Luận án tiến sĩ nghiên cứu đặc điểm cơ bản nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên trong trầm tích đệ tứ vùng quảng trị thừa thiên huế và giải pháp quản lý sử dụng

Nghiên cứu đặc điểm nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên trong trầm tích đệ tứ tại Quảng Trị, Thừa Thiên Huế và giải pháp quản lý hiệu quả.

• Tác giả: Đặng Quốc Tiến
• Người hướng dẫn: TSKH Nguyễn Thanh
• Trường học: Đại học Huế
• Chuyên ngành: Địa chất học
• Đề tài: Nghiên cứu đặc điểm cơ bản nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên trong trầm tích Đệ Tứ vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế và giải pháp quản lý, sử dụng
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thừa Thiên Huế

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên tại Quảng Trị Thừa Thiên Huế

Nghiên cứu nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên tại Quảng Trị - Thừa Thiên Huế là một chủ đề quan trọng trong bối cảnh phát triển kinh tế - xã hội của vùng. Vùng này không chỉ có tiềm năng về tài nguyên khoáng sản mà còn đóng vai trò chiến lược trong việc cung cấp vật liệu cho ngành xây dựng. Việc khai thác và sử dụng hợp lý các nguồn vật liệu này sẽ góp phần vào sự phát triển bền vững của khu vực. Theo nghiên cứu của Đặng Quốc Tiến (2021), nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên tại đây chủ yếu bao gồm cát, sỏi, và đất sét, với nhiều đặc điểm và tính chất khác nhau.

1.1. Đặc điểm địa lý và địa chất vùng Quảng Trị Thừa Thiên Huế

Vùng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế nằm trong khu vực Bắc Trung Bộ, có địa hình đa dạng với nhiều loại hình địa chất khác nhau. Đặc điểm này ảnh hưởng đến sự phân bố và chất lượng của các nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên. Các nghiên cứu cho thấy, trầm tích Đệ Tứ tại đây chứa đựng nhiều loại khoáng sản có giá trị, phục vụ cho ngành xây dựng.

1.2. Tình hình nghiên cứu và khai thác vật liệu xây dựng tự nhiên

Tình hình nghiên cứu và khai thác vật liệu xây dựng tự nhiên tại Quảng Trị - Thừa Thiên Huế đã có những bước tiến đáng kể. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trong việc quản lý và quy hoạch khai thác. Việc thiếu thông tin chi tiết về tài nguyên và chất lượng vật liệu đã dẫn đến tình trạng khai thác không hiệu quả.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nhưng việc nghiên cứu và khai thác nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên tại Quảng Trị - Thừa Thiên Huế vẫn gặp phải nhiều vấn đề. Một trong những thách thức lớn nhất là việc quản lý tài nguyên khoáng sản còn lỏng lẻo, dẫn đến tình trạng khai thác trái phép và lãng phí tài nguyên. Ngoài ra, việc thiếu quy hoạch rõ ràng cũng gây khó khăn trong việc phát triển bền vững.

2.1. Tình trạng khai thác trái phép và lãng phí tài nguyên

Khai thác trái phép là một vấn đề nghiêm trọng tại Quảng Trị - Thừa Thiên Huế. Nhiều mỏ vật liệu xây dựng tự nhiên bị khai thác mà không có giấy phép, dẫn đến tình trạng lãng phí tài nguyên và ô nhiễm môi trường. Theo thống kê, lượng cát khai thác trái phép đã tăng cao trong những năm gần đây.

2.2. Thiếu quy hoạch và quản lý hiệu quả

Việc thiếu quy hoạch và quản lý hiệu quả trong khai thác vật liệu xây dựng tự nhiên đã dẫn đến nhiều hệ lụy. Các cơ quan chức năng chưa có sự phối hợp chặt chẽ trong việc cấp phép khai thác, dẫn đến tình trạng chồng chéo và thiếu thông tin về tài nguyên.

III. Phương pháp nghiên cứu và giải pháp quản lý nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên

Để giải quyết các vấn đề hiện tại, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học và các giải pháp quản lý hiệu quả. Việc xây dựng hệ thống thông tin về tài nguyên khoáng sản sẽ giúp nâng cao khả năng quản lý và khai thác. Đồng thời, cần có các chính sách khuyến khích việc sử dụng vật liệu xây dựng tự nhiên một cách bền vững.

3.1. Phương pháp nghiên cứu và đánh giá tài nguyên

Phương pháp nghiên cứu cần được áp dụng bao gồm khảo sát địa chất, phân tích mẫu vật liệu và đánh giá chất lượng. Việc này sẽ giúp xác định rõ ràng các loại vật liệu xây dựng tự nhiên có trong vùng và khả năng khai thác của chúng.

