Tìm hiểu về cát

kích thước cát hạt cát theo đường kính trung bình nằm trong khoảng từ 0,0625 mm tới 2 mm (thang Wentworth sử dụng tại Hoa Kỳ) hay từ 0,05 mm tới 1 mm (thang Kachinskii sử dụng tại Nga và Việt Nam hiện nay). Một hạt vật liệu tự nhiên nếu có kích thước nằm trong các khoảng này được gọi là hạt cát. Lớp kích thước hạt nhỏ hơn kế tiếp trong địa chất học gọi là đất bùn (Mỹ) với các hạt có đường kính nhỏ hơn 0,0625 mm cho tới 0,004 mm hoặc bụi (Nga) với các hạt có đường kính nhỏ hơn 0,05 mm cho tới 0,001 mm. Lớp kích thước hạt lớn hơn kế tiếp là sỏi/cuội với đường kính hạt nằm trong khoảng từ 2 mm tới 64 mm (Mỹ) hay từ 1 tới 3 mm (Nga). Xem thêm bài kích thước hạt để biết thêm về các tiêu chuẩn được sử dụng. Khi cọ xát giữa các ngón tay thì cát tạo ra cảm giác sàn sạn (chứ không như đất bùn tạo cảm giác trơn như bột).

Phân loại theo kích thước[sửa | sửa mã nguồn]
Dựa trên kích thước hạt, cát được phân chia tiếp thành các lớp phụ.

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

-

                
(*): đơn vị tính mm

Các kích thước này dựa trên thang đo kích thước trầm tích Φ, trong đó kích thước tính theo Φ = -log cơ số 2 của kích thước tính bằng mm. Trong thang đo Wentworth, giá trị của Φ cho cát nằm trong khoảng từ -1 tới +4, với sự phân chia các lớp phụ nằm tại các số nguyên.

Thành phần[sửa | sửa mã nguồn]
Description: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/16/Sand_under_electron_microscope.jpg/200px-Sand_under_electron_microscope.jpg

Hình chụp dưới kính hiển vi điện tử các hạt cát

Thành phần phổ biến nhất của cát tại các môi trường đất liền trong lục địa và các môi trường không phải duyên hải khu vực nhiệt đới là silica (điôxít silic hay SiO2), thường ở dạng thạch anh, là chất với độ trơ về mặt hóa học cũng như do có độ cứng đáng kể, nên có khả năng chống phong hóa khá tốt.

Tuy nhiên, thành phần hợp thành của cát có sự biến động lớn, phụ thuộc vào các nguồn đá và các điều kiện khác tại khu vực. Các loại cát trắng tìm thấy ở các vùng duyên hải nhiệt đới và cận nhiệt đới là đá vôi bị xói mòn và có thể chứa các mảnh vụn từ san hô hay mai (vỏ) của động vật cùng các vật liệu hữu cơ hay có nguồn gốc hữu cơ khác.[1] Các đụn cátthạch cao ở Di tích quốc gia White Sands tại bang New Mexico (Hoa Kỳ) nổi tiếng vì màu trắng chói của nó. Acco (arkose) là cát hay sa thạch với hàm lượng fenspat đáng kể, có nguồn gốc từ quá trình phong hóa và xói mòn của đá granit (thường là cận kề). Một vài loại cát còn chứa manhêtit, chlorit, glauconit hay thạch cao. Cát giàu manhêtit có màu từ sẫm tới đen, giống như cát có nguồn gốc từ đá bazan núi lửa và opxidian (obsidian). Cát chứa chlorit-glauconit thông thường có màu xanh lục (còn được gọi là cát lục), như cát có nguồn gốc từ bazan (dung nham) với hàm lượng olivin lớn. Nhiều loại cát, đặc biệt cát ở Nam Âu, chứa các tạp chấtsắt trong các tinh thể thạch anh của cát, tạo ra cát có màu vàng sẫm. Cát trầm lắng tại một số khu vực chứa ngọc hồng lựu và một số khoáng vật có sức kháng phong hóa tốt, bao gồm một lượng nhỏ các loại đá quý.

Cát được gió và nước vận chuyển đi và trầm lắng thành các dạng bãi biển, bãi sông, cồn cát, đụn cát, bãi cát ngầm v.v.

Nghiên cứu cát[sửa | sửa mã nguồn]
Nghiên cứu các hạt cát riêng lẻ có thể giúp phát hiện nhiều thông tin lịch sử như nguồn gốc và hình thức vận chuyển hạt cát. Cát thạch anh mới bị phong hóa gần đây từ các tinh thể thạch anh trong đá granit hay gơnai thường sắc nhọn và góc cạnh. Nó thường được sử dụng trong vật liệu xây dựng để sản xuất bê tông hay trong làm vườn với vai trò của vật liệu bổ sung vào đấtđể làm xốp các lớp đất sét. Cát bị vận chuyển đi xa nhờ gió và/hoặc nước sẽ thuôn hơn, với các kiểu mài mòn đặc trưng trên bề mặt hạt cát. Cát sa mạc thường là thuôn tròn.

Những người thích sưu tập cát như một thú tiêu khiển có thể có nhiều thông tin bổ ích từ trang webhttp://www.arenophile.com.

