Nghiên cứu công nghệ sản xuất xi măng nano composit để chế tạo bê tông có khả năng chống thấm cao (siêu chống thấm), ứng dụng trong xây dựng công trình công nghiệp và dân dụng.

• Nghiên cứu công nghệ chế tạo xi măng nano composit từ clinke và nano clay.
• Nghiên cứu công nghệ chế tạo xi măng nano composit từ clinke và ống nano cacbon.

Về khoa học

• Đã chế tạo và biến tính nanoclay từ đất sét Bình Thuận có các chỉ tiêu kỹ thuật đảm bảo chế tạo xi măng nano composit.
• Đã biến tính ống nano cacbon do Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chế tạo có các chỉ tiêu kỹ thuật đảm bảo chế tạo xi măng nano composit.
• Đưa ra phương pháp, kỹ thuật chế tạo xi măng nano composit từ clinke - nanoclay có thành phần: chính nanoclay ≈ 0,6%; tro bay ≈ 24,0%; clinke ≈ 75,4% để sử dụng trong các kết cấu công trình chỉ yêu cầu cao về tính chống thấm.
• Đưa ra phương pháp, kỹ thuật chế tạo xi măng nano composit từ clinke - ống nano cacbon có thành phần chính: ống nano cacbon ≈ 0,02%; tro bay ≈ 24,0%; clinke ≈ 75,98% để sử dụng cho các kết cấu công trình chỉ yêu cầu cao về khả năng chịu lực.
• Đưa ra phương pháp, kỹ thuật chế tạo xi măng nano composit từ clinke - nanoclay - ống nano cacbon có thành phần chính: nanoclay ≈ 0,6%; ống nano cacbon ≈ 0,02%; tro bay ≈ 24,0%; clinke ≈ 75,38% để sử dụng cho các kết cấu công trình yêu cầu cao về khả năng chống thấm và khả năng chịu tải.
• Đưa ra thành phần phối liệu tối ưu chế tạo 01 m³ bê tông sử dụng xi măng nano composit: xi măng ≈ 400 kg; nước ≈ 140 lít; cát ( 0,5 mm)  0,44m³; đá ( 30,0 m) ≈ 0,87 m³ có cường độ chịu nén sau 28 ngày ≈ 255 - 275 MPa; cấp chống thấm B12-B16.

Về ứng dụng: Đã tiến hành thử nghiệm thăm dò sản phẩm xi măng nano composit clinke - nanoclay trong thi công 02 bể chứa nước sạch tại Sân bay Gia Lâm. Kết quả thử nghiệm cho thấy xi măng nano composit có khả năng chống thấm tốt.

• Đã đưa ra phương pháp, kỹ thuật chế tạo xi măng nano composit sử dụng nanoclay, ống nano cacbon để nâng cao cường độ và tính chống thấm;
• Đã đưa ra phương pháp, kỹ thuật chế tạo bê tông siêu cường độ, siêu chống thấm sử dụng xi măng nano composit.

Các bài báo đã công bố:

• Lê Văn Thụ, Đào Thị Thu Quý, Vũ Đình Khiêm, Lê Quốc Trung, Nguyễn Văn Thao: Chế tạo sản phẩm chống va đập trên cơ sở Polyamit-6 clay nanocompozit (PA6CNC) - Phần 1: Thiết lập quy trình chế tạo PA6CNC, Tạp chí Hóa học, Tập 51 (6ABC), trang 783-788 (2013)
• Nguyễn Văn Thao, Vũ Minh Thành, Ngô Minh Tiến, Lê Văn Thụ: Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống thấm, chịu lực của bê tông khi sử dụng xi măng nanocompozit ba thành phần: clinke – nanoclay - ống nanocacbon, Tạp chí hóa học, Tập 53, số 3E12, trang 204-207 (2015)
• Phạm Tuấn Anh, Vũ Minh Thành, Đoàn Tuấn Anh, Lê Văn Thụ, Nguyễn Văn Thao: Ảnh hưởng của nanoclay và ống nanocacbon đến tổ chức và cường độ chịu nén của xi măng nanocompozit, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ quân sự. Bài báo đã có Giấy xác nhận đăng năm 2015 của Tạp chí Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ quân sự ngày 10/6/2015.

