Nghị quyết của Bộ Chính trị và Quyết định của Thủ tướng Chính phủ đã yêu cầu ứng dụng công nghệ tiên tiến để khai thác tài nguyên và bảo vệ môi trường, trong đó có việc loại bỏ tạp chất để nâng cao chất lượng cát. Tuy nhiên, đến nay chưa có địa phương nào quan tâm thực hiện dù vấn đề bức bách, điển hình như ở ĐBSCL nguồn cát đang khan hiếm. Đầu tháng 4 này, một doanh nghiệp có nhiều bằng độc quyền sáng chế công nghệ rửa cát đã làm báo cáo nghiên cứu lợi ích của việc rửa sạch cát để xây dựng công trình và đắp đường cao tốc.
Chủ trương của Trung ương và hiện thực ĐBSCL
Ngày 10/02/2022, Bộ Chính Trị đã ban hành Nghị quyết số 10-NQ/TW “về định hướng chiến lược địa chất, khoáng sản và công nghiệp khai khoáng đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045”. Trong đó có nội dung: “Ưu tiên cấp phép dự án khai thác khoáng sản cho tổ chức doanh nghiệp có năng lực, kinh nghiệm, sử dụng công nghệ tiên tiến, hiện đại gắn với địa chỉ sử dụng khoáng sản; cải tạo, mở rộng nâng cấp các cơ sở khai thác, chế biến khoáng sản, thu hồi tối đa khoáng sản chính, các khoáng sản đi kèm, bảo vệ môi trường sinh thái theo mô hình kinh tế tuần hoàn”.
Trước đó, ngày 18/8/2020, Thủ Tướng Chính Phủ đã ban hành 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, Phụ lục X về Cát nêu rõ: “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 xây dựng sử dụng cho bê tông và vữa. Về công nghệ, đối với khai thác tự nhiên: Sử dụng công nghệ khai thác tiên tiến kết hợp với tuyển rửa loại bỏ tạp chất để nâng cao chất lượng cát”.
Ngày 29/7/2022, trong văn bản số 4377/BTNMT-PC trả lời một địa phương ở ĐBSCL, Bộ Trưởng Bộ TN&MT nhấn mạnh: “UBND các tỉnh (là cơ quan cấp phép khai thác cát làm vật liệu xây dựng thông thường theo quy định của pháp luật về khoáng sản) cần có các văn bản yêu cầu các tổ chức, cá nhân khai thác cát phải triển khai các công nghệ khai thác, tuyển rửa cát đạt chất lượng sản phẩm theo quy chuẩn, tiêu chuẩn để cung cấp cho thị trường, góp phần nâng cao chất lượng công trình xây dựng, tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường”.
Thực tế hiện nay ở ĐBSCL chưa có địa phương nào quan tâm triển khai thực hiện chủ trương của Trung ương. Trong lúc, nguồn cát sông và cát cửa sông ra biển ngày càng khan hiếm nên cát vùng ĐBSCL đang có mudun nhỏ từ 0.6-1.2 là chủ yếu và tạp chất chiếm từ 12% – 20%, thậm chí có nơi trên 30%. Chủ mỏ khai thác cát không tuyển rửa mà bán thẳng cho sà lan chuyển về các bãi vật liệu để bán cho người dân và công trình xây dựng. Cát nhiều tạp chất là nguyên nhân chính làm cho công trình hút ẩm, thấm, gây giảm cường độ bê tông và vữa nên thường xuống cấp sau 5-10 năm mà không được 100 năm như các công trình do Pháp xây dựng đầu thế kỷ XX.
