Chi tiết bài viết - Sở giao thông Vận tải

Đang truy cập: 2

Hôm nay: 243

Tổng lượt truy cập: 269.358

Sự cần thiết phải thay thế cát tự nhiên bằng cát nghiền trong thành phần vữa bê tông xây dựng các công trình giao thông trên địa bàn tỉnh Quảng Trị

Thạc sỹ.Nguyễn Đức Hà - PGĐ Sở SỞ GTVT.

KS.Trần Hữu Sửu- Trưởng Phòng QLCL CTGT

                                                KS.Phạm Minh Thành- Chuyên viên Phòng QLCL CTGT

Trong những năm qua, các cấp, các ngành của cả nước nói chung và của tỉnh Quảng Trị nói riêng đã ưu tiên tập trung nguồn lực để đầu tư hệ thống kết cấu hạ tầng giao thông, góp phần phát triển Kinh tế - Xã hội, đảm bảo Quốc phòng - An ninh; trong đó nhiều công trình đường bộ đầu tư với loại mặt đường bê tông xi măng tạo điều kiện lưu thông an toàn và thuận lợi. Để đảm bảo chất lượng mặt đường bê tông xi măng đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, phục vụ  khai thác sử dụng lâu dài, hạn chế ảnh hưởng tới hiệu quả khai thác và sửa chữa khắc phục tốn kém, ngoài vấn đề nâng cao chất lượng công tác quy hoạch, khảo sát thiết kế phải đảm bảo quy trình tiêu chuẩn kỹ thuật, chính xác thì vật liệu để sản xuất bê tông xi măng gồm cốt liệu lớn (đá dăm, sỏi), cốt liệu nhỏ (cát), xi măng, nước đòi hỏi tuân thủ chất lượng cốt liệu chặt chẽ theo các tiêu chuẩn hiện hành. Trong đó, cát là một trong những vật liệu chủ yếu có ảnh hưởng lớn đến chất lượng bê tông.

Với nhu cầu đầu tư để thúc đẩy tăng trưởng của nền kinh tế, nguồn cát thiên nhiên ngày càng cạn kiệt và khan hiếm một cách nghiêm trọng. Chất lượng và trữ lượng cát tự nhiên phụ thuộc rất nhiều vào tình hình mưa lũ, bồi lắng trên các sông suối; trong những tháng mưa lũ thì dòng chảy mang theo nhiều cát phù sa dẫn đến cát chứa nhiều tạp chất, nếu mùa khô kéo dài hoặc không có lũ thì trữ lượng cát cũng suy giảm. Giá thành cát ngày một tăng cao và trữ lượng cát ở các mỏ quy hoạch không đáp ứng nhu cầu sử dụng, dẫn đến bên cạnh việc khai thác cát thiên nhiên được cơ quan có thẩm quyền cấp phép, tình trạng khai thác trái phép có thể diễn ra gây sạt lở và ô nhiễm môi trường, chất lượng cát khai thác trái phép không đảm bảo chất lượng có thể trà trộn với cát được cấp phép để thâm nhập vào công trường có thể không có sự kiểm soát sẽ ảnh hưởng đến chất lượng thi công xây dựng.

Để giải quyết vấn đề này, sản xuất và sử dụng cát nghiền từ đá (cát nghiền) đang là một trong các giải pháp tối ưu để thay thế. Cát nghiền là loại cát được nghiền nhỏ từ đá tự nhiên như đá vôi, đá ong, đá granit, cuội sỏi .. có modul độ lớn hạt tương đương với cát tự nhiên, và đang được dùng phổ biến trên thế giới thay thế cho nguồn cát tự nhiên. Ở Nhật Bản, cát nhân tạo đã được sử dụng cách đây từ 40 năm để bảo vệ tài nguyên và thân thiện với môi trường; ngay cả ở nước bạn Lào cũng đã xây dựng chủ yếu bằng cát nghiền từ đá. Ở nước ta, vấn đề cát nghiền đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu, điển hình có các đề tài như sau: Đề tài: Nghiên cứu cát nhân tạo sử dụng trong bê tông và vữa xây dựng; Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Quang Cung; Cơ quan chủ trì thực hiện: Viện Khoa học công nghệ Vật liệu xây dựng; Đề tài “Nghiên cứu, tìm nguồn nguyên liệu làm vật liệu xây dựng thay thế cát lòng sông trên địa bàn tỉnh” của Sở Xây dựng TT-Huế do TS Nguyễn Đại Viên, Phó Giám đốc, Chủ nhiệm đề tài; Đề tài nghiên cứu về công nghệ chế tạo cát nhân tạo (cát xây) thay thế cát tự nhiên”, ứng dụng cho công trình giao thông của Viện khoa học và công nghệ giao thông vận tải; Đề tài: Nghiên cứu sử dụng vật liệu thay thế cát tự nhiên cho xây dựng trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa.

