Khởi nghiệp sáng tạo thành phố Huế năm 2025 và tiếp tục được triển khai thông qua dự án sản xuất thử nghiệm là minh chứng cho tính khả thi và tiềm năng phát triển của giải pháp trong thực tiễn.