Nghiên cứu sử dụng vật liệu thay thế cát tự nhiên cho xây dựng trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa

(THO) - Thanh Hóa là một trong các tỉnh có nguồn khoáng sản cát, sỏi tự nhiên chất lượng tốt. Cát ở Thanh Hóa tập trung chủ yếu ở một số tuyến sông chính như sông Mã, sông Chu, ngoài ra nguồn cát còn được phát hiện ở một số con sông khác như sông Luồng, sông Lò, sông Âm, sông Lạch Trường...

Dây chuyền sản xuất cát nghiền từ đá của Công ty TNHH Phú Sơn, xã Nga An (Nga Sơn). Ảnh: MT

Đến nay, toàn tỉnh còn khoảng trên 100 mỏ cát, sỏi với tổng trữ lượng dự báo còn khoảng 13 triệu m3. Tỉnh Thanh Hóa đã cấp phép khai thác cho 33 khu vực mỏ với tổng diện tích mỏ khoảng 279,05ha, công suất khai thác khoảng gần 666.500 m3/năm; trữ lượng khu vực được cấp phép khoảng 7,85 triệu m3, trong đó trữ lượng đã khai thác khoảng 3,12 triệu m3, trữ lượng còn lại vào khoảng 4,73 triệu m3. UBND tỉnh cũng đã chấp thuận chủ trương lập hồ sơ cấp phép khai thác 18 khu vực mỏ cát. Các khu vực được cấp giấy phép và chấp thuận chủ trương khai thác phân bố chủ yếu dọc các tuyến sông Mã và sông Chu, một phần nhỏ trên các tuyến sông Âm, sông Bưởi thuộc địa bàn các huyện Yên Định, Thọ Xuân, Ngọc Lặc, Thiệu Hóa, Cẩm Thủy, Thường Xuân...; Để phục vụ nhu cầu tập kết cát từ các khu vực khai thác mỏ hoặc trung chuyển phục vụ các khu vực tiêu thụ lớn, UBND tỉnh đã cho thuê đất hoặc chấp thuận địa điểm tập kết kinh doanh cát 58 bãi tập kết (còn hiệu lực) với tổng diện tích khoảng 48,066 ha.

Qua số liệu thống kê và điều tra cho thấy, nguồn cát ở các sông của tỉnh Thanh Hóa có chất lượng tốt, cơ bản đã đáp ứng được nhu cầu xây dựng tại địa phương, tuy nhiên lực lượng khai thác cát xây dựng trên địa bàn tỉnh chủ yếu là các cơ sở có quy mô nhỏ, thủ công, phân tán, tình trạng khai thác không phép hoặc sai phép còn diễn ra ở hầu hết các địa phương có nguồn cát.

Trong khi đó, tình hình đầu tư xây dựng công trình trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa ngày một tăng cao, khoảng 12-13%/năm; nhu cầu sử dụng cát xây dựng rất lớn; hàng năm tiêu thụ từ 3 triệu m3 cát xây dựng trở lên; trong khi đó, khoáng sản cát tự nhiên là nguồn tài nguyên không tái tạo; nếu khai thác nhiều, sử dụng không hợp lý sẽ không chỉ gây ra những ảnh hưởng xấu tới môi trường như: Sạt lở bờ sông, thay đổi dòng chảy, ảnh hưởng đến an toàn hành lang đê điều của tỉnh. Ngoài ra, khả năng bồi lắng trữ lượng hàng năm thấp khi các dự án thủy điện đầu nguồn đi vào hoạt động, dẫn đến nguồn nguyên liệu này ngày một khan hiếm.