Từ đó, đầu tháng 4/2023, ông Võ Tấn Dũng là Giám đốc Công ty Cổ phần Cát đá Việt sàng rửa sạch ở thành phố Cần Thơ có “Báo cáo lợi ích kinh tế xã hội&kỹ thuật áp dụng hệ thống thiết bị công nghệ tuyển rửa loại bỏ tạp chất trong cát biển, cát cửa sông ra biển, cát sông, cát nhiều bụi bùn sét tạp chất hữu cơ để dùng cho bê tông &vữa và để dùng cho đắp đường cao tốc vùng ĐBSCL”. Ông Dũng và Công ty có nhiều năm nghiên cứu công nghệ sàng rửa cát và chế tạo thiết bị lắp đặt tại nhiều tỉnh từ Cà Mau đến Ninh Thuận. Công ty đã được Cục Sở hữu Trí tuệ Việt Nam cấp bằng độc quyền sáng chế “Thiết bị sàng lọc và rửa cát” ngày 3/10/2016; “Hệ thống và phương pháp sàng rửa và phân loại cát nhiễm mặn” ngày 17/2/2023. Những sáng chế này đoạt giải nhất nhiều hội thi sáng tạo kỹ thuật toàn quốc và ông Dũng được tặng nhiều bằng khen của Thủ tướng.
Đáng chú ý trong báo cáo của ông Dũng là phân tích lợi ích của việc rửa cát tại khu vực khai thác để đưa ra thị trường cát không còn tạp chất, đảm bảo thị trường cát sạch có chất lượng theo đúng chủ trương của Đảng và Nhà nước, đồng thời phân tích lợi ích khi dùng cát sạch đắp nền đường cao tốc đang là vấn đề thời sự ở ĐBSCL.
Lợi ích nhiều mặt khi dùng cát sạch
Trước tiên, báo cáo của ông Dũng phân tích chi phí cát sông dùng cho bê tông và vữa đã qua tuyển rửa giảm giá thành cát, tiết kiệm hơn so với cát chưa tuyển rửa:
“Gọi chi phí mua cát tại mỏ và vận chuyển bốc xếp đến công trình là A đồng/m3. Trong lúc, chi phí gia công tuyển rửa cát sạch tại mỏ và hao hụt là 60.000 đồng/m3.
Ta có đơn giá cát sạch qua tuyển rửa đến công trình là A + 60.000 đồng/m3. Còn nếu dùng cát không qua tuyển rửa sạch thì đơn giá cát đến công trình phải là A + 213.000 đồng/m3. Bởi vì tốn chi phí nhân công sàng cát qua lưới thủ công 80.000 đồng/m3 (nhưng không sạch và bụi bùn sét tạp chất hữu cơ vẫn còn bám trên hạt cát và trong đống cát); Tốn chi phí vận chuyển, bốc xếp bụi bùn sét tạp chất hữu cơ từ mỏ đến công trình nhưng không sử dụng được là 30.000 đồng/m3 (tạp chất trên 12%, tương đương trên 162 kg/m3); Do cát bẩn nên tốn xi măng tối thiểu là 10% để đảm bảo cường độ bê tông và vữa thành tiền là 103.000 đồng (Đề tài Nghiên cứu của Trường Đại học Cần Thơ năm 2014; với cấp phối bê tông mác 250 cần sử dụng 6,82 bao xi măng và 0,464 m3 cát, cần 14,7 bao xi măng để dùng cho 1m3 cát, tốn thêm 10% x 14,7 bao xi măng = 1,47 bao xi măng x 70.000 đồng = 103.000 đồng).
Ước tính sử dụng cát đã qua tuyển rửa tiết kiệm: (A + 213.000 đồng/m3) – (A + 60.000 đồng/m3) = 153.000 đồng/m3”.
Báo cáo nhấn mạnh: “Dùng cát không tuyển rửa sạch nguy cơ thiệt hại khoảng 20% tổng giá trị công trình và tốn chi phí sửa chữa thường xuyên (Theo báo cáo của ngành xây dựng, giá trị sản phẩm xây dựng Việt Nam năm 2018 đạt 1.356.000 tỷ đồng)”.
Về lợi ích sử dụng cát biển, báo cáo phân tích giảm chi phí cát xây dựng khi sử dụng cát tại vùng biển tỉnh Sóc Trăng và đảo Phú Quốc, so sánh với cát sông Tiền sông Hậu vùng An Giang, Đồng Tháp.