3.2. Giải pháp quản lý và sử dụng hợp lý

Giải pháp quản lý cần tập trung vào việc xây dựng quy hoạch khai thác hợp lý, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Cần có sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng trong việc cấp phép và giám sát hoạt động khai thác.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên

Kết quả nghiên cứu về nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên tại Quảng Trị - Thừa Thiên Huế đã chỉ ra rằng, các loại vật liệu như cát, sỏi và đất sét đều có chất lượng tốt và có thể được sử dụng trong xây dựng. Việc ứng dụng các nguồn vật liệu này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn bảo vệ môi trường.

4.1. Chất lượng và khả năng ứng dụng của vật liệu xây dựng

Chất lượng của các loại vật liệu xây dựng tự nhiên tại Quảng Trị - Thừa Thiên Huế đã được đánh giá cao. Các nghiên cứu cho thấy, cát và sỏi có thể đáp ứng được các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành xây dựng.

4.2. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc sử dụng vật liệu xây dựng tự nhiên không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường. Các dự án xây dựng tại Quảng Trị - Thừa Thiên Huế đã áp dụng thành công các loại vật liệu này.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên

Nghiên cứu nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên tại Quảng Trị - Thừa Thiên Huế là một lĩnh vực quan trọng cần được chú trọng trong tương lai. Việc phát triển bền vững các nguồn tài nguyên này sẽ góp phần vào sự phát triển kinh tế - xã hội của vùng. Cần có các chính sách và quy hoạch hợp lý để bảo vệ và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên khoáng sản.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong phát triển bền vững

Nghiên cứu nguồn vật liệu xây dựng tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển bền vững. Việc khai thác và sử dụng hợp lý sẽ giúp bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế địa phương.

5.2. Định hướng tương lai cho nghiên cứu và quản lý

Định hướng tương lai cần tập trung vào việc nâng cao chất lượng nghiên cứu, cải thiện quy hoạch và quản lý tài nguyên. Cần có sự hợp tác chặt chẽ giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng để đảm bảo phát triển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU, TÌM KIẾM, THĂM DÒ, KHAI THÁC VẬT LIỆU KHOÁNG XÂY DỰNG TỰ NHIÊN 1. Vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên Vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên là những loại vật liệu tồn tại trong tự nhiên có nguồn gốc địa chất và được xem như một loại tài nguyên khoáng sản phi kim loại, được sử dụng làm vật liệu trong xây dựng. Borjunov 1997: vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên là khoáng sản không kim loại hoặc khoáng sản công nghiệp (theo P.Beits) tự nhiên được sử dụng trực tiếp trong xây dựng hoặc qua chế biến thành vật liệu xây dựng [5, 59…]. Các vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên bao gồm: đá (làm cốt liệu cho bê tông, đá xây)., đất dính (làm nền công trình, làm đất đắp, sản xuất gạch ngói, phụ gia sản xuất xi măng, dùng làm dung dịch khoan.

đất rời (cát, cuội, sỏi sử dụng sản xuất bê tông, cát vữa xây, cát san lấp, làm cọc vật liệu rời. Đá, cát, cuội, sỏi: trong xây dựng được sử dụng làm cốt liệu sản xuất các cấu kiện bê tông. Trong xây dựng nhà: đá được sử dụng làm cốt liệu trong các hạng mục như móng, sàn, dầm, cột.tường chắn các tầng hầm, cọc bê tông của các nhà xây cao tầng, vỏ hầm các công trình ngầm. Tùy thuộc mức độ quan trọng mà sử dụng các loại đá có chất lượng khác nhau.

Trong xây dựng thủy công: đá sử dụng trong kết cấu cho thân đập (đập bê tông trọng lực, đập bê tông đầm lăn và nhiều hạng mục khác của đập. Trong xây dựng giao thông: tương tự như trong hai dạng xây dựng trên, chúng còn được sử dụng làm cọc (cọc cát, cọc đá dăm), làm cọc, trụ, mố cầu. Đất dính (đất sét, á sét): á sét được sử dụng làm vật liệu sản xuất gạch ngói, ngoài ra, có thể dùng san lấp, đất đắp bao. Đất sét (mỏ đất sét) có thể dùng làm phụ gia trong sản xuất xi măng.

Cát xây dựng tự nhiên ngoài việc dùng sản xuất các cấu kiện bê tông còn sử dụng làm vữa xây, vữa tô trát. 8 Trên thế giới, khi nghiên cứu vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên, các nhà khoa học đã tiến hành phân loại chúng. Hiện nay, có nhiều phương pháp phân loại khoáng sản hoặc vật liệu khoáng xây dựng dựa vào các tiêu chí (cơ sở khoa học) rất khác nhau: - Phân loại theo trạng thái tồn tài trong tự nhiên (vỏ Trái đất và trên mặt đất). Khoáng sản thể rắn, khoáng sản thể lỏng (nước, dầu mỏ…) và thể khí (khí đốt và các khí).

