Nội dung chính cho bài viết
Ngành xây dựng đang đứng trước nguy cơ về khan hiếm nguồn nguyên vật liệu thiên nhiên nhất là các nguyên liệu cát xây dựng, đá xây dựng. Rất nhiều vật liệu mới đã ra đời nhưng để đưa vào sử dụng thực tế thì đem lại kết quả không nhiều.
Cát nhân tạo trong xây dựng là nguyên vật liệu nằm trong số ít về các nguyên liệu có thể đi vào sử dụng thực tế. Một phần đáp giải quyết được vấn đề khan hiếm của nguồn cát tự nhiên trong trong tương lai.
Cát nhân tạo là vật liệu gì hiện nay?
Cát xây dựng nhân tạo trong xây dựng chính là sản phẩm nhân tạo được sản xuất để thay thế cát tự nhiên. Cát được tạo ra nhờ vào công nghệ va đập mạnh ở tốc độ cao làm đá vỡ vụn. Cát được sản xuất với phương pháp này sẽ luôn có hình hạng tròn ít góc cạnh. Nhờ đó mà cát ít tính ma sát hơn, làm tăng về hoạt tính của bê tông.
Cát có mô đun được kiểm soát rất tốt. Tỉ lệ thành phần có trong cát cũng chuẩn xác hơn cát tự nhiên. Cát có nhiều góc cạnh, ít các hạt có hình dáng dẹt hơn đối với loại cát tự nhiên. Cát nhân tạo cũng được kiểm soát về thành phần tạp chất, chất bẩn và các chất gây hại đối với bê tông như là bùn, đất sét, rác,…
Cát nhân tạo được khuyến khích để sản xuất và sử dụng và đặc tính tốt, giá thành rẻ hơn cát tự nhiên và thân thiện đối với môi trường ngày nay.
Cát nhân tạo trong việc xây dựng hiện nay
Vật liệu xây dựng về cát nhân tạo trong xây dựng ngày nay đang trở nên rất quan trọng khi mà cát tự nhiên đang dần trở nên khó kiếm hơn.
Cát nhân tạo chính là loại cát được nghiền từ những loại đá trong tự nhiên như đá vôi, đá ong, đá granit, cuội sỏi… có modul hạt tương đương với loại cát tự nhiên.
Ở Nhật Bản, cát nhân tạo đã được sử dụng cách đây gần 40 năm, để bảo vệ tài nguyên và thân thiện đối với môi trường. Ngay cả Lào cũng đã xây dựng chủ yếu bằng cát nhân tạo làm từ đá ngày nay.
Mỗi năm, nhu cầu về cát xây dựng ở Việt Nam khoảng 120 triệu mét khối nhưng lượng khai thác chỉ đáp ứng khoảng từ 25%. Riêng loại cát san lấp chỉ mới đáp ứng được chưa đến 2% nhu cầu hàng năm. Việc sử dụng về cát nước ngọt để san lấp rất lãng phí. Đứng trước nguy cơ ngày càng cạn kiệt nguồn cát tự nhiên, việc sử dụng cát nhân tạo thay thế là xu thế tất yếu ngày nay.
Tiềm năng và nhu cầu về sản xuất cát nhân tạo ở Việt Nam vẫn còn rất lớn vì tiêu thụ cát nhân tạo mới chiếm khoảng hơn 2% so với tiêu thụ về cát tự nhiên. Nguyên liệu để làm cát nhân tạo cũng rất dồi dào, quy trình làm cát nhân tạo cũng rất đơn giản, chỉ cần sàng tuyển, rửa, loại bỏ về các tạp chất, sau đó nghiền theo đúng kích thước đạt tiêu chuẩn cỡ hạt, dùng vào các mục đích như là xây, trát, trộn bê tông…
Loại cát nhân tạo hay cũng còn được gọi là loại cát nghiền. Ngày nay, cát nghiền được rất nhiều quốc gia sử dụng để thay thế cho nguyên liệu cát tự nhiên đang hạn hẹp dần. Không những thế, cát này còn được ưa dùng vì tính chất nổi trội của nó.
Hạt cát tròn và đều hơn, mô đun hạt cũng được kiểm soát và điều chỉnh để phù hợp với những yêu cầu cấp phối của các loại bê tông khác nhau như là bê tông xi măng, bê tông asphalt, xi măng mã cao đặc biệt và xi măng đầm lăn,…
Sử dụng loại cát nhân tạo có thể giảm được lượng xi măng cần dùng, tiết kiệm nhựa đường, rút ngắn thêm về khoảng thời gian thi công so với bình thường và kéo dài tuổi thọ công trình.