Tại Sóc Trăng: “Chi phí cát sông Tiền sông Hậu vùng An Giang, Đồng Tháp đến Sóc Trăng là 289.500 đồng/m3. Bao gồm chi phí mua cát khoảng 130.000 đồng/m3; chi phí tuyển rửa sau khai thác để bốc xuống phương tiện thủy chuyển đi là 60.000 đồng/m3; chi phí vận chuyển từ vùng mỏ An Giang, Đồng Tháp đến Sóc Trăng là 80.000 đồng/m3; chi phí hao hụt do tạp chất 15% x 130.000 đồng là 19.500 đồng/m3.
Trong khi, chi phí sử dụng cát biển Sóc Trăng là 205.000 đồng/m3. Bao gồm chi phí mua cát 60.000 đồng/m3; chi phí khai thác, vận chuyển đến thiết bị tuyển rửa là 85.000 đồng/m3; chi phí hao hụt và tuyển rửa là 60.000 đồng/m3.
Tính ra, nguồn cát xây dựng nếu dùng cát biển tại Sóc Trăng sẽ giảm so với cát sông An Giang, Đồng Tháp là (289.500 – 205.000) = 84.500 đồng/m3. Đặc biệt, sử dụng cát biển sẽ khắc phục tình trạng khan hiếm cát và sạt lở vùng ĐBSCL”.
Tại đảo Phú Quốc: “Chi phí cát sông An Giang, Đồng Tháp ra đến đảo Phú Quốc là A + 250.000 đồng/m3. Trong đó, chi phí mua cát là A; còn phải thêm chi phí tuyển rửa sau khai thác để bốc xuống phương tiện thủy chuyển đi là 60.000 đồng/m3, chi phí vận chuyển ra đảo Phú Quốc là 170.000 đồng/m3, chi phí cảng và bốc xếp là 20.000 đồng/m3.
Còn chi phí sử dụng cát Phú Quốc tại cửa cạn, cửa sông suối ra biển, cát đồi, cát biển là A + 80.000 đồng/m3. Trong đó, chi phí mua cát là A (tương đương cát sông), thêm chi phí tuyển rửa tối đa 70.000 đồng/m3, chi phí bốc lên phương tiện là 10.000 đồng/m3.
Tính ra, nguồn cát xây dựng nếu dùng cát tại đảo Phú Quốc sẽ giảm so với dùng cát sông trong đất liền chở ra là (250.000 đồng – 80.000 đồng) = 170.000 đồng/m3”.
Báo cáo nhấn mạnh: “Các công trình xây dựng khi dùng cát tại chỗ với vùng cửa sông ra biển, vùng ven biển hải đảo dọc dài hơn 3.200 km của Việt Nam qua công nghệ tuyển rửa sẽ giảm giá thành về cát xây dựng rất lớn”.
Về dùng cát đắp nền đường cao tốc: “Tuyển rửa cát tại mỏ, khi qua công nghệ tuyển rửa sẽ kiểm soát được chất lượng trước khi cung cấp cho công trình, cát sạch đạt tiêu chuẩn để dùng thi công nền đường do Bộ GT&VT quy định.
Khi tuyển rửa sạch tại mỏ sẽ tốn chi phí tuyển rửa sạch cát, nhưng giảm nhiều khoản gồm: giảm giá gốc cát sạch tại mỏ vì trả tiền để mua cát sạch mà không phải trả tiền để mua tạp chất, giảm tốn phí vận chuyển bốc dỡ phần tỷ lệ tạp chất (khối lượng bụi, bùn, sét, tạp chất hữu cơ khoảng 22%)”.