Các bằng sáng chế, giải pháp hữu ích:

Sáng chế: Phương pháp chế tạo xi măng nanocompozit từ clinke - nanoclay hữu cơ (Quyết định chấp nhận đơn hợp lệ số 35360/QĐ-SHTT ngày 17/6/2015 của Cục Sở hữu trí tuệ).

Các sản phẩm cụ thể:

• 10 kg xi măng nanocomposit từ clinke - nanoclay:
  • Có thành phần chính: nanoclay 0,6%; tro bay 24,0%; clinke 75,4%
  • Thông số kỹ thuật: Cường độ nén sau 28 ngày 52,0 MPa; Thời gian đông kết: Bắt đầu 90 phút - Kết thúc: 210 phút; Độ mịn, xác định theo phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09 mm: 4,5%; Độ ổn định thể tích xác định theo phương pháp Le Chatelier: 1,0 mm.
  • Công dụng: Được sử dụng trong các kết cấu công trình yêu cầu cao về tính chống thấm. Sản phẩm được bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, cách tường, cách mặt đất tối thiểu 20cm.
• 10 kg xi măng nano composit từ clinke - ống nano cacbon:
  • Có thành phần chính: ống nano carbon 0,02%; tro bay 24,0%; clinke 75,98%
  • Thông số kỹ thuật: Cường độ nén sau 28 ngày 59,0 MPa; Thời gian đông kết: Bắt đầu 55 phút - Kết thúc: 260 phút; Độ mịn, xác định theo phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09 mm: 4,7%; Độ ổn định thể tích xác định theo phương pháp Le Chatelier: 1,5 mm.
  • Công dụng: Được sử dụng trong các kết cấu công trình yêu cầu cao về tính chịu lực. Sản phẩm được bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, cách tường, cách mặt đất tối thiểu 20cm.
• 10 kg xi măng nano composit từ clinke - nanoclay - ống nano cacbon:
  • Có thành phần chính: nanoclay 0,6%; ống nano carbon 0,02%; tro bay 24,0%; clinke 75,38%.
  • Thông số kỹ thuật: Cường độ nén sau 28 ngày 60,0 MPa; Thời gian đông kết: Bắt đầu 75 phút - Kết thúc: 230 phút; Độ mịn, xác định theo phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09 mm: 5,0%; Độ ổn định thể tích xác định theo phương pháp Le Chatelier: 2,0 mm.
  • Công dụng: Được sử dụng trong các kết cấu công trình yêu cầu cao về tính chống thấm và tính chịu lực cao. Sản phẩm được bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, cách tường, cách mặt đất tối thiểu 20cm.
• Các mẫu bê tông sử dụng xi măng nano composit:
  • Có thành phần cấp phối tính cho 01 m³ bê tông: xi măng nanocomposit ≈ 400 kg; nước ≈ 140 lít; cát (< 0,5 mm) ≈ 0,44 m³; đá ( 30,0 m) ≈ 0,87 m³.
  • Thông số kỹ thuật: Cường độ chịu nén sau 28 ngày đạt từ 255 - 275 MPa; cấp chống thấm tương đương mác B12 - B16.
• Báo cáo tổng kết đề tài;

• Phương pháp, kỹ thuật chế tạo xi măng nano composit với nanoclay;

• Phương pháp, kỹ thuật chế tạo xi măng nano composit với ống nano cacbon;

Các sản phẩm khác: Tham gia đào tạo 01 Tiến sỹ.

• Đã áp dụng thử nghiệm xi măng nano composit clinke - nanoclay trong thi công 02 bể chứa nước sạch tại Sân bay Gia Lâm;
• Khi hoàn thiện công nghệ, sản phẩm xi măng nano composit và bê tông sử dụng xi măng nano composit có thể ứng dụng trong xây dựng các công trình ngầm, đập thủy điện, đập thủy lợi, cầu, đường giao thông và công trình xây dựng chung; Đặc biệt sản phẩm bê tông nano có thể ứng dụng trong các công trình đặc biệt phục vụ Quốc phòng, An ninh.