Sử dụng[sửa | sửa mã nguồn]
Description: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/24/Sand_sorting_tower.jpg/200px-Sand_sorting_tower.jpg

Khu vực sàng lọc cát sỏi

·         Cát được sử dụng trong xây dựng và làm đường giao thông như là vật liệu tạo nền móng và vật liệu xây dựng trong dạng vữa (cùng vôi tôi hay xi măng).
·         Một vài loại cát (như cát vàng) là một trong các thành phần chủ yếu trong sản xuất bê tông.
·         Cát tạo khuôn là cát được làm ẩm bằng nước hay dầu và sau đó tạo hình thành khuôn để đúc khuôn cát. Loại cát này phải chịu được nhiệt độ và áp suất cao, đủ xốp để thoát khí và có kích thước hạt nhỏ, mịn, đồng nhất, không phản ứng với kim loại nóng chảy.
·         Là một trong các thành phần chủ yếu để sản xuất thủy tinh.
·         Cát đã phân loại bằng sàng lọc cũng được dùng như là một vật liệu mài mòn trong đánh bóng bề mặt bằng phun cát áp lực cao hay trong các thiết bị lọc nước.
·         Các xí nghiệp sản xuất gạch ngói có thể dùng cát làm phụ gia để trộn lẫn với đất sét và các vật liệu khác trong sản xuất gạch.
·         Cát đôi khi dược trộn lẫn với sơn để tạo ra bề mặt ráp cho tường và trần cũng như sàn chống trượt trong xây dựng.
·         Các loại đất cát thích hợp cho một số loại cây trồng như dưa hấu, đào, lạc cũng như là vật liệu được ưa thích trong việc tạo nền móng cho các trang trại chăn nuôi bò sữa vì khả năng thoát nước tốt của nó.
·         Cát được sử dụng trong việc tạo cảnh quan như tạo ra các ngọn đồi và núi nhỏ, chẳng hạn trong xây dựng các sân golf.
·         Cát được dùng để cải tạo các bãi tắm.[2]
·         Các bao cát được dùng để phòng chống lũ lụt và chống đạn.
·         Xây dựng lâu đài cát cũng là một hoạt động khá phổ biến. Có nhiều cuộc thi về nghệ thuật xây dựng các lâu đài cát.
·         Hoạt hình cát là một kiểu nghệ thuật biểu diễn và là công cụ kỹ thuật để sản xuất phim hoạt hình.
·         Các bể nuôi sinh vật cảnh đôi khi cũng dùng cát và sỏi.
·         Trong giao thông đường bộ và đường sắt người ta đôi khi sử dụng cát để cải thiện khả năng bám đường của bánh xe trong một số điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
 

 Dưới ánh sáng Mặt Trời chói chang, các hạt cát trắng sẽ làm bạn chói mắt. Trong các hạt cát nhỏ có những hạt không màu trong suốt, giống như những mảnh gương nhỏ phản xạ ánh sáng làm lóe mắt người ta.

  Các hạt cát nhỏ trong suốt là các mảnh vụn thạch anh có thành phần dioxyt silic. Các hạt thạch anh trong cát thường có kích thưốc bé. Các khối thạch anh lớn thường có dạng lăng trụ lục giác rất đẹp, người ta cũng gọi chúng là “thủy tinh”. Thạch anh trong suốt, không màu, sáng lấp lánh. Nếu thạch anh có lẫn tạp chất sẽ có màu: như thạch anh ám khói, thạch anh tím, thạch anh đen v.v...

Những khối thạch anh lớn trong thiên nhiên cũng khá hiếm. Khốithạch anh thiên nhiên kích thước lớn có thể cao bằng đầu người. Trên núi Nga My ở Tứ Xuyên (Trung Quốc), ngưòi ta đã dùng hai khối thạch anh cao đến 2m để làm trụ cửa chùa. Ngày nay người ta đã phỏng theo điều kiện tự nhiên, chọn loại cát thạch anh tinh khiết không màu nung đến 2000°c để cho kết tinh thành các đơn tinh thể thạch anh nhân tạo. Nếu cho thạch anh nóng chảy làm nguội với tốc độ tương đối lớn sẽ được trạng thái thủy tinh đục hoặcnửa đục là trạng thái không tạo thành tinh thể gọi là “thủy tinh thạch anh”.

Các loại mắt kính xuất hiện sớm nhất được chế tạo bằng thạch anh thiên nhiên. Ngày nay các loại ống kính trong các máy quang học có loại được chế tạo bằng thạch anh thiên nhiên, có loại được chế tạo bằng thạch anh nhân tạo. Việc chế tạo một mắt kính bằng thạch anh quả thực không dễ dàng. Thạch anh rất cứng, người ta không thể dùng dụng, cụ cắt chúng thành lớp mỏng mà không để lại các vết sước dùng kính này đeo lên mắt chắc khó nhìn rõ được mọi vật. Trong các xưởng làm mắt kính người ta phải dùng bột kim cương tẩm nưốc, mài đi mài lại từ thô đến tinh đến khi đạt trạng thái mong muốn, cuối cùng dùng vải thô và bột oxyt sắt chà xát cho đến khi sáng bóng, trong suốt đều, không còn vết hằn.

“Mắt kính thạch anh” có chất lượng tốt hơn mắt kính chế tạo bằng thủy tinh thường vì thạch anh có độ trong suốt hàng đầu. Đeo kính bằng các mắt kính thạch anh nhìn mọi vật sẽ sắc nét, rõ ràng. Vì thạch anh chịu được nhiệt độ cao, độ giãn nởnhiệt nhỏ, chịu được mài mòn, khó bị sước, khó bị axit hoặc kiềm ăn mòn nên là loại vật liệu để chế tạo các máy móc chính xác rất tốt.