Cát là gì
Cát là vật liệu dạng hạt có kích thước nhỏ hơi sỏi nhưng lớn hơn bột hay đất bùn từ 0,062mm đến 2mm. Được khai thác nhằm phục vụ nhu cầu xây dựng của con người. Một số loại có đường kính từ 0.05 đến 1mm (thang Kachinskill), được sử dụng phổ biến tại Nga và Việt Nam. Các hạt có kích thước từ 0.0625 mm đến 0.004mm thường được gọi là bùn đất, các hạt có kích thước 0.05 đến 0.001mm được gọi là bụi.
Nguồn gốc của cát hiện nay
Cát chủ yếu được khai thác trong tự nhiên, nhưng cũng vì hiện trạng khai thác quá mức nên nguồn cát tự nhiên ngày càng trở nên khan hiếm dần dần được thay thế bằng các vật liệu khác trên thị trường.
Cát được khai thác chủ yếu ở sông ngòi, biển, …
Cát được khai thác chủ yếu từ sông ngòi
Loại cát phổ biến trên Trái Đất có thành phần chính là Silica, thường tồn tại ở dạng thạch anh, có nguồn gốc từ lớp vỏ Trái Đất, cát còn có thể được hình thành từ các mảnh vụn san hô hay vỏ động vật hay thậm chí từ xác sinh vật hóa thạch như: trùng lỗ, bọt biển hay động vật thân mềm.
Thành phần và tính chất của cát
Thành phần phổ biến nhất có trong cát là silica (dioxit silic hay SIO2), silica có độ cứng đáng kể, khả năng chống phong hóa khá tốt.
Tuy nhiên ở những nơi khác nhau cát sẽ có những thành phần cũng như tính chất khác nhau. Cát có nhiều màu phổ biến như: vàng, đen, trắng, xanh, đỏ, cam
– Các loại cát trắng thường sẽ được tìm thấy ở những vùng duyên hải nhiệt đới và cận nhiệt đới chủ yếu chúng được hình thành từ đá vôi bị xói mòn hay vỏ động vật
– Các loại cát chứa manhetit- một khoáng vật sắt từ có công thức hóa học Fe₃O₄, một trong các oxit sắt và thuộc nhóm spinel, sẽ có màu sẫm cho đến đen.
– Các loại cát chứa chloride-glauconit thông thường sẽ có màu xanh lục
– Cát ở khu vực Nam Âu, chứa các tạp chất sắt có trong thạch anh sẽ tao ra màu vàng sẫm.
Ngoài ra cát còn được tạo nên từ một số thành phần sau:
Đá xói mòn
+ Khi các con sông chảy về phía hạ lưu, nước chảy làm xói mòn đá thành các hạt đá nhỏ li ti, đồng thời mang theo những phần đá nhỏ này. Dọc theo hành trình của dòng sông, những viên sỏi tiếp tục bị bào mòn, cuối cùng trở thành cát khi dòng sông chảy ra biển.
+ Khi sông đổ ra đại dương sẽ lắng đọng cát dọc theo đất liền. Những con sóng liên tục làm dịch chuyển cát lắng đọng của dòng sông, tạo ra những bờ biển tuyệt đẹp.
+ Cát sẽ trông hơi khác nhau ở những nơi khác nhau trên thế giới, tùy thuộc vào loại đá bị dòng sông xói mòn.
+ Cát nâu và vàng thường được tạo thành từ fenspat – một khoáng chất có chứa ôxít sắt giống như thạch anh, tạo cho nó một màu vàng nâu. Cát đen sẫm hơn là do đá bazan, được hình thành từ hoạt động của núi lửa. Loại cát này thường được tìm thấy trong lớp vỏ đại dương hoặc nơi có nhiều núi lửa hoạt động.
+ Kích thước của hạt cát được quyết định bởi mức độ phong hóa. Hạt cát mịn có nghĩa là chúng đã bị phong hóa trong thời gian dài hơn bởi nước.
+ Nghiên cứu các khoáng chất trong cát giúp nhà địa chất biết rất nhiều về cách các vùng đất hình thành . Ngoài ra, cát sa mạc cũng đến từ cát gần các bãi biển. Khi sóng đánh vào bờ biển ở một góc nghiêng, kéo theo cát ở bãi biển, làm kéo dài đường bờ biển. Tuy nhiên, đôi khi gió thổi cát vào đất liền, tạo ra các đụn cát.
Xương và vỏ của sinh vật biển
+ Trên thực tế, cát được tạo thành từ bộ xương của nhiều loài động vật không xương sống, chẳng hạn như trai, san hô và các sinh vật khác có vỏ sống ở biển. Sóng đưa chúng vào bờ, nơi chúng lắng xuống. Các vật thể này bị xói mòn rất chậm nên khó trở thành cát mịn hơn.
Phân của cá
+ Cát cũng được làm từ phân.… và cụ thể hơn là phân của cá vẹt. Cá vẹt giống như những con bò của biển. Những con cá nhiệt đới đầy màu sắc này dành gần 90% thời gian để ăn san hô, hay đúng hơn là tảo phát triển trên san hô. Chúng sử dụng cái miệng giống chiếc mỏ cứng của mình để nạo và ăn những khối san hô cho bữa ăn hàng ngày.
+ Khi san hô đi qua ruột của cá vẹt, tảo trong san hô sẽ bị tiêu hóa, trong khi đá canxi cacbonat tạo nên san hô vẫn còn. Vì cá vẹt không thể tiêu hóa canxi cacbonat nên nó sẽ đào thải ra ngoài dưới dạng cát bột m
+ Một con cá vẹt lớn có thể sản xuất tới 450 kg (1.000 pound) cát canxi cacbonat trong một năm. Những bãi biển nhiệt đới trắng đẹp mê hồn ở Hawaii, Maldives và Caribe chủ yếu được hình thành từ phân của cá vẹt.
