Ứng dụng giải pháp thông minh tiết kiệm tài nguyên cát

Tại TP.Cần Thơ đã có công nghệ chế biến cát mịn đạt tiêu chuẩn chế tạo bê tông, vữa xây dựng.

Theo Viện Khoa học địa chất và khoáng sản (Bộ Tài nguyên và Môi trường) ĐBSCL là vùng hạ lưu vực, cát chỉ còn phần hạt mịn, lẫn nhiều sét, bột, tạp chất hữu cơ (mô đun từ 0.7 đến dưới 1.6 – gọi là cát mịn). Thực tế, chỉ có một số thân cát hạt thô (mô đun đạt trên 1,8 trở lên – gọi là cát thô) tập trung ở các địa phương đầu nguồn thuộc hai tỉnh Đồng Tháp, An Giang. Thế nhưng, cũng như cả nước, xưa nay ĐBSCL chỉ sử dụng cát thô nguyên khai ít lẫn bùn, sét, tạp chất hữu cơ để chế tạo bê tông, vữa xây dựng, nguồn cung lệ thuộc nhập khẩu từ Campuchia, cát mịn thì để san lấp.

Khi tác động từ các đập thủy điện trên dòng chính sông Mê Công có hiệu ứng, Campuchia cấm xuất khẩu cát - khoảng gần 10 năm nay, cuộc lùng sục cát thô diễn ra ráo riết ở các địa phương đầu nguồn. Với lượng cấp phép khai thác hơn 11 triệu m³/năm, trữ lượng cát thô nhanh chóng cạn kiệt. Hiện giá thị trường lên tới trên 500.000 đồng/m³ nhưng nhiều cơ sở vật liệu không có cát thô để bán.

 Tận dụng cát mịn chế tạo bê tông, vữa xây dựng

Tình trạng khan hiếm cát thô đã được Bộ Xây dựng nhận diện từ nhiều năm qua, từ hơn 3 năm trước Trung tâm Vật liệu Xây dựng miền Nam (Viện Vật liệu Xây dựng – Bộ Xây dựng) đã nghiên cứu thành công Đề tài “sử dụng cát mịn vùng ĐBSCL chế tạo bê tông và vữa xây dựng”. Đề tài đã chứng minh, sau khi sàng rửa sạch cát mịn sông Cửu Long có các tính chất cơ lý đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn để chế tạo bê tông, kết quả thí nghiệm trên cấu kiện cho thấy các tính chất bê tông sử dụng cát mịn tương đương với cát hạt thô. Nhóm tác giả đề tài cũng đã xây dựng hướng dẫn sử dụng cát mịn vùng ĐBSCL để chế tạo bê tông và vữa xây dựng đồng thời đưa ra đề xuất về nâng cao khả năng chống thấm ion clo cho bê tông sử dụng cát mịn bằng các phương pháp như thêm các loại phụ gia khoáng hoạt tính để có thể mở rộng phạm vi ứng dụng của loại bê tông này.

Hàng năm đang có trên 17 triệu m3 cát mịn sông Cửu Long vận chuyển đi san lấp mặt bằng các công trình, dự án.

Hội đồng khoa học kỹ thuật chuyên ngành Bộ Xây dựng, đánh giá chất lượng đề tài xuất sắc. “Trên cơ sở phân tích khoa học đã chứng tỏ trong điều kiện của Việt Nam có thể sử dụng cát mịn thay cho cát thô để chế tạo bê tông cường độ đạt các cấp khi kết hợp các biện pháp công nghệ (rửa, đầm) và hỗn hợp phụ gia”- Tiến sỹ Nguyễn Minh Ngọc, Giám đốc Trung tâm Thí nghiệm và kiểm định chất lượng công trình (Đại học Kiến trúc Hà Nội), khẳng định.

Theo ThS. Lê Văn Quang - chủ nhiệm đề tài, việc sử dụng cát mịn vùng ĐBSCL cho chế tạo bê tông là nhằm đơn giản hóa khâu thiết kế cấp phối và sử dụng nguyên vật liệu đầu vào sẵn có tại địa phương, góp phần giải quyết khó khăn về khan hiếm cát hạt thô trong xây dựng.

Khuyến khích ứng dụng công nghệ chế biến

Điều kiện thuận lợi để sàng rửa sạch cát mịn sông Cửu Long sử dụng chế tạo bê tông, vữa xây dựng thay cho cát thô là cuối năm 2016 vừa qua, Bộ Khoa học công nghệ đã chính thức cấp Bằng sáng chế độc quyền công nghệ chế biến cát sạch đầu tiên của Việt Nam. Công nghệ này đã được triển khai ứng dụng xây dựng một nhà máy chế biến cát tại TP.Cần Thơ, mỗi ngày nhà máy có thể đưa hàng ngàn m³ cát mịn sông Cửu Long vào sàng rửa sạch, phân loại, cho ra cát thành phẩm mô đun từ 0.7 – 1.6, đủ tiêu chuẩn chất lượng để sử dụng cho bê tông, vữa xây tô, giá bán dưới 200.000đ/1m³ (thấp hơn cát thô khoảng 300.000 đ/m³). Ông Võ Tấn Dũng, tác giả sáng chế công nghệ này đang tập trung chế tạo máy, huy động đầu tư mở rộng hệ thống chế biến cát toàn vùng ĐBSCL, TP.HCM và các vùng miền khác.