Để sử dụng tiết kiệm, hiệu quả nguồn vật liệu cát, sỏi tự nhiên, phục vụ xây dựng các công trình trên địa bàn tỉnh, Sở Xây dựng đã tham mưu cho Chủ tịch UBND tỉnh ban hành Chỉ thị số 18/CT-UBND ngày 25-10-2017 về tăng cường công tác quản lý, sử dụng tiết kiệm, hiệu quả cát, sỏi trong thi công các công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa; trong đó quy định: Các chủ đầu tư công trình xây dựng; các nhà thầu xây dựng; các đơn vị khai thác cát, sỏi, chế biến cát làm vật liệu xây dựng trên địa bàn tỉnh nêu cao ý thức trách nhiệm trong việc khai thác hợp lý, sử dụng tránh lãng phí, cụ thể là: Cát, sỏi tự nhiên được khai thác tại các mỏ trên địa bàn tỉnh chỉ sử dụng vào mục đích cho sản xuất bê tông, xây thô, trát. Không sử dụng cát, sỏi tự nhiên để san lấp mặt bằng công trình, đắp đường giao thông (trừ cát nhiễm mặn). Các công trình xây dựng chỉ sử dụng cát có nguồn gốc hợp pháp, được công bố hợp quy chất lượng. Các đơn vị khai thác cát không cung cấp cát cho mục đích san lấp công trình. Ngoài ra, khuyến khích sử dụng cát nghiền từ đá để sản xuất bê tông và vữa (nếu đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật, quy chuẩn kỹ thuật); khuyến khích sử dụng phế thải tro, xỉ từ các dự án sản xuất công nghiệp để san lấp mặt bằng (nếu đảm bảo chất lượng, kỹ thuật phù hợp quy định pháp luật).

Theo Quy hoạch thăm dò, khai thác khoáng sản đá làm vật liệu xây dựng (VLXD) thông thường tỉnh Thanh Hóa đến năm 2020, định hướng đến năm 2030, được Chủ tịch UBND tỉnh phê duyệt, toàn tỉnh có 168 điểm mỏ đá trên địa bàn 23 huyện, thị xã, thành phố, với trữ lượng khoảng 600 triệu m3 (trong đó trữ lượng khoáng sản dự trữ khoảng 216 triệu m3), đáp ứng đủ nhu cầu sản xuất nghiền thay thế cát, sỏi tự nhiên.

Ngoài ra, UBND tỉnh Thanh Hóa đã phê duyệt Quy hoạch phát triển VLXD tỉnh Thanh Hóa đến năm 2025, định hướng đến năm 2035; trong đó định hướng phát triển sản xuất cát nghiền tại các khu vực có quy hoạch mỏ đá làm VLXD thông thường, với công suất một cơ sở được đầu tư mới không dưới 50.000 m3/năm với khu vực miền xuôi và không dưới 30.000 m3/năm với khu vực miền núi; đến năm 2020 dự kiến sản xuất khoảng 1,9 triệu m3/năm trở lên; giai đoạn 2021-2025, tổng công suất các cơ sở mới đạt 600 nghìn m3/năm trở lên.

Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng vật liệu sản xuất cát nghiền (từ khoáng sản đá làm VLXD) để thay thế một phần việc sử dụng cát, sỏi tự nhiên phục vụ thi công các công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh là cần thiết.

Để tìm nguồn nguyên liệu thay thế cát sỏi tự nhiên cho công trình xây dựng, Sở Xây dựng đã báo cáo UBND tỉnh cho thực hiện đề tài nghiên cứu sản xuất cát nghiền từ đá.

Trên cơ sở đó, UBND tỉnh đã ban hành Quyết định số 1555 ngày 27-4-2018 về phê duyệt danh mục và cấp kinh phí thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp tỉnh đợt III; trong đó giao Sở Xây dựng thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sử dụng vật liệu thay thế cát tự nhiên cho xây dựng trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa”.

Từ tháng 5-2018 đến tháng 11-2018, Sở Xây dựng đã tiến hành khảo sát, lựa chọn công nghệ sản xuất, lựa chọn 48 vùng nguyên liệu đá vôi trên địa bàn 23 huyện, thị, thành phố đại diện cho 168 mỏ đá vôi được quy hoạch, để thực hiện nghiên cứu đề tài, với khối lượng khoảng gần 2.000 m3 đá vôi để xay nghiền được trên 1,3 nghìn m3 cát nghiền.

