Tại sao cát sa mạc và cát biển nhiều vô tận nhưng người ta không dùng để xây dựng mà chỉ dùng cát sông?

12 giờ trướcBài gốc

Vì sao cát sẽ trở thành mặt hàng khan hiếm?

Trên thực tế, có rất nhiều loại cát, bao gồm cát sông, cát biển và cát sa mạc, nhưng khi nói đến cát trong xây dựng, chúng ta thường chỉ đề cập đến cát sông. Cát sông được sử dụng chủ yếu trong ngành xây dựng, và lượng tiêu thụ cát trên toàn cầu mỗi năm là rất lớn. Theo báo cáo của Chương trình Môi trường Liên hợp quốc vào tháng 4/2023, lượng cát tiêu thụ hàng năm đạt tới 50 tỷ tấn, chỉ đứng sau nước về mức độ tiêu thụ, và là nguồn tài nguyên được con người tiêu thụ nhiều thứ hai. Nếu bạn muốn hình dung sự khổng lồ của con số này, chỉ cần tưởng tượng việc dùng cát để xây dựng một bức tường dài 27 mét và cao 27 mét, đủ để bao quanh toàn bộ đường xích đạo.

Cát sông toàn cầu có thể cạn kiệt

Ảnh minh họa.

Cát sông là loại cát tự nhiên, tồn tại dưới lòng sông. Mặc dù cát sông có khả năng tái sinh trong điều kiện tự nhiên, nhưng tốc độ khai thác hiện nay nhanh hơn rất nhiều so với khả năng tái tạo của nó. Nguồn cát sông đang ngày càng trở nên khan hiếm, và giá cả liên tục tăng vọt. Do nhu cầu cát sông ngày càng tăng cao, nhiều công ty khai thác cát sông đã được thành lập, tuy nhiên việc khai thác quá mức có thể dẫn đến các vấn đề môi trường nghiêm trọng. Việc khai thác cát quá mức có thể làm hỏng lòng sông, gây đổi dòng, cuốn trôi các đập, làm xói mòn đất. Chính vì vậy, các quốc gia hiện nay đều có các biện pháp quản lý chặt chẽ đối với việc khai thác cát sông.

Tại sao phải dùng cát sông xây dựng mà không phải cát biển hay cát sa mạc?

Dù cát sông đang ngày càng thiếu hụt, nhưng một câu hỏi lớn được đặt ra là tại sao không khai thác cát từ biển hoặc sa mạc, đặc biệt khi sa mạc Sahara, vùng sa mạc lớn nhất thế giới, có diện tích gần 9 triệu km2. Liệu nếu khai thác được cát từ sa mạc, chúng ta có thể không phải lo ngại về vấn đề thiếu hụt nguồn lực?

Tại sao cát được sử dụng trong xây dựng?

Công dụng lớn nhất của cát trong xây dựng là để trộn với xi măng, sỏi để tạo ra bê tông. Cát và sỏi thực chất đóng vai trò là bộ xương cho bê tông. Khi thêm nước vào hỗn hợp xi măng, nước phản ứng tạo thành canxi silicat hydrat. Chất này bao bọc xung quanh sỏi và cát, giúp bê tông chịu lực tốt hơn. Đây là lý do tại sao một lượng lớn cát cần được thêm vào khi đổ xi măng.

Tính độc đáo của cát sông

Lý do chính khiến cát sông trở thành nguyên liệu xây dựng chủ yếu là vì cát dùng để sản xuất bê tông phải đáp ứng các tiêu chuẩn nhất định. Chỉ những hạt cát có đường kính từ 1,6-4,75 mm mới đáp ứng yêu cầu này, trong khi cát có kích thước nhỏ hơn 1 mm sẽ không thể sử dụng trong xây dựng. Cát sông, với kích thước hạt thường dao động trong khoảng vài mm, có độ bào mòn nhẹ từ dòng nước, giữ được các cạnh sắc nhọn, giúp kết nối chặt chẽ với xi măng đã đông cứng, từ đó giúp bê tông có độ kết dính tuyệt vời và độ bền cao.

Cát sa mạc và cát biển khó sử dụng hơn

Một điểm lớn khiến cát sa mạc khó sử dụng trong xây dựng là do kích thước hạt quá mịn. Cát sa mạc chủ yếu được hình thành do sự phong hóa của đá, với ma sát mạnh giữa cát và đá, dẫn đến hạt cát mịn hơn và có bán kính nhỏ. Theo nghiên cứu, kích thước trung bình của hạt cát sa mạc là khoảng 0,2mm. Hạt cát quá nhỏ không thể phát huy vai trò như một bộ khung xương trong bê tông, ngoài ra chúng còn có khả năng hút nước mạnh, gây ảnh hưởng đến quá trình đông cứng của xi măng.

Cát biển có vấn đề lớn hơn, đó là hàm lượng muối hòa tan trong cát biển, đặc biệt là ion clorua. Sau khi cát biển được khai thác, lượng muối hòa tan, đặc biệt là ion clorua, sẽ bám vào bề mặt cát, tạo ra khả năng ăn mòn rất mạnh đối với các thanh thép trong bê tông. Điều này khiến lớp thụ động trên bề mặt thanh thép bị phá hủy, làm tăng quá trình oxy hóa, và gây ăn mòn thanh thép, dẫn đến rỉ sét. Vì vậy, nếu sử dụng cát biển, cần phải xử lý để loại bỏ ion clorua, nhưng điều này lại làm tăng chi phí sản xuất, và nếu không được xử lý đúng cách, có thể gây nguy hiểm cho công trình.

Vấn đề thiếu cát, dù có vẻ như không dễ nhận thấy, đang ngày càng trở nên rõ rệt và ảnh hưởng đến ngành xây dựng. Các nhà khoa học đang nỗ lực tìm kiếm các giải pháp thay thế cát sông, như sử dụng sỏi, chất thải công nghiệp, chất thải xây dựng, v.v. Tuy nhiên, để giải quyết triệt để cuộc khủng hoảng về cát, vẫn cần có thêm sự nỗ lực và nghiên cứu từ các nhà khoa học trên toàn thế giới.

Thanh Lam (t/h)

Nguồn Doanh Nghiệp : https://doanhnghiepvn.vn/kham-pha/tai-sao-cat-sa-mac-va-cat-bien-nhieu-vo-tan-nhung-nguoi-ta-khong-dung-de-xay-dung-ma-chi-dung-cat-song/20250405011031113