Chất hữu cơ
+ Mặc dù chúng ta không thể nhìn thấy, nhưng cát cũng ẩn chứa một hệ sinh thái vi mô phong phú rất quan trọng đối với sức khỏe của các hệ sinh thái lớn và các hệ sinh thái phụ thuộc lẫn nhau khác.
+ Tảo là sống rất phổ biến trên cát. Những loài tảo này có thể quang hợp và tạo ra nhiều loại phân tử (đừng quên oxy từ quá trình quang hợp), trở thành một phần của hệ sinh thái lành mạnh. Nhiều sinh vật sống ở biển hoặc ven biển phụ thuộc vào loài tảo này, khiến chúng trở thành một phần quan trọng của lưới thức ăn.
Các loại cát trong tự nhiên
Cát trong tự nhiên hay cát trong xây dựng bao gồm các loại phổ biến như sau: cát vàng, cát xây tô, cát bê tông, cát đen, cát san lấp
Cát vàng xây dựng
Cát vàng là loại cát xây dựng có màu vàng, kích thước cỡ hạt từ 1,5-3mm là loại cát đa năng nên còn được với các tên khác như cát vàng hạt lớn hay cát vàng đổ bê tông. Ngoài ra cát vàng còn được sử dụng cát vàng trộn vữa lát nền cho những nơi ẩm ướt.
Cát xây tô
Cát xây tô là loại cát mịn, sạch được dùng để xây hoặc trát tường các công trình nhà ở, nhà cấp 4, còn được gọi với tên cát xây, thành phần hạt mịn, sạch không lẫn tạp chất, có màu nâu sẫm.
+ Mô đun độ lớn không được nhỏ hơn 0,7
+ Hàm lượng muối gốc sunphat, sunphit không quá 1% khối lượng.
+ Hàm lượng bùn sét, hữu cơ không quá 5% khối lượng
+ Hàm lượng sỏi có đường kính từ 5-10mm : không có
+ Sét, á sét và các tạp chất khác ở dạng cục : không có
Cát san lấp
Cát san lấp hay còn gọi là cát lấp hay cát san lấp mặt bằng chủ yếu được khai thác ở các sông, suối, chỉ cần sạch, không bị pha lẫn nhiều tạp chất. Công dụng của cát san lấp là để san lấp nền móng giúp nền móng công trình vững hơn, khỏe hơn. Lớp đệm cát sử dụng hiệu quả cho các lớp đất yếu ở trạng thái bão hòa nước (sét nhão, sét pha nhão, cát pha, bùn, than bùn…) và chiều dày các lớp đất yếu nhỏ hơn 3m.
Cát bê tông
Cát bê tông rửa hay còn gọi là cát bê tông, cát đổ bê tông, cát trộn bê tông, là loại cát dùng trong xây dựng, thuộc loại hạt lớn, sạch không lẫn tạp chất. Có module hạt lớn, là thành phần cấp phối không thể thiếu để sản xuất bê tông
Cát bê tông (cát đổ bê tông) là loại cát xây dựng.
+ Mô đun độ lớn từ 2.0 – 3.3
+ Hàm lượng muối gốc sunphat, sunphit không quá 1% khối lượng.
+ Hàm lượng sỏi có đường kính từ 5-10mm không vượt quá 5% khối lượng
+ Hàm lượng mica không được lớn hơn 1% theo khối lượng
Ngoài ra, dựa vào kích cỡ hạt người ta chia cát thành 3 loại: cát mịn, cát trung bình và cát thô. Được chia theo bảng sau:
Kích thước (*)
0,0625 – 0,125
0,125 – 0,25
0,25 – 0,5
0,5 – 1
1 – 2
Thang đo Wentworth
cát rất mịn
cát mịn
cát trung bình
cát thô
cát rất thô
Thang đo Kachinskii
0,05 ≤ cát mịn ≤ 0,25
cát trung bình
cát thô
–
Công dụng của cát
Cát là vật liệu quan trọng trong xây dựng và đời sống con người.
Cát có nhiều ứng dụng quan trọng trong cuộc sống đặc biệt là trong xây dựng.
Cát là vật liệu chủ yếu trong xây dựng
Nhắc đến công dụng của các chắc chắn phải kể đến lĩnh vực xây dựng. Đúng vậy, ngày nay hầu hết cát được con người sử dụng như một thành phần chính trong làm đường, móng, nền, thành, nhà, tồn tại ở dạng vữa hay bê tông.
Ngoài việc trộn vữa hay bê tông trong xây dựng cát còn có các công dụng sau đây:
+ Cát là nguyên liệu để chế tạo ra các sản phẩm thủy tinh.
+ Là nguyên liệu trong hồ nước hay các máy lọc nước được chia thành nhiều lớp khác nhau
+ Cùng với đất sét và một số nguyên vật liệu khác, công với cát sẽ được dùng để chế tác là gạch xây dựng.
+ Dùng cát trộn với sơn để tạo độ thô nhám cho tường nhà
+ Trộn với đất để trồng cây, được sử dụng trong các trang trại với mục đích cấp thoát nước
+ Thường được sử dụng để lót nền sân golf hay các bãi tắm nhân tạo
+ Chống lũ xâm nhập bằng việc đóng thành bao và xếp chồng lên nhau
+ Dập tắt lửa hay tăng độ ma sát cho nền đường
+ Cát còn là nguyên liệu trong mỹ thuật như tranh cát, vẽ tranh trên cát, cây nhà trên cát.
