CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN XÂY DỰNG VÀ CÁC ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU BÊ TÔNG TÁI CHẾ Chương này tập trung trình bày định nghĩa CTRXD, tổng quan về tình hình quản lý, nghiên cứu tính chất và ứng dụng các loại bê tông sử dụng CLLBTTC trên thế giới và Việt Nam. Trên cơ sở đó rút ra định hướng nghiên cứu tiếp theo của luận án. Chất thải rắn xây dựng: thực trạng quản lý và tái chế 1. Khái niệm chất thải rắn xây dựng Theo định nghĩa trong tiêu chuẩn TCVN 6705:2000 về Chất thải rắn không nguy hại – Phân loại: phế thải từ hoạt động xây dựng là phế thải được thải ra do phá dỡ, cải tạo các hạng mục / công trình xây dựng cũ, hoặc do xây dựng các hạng mục / công trình mới (nhà, cầu cống, đường giao thông…); như vôi vữa, gạch ngói vỡ, bê tông, ống dẫn nước, tấm lợp và các vật liệu khác [9].
Như vậy, CTRXD được phát sinh trong quá trình xây dựng, phá dỡ toàn bộ, hoặc phá dỡ bộ phận công trình xây dựng. Ngoài ra, cũng có các công trình xây dựng còn mới nhưng xây dựng trên đất lấn chiếm, xây dựng sai với mục đích quy hoạch ban đầu, sai với giấy phép, hoặc do giải phóng mặt bằng phục vụ cho đầu tư mục đích sử dụng đất của nhà nước. CTRXD rất phong phú và đa dạng về chủng loại, chất lượng cũng rất khác nhau, do được thu gom từ nhiều nguồn và dạng công trình.1 chỉ ra một số ví dụ của thành phần CTRXD từ các nguồn phá dỡ dạng công trình khác nhau, đơn cử như: Các dạng công trình nhà cao tầng, nhà ở dân dụng, cầu, đường và các kết cấu có sử dụng bê tông. Thành phần chính của CTRXD từ phá dỡ công trình nhà là mảnh vỡ của kết cấu bê tông, bê tông cốt thép, khung nhôm, kết cấu gạch xây, gạch gốm lát nền, thủy tinh, gỗ, thạch cao, đất.
Một số ví dụ về thành phần CTRXD từ các nguồn khác nhau 1. Thực trạng quản lý và tái chế chất thải rắn xây dựng 1. Trên thế giới Nhiều nghiên cứu khác nhau cho thấy một thực tế rằng CTRXD là một trong những mối quan tâm lớn đối với môi trường, ngay cả ở các nước phát triển do CTRXD chiếm tỷ lệ rất lớn trong tổng lượng chất thải rắn. Tại Hoa Kỳ, 534 triệu tấn CTRXD đã được phát thải vào năm 2014 [141], chiếm 67,4% tổng lượng chất thải rắn.
Hai số 9 liệu tương ứng ở EU-28 (28 quốc gia thành viên Liên minh Châu Âu trước sự kiện Brexit) vào năm 2016 được báo cáo là 924 triệu tấn và 36,4% [56] và ở Trung Quốc vào năm 2013 là 2,36 tỷ tấn và 30-40% [156][77]. Do đó nghiên cứu về quản lý và tái chế CTRXD được các nhà khoa học ở nhiều quốc gia quan tâm. Cục Môi trường và Thực phẩm Nông thôn của Vương quốc Anh thúc đẩy sử dụng kinh tế vật liệu và phương pháp xây dựng để CTRXD được giảm thiểu và mọi chất thải được sản xuất đều có thể được tái sử dụng, tái chế hoặc thu hồi theo cách khác trước khi lựa chọn xử lý. Kế hoạch quản lý chất thải tại bãi (SWMPs) đã ra đời và tuân theo khuôn khổ pháp lý để tái chế CTRXD.
