Khai thác cát trên sông Tiền khu vực Đồng Tháp - Ảnh: TIẾN TRÌNH

Nhu cầu xây dựng sẽ bị đình trệ khi nguồn cát ngày càng khan hiếm, đắt đỏ. Liệu có nguồn thay thế hay có một lối thoát khác, không còn phụ thuộc vào cát nữa?  

Trong nhiều tháng nay, tại TP.HCM giá cát ở mức cao ngất ngưởng, trên 500.000 đồng/m³, tăng khoảng gấp đôi so với trước đó. Và có lúc người dân phải chi trả trên 600.000 đồng mới mua được một khối cát, điều này gây khó khăn cho không ít nhà thầu và người dân xây nhà cửa.

Trộn bêtông bằng cát mặn và nước mặn

Các nhà chuyên môn cho rằng khi cát nước ngọt trở nên khan hiếm thì vẫn có lối thoát cho ngành xây dựng. Trên thực tế đã có một số hướng nghiên cứu khoa học “chia lửa” với áp lực khai thác nguồn cát này.

TS. Nguyễn Hồng Bỉnh (Hội khoa học kỹ thuật xây dựng TP.HCM), khẳng định có thể trộn bêtông từ cát biển và nước biển mà không phụ thuộc hoàn toàn vào cát nước ngọt như cách sử dụng truyền thống lâu nay.

Theo thường thức khoa học, nếu sử dụng cát mặn và nước mặn để phối trộn bêtông thì bêtông không đông kết, bám dính với nhau được. Đây là thực tế, nhưng TS. Bỉnh khẳng định đã nghiên cứu được một hỗn hợp chất lỏng, gọi là phụ gia, có thể hóa giải được thực tế này.

Khi cho chúng vào bêtông được phối trộn từ nguồn cát mặn và nước mặn thì mẻ bêtông đó vẫn đông kết bình thường. Hiện nhóm nghiên cứu đang nắm giữ điều mấu chốt này.

Đây cũng là một trong những điểm mấu chốt để TS. Nguyễn Hồng Bỉnh trở thành chủ bằng độc quyền sáng chế số 12251 mang tên “vật liệu xây dựng sản xuất được từ nguyên liệu tại vùng nhiễm mặn”, do Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ Khoa học và công nghệ) cấp tháng 1-2014, sau 11 năm kể từ ngày ông nộp đơn.    

Tuy nhiên, còn điều lo lắng khác, bêtông thường dùng để bao bọc, bảo vệ cốt thép, mà trong nó có chứa cát mặn, nước mặn, rồi theo năm tháng, cốt thép bị ăn mòn thì sao?

Điều này không phải là chuyện đùa, liên quan đến an toàn và tính mạng con người trong quá trình sử dụng công trình rất lâu dài, đặc biệt là liên quan đến các hạng mục chịu lực trong xây dựng.

TS Bỉnh nói về phương diện này, nhóm nghiên cứu cũng đã kiểm chứng sản phẩm trên thực tế và bộ số liệu khoa học cũng thu được từ quá trình thực nghiệm. Song, đây là những gì công bố từ phía nhóm nghiên cứu.

Nhóm nghiên cứu đồng tình để có thể tạo được sự tin cậy khoa học, cần có những đánh giá, kiểm chứng khách quan, độc lập và kể cả những phản biện cần lắng nghe.

Cảnh sát môi trường Quảng Nam bắt các ghe khai thác cát trái phép trên sông Thu Bồn - Ảnh: NHƯ MAI

Vì sao chưa được dùng rộng rãi?

Anh Nguyễn Ngọc Điện - kỹ sư xây dựng, một cộng sự trong nhóm nghiên cứu của TS Bỉnh - cho biết để có được một mét khối bê tông sử dụng cát mặn và nước mặn (tương đương với lượng trộn 6-7 bao xi măng), cần khoảng 0,4 lít phụ gia được làm từ công thức của TS Bỉnh.

Nhưng tại sao phương pháp, hay công thức phối trộn bêtông này chưa được sử dụng phổ biến như cách phối trộn bêtông truyền thống sử dụng nguồn cát nước ngọt?

Anh Điện lý giải, trước đây khi giá cát nước ngọt còn “mềm”, việc sử dụng phụ gia của nhóm TS Bỉnh trong phối trộn bêtông bằng cát mặn và nước mặn làm cho giá thành mẻ bêtông đó cao hơn so với dùng cát nước ngọt.

Theo tính toán, mức chênh lệch cao hơn khoảng 20% đến 30%. Tuy nhiên theo anh Điện, với giá cát nước ngọt như gần đây thì mức chênh lệch chi phí này đã được rút ngắn, thậm chí nếu tính toán kỹ các chi phí có thể xấp xỉ nhau.