Sở phối hợp với Công ty TNHH Phú Sơn, xã Nga An, huyện Nga Sơn để thực hiện đề tài. Đây là đơn vị được giao khai thác mỏ đá xây dựng tại xã Nga An, huyện Nga Sơn. Trước đây, cũng như nhiều doanh nghiệp khai thác đá khác, trong quá trình khai thác, một lượng lớn đá vụn thải ra bị bỏ đi, vừa lãng phí tài nguyên, vừa gây ô nhiễm môi trường. Cuối năm 2017, công ty đã đầu tư dây chuyền sản xuất cát nghiền từ đá. Các loại đá 0,5 và đá 1-2 sau khi sàng lọc, phân loại sẽ được đưa vào máy nghiền có hệ thống phun nước rửa sạch để nghiền thành cát nhân tạo.

Kết quả nghiên cứu cho thấy cả 48 mỏ đá vôi trên đều đạt chất lượng sản xuất cát nghiền, đảm bảo các chỉ tiêu thành phần hạt, chỉ tiêu cơ lý - hóa theo quy định của Tiêu chuẩn kỹ thuật TCVN 9205:2012; sản phẩm cát nghiền đạt yêu cầu cho sản xuất bê tông, vữa xây trát cho công trình xây dựng.

Theo thiết kế, dây chuyền sản xuất của Công ty TNHH Phú Sơn có công suất 150 tấn/giờ, mỗi năm đưa ra thị trường khoảng trên 100 nghìn m3 cát nghiền, sản phẩm đã được công bố hợp quy để làm bê tông, vữa xây dựng và là nguyên liệu để sản xuất một số sản phẩm khác, được khách hàng tin dùng.

Hiện nay, trên địa bàn tỉnh đã có 2 dây chuyền sản xuất cát nghiền công suất 150 tấn/giờ của Công ty TNHH Phú Sơn, huyện Nga Sơn và Công ty TNHH xây dựng, thương mại Hà Liên, huyện Nông Cống. Ngoài ra còn một số dây chuyền sản xuất nhỏ lẻ. Theo quy hoạch phát triển VLXD đến năm 2025, định hướng đến năm 2035, giai đoạn 2017 - 2020, tỉnh Thanh Hóa sẽ phát triển cát nghiền từ đá tại các khu vực có sẵn nguồn nguyên liệu để cung cấp cho thị trường, với tổng công suất dự kiến 1,9 triệu m3/ năm.

Cát nghiền có ưu điểm là loại bỏ được tạp chất, hạt đều, có khả năng thay thế được cát tự nhiên trong một số lĩnh vực, đặc biệt là trộn bê tông và sản xuất gạch không nung, giá thành lại thấp hơn cát tự nhiên từ 10 - 20 nghìn đồng/m3.

Ngoài việc nghiên cứu sản xuất ra loại VLXD mới thay thế cát tự nhiên, thì việc nghiên cứu và khẳng định mẫu đá ở 48 mỏ đá được cấp phép khai thác trên địa bàn tỉnh có thể dùng để sản xuất ra loại vật liệu này cũng đã mở ra cơ hội để các doanh nghiệp có thể đầu tư dây chuyền sản xuất cát nghiền đáp ứng được yêu cầu về chất lượng theo tiêu chuẩn cho phép.

Như vậy, trong bối cảnh trữ lượng cát tự nhiên ngày càng cạn kiệt và việc khai thác cát đang gây tác động tiêu cực đến hệ thống sông, cửa biển, thì việc nghiên cứu sản xuất và đưa vào sử dụng cát nhân tạo từ đá nghiền làm VLXD được kỳ vọng là giải pháp mang lại giá trị kép, với lợi ích về kinh tế và bảo vệ môi trường.