SWMPs là một yêu cầu pháp lý cho các dự án xây dựng, phá dỡ và cải tạo ở Anh có giá hơn 300.000 bảng Anh kể từ tháng 4 năm 2008. SWMPs cung cấp một khung chi tiết số lượng và loại chất thải sẽ được sản xuất trên các bãi công trường xây dựng, phá dỡ và cải tạo và làm thế nào để giảm thiểu, tái sử dụng, tái chế và xử lý [124]. Cơ quan Vận tải Liên bang Hoa Kỳ (STA) trong nhiều năm qua đã đẩy mạnh việc sử dụng thường xuyên CLBTTC như một dạng cốt liệu. Các thông số kỹ thuật, thực tiễn xây dựng và các thách thức trong việc thực hiện cũng được cơ quan này ghi lại và nghiên cứu.
Trên thế giới, việc quản lý CTRXD của các nước chưa phát triển vẫn còn nhiều vấn đề. Ở khu vực Đông Nam Á, ngoại trừ Singapore, tỷ lệ tái sử dụng và tái chế CTRXD rất thấp, thậm chí còn chưa phát triển. Điều này dẫn đến một lượng lớn CTRXD trong các bãi chôn lấp và bãi rác luôn nằm trong tình trạng quá tải [33][55]. Điều này cho thấy sự không bền vững và sự cố không thể tránh khỏi của hệ thống xử lý CTRXD hiện tại, trong khi tái chế CTRXD là do lợi nhuận và chỉ được thực hiện bởi các công ty tư nhân và không chính thức theo hệ thống.
Tại Việt Nam a) Hiện trạng quản lý CTRXD 10 Với tốc độ đô thị hóa nhanh cùng với sự phát triển kinh tế trên mọi mặt, các hoạt động xây dựng đang diễn ra ở nhiều nơi, đặc biệt tại các thành phố lớn ở Việt Nam (Hà Nội, Hồ Chí Minh, Hải Phòng). Nhiều hoạt động như xây dựng mới, cải tạo hay phá dỡ các công trình xây dựng, công trình cơ sở hạ tầng giao thông, sản xuất vật liệu xây dựng đang phát sinh ra một khối lượng lớn CTRXD. Theo Báo cáo môi trường quốc gia 2011 về Quản lý chất thải rắn của Bộ Tài Nguyên Môi Trường, tổng lượng chất thải rắn đô thị được thể hiện trong Bảng 1.1 trung bình là 60 nghìn tấn/ngày, trong đó CTRXD chiếm từ 10% - 12% [2]. Khối lượng CTRXD của một số địa phương [2] Thành phố Khối lượng CTRXD Tỷ lệ thu gom (%) (tấn/ngày) Hà Nội 1000 – 1500 70 Tp.
Hồ Chí Minh 2000 – 2500 75 Hải Phòng 400 – 450 40 - 45 Đà Nẵng 500 - 600 60 Các đô thị khác 100 - 200 20 - 30 Xử lý CTRXD theo hướng bền vững luôn là thách thức lớn đối với các nhà thầu và chủ đầu tư được thể hiện trong Hình 1. Trong khi đó, việc quản lý CTRXD ở quy mô lớn lại là một vấn đề nan giải cho các cơ quan quản lý, cơ quan hoạch định chính sách. CTRXD ở Việt Nam hiện nay chủ yếu đổ bừa bãi và chỉ có một số được xử lý tại các bãi chôn lấp, trong khi đó số lượng các bãi chôn lấp thì rất hạn chế. Hà Nội chỉ có năm bãi rác đang hoạt động (Vân Nội, Nguyên Khê, Dương Liễu, Vân Côn và Xuân Sơn).
Bãi chôn lấp Xuân Sơn ở huyện Đông Anh là bãi lớn nhất với tổng diện tích 9,5 ha. Theo Bản đồ Quy hoạch tổng thể về các bãi chôn lấp CTRXD ở thành phố Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn 2050 sẽ có 24 bãi chôn lấp/bãi đổ CTRXD và 3 bãi chôn lấp bùn thải thoát nước. Ở Hải Phòng, bãi chôn lấp lớn nhất 11 và duy nhất hoạt động là ở quận Hải An với diện tích 29,6 ha, trong đó có một phần dành cho CTRXD. Xử lý CTRXD ở Việt Nam Tái chế Đổ bừa bãi Chôn lấp (1-2%) Hình 1.