- Phân loại theo nguồn gốc khoáng sản (phân loại Nigli, phân loại V. - Phân loại khoáng sản theo tính chất, phương thức sử dụng khoáng sản (Vũ Xuân Độ). - Phân loại công nghiệp các mỏ khoáng sản + Mỏ khoáng sản công nghiệp - Mỏ khoáng sản có nguồn gốc nào đó trong tự nhiên có chất lượng, trữ lượng và điều kiện địa chất, kỹ thuật cho phép khai thác, sử dụng làm nguyên liệu công nghiệp (V. Đối với vật liệu khoáng xây dựng, phân loại thường dựa vào: - Loại hình khoáng sản làm vật liệu xây dựng (I.

Romanovich); - Mức độ khó dễ trong chế tác vật liệu xây dựng (M. Grigorievich, 1966); - Công dụng của vật liệu khoáng xây dựng như là nguyên liệu cho công nghiệp vật liệu xây dựng [5]. Grigorievich đã phân vật liệu khoáng công nghiệp xây dựng ra hai nhóm nguyên liệu công nghiệp xây dựng chủ yếu: nguyên liệu khoáng sử dụng làm vật liệu xây dựng trực tiếp gồm đá xây, đá ốp lát; cát cuội sỏi; đất loại sét; dăm sạn, cát, tuf, tro núi lửa… (cốt liệu nhẹ bê tông) và nguyên liệu khoáng cho sản xuất vật liệu xây dựng (chất kết dính, thủy tinh, gạch ngói, gốm xây dựng và sứ vệ sinh…). Khi nghiên cứu tổng quát (có tính khu vực phục vụ quy hoạch) về vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên cần làm sáng tỏ các thông số cơ bản của nó bao gồm: 1) Sự có mặt cũng như vị trí phân bố của các loại vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên trên vùng nghiên cứu; 2) Sơ bộ dự báo tài nguyên, trữ lượng thiên nhiên (trữ lượng tiềm năng) và trữ 9 lượng khai thác từng loại vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên; Trữ lượng thiên nhiên: đây là trữ lượng hay tài nguyên có trong thiên nhiên ở giới hạn phạm vi nghiên cứu.

Trữ lượng khai thác: là trữ lượng có thể huy động vào khai thác sử dụng, đáp ứng yêu cầu về kỹ thuật, chất lượng, kinh tế và môi trường. 3) Sơ bộ đánh giá chất lượng các loại vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên theo từng mục đích sử dụng khác nhau được quy định theo các tiêu chuẩn Nhà nước và quốc tế. 4) Kiến nghị các giải pháp quản lý, khai thác theo hướng hợp lý và bảo vệ môi trường địa chất. Với đề tài luận án chủ yếu là nghiên cứu vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên trong trầm tích Đệ Tứ, đây là các vật liệu bở rời, chưa đủ thời gian để gắn kết thành đá.

Các loại vật liệu này gồm đất dính (đất sét, á sét) được sử dụng làm vật liệu sản xuất gạch ngói, ngoài ra, có thể dùng san lấp, đất đắp bao, đất sét có thể dùng làm phụ gia trong sản xuất xi măng và cát xây dựng tự nhiên ngoài việc dùng sản xuất các cấu kiện bê tông còn sử dụng làm vữa xây, vữa tô trát. Tình hình nghiên cứu, tìm kiếm, thăm dò, khai thác và sử dụng vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên ở trên thế giới và Việt Nam 1. Trên thế giới Trong bối cảnh tiến bộ nhanh về khoa học công nghệ, công tác nghiên cứu, điều tra, tìm kiếm - thăm dò, khai thác, sử dụng vật liệu khoáng xây dựng đã phát triển từ thô sơ đến tinh vi, từ giản đơn đến phức tạp. Công nghệ điều tra, khai thác, chế biến vật liệu khoáng xây dựng ngày càng hiện đại; loại hình vật liệu ngày mỗi đa dạng và chất lượng chúng cũng được nâng cao hơn [5, 26, 51…].

Vào buổi bình minh của nhân loại, con người chỉ mới biết dùng đất, đá để xây cất nhà ở, nhà thờ, cung điện, đường sá, cầu cống… Những nơi xa núi đá, người xưa đã biết đúc gạch mộc thay đá, rồi dần dần sản xuất gạch ngói bằng đất nung. Để gắn các viên đá, viên gạch với nhau, con người cũng sớm biết sản xuất, sử dụng đất sét, thạch cao, vôi và gudrong. Khoảng 2000 năm trước Công nguyên, người Ba Tư đã biết dùng asphalt thiên nhiên làm chất kết dính. Tiếp đó, người La Mã còn mở 10 mang, xây dựng nhiều đường xá lớn.

