Vì sao xây nhà dùng cát sông mà không dùng cát biển chưa rửa mặn

Cát là những hạt đá vụn cỡ từ khoảng 0,06 mm tới 2 mm, phần lớn là thạch anh. Cát sông và cát biển trông giống nhau, nhưng cát biển chứa muối, hạt tròn và mịn đều hơn, lẫn nhiều vụn vỏ sò. Muối trong cát biển chưa xử lý làm cốt thép trong bê tông gỉ nhanh, nên từ lâu thợ xây quen dùng cát sông; cát biển chỉ được dùng khi đã rửa mặn và đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.

Cát là gì: định nghĩa theo cỡ hạt, không theo chất

Với nhà địa chất, "cát" là tên gọi theo kích thước. Hạt nhỏ hơn khoảng 0,06 mm là bột, bùn, sét; hạt lớn hơn 2 mm là sỏi, cuội. Ở giữa là cát. Vì vậy cát có thể làm từ bất cứ thứ gì: đá vụn, vỏ sò, san hô, thậm chí tro núi lửa.

Nhưng phần lớn cát trên đất liền là thạch anh. Lý do: thạch anh cứng (độ cứng 7) và gần như không tan trong nước, không bị gỉ. Khi một khối granite bị mưa nắng phá vỡ suốt hàng triệu năm, fenspat và mica biến dần thành đất sét, còn hạt thạch anh sống sót, lăn theo dòng sông ra biển. Một hạt cát trên tay bạn có thể đã đi một quãng đường rất dài như thế.

Hạt cát kể chuyện nó đã đi bao xa

Soi cát dưới kính lúp, bạn đọc được lý lịch của nó.

• Hạt sắc cạnh, nhiều màu: mới vỡ ra từ đá gốc, chưa đi xa. Cát ở suối miền núi hay như vậy.
• Hạt hơi tròn, cỡ không đều: đã lăn trong sông một quãng. Cát sông thường thế này, lẫn cả hạt to hạt nhỏ.
• Hạt tròn, mịn, cỡ rất đều: bị sóng đánh qua lại hàng nghìn năm, hạt to bị bỏ lại, hạt nhỏ bị cuốn đi, phần còn lại được "chọn lọc" thành một cỡ. Đó là cát biển.
• Hạt tròn như bi, mờ như kính nhám: bị gió thổi va vào nhau trên sa mạc hoặc đồi cát.

Cát sông và cát biển khác nhau ở đâu

Đặc điểm	Cát sông	Cát biển
Nước bao quanh	Nước ngọt	Nước mặn, hạt cát mang theo muối
Hình dạng hạt	Góc cạnh hơn, cỡ hạt pha trộn	Tròn, nhẵn, cỡ hạt đều và thường mịn
Thành phần lẫn vào	Bùn, sét, mảnh đá nhiều loại	Vụn vỏ sò, san hô, có nơi nhiều cát đen chứa sắt, titan
Màu thường gặp ở Việt Nam	Vàng, vàng nâu, xám	Trắng, vàng nhạt, có nơi đen
Dùng trong xây dựng	Quen dùng từ lâu, phải sàng sạch bùn	Chỉ dùng khi đã rửa mặn, đạt tiêu chuẩn

Muối và cốt thép: lý do chính

Bê tông tốt có môi trường kiềm, giống một lớp áo bảo vệ thép bên trong khỏi gỉ. Nhưng khi trong bê tông có nhiều ion clorua (thành phần của muối ăn), lớp áo ấy bị phá ở từng điểm. Thép bắt đầu gỉ.

Gỉ sắt chiếm thể tích lớn hơn sắt ban đầu nhiều lần. Nó nở ra bên trong, đẩy bê tông nứt từ trong ra. Nước và không khí lại theo vết nứt vào sâu hơn, gỉ càng nhanh. Kết quả là những mảng bê tông bong tróc để lộ thanh thép đỏ quạch, rất hay gặp ở nhà và công trình ven biển cũ. Hỏng kiểu này có khi chỉ lộ ra sau nhiều năm, khi đã khó sửa.

Ngoài muối, cát biển còn hai điểm yếu nữa:

• Hạt đều và mịn quá: khoảng trống giữa các hạt nhiều, phải dùng thêm xi măng mới lấp đầy, bê tông dễ co ngót, nứt nẻ.
• Vụn vỏ sò: mềm, dẹt, dễ vỡ, tạo chỗ yếu trong vữa.

Còn muối trong vữa trát tường thì gây ra một hiện tượng nhiều nhà ven biển biết: tường "nở hoa" trắng, sơn phồng bong, vì muối hút ẩm rồi kết tinh lại trên bề mặt.

Vậy cát biển có bao giờ dùng được không

Có, khi được xử lý đúng. Cát biển có thể được rửa bằng nước ngọt nhiều lần, hoặc để ngoài trời cho mưa rửa trôi muối, sau đó kiểm tra hàm lượng muối và sàng bớt vỏ sò. Với những phần không có cốt thép như san lấp nền, đắp đường, cát biển đã được dùng nhiều. Việt Nam cũng đã ban hành tiêu chuẩn quốc gia riêng cho cát biển dùng làm bê tông và vữa vào năm 2023, quy định rõ cát phải đạt những chỉ tiêu nào.

Việc tìm cách dùng cát biển có lý do rất thực tế: cát sông đang cạn dần.