Xử lý CTRXD ở Việt Nam Bảng 1. Chiến lược quốc gia về quản lý chất thải rắn đến năm 2025 Năm Năm Năm Mục tiêu 2015 2020 2025 Tỷ lệ % các đô thị có hệ thống tái chế CTR 50 70 100 Tỷ lệ % giảm thiểu sử dụng túi nilon so với 40 65 85 năm 2010 CTR đô thị/ 85/60 90/85 100/90 CTRXD 50/30 80/50 90/60 %Thu gom / Bùn đô thị 30/10 50/30 100/50 % Tái chế CTR công nghiệp thông 80/70 90/75 100/100 thường CTR công nghiệp nguy hại 60/0 70/0 100/0 Việc tái chế CTRXD đã từng được nhấn mạnh trong chiến lược quốc gia về quản lý chất thải rắn đến năm 2025 và tầm nhìn đến năm 2050 [7]. Theo đó, 50% - 60% lượng CTR thu gom sẽ được tái chế thể hiện ở Bảng 1. Tuy nhiên, các hướng dẫn chi tiết như Luật tái chế xây dựng, hoặc Luật tái chế CTRXD là rất ít hoặc hầu như không có.
Bên cạnh đó, cũng không có các tiêu chuẩn chi tiết hay tiêu chí cho các vật 12 liệu được tái chế từ CTRXD như vật liệu làm nền, cốt liệu bê tông, và lượng đất sinh ra trong quá trình xây dựng. Gần đây, tiêu chuẩn TCVN 11969:2018 về việc sử dụng cốt liệu lớn tái chế cho bê tông đã được ban hành, tuy nhiên tiêu chuẩn này gần như chỉ là đánh giá tiêu chí cốt liệu đầu vào cho vật liệu. Bên cạnh đó, có một số Chỉ thị, Thông tư nhằm đẩy mạnh việc sử dụng các vật liệu xây dựng tái chế. b) Các vấn đề tồn tại Khái niệm quản lý CTRXD còn khá mới mẻ ở Việt Nam và việc truyền thông thông tin về xử lý CTRXD cần làm tốt hơn để có được sự ủng hộ từ công chúng và chính quyền.
Chính phủ Việt Nam đang phải đối mặt với một thách thức lớn về quản lý CTR nói chung và cụ thể là CTRXD. Sau đây là một số khó khăn chính: Thứ nhất, công nghệ xây dựng còn lạc hậu, do đó, nó sinh ra một lượng lớn rác thải. Ví dụ, thay cho việc dùng công nghệ “đào ống ngầm” để lắp đặt đường ống thì công nghệ đào mở lại chủ yếu được sử dụng và công nghệ này sinh ra lượng lớn CTRXD dẫn đến tốn chi phí cho việc vận chuyển lượng CTRXD đó. Nhiều công trình thì được xây dựng từ gạch và vữa là chính, thay vì sử dụng các khối bê tông, dẫn đến tốn các chi phí cho việc làm sạch phế thải xây dựng tại công trường.
Do đó, ứng dụng của các công nghệ mới trong xây dựng chắc chắn sẽ giảm thiểu được lượng CTRXD. Việc đổ CTRXD bừa bãi còn gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường, chẳng hạn như gây cản trở giao thôn (CTR trên vỉa hè đường) dẫn đến nhiều tai nạn, gây tác động đến cảnh quan đô thị, ô nhiễm không khí (do bụi bẩn), làm xuống cấp cơ sở hạ tầng (tắc đường ống nước), lãng phí tài nguyên đất. Có thể thấy trong vài thập kỷ trở lại đây, Hà Nội như một công trường xây dựng khổng lồ do việc xây dựng hạ tầng và công trình. Bụi công trường và bụi do vận chuyển vật liệu là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường không khí ở Hà Nội.
Việc đổ bừa bãi phế thải ra đường hàng ngày đã gây ra nhiều vụ tai nạn giao thông đáng tiếc xảy ra. Thêm vào đó, việc quản lý lỏng lẻo những vật liệu xây dựng độc hại như tường thạch cao (tạo khí H2S) và vật liệu amiang (có thể gây ung thư) gây rủi ro về sức khoẻ 13 cao đối với con người. Có thể nói, việc xả thải CTRXD bừa bãi chủ yếu là do các yếu tố chi phí vận chuyển, do vị trí dự án có thể xa so với điểm chôn lấp.