Cũng theo anh Điện, một trong những yêu cầu mấu chốt hiện nay là cần những tiêu chuẩn thí nghiệm để đánh giá chất lượng bêtông sử dụng cát mặn và nước mặn trong phối trộn, cũng như các yêu cầu lựa chọn nguồn vật liệu đầu vào này.

Nếu nhu cầu pháp lí này không được đáp ứng thì dù kết quả nghiên cứu khoa học có ngon lành đến đâu, việc sử dụng cát mặn và nước mặn để trộn bê tông sẽ gặp khó khăn, mức độ sử dụng vẫn trong phạm vi hẹp.

Đặc biệt, ở những công trình xây dựng cần nghiệm thu chất lượng, quyết toán… thì không có cơ sở của các qui định để làm căn cứ đánh giá, thừa nhận. Và như thế, không chủ đầu tư nào dám sử dụng cách làm khác với truyền thống vốn đã có qui định, pháp lí rõ ràng.

Như vậy, nếu nhìn nhận nhu cầu sử dụng cát nước ngọt trong xây dựng đang là một áp lực đè nặng lên môi trường và thật sự đe dọa đến môi trường sống ở nhiều khu vực do khai thác nguồn tài nguyên này, thì vật liệu hay giải pháp thay thế cát nước ngọt vô cùng có ý nghĩa đối với đời sống dân sinh, bảo vệ môi trường và sự ổn định của ngành xây dựng.

Đặt trong yêu cầu đó thì vai trò của khoa học - công nghệ đang rất được trông đợi. Trong đó, các Bộ: Khoa học và Công nghệ, Xây dựng, Tài nguyên và Môi trường và các ngành này ở từng địa phương cần có động thái tích cực để đánh giá, thẩm định… một số kết quả nghiên cứu thay thế nguồn cát nước ngọt dùng phối trộn bêtông.

Hàng trăm sà lan chờ lấy cát trên sông Tiền tại thị xã Tân Châu, An Giang đoạn giáp ranh với huyện Hồng Ngự, Đồng Tháp và "hà bá" đang từng ngày nuốt đất cồn Vĩnh Hòa, đe dọa sự sống và hoa màu của dân do tình trạng khai thác cát (ảnh nhỏ) - Ảnh: FC - QUANG ĐỊNH

TP.HCM đặt hàng nghiên cứu thay thế cát tự nhiên

Trước tình hình khan hiếm cát xây dựng, GS.TS Nguyễn Kỳ Phùng - phó giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM cho biết UBND TP.HCM đã chỉ đạo Sở Khoa học và công nghệ TP đặt hàng đề tài nghiên cứu về “ Ứng dụng vật liệu thay thế cát tự nhiên để làm cốt liệu cho bê tông xi măng và vữa xây tô”.

Bộ Xây dựng đang tiếp tục giao Viện Vật liệu xây dựng nghiên cứu ban hành tiêu chuẩn về yêu cầu kỹ thuật sử dụng cát nhiễm mặn làm vật liệu xây dựng thay thế cát tự nhiên; nghiên cứu chế tạo bê tông không cốt thép sử dụng cát nhiễm mặn phục vụ làm đê kè, tường chắn sóng, chống sụt lún, sạt lở; nghiên cứu phụ gia cho bê tông sử dụng cát biển và nước biển, các loại phụ gia chịu ăn mòn phục vụ cho xây dựng các công trình ven biển...

Trao đổi với Tuổi Trẻ Online, GS Phùng nhắc đến một số giải pháp, trong đó có cát nhân tạo. Đây là loại cát được nghiền nhỏ từ đá tự nhiên, là nguồn cát thay thế cho cát tự nhiên đang ngày càng cạn kiệt.

Trên thế giới hiện nay, cát nhân tạo đang được dùng phổ biến, không những để thay thế cát tự nhiên đang ngày càng cạn kiệt mà còn do tính chất đặc biệt của nó: hạt cát đồng đều hơn, có thể điều chỉnh tỷ lệ thành phần hạt theo từng yêu cầu cấp phối cho các loại bê tông khác nhau như bê tông xi măng, bê tông đầm lăn, bê tông mác cao đặc biệt...

Loại cát nhân tạo cũng cho phép tiết kiệm xi măng, nhựa đường, rút ngắn thời gian thi công và tăng tuổi thọ công trình.

Ở nước ta hiện nay, tiềm năng tài nguyên khoáng sản đá xây dựng, phế thải xây dựng và phế thải từ việc khai thác mỏ để sản xuất cát nghiền được phân bố khắp mọi vùng trên đất nước.

Các nhà máy sản xuất cát nhân tạo đang hoạt động đã và đang cung cấp nguồn cát lớn thay thế cát tự nhiên, góp phần đáp ứng nhu cầu ngày càng nhiều cát xây dựng hiện nay.