Tại sao chỉ dùng cát sông khi xây dựng mà không sử dụng cát sa mạc và cát biển?

Cát, thứ mà chúng ta thấy ở khắp mọi nơi, có thể trở thành nguồn tài nguyên chiến lược quan trọng trong tương lai. Hiện nay cát đang đối mặt với tình trạng thiếu hụt và cuộc khủng hoảng cát có thể xảy ra trong tương lai.

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 loại cát mà chúng ta thường nhắc đến thường dùng để chỉ cát sông, và mục đích chính của nó là dùng cho xây dựng. Lượng cát tiêu thụ trên toàn cầu hàng năm là rất lớn, theo báo cáo của Chương trình Môi trường Liên hợp quốc vào tháng 4 năm nay, lượng cát tiêu thụ trên toàn cầu hàng năm lên tới 50 tỷ tấn, mức tiêu thụ chỉ đứng sau nước và là nguồn tài nguyên được con người tiêu thụ nhiều thứ hai. Số tiền này phóng đại đến mức nào, bạn sẽ hiểu bằng một phép tương tự: nếu bạn dùng cát để xây một bức tường rộng 27 mét và cao 27 mét, thì nó có thể bao quanh đường xích đạo.

Cát sông toàn cầu có thể cạn kiệt

Cát sông là cát tự nhiên tồn tại dưới lòng sông. Mặc dù cát sông có những đặc tính tái sinh nhất định trong điều kiện tự nhiên nhưng tốc độ sử dụng cát sông hiện nay của con người nhanh hơn nhiều so với tốc độ tái sinh của nó. Nguồn cát sông cũng ngày càng khan hiếm, giá cả cũng tăng chóng mặt. Do nhu cầu cát sông rất lớn nên nhiều công ty khai thác cát sông đã ra đời, ngoài ra, nếu khai thác cát sông quá mức cũng sẽ gây ra vấn đề môi trường nghiêm trọng. Lòng sông bị hư hại quá mức, thậm chí có thể khiến dòng sông bị đổi dòng, cuốn trôi các đập, gây xói mòn đất, do đó hiện nay các nước đều có sự quản lý chặt chẽ trong việc khai thác cát sông.

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

Cát sông ngày càng thiếu hụt, nhưng suy cho cùng cũng có cát biển và cát sa mạc, nói đến cát sa mạc thì riêng sa mạc Sahara lớn nhất thế giới đã có gần 9 triệu km2, nếu thực sự có thể khai thác được thì có hay không? cần phải lo lắng về việc không có nguồn lực?

Tại sao cát được sử dụng trong xây dựng?

Công dụng lớn nhất của cát là trộn với xi măng, sỏi… để tạo thành bê tông, cát sỏi thực chất đóng vai trò là bộ xương trong bê tông. Khi thêm nước vào xi măng, nước sẽ phản ứng tạo thành canxi silicat hydrat, canxi silicat hydrat tạo ra sẽ bao bọc sỏi và cát, đồng thời cát sỏi đóng vai trò như một bộ xương, giúp bê tông có thể chịu đựng được tốt hơn áp lực. Đây là lý do tại sao cần phải thêm một lượng lớn cát khi đổ xi măng.

Tính độc đáo của cát sông

Sở dĩ cát xây dựng hầu như chỉ có cát sông là vì cát dùng làm bê tông đều có những tiêu chuẩn nhất định. Nói chung, chỉ có cát có đường kính 1,6-4,75 mm mới đáp ứng được yêu cầu xây dựng. Cát có đường kính nhỏ hơn 1 mm không thể được sử dụng trong xây dựng.

Có lẽ nghi ngờ của bạn đã được giải đáp phần nào sau khi xem điều này, cát sông bị dòng nước bào mòn yếu nên kích thước hạt của cát sông có thể được duy trì trong khoảng vài mm. Ngoài ra, hạt cát sông có các cạnh, góc nhọn, Điều này tạo nên sự khác biệt so với xi măng đã đóng rắn có thể liên kết chặt chẽ hơn, đáp ứng hoàn hảo các tiêu chuẩn của cát xây dựng.

Các hạt quá tròn có hại cho sức mạnh

Cát sa mạc và cát biển khó sử dụng hơn

Một đặc điểm rất lớn của cát sa mạc là nó quá mịn. Sự hình thành của cát sa mạc chủ yếu là do phong hóa đá, ma sát thường xảy ra giữa cát và đá, dẫn đến sự tinh luyện liên tục về kích thước hạt và giảm bán kính hạt. Theo số liệu, kích thước hạt trung bình của một số loại cát sa mạc là khoảng 0,2mm. Nếu kích thước hạt quá nhỏ sẽ khó phát huy vai trò khung xương trong bê tông, ngoài ra, những hạt cát có kích thước hạt quá nhỏ sẽ có khả năng hút nước mạnh, điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến quá trình đông đặc của xi măng.

Vấn đề lớn nhất với cát biển là hàm lượng muối hòa tan trong cát biển quá cao, đặc biệt là các ion clorua. Chúng ta biết rằng nước biển chứa rất nhiều muối, sau khi cát biển được tận dụng sẽ tạo thành một lượng lớn nước muối bám trên bề mặt, ion clorua có tính ăn mòn rất mạnh đối với các thanh thép, có thể phá hủy lớp thụ động trên bề mặt các thanh thép bê tông, khiến các thanh thép liên tục bị oxy hóa, ăn mòn sẽ khiến sản phẩm rỉ sét có kích thước lớn hơn và ép chặt vào bê tông, gây hư hỏng nghiêm trọng cho công trình. Vì vậy, nếu sử dụng cát biển thì phải xử lý trước để loại bỏ ion clorua nhưng điều này cũng làm tăng chi phí sử dụng. Và nếu không được xử lý đúng cách sẽ dễ gây ra những nguy hiểm về an toàn. Cát biển không giống cát sông, cát sông đã được nước sạch rửa trôi từ lâu, toàn bộ muối hòa tan có trong cát cũng bị cuốn trôi nên không xảy ra hiện tượng ăn mòn ion.

Cuối cùng

Vấn đề thiếu cát, một mặt hàng tưởng chừng như không dễ thấy, đang dần bộc lộ, ngành xây dựng cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi điều này. Các nhà khoa học không ngừng nỗ lực sử dụng các sản phẩm khác để thay thế một phần cát sông như sỏi, chất thải công nghiệp, chất thải xây dựng... Để giải quyết triệt để cuộc khủng hoảng cát cần có sự nỗ lực hơn nữa của các nhà khoa học trên thế giới.

                                                                                                                                             Nguồn: Internet

GT: T.T.Đ