Tuy vậy, ngoài các công trình “đơn sơ” vừa đề cập, người cổ xưa cũng đã sớm sáng tạo, xây cất được không ít công trình kiến trúc nổi tiếng và đồ sộ ở Ai Cập, Ba Tư, Trung Cận Đông, Ấn Độ, Trung Hoa Cổ đại… đó là Kim Tự Tháp Ai Cập, Vạn Lý Trường Thành và nhiều đền đài, lăng mộ lần lượt được xây dựng trong suốt thời gian dài từ trước, sau Công nguyên đến thế kỷ 16, 17. Đến đầu thế kỷ 18, con người đã biết chọn vật liệu khoáng (đá vôi, thạch cao, puzolan) để chế biến chất kết dính xây cất trên cạn cũng như dưới nước. Sang thế kỷ 19, bắt đầu sản xuất xi măng pooclăng. Đến thời kỳ thịnh hành tư bản chủ nghĩa, do nhu cầu công nghiệp xây dựng phát triển ồ ạt và đa dạng, con người đã khám phá, sản xuất nhiều vật liệu xây dựng mới chịu lực cao (bê tông, cốt thép, bê tông cốt thép ứng lực trước…) cũng như phát triển vật liệu đá nhân tạo (gạch silicat, fibro xi măng, bê tông xỉ lò cao, vật liệu cách nhiệt…).

Ngày nay, hàng năm ở các nước công nghiệp phát triển đã khai thác, sử dụng từ hàng nghìn đến chục nghìn triệu tấn khoáng sản, kể cả vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên trầm tích Đệ Tứ. Để thỏa mãn nhu cầu nguyên liệu khoáng cho công nghiệp và đời sống nói chung, chế biến, sản xuất vật liệu xây dựng mới đa dạng nói riêng, đòi hỏi công tác nghiên cứu, điều tra, tìm kiếm - thăm dò nguyên liệu khoáng cũng như từng bước phát triển tương ứng. Văn bản đầu tiên đề cập khai thác, chế biến khoáng sản là công trình nghiên cứu của tu sĩ Agricola (George Boer) với tên gọi “Về khai thác mỏ và luyện kim” (1553). Từ nửa sau thế kỷ 18 sang thế kỷ 19 đến đầu thế kỷ 20, đã xuất hiện một số công trình nghiên cứu tìm kiếm - thăm dò khoáng sản có giá trị của các nhà khoa học Nga và thế giới như: In.

Nhờ đó, khoa học tìm kiếm - thăm dò khoáng sản đã chính thức trở thành chuyên ngành khoa học địa chất ứng dụng độc lập vào thập niên 30 thế kỷ trước [26]. Cũng kể từ đây, đã có đủ khả năng, điều kiện xây dựng hệ thống cơ sở khoa học, phương pháp luận và hệ phương pháp nghiên cứu, phát hiện, đánh giá các mỏ khoáng sản có hiệu quả nhất ở nhiều nước có nền kinh tế phát triển và khoa học địa chất hùng mạnh của thế giới. - Các khái niệm: khoáng sản, khoáng sản công nghiệp và vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên, mỏ, điểm và biểu hiện khoáng sản được đề xuất: 11 + Khoáng sản - Tập hợp đá hoặc các khoáng vật thành tạo từ những quá trình địa chất và có thể khai thác, sử dụng trực tiếp hoặc từ đó lấy ra các hợp chất, khoáng vật, kim loại… sử dụng trong nền kinh tế. + Khoáng sản công nghiệp - Khoáng sản hình thành trong điều kiện địa chất nào đó, đáp ứng chất lượng, trữ lượng của khoáng sản công nghiệp (V.

+ Vật liệu khoáng xây dựng tự nhiên là khoáng sản không kim loại hoặc khoáng sản công nghiệp (theo P.Beits) tự nhiên được sử dụng trực tiếp trong xây dựng hoặc qua chế biến thành vật liệu xây dựng [5, 59…]. - Mỏ, điểm và biểu hiện khoáng sản + Mỏ khoáng sản - Tích tụ khoáng sản trong tự nhiên có thể khai thác, sử dụng trong hiện tại có lãi về kinh tế và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật (A. + Điểm khoáng sản - Nơi có khoáng sản, nhưng quy mô rất bé, chất lượng thấp (sau điều tra). + Biểu hiện khoáng sản - Tích tụ khoáng sản tự nhiên chưa được đánh giá quy mô, chất lượng, do đó, không thể là đối tượng khai thác hiện tại [51].