Sản xuất về loại cát xây dựng nhân tạo ngày nay
Hiện nay, do nhu cầu sử dụng cát trong xây dựng tăng rất cao, trong khi nguồn cung truyền thống (cát tự nhiên) đang ngày càng cạn kiệt nhiều hơn. Vì vậy mà việc sản xuất cát nhân tạo là một “cứu cánh” cho ngành xây dựng. Gần đây thì Chính phủ và Bộ Xây dựng đã quan tâm chỉ đạo các ngành, các địa phương tăng cường quản lý, chống khai thác cát trái phép, đồng thời cũng khuyến khích sản xuất cát nhân tạo thay thế cho cát tự nhiên.
Nguyên liệu để sản xuất
Bất kể loại đá nào cũng có cường độ tốt đều có thể sử dụng là loại cát nhân tạo như đá granite, đá vôi, đá basalt, đá cuộn, sỏi sông, đá mi bụi, đá mi sàng và sỏi đồi,…
So sánh với 2 loại cát tự nhiên và cát nhân tạo là một quá trình đòi hỏi nhiều kỹ thuật thuật và công sức. Để làm được điều này, bắt buộc phải trải qua những thí nghiệm thực tế, so sánh các số liệu, đặc tính mới có thể cho ra được kết quả và chi phí của quá trình cũng rất cao.
>> Xem thêm: cát đá xây dựng <<
So sánh về cát tự nhiên và cát nhân tạo ngày nay
Việc để so sánh hai loại cát nhằm biết được cát nhân tạo có thể được sử dụng để thay thế cho cát tự nhiên trong thực tế hay không. Để thay thế được, sản phẩm bê tông từ cát nhân tạo phải đảm bảo về các điều kiện chất lượng và có thể được đưa vào để sử dụng trong thực tế.
Đây là so sánh về chất lượng bê tông tạo ra từ hai loại cát
- Loại cát sông: xi măng 50kg+ cát 75kg+ Đá xây dựng 20mm 75kg+ đá 12mm 37,5kg+ 19 lít nước= bê tông tạo ra sau 7 ngày đông cứng sẽ có cường độ 441kg/cm2
- Loại cát nhân tạo: xi măng 50kg+ cát 70kg+ đá 20mm 80kg+ đá 12mm 35kg+ 19 lít nước= bê tông tạo ra sau 7 ngày đông cứng sẽ có cường độ 468,14kg/cm2
Kết quả trên cho thấy loại bê tông được tạo ra từ cát nhân tạo có cường độ chịu nén lớn hơn so với loại cát tự nhiên. Cát nhân tạo với thành phần có hàm lượng mịn và sạch hôn sẽ tạo ra loại bê tông có độ kết dính sẽ cao hơn.
Những yêu cầu của loại cát nhân tạo làm bê tông ngày nay
Cát làm bê tông phải đáp ứng được về các yêu cầu kỹ thuật, tiêu chí kỹ thuật của các tổ chức chuyên môn về xây dựng có thẩm quyền. Chỉ số cơ bản của cát nhân tạo chính là đường kính hạt, tiêu chuẩn phổ biến là ASTM C-33 của Mỹ.
Những tiêu chí kỹ thuật cơ bản của loại cát nhân tạo
- Sản phẩm cát nhân tạo được tạo ra cần phải đáp ứng được các tiêu chí kỹ thuật và tiêu chuẩn về ASTM C-33 của Mỹ.
- Hạt cát phải có mô đun đạt đúng tiêu chuẩn, khả năng linh hoạt, có khả năng đảm bảo về chất lượng bê tông sau khi hoàn thiện.
- Đạt các chỉ tiêu về độ mịn và độ tròn cũng như về độ sạch cần thiết.
- Trong cát không có lẫn về các tạp chất như rác, mùn, đất bùn,…, làm ảnh hưởng nhiều đến chất lượng đông kết của bê tông.
Công nghệ về sản xuất cát nhân tạo phổ biến
- Công nghệ VSI nghiền khô để sản xuất loại cát nhân tạo.
- Cát nhân tạo được sản xuất theo dạng công nghệ ướt.
Những câu hỏi thường gặp:
Cát nhân tạo có đắt hay không trên thị trường ngày nay?
Cát nhân tạo so với loại cát tự nhiên giá rẻ hơn rất nhiều vì nguồn nguyên liệu đa dạng và có sẵn.
Loại vật liệu cát nhân tạo dùng trong bê tông có được không?
Cát nhân tạo được tạo ra với tiêu chuẩn và chỉ tiêu rất nghiêm ngặt. Vì với loại cát tự nhiên, cát nhân tạo làm ra ra bê tông có cường độ cao hơn. GIúp cho công trình bền chắc và kéo dài thêm về tuổi thọ.
Đá vôi có thể để làm loại cát nhân tạo không?
Với độ cứng trung bình từ 800 cho đến 1200 mpa, đá vôi đáp ứng được cường độ vật liệu để tạo thành loại cát nhân tạo.