Cát nghiền được sử dụng để sản xuất vữa bê tông, vữa xây dựng, gạch bê tông, bê tông nhựa. Khi sử dụng giải pháp này, nó sẽ giải quyết được bài toán thiếu cát thiên nhiên mà vẫn đảm bảo khối lượng, chất lượng xây dựng công trình; mặt khác, khi sử dụng cát nghiền thay thế cát tự nhiên nó còn có những ưu điểm như: nguồn vật liệu có trữ lượng lớn, có thể điều chỉnh mô đun và tỷ lệ thành phần hạt theo từng yêu cầu cấp phối cho các loại bê tông khác nhau (như bê tông asphalt, bê tông xi măng, bê tông đầm lăn, bê tông mác cao ...). Theo một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng sử dụng cát nghiền cũng cho phép tiết kiệm xi măng, nhựa đường (trong hỗ hợp bê tông nhựa), rút ngắn thời gian thi công và tăng tuổi thọ công trình, tăng chống chịu hao mòn, giảm bong tróc bề mặt đối với kết cấu mặt đường bê tông xi măng.

Đến nay, Chính phủ và các Bộ ngành đã ban hành nhiều văn bản để hỗ trợ cho việc sản xuất và sử dụng cát nghiền: Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9205:2012 cát nghiền cho bê tông và vữa và Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9382:2012 Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông sử dụng cát nghiền; Bộ Xây dựng đã có Thông tư số 19/2019/TT-BXD ngày 31/12/2019 ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia mã số QCVN 16:2019/BXD về sản phẩm, hàng hóa vật liệu xây dựng, trong đó có quy chuẩn đối với cát nghiền; Ngày 18/8/2020 Thủ tướng Chính phủ đã có Quyết định số 1266/QĐ-TTg phê duyệt chiến lược phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam thời kỳ 2021 – 2030, định hướng đến năm 2050, trong đó nội dung về cát xây dựng được quy định rõ tại Phụ lục X, một số mục tiêu đối với vật liệu cát xây dựng được quy định rõ như sau:

a) Giai đoạn 2021 – 2030:

- Về đầu tư: Khuyến khích đầu tư nghiên cứu, chuyển giao công nghệ sản xuất các dây chuyền chế biến cát nghiền, cát biển, cát vùng nước mặn, cát nước lợ, cát mịn thành cát đủ tiêu chuẩn sử dụng cho bê tông và vữa.

- Về sản phẩm

+ Tăng cường phát triển các sản phẩm cát nhân tạo đáp ứng nhu cầu sử dụng; phấn đấu đạt mục tiêu sử dụng cát nghiền, cát tái chế từ phế thải công nghiệp và xây dựng để thay thế tối thiểu 40% lượng dùng cát thiên nhiên trong xây dựng;

+ Đẩy mạnh việc sản xuất sử dụng cát nước lợ, cát mịn, cát biển đi kèm với các giải pháp kỹ thuật, phấn đấu đạt mục tiêu sử dụng thay thế cho 10% lượng dùng cát thiên nhiên trong xây dựng.

b) Giai đoạn 2031 - 2050

Hạn chế tối đa sử dụng cát tự nhiên trong xây dựng; nâng cao tỷ lệ sử dụng cát nghiền, cát tái chế từ phế thải công nghiệp và xây dựng, cát nước lợ lên tối thiểu 60% tổng lượng cát dùng trong xây dựng.