Khi dùng cát sạch tại mỏ để đắp nền đường cao tốc, vừa không tốn chi phí vận chuyển tạp chất vừa nâng cao được chất lượng nền đường. Bởi lẽ: “Cát dùng cho san lấp và đắp đường thông thường từ tàu bơm hút lên công trình thì sẽ loại ra bùn, tạp chất và phải tính đến độ chặt của cát, nên khối lượng đo dưới tàu nếu cát chưa qua tuyển rửa sạch sẽ phải cao hơn khoảng 22% so với đo trên nền đường khi bơm cấp. Thực tế nguồn cát tận thu từ nạo vét luồng thì bụi, bùn sét, tạp chất hữu cơ đa số cao hơn 22%. Bụi bùn sét hữu cơ còn tỷ lệ rất ít trong cát đắp đường sẽ làm tăng độ đặc chắc khi nén lu lèn, khắc phục việc hút ẩm phần cát đắp đường lâu ngày ảnh hưởng đến độ đặc chắc bền vững của nền đường nhằm giúp cho nền đường sử dụng ổn định hàng trăm năm”.
Chức năng của thiết bị tuyển rửa cát sông, cát biển
Báo cáo của ông Dũng giới thiệu khái quát chức năng của thiết bị tuyển rửa cát sông, cát biển do Công ty của ông chế tạo đã được cấp bằng độc quyền sáng chế: “Cát biển dùng nước biển để tuyển rửa loại bỏ Ion Cl- còn < 0,15% để dùng cho san lấp và đắp đường. Cát biển khi sử dụng nước khu vực cửa sông ra biển để tuyển rửa loại bỏ Ion Cl- còn < 0,08% để dùng cho san lấp và đắp đường. Cát biển (dùng nước lợ tuyển rửa tại vùng biển) sau khi tuyển rửa loại bỏ Ion Cl- còn < 0.01% hoặc 0.05% tùy theo yêu cầu kỹ thuật;
Tuyển rửa cát đồi núi, cát sông, cát bẩn, cát biển, cát vùng nước mặn,…thành cát sạch dùng cho bê tông và vữa xây tô đạt tiêu chuẩn TCVN 7570:2006. Đặc biệt cát sạch thành phẩm sau tuyển rửa < 1.5% hoặc < 3% và đạt cấp phối hạt thỏa mãn cho bê tông dự ứng lực cho công trình cầu chất lượng cao.
Cát sạch sau khi tuyển rửa với tỉ lệ bụi, bùn, sét, tạp chất hữu cơ từ dưới 1,5% đến < 3%. Cát mịn vùng cửa sông ra biển modun khoảng + 1.0 dùng cho đắp nền đường cao tốc, nếu loại cát chứa nhiều tạp chất sau khi tuyển rửa loại bỏ bụi bùn sét tạp chất hữu cơ còn từ 3% – 5% .
Thỏa mãn cấp phối thành phần hạt, Ion Cl- trong cát đạt theo tiêu chuẩn dùng cho đắp đường do Bộ GT&VT quy định và tùy theo yêu cầu cát dùng cho bê tông thì Ion Cl- đảm bảo đạt dưới 0.01% cho bê tông dự ứng lực và dưới 0.05% cho bê tông thông thường, đối với cát dùng cho vữa xây tô và đắp đường cao tốc thì bụi bùn sét tạp chất hữu cơ còn từ 3% đến 5%.
Loại trừ muối (Ion Cl-) sẽ không ảnh hưởng đến nguồn nước cho cây trồng, vật nuôi khi cấp cát đến nền đường cao tốc.
Cát đã được tuyển rửa làm tăng modun so với cát gốc và thực hiện được phân loại cấp phối thành phần hạt cát khi có yêu cầu”.
Kết quả trên, qua thí nghiệm cát biển tại Phú Quốc và Thị Vải, trước và sau khi tuyển rửa theo công nghệ của Công ty Cổ phần Cát đá Việt sàng rửa sạch do Trung Tâm Tư Vấn chống ăn mòn và xây dựng – Viện Khoa học công nghệ Xây dựng thực hiện.
SÁU NGHỆ (Theo TC AS&CS số in tháng 3-4/2023)