Cát đang khan hiếm, dù nhìn đâu cũng thấy

Theo báo cáo năm 2019 của Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc, mỗi năm thế giới khai thác khoảng 40 tới 50 tỷ tấn cát và sỏi, nhiều hơn bất kỳ nguyên liệu rắn nào khác. Phần lớn dùng làm bê tông, kính, đường sá.

Nghe lạ, nhưng không phải cát nào cũng dùng được. Cát sa mạc tròn và mịn quá, không bám vào nhau trong bê tông; nhiều công trình lớn ở vùng sa mạc Trung Đông từng phải nhập cát từ nơi khác. Cát sông thì ngày càng hiếm vì bị hút nhiều hơn tốc độ sông kịp bồi.

Ở đồng bằng sông Cửu Long, các nhà khoa học đã cảnh báo rằng việc hút cát lòng sông, cùng với lượng phù sa từ thượng nguồn giảm đi, góp phần làm lòng sông sâu thêm và bờ sông sạt lở. Mỗi mùa nước, nhiều đoạn bờ sông và bờ biển ở miền Tây bị nuốt mất, kéo theo nhà cửa, vườn tược.

Các loại cát đặc biệt ở Việt Nam

• Cát trắng Cam Ranh (Khánh Hoà): gần như toàn thạch anh, rất tinh khiết, là nguyên liệu quý để làm kính.
• Cát đen ven biển miền Trung: giàu khoáng vật nặng chứa titan và sắt, như ilmenit, được khai thác làm nguyên liệu công nghiệp.
• Đồi cát Mũi Né và các cồn cát ven biển Nam Trung Bộ: cát do gió mang tới, hạt tròn, màu đỏ vàng do lớp oxit sắt bọc ngoài.
• Cát vàng sông Lô, sông Hồng: loại cát xây dựng quen thuộc ở miền Bắc, hạt to, sắc.

Thử làm: tìm muối ẩn trong cát

Bạn cần: một ít cát biển (lấy khi đi biển, chỉ một nắm), một ít cát sông hoặc cát xây dựng, hai cốc trong, nước lọc, hai đĩa sứ màu tối, kính lúp, giấm ăn.

1. Cho mỗi loại cát vào một cốc, khoảng hai thìa. Đổ nước lọc ngập gấp đôi lớp cát, khuấy đều 1 phút, để lắng 5 phút.
2. Chắt phần nước trong của từng cốc ra hai đĩa tối màu, mỗi đĩa vài thìa. Ghi nhãn.
3. Để hai đĩa ra chỗ nắng hoặc nơi thoáng 1–2 ngày cho nước bay hơi.
4. Soi bằng kính lúp: đĩa nước cát biển thường để lại viền tinh thể trắng li ti, nhiều cái hình khối vuông. Đó là muối. Đĩa cát sông gần như không có, hoặc chỉ là vệt bùn.
5. Rắc một ít cát biển khô lên đĩa, nhỏ giấm. Nếu sủi bọt, trong cát có vụn vỏ sò, san hô (thành phần canxit).
6. Soi hai loại cát cạnh nhau, so hình dạng hạt: tròn hay sắc, đều hay pha trộn.

Không nếm thử cát hay nước rửa cát. Ở bãi biển, chỉ lấy cát trên bờ khô, có người lớn đi cùng, và đừng lấy ở khu bảo tồn.

Câu hỏi thường gặp

Cát được hình thành như thế nào?

Cát hình thành khi đá bị mưa nắng, sông suối, sóng biển và gió làm vỡ vụn trong thời gian rất dài. Các khoáng vật mềm biến thành đất sét, còn thạch anh cứng và bền nên ở lại thành hạt cát. Ở biển nhiệt đới, cát còn có thể đến từ vỏ sò và san hô vỡ vụn.

Vì sao không dùng cát biển để xây nhà?

Cát biển chưa xử lý chứa muối, mà ion clorua trong muối làm cốt thép trong bê tông gỉ, gỉ nở ra làm bê tông nứt vỡ. Hạt cát biển còn mịn đều và lẫn vỏ sò nên vữa kém chắc. Cát biển chỉ nên dùng khi đã rửa mặn và đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.

Cát biển và cát sông khác nhau thế nào?

Cát sông ở trong nước ngọt, hạt góc cạnh hơn và cỡ hạt pha trộn. Cát biển mang muối, hạt tròn nhẵn, cỡ đều, lẫn vụn vỏ sò. Ở Việt Nam, cát sông thường vàng hoặc xám, còn cát biển trắng, vàng nhạt hoặc có nơi đen.

Vì sao cát sa mạc không dùng làm bê tông được?

Hạt cát sa mạc bị gió mài tròn và rất mịn, không có góc cạnh để bám chặt vào nhau và vào xi măng. Bê tông làm từ cát này yếu. Vì vậy dù có rất nhiều cát, nhiều công trình ở vùng sa mạc vẫn phải nhập cát từ nơi khác.

Cát có sắp hết không?

Cát không biến mất, nhưng cát dùng được cho xây dựng đang khan hiếm ở nhiều nơi vì bị khai thác nhanh hơn sông kịp bồi. Việc hút cát quá mức còn góp phần gây sạt lở bờ sông. Vì thế nhiều nước đang tìm cách dùng cát nghiền từ đá, cát biển đã xử lý và vật liệu tái chế.