Trong thời gian qua, nhiều doanh nghiệp ở nước ta đã đẩy mạnh nghiên cứu ứng dụng công nghệ sản xuất cát nghiền thay thế cát tự nhiên tại những địa phương có mỏ đá xây dựng nhằm kết hợp tận dụng nguồn tài nguyên khoáng sản, giảm bớt áp lực nguồn cát tự nhiên, đẩy mạnh việc xử lý tro xỉ là vật liệu san lấp, vật liệu tái chế từ chất thải ngành xây dựng và công nghiệp đã mang lại hiệu quả, nhiều nhất là các tỉnh khu vực phía Bắc và phía Nam. Việc áp dụng công nghệ sử sản xuất cát nghiền và sử dụng cát nghiền trong xây dựng công trình là xu thế tất yếu và cũng là nhu cầu cấp thiết đang đặt ra cho tăng trưởng và phát triển bền vững của nền kinh tế, hứa hẹn mang lại lợi nhuận cho các nhà đầu tư. Để sớm đạt được điều này, trước hết cần có sự sự hỗ trợ của nhà nước và sự tham gia của các doanh nghiệp, nhất là các doanh nghiệp hiện nay đang được cấp phép khai thác các mỏ đá để sản xuất vật liệu xây dựng, các nhà nghiên cứu, các doanh nghiệp cung cấp dây chuyền công nghệ và các tổ chức cung cấp tín dụng. Song hành với việc kêu gọi đầu tư sản xuất cát nghiền, cần tuyên tuyền phổ biến các quy định pháp luật, các tiêu chuẩn về sử dụng cát nghiền để người dân và các doanh nghiệp, các chủ đầu tư nâng cao nhận thức, thay đổi tư duy trong việc sử dụng cát tự nhiên truyền thống, định hướng sang sử dụng cát nghiền.

Ở tỉnh ta, 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, tuy nhiên việc sản xuất cát nghiền chưa đựa quan tâm đầu tư. Nguồn cát để chế tạo bê tông hiện nay chủ yếu sử dụng nguồn cát khai thác từ sông Thạch Hãn. Nếu tính giá theo thời điểm tháng 3/2023, giá mua cát để chế tạo bê tông từ đơn vị cung cấp tại bãi tập kết phường An Đôn, thị xã Quảng Trị là 181.818 đồng/m3 (giá chưa bao gồm thuế giá trị gia tăng), nếu tính cả cước vận chuyển thì giá đến trung tâm huyện Đakrông là khoảng 261.000 đồng/m3, giá đến trung tâm huyện Hướng Hoá là khoảng 309.000 đồng/m3, giá đến mỏ đá Đầu Mầu Km29 QL9 là khoảng 246.000 đồng/m3 (giá chưa bao gồm thuế giá trị gia tăng). Qua đó cho thấy rằng giá cát bê tông vận chuyển đến Km29 QL9 cao hơn giá đá nghiền kích cỡ mắt sàng tương đương là loại (0 – 5)mm (ở đây chưa xem xét về tiêu chuẩn thành phần hạt) của các đơn vị cung cấp ở khu vực mỏ đá Đầu Mầu (trong công bố giá tại Văn bản số 431/CB-SXD ngày 10/3/2023 của Sở Xây dựng, giá của Chi nhánh Công ty cổ phần Thiên Tân - Xí nghiệp chế biến đá xây dựng - Địa chỉ: Km29 QL9 - Cam Thành - Cam Lộ là 172.727 đồng/m3; giá của Công ty TNHH Minh Hưng - Giá bán tại mỏ đá Đầu Mầu, Km28 Quốc Lộ 9 là 145.454 đồng/m3). Như vậy, các doanh nghiệp đang sản xuất đá nghiền hiện nay tại khu vực mỏ đá Đầu Mầu có thể đầu tư thêm thiết bị công nghệ để sản xuất cát nghiền cung cấp cho các công trình trên địa bàn tỉnh Quảng Trị, đặc biệt khu vực các huyện Hướng Hoá, Đakrông sẽ có giá thành cạnh tranh so với cát tự nhiên cung cấp từ bãi tập kết phường An Đôn thị xã Quảng Trị.

