Cát tự nhiên (cát sông) đang được dùng với hai mục đích chính. Một loại chất lượng cao dùng chế tạo vữa và bêtông, còn gọi là cát cốt liệu xây dựng. Một loại cát tự nhiên chất lượng thấp hơn được dùng đắp nền đường, nền công trình dân dụng. Theo Viện Vật liệu xây dựng, trung bình mỗi năm nhu cầu cát cốt liệu xây dựng trên cả nước khoảng 130 triệu m3, cát san lấp 550 triệu m3.

Vật liệu thay thế cát tự nhiên có công suất lớn nhất hiện nay là cát nhân tạo (cát nghiền) từ các mỏ đá. Lợi thế của cát nghiền là giá thành 200.000-250.000 đồng/m3, trong khi giá cát sông 400.000-500.000 đồng/m3 nên có thể giảm chi phí xây dựng. Tuy nhiên, cát nghiền không khả thi nếu sử dụng san lấp do đơn giá của nhà nước cho cát san lấp khoảng 80.000 đồng/m3.

Cát biển là nguồn vật liệu thay thể triển vọng bởi Việt Nam có 30 vùng biển có thể khai thác với tổng tài nguyên dự báo gần 150 tỷ m3. Tuy nhiên, hiện mới có tiêu chuẩn TCVN 13754:2023 cát nhiễm mặn cho bêtông và vữa, chưa có tiêu chuẩn cát biển làm vật liệu thay thế cát san lấp. Việc thí điểm cát biển đắp nền đường mới ở quy mô nhỏ.

Tận dụng nguồn phế thải công nghiệp

Do cát nghiền đắt, cát biển mới được nghiên cứu sử dụng ở quy mô nhỏ, ông Lê Việt Hùng, Phó giám đốc Trung tâm Xi măng và bêtông (Viện Vật liệu xây dựng), cho rằng có thể thay thế cát san lấp bằng tro xỉ nhiệt điện, xỉ ngành luyện kim như xỉ lò cao, xỉ thép.

Nguồn tro xỉ nhiệt điện có thể sử dụng đắp nền hoặc là nguyên liệu sản xuất xi măng có tiềm năng, bởi hàng năm các nhà máy nhiệt điện thải khoảng 16 triệu tấn. Hiện cả nước còn khoảng 48 triệu tấn tro xỉ tồn đọng tại các bãi, cần được tái chế để giảm ô nhiễm môi trường và thay thế cát tự nhiên ở các dự án giao thông.

Nguồn xỉ lò cao tại nhà máy thép ước tính mỗi năm 4,6 triệu tấn, xỉ thép 3,9 triệu tấn cũng là vật liệu thay thế. Không chỉ sử dụng đắp nền, san lấp, đây còn là cốt liệu cho bêtông. Lợi thế của vật liệu này là giá rẻ, tương đương giá cát san lấp, tuy nhiên nhà máy thép tập trung ở miền Bắc, Trung; miền Nam nơi dự án cao tốc Bắc Nam đang thiếu cát, chỉ có một số nhà máy thép tại Bà Rịa - Vũng Tàu.

Theo ông Hùng, thạch cao phốt pho từ các nhà máy sản xuất phân bón DAP có thể làm phụ gia cho xi măng hoặc vật liệu san lấp. Công suất mỗi nhà máy gần 2 triệu tấn mỗi năm. Đuôi quặng ngành chế biến mỏ, đất đá thải than từ các mỏ than ở Quảng Ninh có thể làm vật liệu san nền tiềm năng. Hàng năm các mỏ than đổ ra bãi thải khoảng 150 triệu m3 đất đá, chiếm dụng hàng nghìn hecta đất. Tại một số công trình ven biển, Quảng Ninh đã sử dụng thải than để san nền.

Bùn thải nạo vét tại sông cũng có thể là nguồn vật liệu đắp nền, vừa góp phần bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, bùn thải có độ ẩm cao, chứa đất sét và các tạp chất hữu cơ nên phải qua xử lý như giảm ẩm, phối trộn với các vật liệu khác như cát, đá nếu sử dụng làm vật liệu đắp nền.

Một nguồn khác là phế thải từ các công trình xây dựng như gạch ngói, bêtông qua xử lý, nghiền cũng có thể đắp nền, hoặc là làm cốt liệu bêtông phục vụ các công trình xây dựng. Tuy nhiên, hiện nay chưa nhiều tỉnh thành có dây chuyền sản xuất tái chế phế thải xây dựng.

Kinh nghiệm dùng vật liệu thay thế cát tự nhiên của Ấn Độ

Theo các chuyên gia, Việt Nam có thể tham khảo cách Ấn Độ đối mặt với bài toán thiếu hụt cát xây dựng và tình trạng tội phạm leo thang khi tranh giành địa bàn khai thác cát trái phép. Nước này đẩy mạnh nhiều loại vật liệu thay thế như cát nhân tạo, cát tái chế từ phế liệu xây dựng, tro xỉ.

