» Một nghiên cứu mới cho thấy việc kết hợp biochar (than sinh học) với xi măng có thể cải thiện rõ rệt khả năng chịu tải của đất than bùn, mở ra giải pháp hiệu quả và bền vững cho xây dựng nền đường tại các khu vực có điều kiện địa chất yếu.
Đất than bùn vốn được coi là bài toán khó trong ngành Xây dựng hạ tầng giao thông do đặc tính chứa nhiều nước, mật độ thấp và khả năng nén lún cao. Tuy nhiên, công trình nghiên cứu của nhóm tác giả Rida Respati, Salampak, Fatma Sarie và Adi Jaya thuộc Đại học Palangkaraya (Indonesia), công bố trên JSE Journal of Science and Engineering, đã chỉ ra rằng sự kết hợp giữa xi măng và than sinh học có thể biến loại đất này thành vật liệu nền đường đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật, đồng thời mang lại lợi ích môi trường.
Nghiên cứu tập trung vào việc cải thiện chỉ số CBR (California Bearing Ratio - hệ số chịu tải của đất), một thông số then chốt trong đánh giá khả năng chịu tải của nền đường. Đất than bùn ban đầu có CBR chỉ 2,2%, mức không đáp ứng được yêu cầu. Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm cố định hàm lượng than sinh học ở mức 5% và thay đổi tỷ lệ xi măng từ 5% đến 8%. Kết quả cho thấy sự gia tăng tỷ lệ xi măng đi kèm với than sinh học giúp nâng cao đáng kể chỉ số CBR: khi bổ sung 5% xi măng, CBR đạt 4,6%; với 6% xi măng, CBR tăng lên 6,4%; 7% xi măng cho kết quả 7,2%; và mức cao nhất 8% xi măng đã giúp CBR đạt 9,0%, tức gấp hơn bốn lần so với ban đầu.
Theo đánh giá, CBR từ 4,6% đến 6,4% đủ điều kiện làm lớp nền đường, còn các giá trị 7,2% và 9,0% cho phép sử dụng như lớp móng dưới. Đây là phát hiện quan trọng, bởi nó chứng minh đất than bùn không chỉ có thể được xử lý để sử dụng làm nền đường mà còn có thể nâng cấp lên thành lớp chịu tải cao hơn trong kết cấu áo đường.
Sự cải thiện này đến từ tính cộng hưởng của hai loại vật liệu: xi măng mang lại cường độ cơ học, trong khi than sinh học cải thiện tính chất vật lý, giúp kiểm soát độ ẩm và hỗ trợ sự liên kết trong đất. Đặc biệt, việc bổ sung than sinh học làm giảm nhu cầu sử dụng xi măng, qua đó tiết kiệm chi phí, giảm phát thải khí nhà kính và góp phần lưu giữ carbon trong đất. Trong nghiên cứu này, than sinh học được sản xuất từ vỏ dừa là nguồn phụ phẩm nông nghiệp phổ biến càng tăng thêm tính bền vững cho giải pháp.
Kết luận của nhóm tác giả nhấn mạnh rằng tỷ lệ 8% xi măng kết hợp 5% than sinh học là lựa chọn tối ưu để ổn định đất than bùn, biến loại đất yếu này thành nền đường đạt tiêu chuẩn cho các tuyến giao thông có lưu lượng nhẹ đến trung bình. Cách tiếp cận mới không chỉ mang tính khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế, mà còn góp phần vào mục tiêu phát triển hạ tầng giao thông gắn liền với bảo vệ môi trường.
Cem.Info