Việc thiết kế dự án công trình cảnh quan Hồ Bún Xáng, qui mô trên 12ha trong nội ô TP.Cần Thơ có ý nghĩa tiết kiệm được khối lượng cát san lấp khổng lồ đồng thời giải quyết nhu cầu chứa nước cho đô thị thích ứng biến đổi khí hậu.

Nếu nhân rộng giải pháp này thì mỗi năm có thể chế biến trên 17,25 triệu m3 cát mịn mà ĐBSCL đang khai thác để san lấp thành cát sạch sử dụng cho chế tạo bê tông, vữa xây dựng thay thế hơn 11 triệu m³ cát thô từ đó giải quyết tình hình khan hiếm cát xây dựng, giảm áp lực khai thác cát thô cùng vấn nạn sạt lở cho các tỉnh đầu nguồn. Mới đây (24/2/2017), Chính phủ và Bộ Xây dựng đã chính thức công bố rộng rãi trên Cổng thông tin Chính phủ, khẳng định việc ứng dụng công nghệ chế biến cát sạch của ông Võ Tấn Dũng vào thực tiễn sẽ đem lại nhiều lợi ích về kinh tế kỹ thuật và xã hội, nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng cát xây dựng ngày càng tăng là rất cần thiết. Bộ Xây dựng ủng hộ và tạo điều kiện để doanh nghiệp quảng bá công nghệ chế biến nhằm tìm kiếm các nhà đầu tư có đủ năng lực triển khai ứng dụng thực tế đồng thời đề nghị ông Dũng gửi hồ sơ sáng chế đã được công nhận và liên hệ với Bộ Xây dựng để có cơ sở giới thiệu tới các đơn vị có năng lực tham gia hợp tác đầu tư, sớm triển khai công nghệ sáng chế vào thực tế.

Giảm thiểu san lấp

Cùng việc ứng dụng công nghệ chế biến cát mịn sử dụng cho bê tông, vữa xây dựng các chuyên gia đang khuyến cáo đẩy mạnh biện pháp giảm thiểu việc sử dụng cát san lấp mặt bằng. Bất cứ dự án, công trình nào ở ĐBSCL cũng sử dụng cát san lấp nhiều gấp nhiều lần so với cát chế tạo bê tông, vữa xây tô, rất nhiều vùng dự án qui mô hàng trăm, thậm chí hàng ngàn hec – ta, huy động khối lượng cát khổng lồ để san lấp tôn cao cốt nền thậm chí lấp cả ao hồ trong phạm vi dự án. Ví dụ: dự toán công trình cơ quan Quân sự xã Tân Thạnh (huyện Thới Lai, TP.Cần Thơ), chỉ cần gần 300m³ cát để chế tạo bê tông, vữa xây tô nhưng cần tới 3.787m³ cát để san lấp nền; công trình Trường Mầm non Thới Thạnh – Giai đoạn 2 (huyện Thới Lai, TP.Cần Thơ), chỉ cần hơn 500m³ cát cho bê tông, xây tô nhưng cần tới hơn 5.512m³ cát san lấp nền. Việc sử dụng cát để san lấp mặt bằng các công trình, dự án ở ĐBSCL mỗi năm đã hút mất ít nhất là trên 17 triệu m³ cát mịn sông Cửu Long (chỉ tính số lượng cấp phép khai thác) còn là một trong những nguyên nhân gây ngập nghẹt… ở các đô thị.

Giảm thiểu san lấp lãng phí tài nguyên cát hoàn toàn khả thi khi đẩy mạnh ứng dụng qui hoạch kiến trúc không gian đô thị, nông thôn thích ứng với biến đổi khí hậu ở ĐBSCL theo mô hình đô thị “dành chỗ cho nước”. Mô hình này đã được Viện qui hoạch đô thị và nông thôn Quốc gia – Bộ Xây dựng nghiên cứu đề xuất, khuyến cáo các địa phương triển khai từ mấy năm gần đây. Theo PGS.TS.KTS Lưu Đức Cường, với mô hình này các địa phương vùng ĐBSCL có thể sử dụng các mô hình nhà nổi, nhà ở trên sông. Kiến tạo địa hình là công cụ thiết kế chính để định hướng đô thị hóa và duy trì sự cân bằng giữa đào và đắp. Nền xây dựng đô thị cần được cân bằng đào đắp trong cùng khu vực theo nguyên tắc việc đắp cao một khu vực để thích ứng với mực nước thì cần phải tạo một không gian chứa nước tương ứng tại khu vực khác. “Với các đô thị mới, trong cơ cấu sử dụng đất cần ban hành qui chế tỷ lệ xây hồ để phòng trừ quá tải hệ thống thoát nước sau này và ảnh hưởng BĐKH. Ngoài ra, cần phát triển và biến hệ thống sông kênh rạch hiện hữu làm nhiệm vụ hệ thống các hồ điều hòa trong các đô thị” - GS.TS.KTS, Lưu Đức Cường, lưu ý.

Tuy nhiên, giới nghiên cứu hiện cũng vẫn đang tìm kiếm các giải pháp kỹ thuật thay thế cát trong san lấp. Đề tài “giải pháp xử lý đất yếu bằng đất trộn xi măng” của Đại học quốc gia Hồ Chí Minh là một ý tưởng nằm trong xu thế đó. Và để ứng phó tình thế, theo Chủ tịch UBND tỉnh Bến Tre – Cao Văn Trọng: “Gần đây tại địa phương đã sử dụng cát khai thác ngoài biển để san lấp mặt bằng công trình ở độ sâu hợp lý - thay cho cát sông”.

Hùng Long