Những vật liệu có thể thay thế cho cát tự nhiên

Những con số biết nói

Nghiên cứu của tổ chức quốc tế Water Integrity Network cho biết, từ năm 2008 đến nay, có tới 90% các bãi biển trên thế giới ngày càng bị ngắn lại do tình trạng khai thác cát quá mức ở vùng đáy biển gần bờ.

Dự tính sẽ có khoảng 70% bãi biển ở nhiều quốc gia có nguy cơ biến mất vào năm 2100 do tình trạng sạt lở. Nguyên nhân là bởi thực trạng khai thác cát quá mức tại các vùng sông hồ và bãi biển đã góp phần làm tăng mức độ tàn phá của lũ lụt.

Tại Việt Nam, thông tin từ Bộ Xây dựng cho biết từ năm 2016 đến 2020, nhu cầu sử dụng cát cho xây dựng khoảng 2,1-2,3 tỉ m3. Trong khi đó, trữ lượng dự báo hiện nay chỉ hơn 2 tỉ m3.

Tình trạng khai thác cát quá mức ở các vùng biển, sông hồ cũng là nguyên nhân dẫn đến biến đổi dòng chảy của các con sông, tình trạng sạt lở, nhiễm mặn, đặc biệt là tại các tỉnh thuộc ĐBSCL trong những năm gần đây.

Khan hiếm cát xây dựng không chỉ dẫn đến thực trạng trộm cát hoành hành, mà còn là nguyên nhân khiến cho giá nhà tăng cao. Nghiêm trọng hơn nữa là những hệ lụy để lại cho môi trường sinh thái, làm tàn phá môi trường tự nhiên.

Các nhà khoa học cảnh báo rằng nếu tình trạng này không được kiểm soát thì trong tương lai, các loại động vật quý hiếm như cá heo không vây, cá sấu gharial sẽ sớm bị tuyệt chủng.

Giải pháp cho tương lai

Trước tình trạng cạn kiệt dần của cát xây dựng trong tự nhiên, các nhà khoa học đang nỗ lực nghiên cứu các giải pháp thay thế cho loại vật liệu này.

Nhựa thải

Các mảnh nhựa thải không thể tái chế được thu gom và nghiền thành từng viên nhỏ. Vật liệu này sau đó có thể sử dụng như một loại cốt liệu mịn để phối trộn bê tông thay cho cát tự nhiên. Phép thế này hiện đã được áp dụng tại một số quốc gia như Ấn Độ, Anh.

Ở thời điểm hiện tại, những tác dụng lâu dài của việc sử dụng nhựa thải để phối trộn bê tông chưa được báo cáo đầy đủ. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã khẳng định được độ bền và khả năng chống cháy vật liệu thế này.

Kính nghiền và bụi đá

Theo phương pháp này, con người có thể sử dụng mảnh vỡ của chai thủy tinh, cửa sổ kính, gương… nghiền nát thành một vật liệu có kết cấu tương tự cát để thay thế cho cát trong việc phối trộn bê tông. Ngoài ra, bụi đá thu được từ những vụ nổ khai thác đá granite với tính chất tương tự cũng có thể dùng như một phép thế hiệu quả.

Cát tái chế và cốt lệu từ phế thải xây dựng

Sử dụng cát tái chế và cốt liệu từ phế thải xây dựng với cường độ thấp hơn 10 – 15% so với bê tông thường cũng có thể sử dụng như một giải pháp thay thế cho cát tự nhiên đang dần cạn kiệt. Các vật liệu này được khuyên sử dụng cho các ứng dụng phi kết cấu, chẳng hạn như sàn nhà hoặc sử dụng làm vật liệu trám.

Xỉ đồng

Các nhà thầu có thể sử dụng xỉ đồng để thay thế cho một phần của cát tự nhiên dưới dạng cốt liệu mịn để trộn bê tông làm vỉa hè. Ưu điểm của phương pháp thế này là vẫn đảm bảo được độ kết dính, cường độ nén và độ uốn của bê tông.

Xỉ lò cao

Bên cạnh xỉ đồng, xỉ lò cao cũng là một trong những vật liệu có thể sử dụng để thay thế cho cát tự nhiên dùng trong xây dựng. Ưu điểm của xỉ lò cao là làm tăng cường độ nén của xi măng.

Tro bay

Tro bay kết hợp cùng bụi đá từ các máy nghiền đá có thể thay thế hoàn toàn cát tự nhiên trong xây dựng để phối trộn bê tông. Tuy nhiên, khi chỉ sử dụng tro bay mà không có sự kết hợp với bụi đá thì tỉ lệ khuyến cáo thay cát là 30%.

Lợi ích của việc sử dụng tro bay trong phối trộn bê tông là giúp giảm tiêu thụ xi măng, tăng khả năng kháng sulfat và đồng thời làm giảm tính thấm, giảm phản ứng kiềm silica.

Bằng cách bắt tay vào nghiên cứu và ứng dụng các vật liệu thay thế bền vững cho cát, các chuyên gia xây dựng đã thể hiện phần nào nỗ lực của họ trong việc giảm tiêu thụ các vật liệu tự nhiên, bảo vệ cân bằng sinh thái cũng như môi trường.