Tro xỉ được tạo ra từ hoạt động của nhà máy điện than, chủ yếu gồm khoáng chất, đất sét, thạch anh và các tạp chất khác có trong than. Về tính chất, tro xỉ thô và nặng hơn tro bay nên có thể được dùng thay thế một phần chất liệu cát trong sản xuất bêtông, sử dụng làm vật liệu đắp nền đường, cải tạo đất trồng trọt.

Theo cơ quan môi trường Ấn Độ, việc sử dụng tro xỉ không những giảm thiểu phụ thuộc vào cát sông mà còn giúp giảm lượng chất thải được đưa đến các bãi chôn lấp, tránh tác động xấu đến môi trường. Các cơ quan chuyên môn cũng khuyến cáo tro xỉ phải đáp ứng tiêu chuẩn quy định về an toàn, môi trường và vật liệu trước khi sử dụng trong các dự án xây dựng.

Ngoài ra, Ấn Độ cũng khuyến khích các nhà máy tái chế chất thải xây dựng để thay thế cát tự nhiên. Bêtông từ công trình bị phá dỡ có thể được nghiền theo kích thước phù hợp để làm xi măng. Cách tái chế tương tự cũng được áp dụng với thủy tinh, nhựa, gạch, ngói, đồ gốm, sứ. Tuy nhiên, việc ứng dụng các loại vật liệu này chưa phổ biến do khó đảm bảo quy chuẩn xây dựng và san lấp.

Làm gì để thúc đẩy sản xuất vật liệu thay thế cát tự nhiên?

Theo ông Lê Việt Hùng, khó khăn hiện nay là tiêu chuẩn kỹ thuật chưa đầy đủ đối với vật liệu thay thế cát tự nhiên nên chưa đủ căn cứ pháp lý khi sử dụng. Cơ quan nhà nước mới ban hành tiêu chuẩn san lấp cho các vật liệu như tro xỉ nhiệt điện, phế thải xây dựng. Bộ Xây dựng mới hướng dẫn sử dụng thạch cao phốt pho từ nhà máy phân đạm DAP chứ chưa có tiêu chuẩn. Các loại vật liệu thay thế như đuôi quặng, bùn sông, cát biển, đất đá thải than... chưa có tiêu chuẩn.

Ông Lê Trung Thành, Vụ trưởng Vật liệu Xây dựng (Bộ Xây dựng), cũng cho rằng các tiêu chuẩn, định mức kinh tế kỹ thuật sản xuất và sử dụng cát nghiền đã được ban hành, nhưng còn chưa được đầy đủ đối với tất cả loại vật liệu thay thế. Cơ chế khuyến khích đối với cơ sở sản xuất và tổ chức, cá nhân tiêu thụ sản phẩm thay thế cát tự nhiên chưa cụ thể.

Vì vậy, trong thời gian tới các bộ ngành cần tiếp tục hoàn thiện thể chế, chính sách ưu đãi thuế, các quy định pháp luật trong việc thúc đẩy người dân, doanh nghiệp sản xuất và tiêu thụ vật liệu thay thế cát tự nhiên. Các cơ quan chuyên môn tăng cường nghiên cứu ứng dụng rộng rãi công nghệ sản xuất cát nhân tạo, vật liệu thay thế cát để nâng cao chất lượng, hạ giá thành sản phẩm.

TS Thái Duy Sâm, Phó chủ tịch Hội Vật liệu xây dựng Việt Nam, đề xuất nhà nước có cơ chế ưu đãi về thuế, hỗ trợ lãi suất để giúp doanh nghiệp đầu tư thiết bị tái chế vật liệu như tro xỉ, phế thải xây dựng, để vật liệu này có giá thành thấp mới cạnh tranh được cát tự nhiên. Vì sử dụng vật liệu thay thế cát tự nhiên vừa đáp ứng nhu cầu vật liệu xây dựng trong tương lai, vừa bảo vệ môi trường. Nhà nước cũng cần quy định doanh nghiệp phát thải phải tự tái chế, hoặc có trách nhiệm liên kết với doanh nghiệp khác tái chế.

Việc sử dụng vật liệu tái chế đã được đề cập trong Chiến lược phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam thời kỳ 2021-2030, định hướng đến năm 2050. Theo đó, Chính phủ yêu cầu các ngành đẩy mạnh nghiên cứu phát triển các loại vật liệu mới, công nghệ mới, sử dụng phế thải làm nguyên liệu thay thế; nghiên cứu công nghệ khai thác mỏ tiên tiến, an toàn, giảm thiểu các yếu tố ảnh hưởng đến cảnh quan, môi trường.

Đoàn Loan - Sơn Hà