So sánh yêu cầu kỹ thuật cát tự nhiên và cát nghiền như sau:

- Thành phần hạt, xác định theo lượng sót tích luỹ trên sàng (% theo khối lượng)

Kích thước lỗ sàng

Cát nghiền (Theo TCVN 9205:2012)

Cát tự nhiên (Theo TCVN 7570:2006)

Cát thô (Mô đun độ lớn 2-3,3)

Cát mịn (Mô đun độ lớn 0,7-2,0)

Cát thô (Mô đun độ lớn 2-3,3)

Cát mịn (Mô đun độ lớn 0,7-2,0)

2,500 mm

0 – 25

0

0 – 20

0

1,250 mm

15 – 50

0 – 15

15 – 45

0 – 15

0,630 mm

35 – 70

5 – 35

35 – 70

0 – 35

0,315 mm

65 – 90

10 – 65

65 – 90

5 – 65

0,140 mm

80 – 95

65 - 85

90 – 100

65 – 90

Chú thích

- Cát thô được sử dụng chế tạo bê tông và vữa, cát mịn chỉ được sử dụng chế tạo vữa.

- Lượng sót riêng trên mỗi sàng không được lớn hơn 45%.

- Lượng qua sàng 0,075mm không được lớn hơn: đối với cát thô là 16%, đối với cát mịn là 25%.

- Đối với kết cấu bê tông chịu mài mòn và chịu va đập: lượng qua sàng 0,140mm không được lớn hơn 15%; Lượng qua sàng 0,075mm không được lớn hơn 9%.

- Cát thô được sử dụng chế tạo bê tông và vữa tất cả các cấp bê tông và mác vữa; cát mịn chỉ được sử dụng chế tạo bê tông cấp B25 hoặc vữa mác M7,5 trở xuống.

- Lượng sót riêng trên mỗi sàng không được lớn hơn 45%.

- Lượng qua sàng 0,140mm không được lớn hơn: đối với cát thô là 10%, đối với cát mịn là 35%.

Các chỉ tiêu khác được quy định trong 02 tiêu chuẩn gần tương đồng nhau.

Với những cơ sở pháp lý và tình hình thực tiễn đề cập ở trên, việc nghiên cứu đầu tư dây chuyền công nghệ sản xuất cát nghiền cung cấp cho thị trường để sử dụng vào thành phần vữa bê tông xây dựng các công trình giao thông trên thuộc địa bàn huyện Hướng Hoá, Đakrông nói riêng và lĩnh vực xây dựng trên địa bàn tỉnh Quảng Trị nói chung là hết sức cấp thiết.

Trong khuôn khổ của bài viết này, với mong muốn của tác giả kêu gọi các nhà đầu tư, lãnh đạo tỉnh quan tâm hỗ trợ để đầu tư các cơ sở sản xuất cát nghiền tại địa bàn tỉnh Quảng Trị nhằm sớm đưa vật liệu cát nghiền vào sử dụng trong xây dựng công trình, đặc biệt các công trình giao thông miền núi trở thành hiện thực, góp phần phát triển kinh tế xã hội, bảo vệ môi trường và sử dụng hiệu quả tài nguyên thiên nhiên.

Tài liệu viện dẫn:

- Quyết định số 1266/QĐ-TTg ngày 18/8/2020 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt chiến lược phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam thời kỳ 2021 – 2030, định hướng đến năm 2050;

- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về sản phẩm, hàng hóa vật liệu xây dựng, mã số QCVN 16:2019/BXD ban hành kèm theo Thông tư số 19/2019/TT-BXD ngày 31 tháng 12 năm 2019 của Bộ Xây dựng;

- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9205:2012 cát nghiền cho bê tông và vữa được công bố theo Quyết định số 2295/QĐ-BKHCN ngày 28 tháng 8 năm 2012 của Bộ Khoa học và Công nghệ về việc công bố tiêu chuẩn quốc gia;

- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9382:2012 Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông sử dụng cát nghiền.