Trong hầu hết các công trình xây dựng, cát là nguồn tài nguyên được sử dụng nhiều thứ hai trên thế giới, chỉ sau nước. Trong vòng 20 năm qua, lượng tiêu thụ cát và sỏi đã tăng gấp ba lần trên toàn cầu. Theo thống kê của Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP), mỗi năm thế giới sử dụng khoảng 50 tỷ tấn cát, đủ để xây một bức tường cao và rộng 27m bao quanh Trái đất.

Hệ thống tuyển rửa cát

Cát sa mạc và cát biển tuy nhiều, nhưng hiếm khi được sử dụng do đặc tính của chúng không phù hợp làm vật liệu xây dựng. Nếu dùng cát biển để trộn bê tông cốt thép, tỉ lệ ion clorua trong cát biển cao, sẽ làm tăng nguy cơ ăn mòn thép. Cát biển chứa muối nên chúng có thể hút thêm nước vào cấu trúc lỗ rỗng của bê tông, ảnh hưởng đến độ bền của bê tông.

Để khử bớt các thành phần không cần thiết như muối hay ion clorua trong cát biển, nhóm nghiên cứu của Công ty Cát Đá Việt Sàng Rửa Sạch do ông Võ Tấn Dũng dẫn đầu, đã chế tạo thành công hệ thống sàng rửa và phân loại cát nhiễm mặn. Hệ thống này có khả năng tách các tạp chất lẫn trong hỗn hợp cát, tạo ra cát sạch thành phẩm đáp ứng yêu cầu và giảm đáng kể giá thành, đồng thời có thể phân loại các cỡ hạt cát theo nhiều giai đoạn khác nhau.

Trên thị trường hiện nay có nhiều thiết bị sàng cát để loại bỏ tạp chất. Tuy nhiên, hầu hết các loại máy này chỉ sàng khô, loại bỏ tạp chất có kích cỡ lớn hơn 3mm, chứ không tách được cát mịn, bụi, phèn và bùn, sét. Một số thiết bị sàng rửa bằng nước lại theo cơ chế sàng ngang hoặc tới lui, đầu vào không sử dụng thiết bị bơm hút cát nên không tận dụng được khả năng làm sạch cát bằng cách va đập cát lẫn nước trong quá trình bơm hút, vì vậy nhiều tạp chất vẫn còn lẫn trong cát.

Thiết bị sàng rửa cát do nhóm tác giả chế tạo, có cơ chế hoạt động khá đơn giản: Khi cát nhiễm mặn được bơm vào hệ thống cùng với nước ngọt, áp lực đẩy hỗn hợp va đập vào thành ống bơm, làm tách rời kết cấu tạm thời của hạt cát và tạp chất, tạo thuận lợi loại muối ion clorua khỏi hạt cát. Tiếp theo, cát sẽ đi qua lưới sàng để loại bỏ các tạp chất rắn. Tùy theo độ mặn và bẩn của cát, nước ngọt sẽ tiếp tục được bơm vào, tiếp tục chà xát, va đập để loại bỏ muối ra khỏi cát nhờ áp lực nước. Cuối cùng, các cảm biến mức cát trên các đường ống đầu ra sẽ phân loại cát theo kích cỡ khác nhau, phù hợp theo mục đích sử dụng. Mỗi giờ hệ thống này có thể xử lý từ 150 – 300m3 cát.

Việc ứng dụng thiết bị sàng rửa chắc chắn sẽ tốn thêm kinh phí đầu tư, nhưng lại mang đến lợi ích nhiều hơn về tổng thể. Dựa trên những đánh giá chi phí, tất cả các bên, bao gồm cả chủ khai thác mỏ lẫn nhà xây dựng đều có lợi khi sử dụng giải pháp tuyển rửa cát. Việc sử dụng cát sạch đã qua sàng rửa cũng giúp tăng cường độ chịu lực của bê tông từ 10 - 17% so với sử dụng cát chưa qua sàng rửa, tiết kiệm được 43kg xi măng cho mỗi khối bê tông mác 250.

Ngoài việc tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng cát xây dựng, hệ thống này còn đặc biệt ý nghĩa với những nơi thiếu cát xây dựng như các vùng hải đảo. Kết quả thử nghiệm mẫu cát nhiễm mặn Phú Quốc sau khi lọc rửa bằng công nghệ này cho thấy hàm lượng bùn sét trong cát giảm từ 1,5% xuống còn 0,2%, đạt yêu cầu kỹ thuật sử dụng cho các loại bê tông và vữa (TCVN 7570:2006), hàm lượng ion clorua giảm xuống đến mức đạt yêu cầu cho chế tạo các loại bê tông và vữa.

N.P.D (tổng hợp)