Nguồn gốc địa chất của đá xây dựng
Đá xây dựng (đá làm cốt liệu và đá xây) có nguồn gốc từ ba nhóm đá địa chất: đá magma (hình thành do hoạt động núi lửa và xâm nhập), đá trầm tích (hình thành do lắng đọng và cố kết trầm tích) và đá biến chất (hình thành do biến đổi dưới nhiệt độ và áp suất cao). Nguồn gốc địa chất quyết định cấu trúc tinh thể, thành phần khoáng vật và tính chất cơ lý của đá.
Nhóm 1: Đá magma
Đá magma hình thành từ magma (đá nóng chảy) nguội đặc. Chia hai loại: đá magma xâm nhập (nguội chậm trong lòng đất, tinh thể lớn — granit, diorit, gabro) và đá magma phun trào (nguội nhanh ngoài mặt đất, tinh thể nhỏ hoặc vô định hình — bazan, ryolit, andezit).
Granit
Granit là loại đá xây dựng phổ biến nhất trong nhóm magma xâm nhập. Thành phần: thạch anh (25–35%), feldspar (50–60%), mica (5–15%). Cường độ nén 100–250 MPa; độ mài mòn LA 15–25%; khối lượng riêng 2600–2700 kg/m³. Đây là loại đá nguyên liệu chủ lực để sản xuất đá dăm 1×2, 2×4 tại Việt Nam. Phân bố: Bình Định, Bình Thuận, Đồng Nai, Nghệ An.
Bazan
Bazan là đá magma phun trào màu xám tối đến đen. Cường độ nén 80–180 MPa; độ mài mòn LA 20–30%; khối lượng riêng 2800–3000 kg/m³. Một số đá bazan có cấu trúc rỗ khí (bazan bọt), không dùng làm cốt liệu bê tông cường độ cao. Bazan đặc chắc tốt làm đá dăm đường và cốt liệu bê tông. Phân bố nhiều ở Tây Nguyên (Đắk Lắk, Lâm Đồng), Tây Ninh.
Nhóm 2: Đá trầm tích
Đá trầm tích hình thành từ trầm tích (khoáng vật, mảnh đá, vật chất hữu cơ) lắng đọng theo từng lớp và cố kết dưới áp suất địa tầng. Kết cấu phân lớp, độ bền thấp hơn đá magma, nhưng phân bố rộng và khai thác dễ hơn.
Đá vôi
Đá vôi (canxi cacbonat CaCO₃ > 80%) là loại đá trầm tích phổ biến nhất dùng làm cốt liệu tại Việt Nam. Cường độ nén 50–150 MPa (biến động lớn); độ mài mòn LA 25–40%; khối lượng riêng 2600–2700 kg/m³. Đá vôi cứng (CaCO₃ tinh thể cao, ít tạp chất) đủ điều kiện làm cốt liệu bê tông M150–M300. Đá vôi xốp hoặc nhiều khe nứt không dùng cho bê tông kết cấu. Phân bố: Hà Nam, Ninh Bình, Thanh Hóa, Kiên Giang.
Sa thạch (đá cát kết)
Sa thạch hình thành từ cát thạch anh được xi măng hóa bởi SiO₂ hoặc CaCO₃. Cường độ nén 30–100 MPa; khối lượng riêng 2500–2650 kg/m³. Sa thạch liên kết kém (đá bở) không đạt yêu cầu làm cốt liệu bê tông; sa thạch quartzit hóa cứng chắc thì dùng được. Phải thử TCVN 7572-11 và 7572-12 trước khi chấp nhận.
Nhóm 3: Đá biến chất
Đá biến chất hình thành khi đá magma hoặc trầm tích bị biến đổi dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất cao trong lòng đất, tạo ra cấu trúc tinh thể mới chặt chẽ hơn.
Quartzit
Quartzit là sa thạch bị biến chất, thành phần chủ yếu SiO₂ tinh thể (>90%). Cường độ nén 150–300 MPa; độ mài mòn LA 10–20% — thuộc loại đá cứng nhất dùng làm cốt liệu. Quartzit là lựa chọn tốt cho bê tông mặt đường và kết cấu chịu mài mòn cao. Phân bố: vùng núi phía Bắc (Lào Cai, Yên Bái).
Đá hoa (Marble)
Đá hoa là đá vôi bị biến chất, tinh thể calcit lớn. Cường độ nén 80–140 MPa nhưng độ cứng thấp hơn quartzit, dễ mài mòn. Ít dùng làm cốt liệu bê tông thông thường; chủ yếu dùng trong kiến trúc, ốp lát.
Bảng so sánh tính chất theo nguồn gốc địa chất
| Loại đá | Nguồn gốc | CĐ nén (MPa) | Mài mòn LA | KLTT (kg/m³) | Phù hợp BT |
|---|---|---|---|---|---|
| Granit | Magma xâm nhập | 100–250 | 15–25% | 2600–2700 | M150–M500 |
| Bazan đặc | Magma phun trào | 80–180 | 20–30% | 2800–3000 | M150–M400 |
| Đá vôi cứng | Trầm tích | 50–150 | 25–40% | 2600–2700 | M150–M300 |
| Quartzit | Biến chất | 150–300 | 10–20% | 2600–2650 | M150–M500+ |
| Sa thạch cứng | Trầm tích | 30–100 | 30–50% | 2500–2650 | Cần thử nghiệm |
Ý nghĩa với kiểm tra cốt liệu trên công trường
Nguồn gốc địa chất ảnh hưởng trực tiếp đến hai chỉ tiêu kiểm tra bắt buộc: độ nén dập (TCVN 7572-11) và mài mòn Los Angeles (TCVN 7572-12). Đá từ mỏ granit và quartzit thường dễ đạt yêu cầu hơn đá vôi. Khi thay đổi mỏ đá cung cấp — dù cùng ký hiệu cỡ hạt (ví dụ 1×2) — cần thử nghiệm lại hai chỉ tiêu này vì nguồn gốc địa chất thay đổi kéo theo cường độ thay đổi đáng kể.