Việc khan hiếm cát tự nhiên (đặc biệt là cát sông dùng cho xây dựng) đang trở thành vấn đề lớn trên toàn cầu. Trong bối cảnh đó, nhiều quốc gia trên thế giới đã tìm giải pháp thay thế cát tự nhiên bằng cát nghiền nhân tạo (manufactured sand – M-sand) trong xây dựng.
Trước tình trạng khan hiếm cát tự nhiên, nhiều quốc gia đã chuyển sang sử dụng cát nghiền nhân tạo (Manufactured Sand – M-sand) để phục vụ xây dựng.
Trong nhiều thập kỷ qua, cát tự nhiên đã trở thành một trong những vật liệu cơ bản nhất của ngành xây dựng hiện đại. Cát là thành phần không thể thiếu trong sản xuất bê tông, vữa xây, vữa trát và nhiều loại vật liệu xây dựng khác. Tuy nhiên, sự bùng nổ đô thị hóa và phát triển hạ tầng đã khiến nhu cầu cát tăng mạnh trên toàn thế giới. Nhiều quốc gia đang đối mặt với tình trạng thiếu hụt cát tự nhiên nghiêm trọng do tình trạng khai thác quá mức từ sông và ven biển; Tác động môi trường lớn (sạt lở bờ sông, mất hệ sinh thái) và nhu cầu xây dựng tăng nhanh do đô thị hóa.
Theo báo cáo của Chương trình Môi trường Liên Hợp quốc (United Nations Environment Programme), cát và sỏi là tài nguyên khai thác nhiều thứ hai trên thế giới sau nước, với hơn 50 tỷ tấn mỗi năm. Tuy nhiên tình trạng khai thác cát quy mô lớn từ sông, hồ và ven biển đã dẫn đến ngày càng cạn kiệt.
Nhiều khu vực như Đông Nam Á, Nam Á và Châu Phi thậm chí đã xuất hiện tình trạng gọi là “khủng hoảng cát” (sand crisis), buộc các quốc gia phải tìm kiếm nguồn vật liệu thay thế bền vững hơn. Các nước như Trung Quốc, Ấn Độ, nhiều quốc gia châu Âu, Singapore và Việt Nam đang chuyển dần sang cát nghiền nhân tạo.
Ở Việt Nam, địa phương có quy mô sản xuất và khai thác cát nhân tạo lớn nhất hiện nay thường được nhắc đến là tỉnh Thanh Hóa. Theo Sở Xây dựng tỉnh, Thanh Hóa có khoảng 24 đơn vị khai thác đá đã đầu tư dây chuyền sản xuất cát nhân tạo. Tổng công suất thiết kế khoảng 2,13 triệu m³ cát nhân tạo mỗi năm. Ngoài ra còn có các dự án đang đầu tư thêm dây chuyền mới khoảng 0,18 triệu m³/năm.
Ngoài Thanh Hóa, nhiều tỉnh có sản xuất nhưng quy mô nhỏ hơn như Quảng Ninh tận dụng đất đá thải mỏ than để nghiền thành cát nhân tạo phục vụ xây dựng. Quảng Nam có dự án trạm nghiền cát nhân tạo công suất khoảng 120–180 tấn/giờ tại mỏ đá Đại Lộc. Hay Thái Nguyên, Sơn La có một số doanh nghiệp sản xuất cát nghiền từ đá và sỏi nhưng sản lượng chỉ vài chục nghìn m³ mỗi năm.
Cát nhân tạo (Manufactured Sand – M-Sand) là loại cát được tạo ra bằng cách nghiền cơ học đá tự nhiên hoặc đá thải từ khai thác mỏ, sau đó sàng lọc để đạt kích thước hạt tương đương cát tự nhiên. Nguồn nguyên liệu phổ biến đá granite; Đá basalt; Đá vôi; Đá thải từ mỏ đá hoặc mỏ kim loại, v.v…
Nhiều nghiên cứu cho thấy cát nhân tạo có thể thay thế 50–100% cát tự nhiên trong bê tông thông thường mà không làm giảm chất lượng. Nếu kiểm soát tốt phân bố kích thước hạt và hàm lượng bột đá, cát nhân tạo vẫn phù hợp cho bê tông cường độ cao; bê tông tự lèn; bê tông đúc sẵn, vữa xây gạch; vữa trát tường; vật liệu hoàn thiện, v.v…
Cát nhân tạo từ đá thải hoàn toàn có khả năng thay thế cát tự nhiên trong nhiều ứng dụng xây dựng. Không chỉ giải quyết vấn đề thiếu hụt cát, giải pháp cát nhân tạo còn góp phần tái sử dụng chất thải khai khoáng và bảo vệ môi trường.
Buildata
