Thực trạng cát xây dựng: Khi cầu vượt xa cung

Nguồn cát tự nhiên đang thiếu hụt nghiêm trọng.

Cung không đủ cầu

Theo thống kê của Bộ Xây dựng, trong năm 2015, nhu cầu sử dụng cát chỉ vào khoảng 92 triệu m3 nhưng năm 2020 nhu cầu này đã tăng lên đến 160 triệu m3. Trong khi đó, tổng tài nguyên cát của Việt Nam ước khoảng 2,3 tỷ m3 song chủ yếu là cát cho xây trát và san nền. Cát cho sản xuất bê tông không nhiều, chỉ chiếm khoảng 30%, tập trung chủ yếu ở một số địa phương như: Phú Thọ, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc, Thanh Hóa, Quảng Ngãi, Phú Yên, Bình Thuận, Kon Tum, Đồng Nai và Đồng Tháp.

Nguồn cát chính cung cấp cho xây dựng chủ yếu tập trung ở những dự án được cấp phép cho doanh nghiệp khai thác mỏ hoặc nạo vét khơi thông luồng lạch nhưng cũng chỉ đáp ứng được khoảng 60 – 65% nhu cầu và cung cấp chủ yếu cho các thành phố, đô thị lớn. Như vậy, có thể thấy mỗi năm có khoảng từ 35 – 40 triệu m3 hiện đang được sử dụng vào hệ thống công trình xây dựng, công trình giao thông thuộc diện không rõ nguồn gốc.

Hiện nay, Việt Nam đang bước vào giai đoạn bùng nổ phát triển kinh tế, hàng chục vạn công trình lớn nhỏ như: Cao tốc Bắc – Nam; sân bay quốc tế Long Thành; hàng trăm toà cao ốc; hàng vạn cầu cống… đã và sẽ được thi công. Vì vậy, nhu cầu về cát là cực kỳ lớn (chưa kể cát có thể bị xuất lậu ra nước ngoài). Tuy nhiên, nguồn cung cấp cát ngày càng cạn kiệt, do biến đổi khí hậu lượng mưa ngày càng ít đi, tình trạng chặt phá rừng hoặc chuyển đổi rừng sang trồng các cây khác; các nước thi nhau xây dựng đập thủy điện trên các con sông lớn như Mê Kông, sông Hồng đang chặn dòng chảy của lũ và cũng chính là nguồn cung cấp cát tự nhiên.

Cộng với việc khai thác đặc biệt là sử dụng bừa bãi, nguồn tài nguyên cát sẽ sớm cạn kiệt và nguy cơ nước ta nhập khẩu cát xây dựng là điều đã được dự báo. Nếu tiếp tục giữ thói quen khai thác và dùng cát như hiện nay thì không lâu nữa chúng ta sẽ thiếu cát trầm trọng và nếu điều đó xảy ra thì nó sẽ gây nhiều hệ quả to lớn cho quá trình phát triển kinh tế – xã hội của đất nước.

Giải pháp thay thế cát tự nhiên, bảo vệ môi trường

Công tác tìm kiếm và đưa vào sử dụng cát loại cát thay thế cho cát sông là việc cần thiết. Vấn đề này đã được Chính phủ quan tâm và đưa định hướng phát triển mở rộng các nguồn cát thay thế vào chiến lược phát triển VLXD trong thời gian tới. VIBM cũng đã thực hiện nhiều đề tài, dự án từ nhiều năm qua nhằm phát triển và đưa ra các loại cát thay thế cát sông cho xây dựng. Các hướng nghiên cứu vật liệu thay thế cát sông có thể kể đến: Các nghiên cứu về cát nghiền (bắu đầu thực hiện từ năm 1999), đã xây dựng tiêu chuẩn về cát nghiền và hướng dẫn thiết kế thành phần bê tông sử dụng cát nghiền; nghiên cứu sử dụng cát mịn, cát chất lượng thấp khu vực Đồng bằng sông Cửu Long cho sản xuất bê tông, vữa; nghiên cứu sử dụng các loại phế thải làm cốt liệu cho bê tông như cốt liệu chế biến từ phế thải xây dựng, cốt liệu từ xỉ thép, cốt liệu từ tro bay. Gần đây, VIBM đã thực hiện các nghiên cứu sử dụng cát biển, cát nhiễm mặn cho chế tạo bê tông phục vụ cho công trình xây dựng tại vùng duyên hải cũng như khu vực hải đảo.

Các chuyên gia nhận định, để khắc phục tình trạng thiếu hụt cát sỏi dùng trong xây dựng, việc thay thế cát tự nhiên bằng cát nhân tạo cũng đang dần được thực hiện, đem lại nhiều lợi ích. Theo đó, giải pháp tăng cường sản xuất và sử dụng cát nghiền thay thế cát tự nhiên trong sản xuất bê tông và vữa xây dựng được đánh giá cao.

