Sau nước, cát là nguyên liệu quan trọng nhất trên thế giới. Nhưng trữ lượng của nguồn nguyên liệu này đang dần khan hiếm.
Trong cuộc sống hằng ngày, cát có mặt mọi nơi, trong thủy tinh, kem đánh răng, keo xịt tóc, thậm chí trong động cơ máy bay và tất nhiên là trong bê tông. 80% bê tông được cấu thành từ cát.
Báo cáo của Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP) cho thấy không có nguyên liệu thô nào được sử dụng nhiều hơn cát và sỏi. Nhưng sự bùng nổ xây dựng đã khiến nguyên liệu này đang bị thiếu hụt.
Cạn kiệt dần
Tại Việt Nam và các quốc gia hạ lưu sông Mê Kông, khai thác cát là một ngành công nghiệp chính, cả hợp pháp và bất hợp pháp. Cát được khai thác để bán cho thị trường trong nước và quốc tế.
Việc kinh doanh này vẫn tiếp tục mặc dù Việt Nam cấm xuất khẩu cát vào năm 2009. Ước tính dòng sông Mê Kông vận chuyển tối đa 30 triệu tấn cát trong khi 55 triệu tấn cát bị khai thác mỗi năm, dẫn đến hao hụt ít nhất 25 triệu tấn mỗi năm.
Vùng đồng bằng đã chứng kiến sự thay đổi diện rộng giữa năm 2003 và 2010, hầu như các vùng đều bị xói mòn, ảnh hưởng mạnh đến cuộc sống của người dân trong vùng và hệ sinh thái nước ngọt trong lòng sông Mê Kông.
Theo ước tính của UNEP, 3 trong 4 bãi biển trên thế giới có thể biến mất trong tương lai. Điều này là do nguyên liệu thô được khai thác trực tiếp trên các bãi biển, thường là bất hợp pháp và bởi vì các bãi biển đang trượt dốc vì cát đang được rút ra khỏi đáy biển.
Toàn bộ các hòn đảo của Indonesia là ví dụ về nạn nhân của hiện tượng này.
Tăng trưởng nhanh chóng trong khu vực đã làm tăng nhu cầu về vật liệu xây dựng và tăng chi phí.
Tại Việt Nam, giá cát xây dựng tăng tới 4 lần trong năm 2017, chính điều này đã thúc đẩy sự gia tăng khai thác cát trái phép.
Nhiều cảnh báo đưa ra “Việt Nam có thể hết cát vào năm 2020 nếu nhu cầu trong nước tiếp tục vượt quá dự trữ của quốc gia”.
Bộ Xây dựng ước tính sẽ cần 2,1-2,3 tỉ m3 cát trong giai đoạn năm 2016-2020, với ước tính tài nguyên chỉ hơn 2 tỉ m3.
Năm 2014, UNEP ước tính từ 26-30 tỉ tấn cát được đổ vào máy trộn xi măng mỗi năm trên toàn thế giới. Kể từ đó, con số này chỉ tăng lên.
Nhu cầu về nguyên liệu thô này trong việc mở rộng các đô thị lớn như Singapore, Thượng Hải hay Dubai luôn tăng lên.
Các dự án xây dựng lớn ở các thành phố này đã nuốt chửng một khối lượng lớn cát.
Cát cũng là nền tảng cho việc mở rộng diện tích đất liền cho những nước như Singapore, quốc gia nhập khẩu cát lớn nhất thế giới.
Trong gần 60 năm qua, quốc đảo này đã tăng 20% diện tích và có kế hoạch mở rộng thêm trong tương lai.
Giải pháp thay thế
Các nhà khoa học đã nghiên cứu để giải quyết bài toán về thiếu cát ngày càng trầm trọng. Từ năm 2016, Tập đoàn hóa chất BASF đến từ Đức đã sử dụng phụ gia để chuyển đổi cát không phù hợp với bê tông chất lượng cao như đất sét và mica thành nguyên liệu thô có giá trị cho quá trình sản xuất.
Công nghệ cho phép bê tông trộn với các vật liệu thay thế gốc xi măng khác, giúp giảm lượng phát thải CO2.
Landmark 81, tòa nhà có chiều cao 461m tại Việt Nam, đã được xây dựng bằng việc kết hợp hỗn hợp bê tông với một lượng tương đối lớn tro bay và xỉ.
“Tro bay rất tốt cho việc làm phụ gia bê tông và vật liệu xây dựng khác do tính phản ứng với nước rất cao và xúc tiến nhanh quá trình đông cứng”, ông Đỗ Thanh Bái, Phó Chủ tịch Hội đồng Trách nhiệm xã hội các doanh nghiệp hóa chất Việt Nam, nhận định với NCĐT, “còn xỉ có khả năng được sử dụng cho ngành xi măng nếu thỏa mãn điều kiện”.
Tuy không phải để thay thế cho cát, việc ứng dụng được tro xỉ trong ngành xây dựng các phế phẩm của ngành điện than là một giải pháp hiệu quả cho nền kinh tế xanh.
Một giải pháp hứa hẹn là bê tông cũ. Nếu xà bần không có chất gây ô nhiễm thì có thể được tái chế tương đối hiệu quả trong quá trình liên quan đến tách, băm nhỏ và nghiền mịn. Để mang nhãn “bê tông tái chế”, loại cát đá vụn này cần phải chứa ít nhất 25% bê tông.
Cho đến nay, bê tông tái chế chủ yếu được sử dụng để tạo lớp lót trong xây dựng đường và vẫn là ngoại lệ khi xây nhà ở.
“Những tiến bộ về kỹ thuật đã thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn trong việc đưa bê tông cũ vào những công trình xây dựng, với chất lượng đôi khi cao hơn loại cát khai thác từ sông”, nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Delft của Hà Lan cho biết.
Thụy Sĩ và Hà Lan được coi là hai quốc gia tiên phong trong bê tông tái chế, khi các tòa nhà công cộng mới ở Zurich không còn được xây dựng mà không có vật liệu xây dựng tái chế.
Liệu Việt Nam có kịp ứng dụng các vật liệu thay thế cát trước khi nguồn tài nguyên này cạn kiệt vào năm 2020?