Cát nghiền là loại cát được nghiền nhỏ từ đá tự nhiên, cuội sỏi, và đang được dùng phổ biến trên thế giới thay thế cho nguồn cát tự nhiên ngày càng cạn kiệt. Ở Việt Nam, tiềm năng sản xuất cát nghiền rất lớn với nguồn tài nguyên khoáng sản đá xây dựng, cuội sỏi được phân bố ở nhiều nơi. Cát nghiền được sử dụng để sản xuất vữa bê tông, vữa xây dựng, gạch bê tông,

Bên cạnh cát nghiền, trên thực tế còn có nhiều vật liệu có thể thay thế cát tự nhiên trong xây dựng. Đơn cử như xỉ đồng có thể được sử dụng để thay thế một phần của cát tự nhiên dưới dạng cốt liệu mịn trong bê tông làm vỉa hè mà không làm giảm độ kết dính, cường độ nén và uốn của bê tông. Ngoài ra, xỉ lò cao cũng được sử dụng làm vật liệu thay thế cho cát tự nhiên trong xây dựng. Khi thay thế cát bằng xỉ lò cao, cường độ nén của xi măng tăng.

Trong các giải pháp tìm kiếm vật liệu thay thế cát sông, khả thi nhất là phương án nghiên cứu sử dụng cát biển hoặc cát nhiễm mặn thi công nền đường. Tuy nhiên, cần hoàn thiện kỹ thuật, thí điểm ngoài thực tế với công trình giao thông.

Cát biển hoặc cát nhiễm mặn là giải pháp khả thi trong các giải pháp tìm kiếm vật liệu thay thế cát sông.

Sử dụng cát biển làm cát xây dựng làm một vấn đề mới tại nước ta, tuy nhiên, cát biển đã được sử dụng ở nhiều nước và khu vực trên thế giới trong nhiều thập niên từ trước tới nay như tại Anh (cát biển chiếm khoảng 17%), Nhật Bản (khoảng 12%), Hàn Quốc (khoảng 28%), Hà Lan, Hồng Kông, Trung Quốc... Tuy vậy, cát biển, cát nhiễm mặn khi sử dụng cho bê tông, vữa phải được chế biến, chủ yếu là rửa để khử muối trước khi đưa vào sử dụng để đảm bảo không gây các hư hỏng, xuống cấp cho kết cấu bê tông sử dụng chúng khi trong cát còn lẫn lượng muối đáng kể, đặc biệt là gây vấn đề ăn mòn cốt thép trong bê tông.

Hiện nay ở nước ta đã có một số cơ cở chế biến cát biển làm cát xây dựng, như Công ty công nghệ cát sạch Phan Thành với công nghệ chà xát tuyển rửa cát biển nhiễm mặn thành cát sạch. Qua kết quả phân tích, cát biển được chế biến, có hàm lượng ion clo, thành phần tạp chất đảm bảo mức quy định theo các tiêu chuẩn TCVN hiện hành, cũng như các tiêu chuẩn về cát cho bê tông trên thế giới.

Tháng 5 vừa qua, tại Hội thảo chuyên đề: “Sử dụng cát nhiễm mặn làm vật liệu đắp nền đường ô tô ở Đồng bằng sông Cửu Long” do Trường Đại học Giao thông Vận tải phối hợp với Vụ Khoa học Công nghệ (Bộ Giao thông Vận tải) tổ chức, các nhà khoa học đã trình bày nhiều báo cáo quan trọng. Trong đó, báo cáo “Cát nhiễm mặn sử dụng làm vật liệu xây dựng ở Việt Nam” do TS. Nguyễn Ngọc Lân thay mặt nhóm nghiên cứu đến từ trường Đại học Giao thông Vận tải, Công ty CP Phát triển ADF Việt Nam và Cục Quản lý điều tra cơ bản biển và hải đảo trình bày đã tập trung tổng quan về nguồn cát biển nhiễm mặn tại nước ta, các đặc trưng và tính chất cơ bản của cát nhiễm mặn và một số ứng dụng đã và đang thực hiện tại Việt Nam.

Tại Hội thảo các chuyên gia còn trao đổi rất sôi nổi về việc đắp được hay không đắp được nền đường ôtô bằng cát nhiễm mặn, làm thế nào để cát biển trở thành vật liệu xây dựng ở Việt Nam, các vấn đề phát sinh khi đắp nền bằng cát nhiễm mặn, giải pháp áp dụng và cho rằng cần thiết triển khai nghiên cứu thi công thử nghiệm.

Trên cơ sở đó, các chuyên gia thống nhất quan điểm phải sớm hoàn thiện khung pháp lý cần thiết để hướng tới sử dụng tài nguyên từ cát biển hợp lý, an toàn, bảo vệ môi trường để phát triển bền vững tại Việt Nam trong thời gian tới.