Tìm hiểu sơ lược về đá tự nhiên
Danh mục
Một khi nói đến việc tìm hiểu các chất loại đá và ứng dụng của chúng vào kiến trúc, thì chúng ta đầu tiên cần phải kể tới nguồn gốc của đá tự nhiên. Đây là nền tảng của cho mọi biến thể của chất liệu đá mà sau này con người có thể tạo ra được với công nghệ tiên tiến. Đá tự nhiên xuất phát từ quá trình hình thành và tiến hóa vỏ Trái Đất, biến đổi theo thời gian bởi nhiều quá trình địa chất diễn ra. Những loại đá tự nhiên được phân biệt bởi giai đoạn hình thành của chúng trong chu trình thạch học, qua những tác động về hóa lý khác nhau như bị phong hóa, nóng chảy, kết tinh, hay đông kết. Dựa vào yếu tố đó, con người đã chia ra được 3 loại đá tự nhiên: đá mắc-ma, đá trầm tích, và đá biến chất.
Đá Mắc-ma
Đá mắc-ma thông thường là loại đá bắt đầu một chu trình thạch học. Loại đá này còn có cái tên khác là đá hỏa sinh, được đặt ra dựa trên quá trình hình thành của chúng - những dung thể đá nung chảy phun trào lên từ những phần sâu của vỏ Trái Đất được đông nguội và kết tinh thành những tinh thể đá. Nhưng tùy vào điều kiện và môi trường mà khối dung thể đá này được đông nguội, chúng ta sẽ có những loại đá mắc-ma khác nhau. Các chuyên gia thường sẽ chia ra thành hai loại đá mắc-ma chính là đá xâm nhập và đá phun trào.
Đá phun trào (hay còn gọi là đá núi lửa) ám chỉ những dung thể đá nung chảy phun trào từ núi lửa và được đông cứng ngay lập tức ở ngoài khí quyển. Do được đông nguội nhanh trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp, các tinh thể chưa kịp để kết tinh hoàn toàn, tạo ra những lỗ rỗng và làm chất liệu đá này trở nên nhẹ hơn. Quá trình này cũng góp phần tạo ra bề mặt “hạt mịn” và “thủy tinh” đặc trưng của đá phun trào. Đá phun trào dễ khai thác, có độ cứng tốt, với vân hoa đa dạng - phù hợp với việc ốp lát bề mặt ngoại thất, hay vỉa hè đường đi. Những loại đá phun trào nổi trội mọi người có thể tham khảo là đá Bazan (Basalt) và đá bọt (Pumice).
The House Cast in Liquid Stone. Ảnh chụp bởi Sebastian Zachariah.
Quá trình hình đá xâm nhập trái ngược hoàn toàn với đá phun trào. Dung thể đá này được kết tinh ở dưới bề mặt Trái Đất, một môi trường có nhiệt độ cao và quá trình đông nguội trở nên chậm lại bởi lớp đá xâm nhập đã được bao bọc bởi một lớp đá nền đã tồn tại trước đó. Quá trình kết tinh của đá xâm nhập này đã kéo dài hàng nghìn năm, khiến tinh thể đá được định hình rõ ràng có thể nhận biết được bằng mắt thường. Vì vậy, đá xâm nhập sẽ có độ cứng cũng như độ bền cao hơn so với đá phun trào; đồng thời, chúng cũng như mang một vẻ đẹp riêng biệt với những vân đá rõ ràng. Tuy vậy, đây là một chất liệu khó khai thác hơn khi chúng nằm sâu dưới bề mặt Trái Đất và độ đặc của chúng gây khó khăn cho việc vận chuyển. Ngoài ra, đây không phải là một chất liệu quá linh hoạt trong chế tác khi độ cứng của chúng gây khó khăn trong việc cắt và tạo hình. Ứng dụng phù hợp nhất có lẽ là áp dụng vào các bề mặt ngoài trời hoặc ứng dụng như là một vật liệu cấu trúc. Những loại đá xâm nhập nổi trội mọi người có thể tham khảo là đá hoa cương (Granite) và đá Diorite.
Archaeological Park of Cave Art. Ảnh chụp bởi Santos Díez Photoraphy.
Đá Trầm Tích
Đá trầm tích là sản phẩm của những quá trình địa chất khác nhau. Loại đá tự nhiên này được cấu thành gốc từ những khoáng vật hoặc đá, hay thậm chí cả những thực thể hữu cơ đã tồn tại lâu năm. Những yếu tố đó bị phong hóa và xói mòn rồi lắng đọng xuống, dính kết thành nhiều lớp khác nhau, và được nén lại bởi áp lực và khí hậu môi trường để hình thành ra những khối đá. Tùy vào điều kiện địa lý, quá trình trầm tích sẽ tạo ra những loại đá khác nhau. Những chuyên gia đã phân biệt ra ba loại đá trầm tích cơ bản nhất: đá trầm tích cơ học, hóa học, và hữu cơ.
Đá trầm tích cơ học được hình thành từ quá trình phóng hóa của các loại đá và khoáng vật đa dạng đã tồn tại từ trước. Cụ thể những vụn đá này bị trôi dạt bởi nước, băng, hoặc gió và lắng xuống tại địa hình khác; khi tích tụ đủ nhiều sẽ tạo thành mảng đá nền để từ đó chồng nhiều lớp lên. Tùy vào quá trình phong hóa cũng như điều kiện môi trường thì sẽ sản sinh ra những loại đá có bề mặt mịn hoặc là gồ ghề. Những loại đá trầm tích nổi trội mọi người có thể tham khảo là đá sa thạch (Sandstone) và đá phiến sét (Shale).
Vitorino Residence. Ảnh chụp bởi Fran Parente.
Đá trầm tích hóa học được hình thành từ quá trình kết tủa của những khoáng vật bị hòa vào trong nước rồi bay hơi. Loại đá này có hợp chất tương đối đơn giản so với hai loại đá còn lại; đó cũng là một trong những lý do mà đá trầm tích hóa học có cấu trúc tinh thể đồng đều và có bề mặt mịn hơn. Màu sắc của chúng cũng phụ thuộc nhiều vào các hợp chất khoáng vật là gì. Vật liệu này thường được tìm thấy ở những môi trường như biển, sa mạc, hay hang động. Những loại đá trầm tích hóa học nổi trội mọi người có thể tham khảo là đá các loại đá vôi (Limestone) như Travertine hay Dolomite.
MS Duplex. Ảnh chụp bởi Nguyễn Thái Thạch.
Đá trầm tích hữu cơ được hình thành từ sự tích tụ của những thực thể vô cơ như vỏ sò, thực vật, hay xương động vật. Loại đá này thường không được ứng dụng quá nhiều trong kiến trúc bởi vì sự khan hiếm, khả năng phân hủy cao khi tiếp xúc môi trường cũng như tính chất giòn và nhẹ của chúng. Tuy nhiên, chúng có những điểm mạnh khác là khả năng cách nhiệt tốt phù hợp làm lớp phủ của bề mặt. Những loại đá trầm tích hữu cơ nổi trội mọi người có thể tham khảo là đá phấn (Chalk) hay đá Diatomite.
Atelier Botter. Ảnh chụp bởi Milu Wang.
Tuy những loại đá trầm tích này có những đặc điểm khác nhau, chúng vẫn cùng chia sẻ một số đặc tính chung. Đá trầm tích chung quy là một vật liệu khá dễ tiếp cận với giá thành phù hợp cũng như sản lượng lớn để khai thác, nhưng đổi lại chúng cũng mang một vài nhược điểm nhất định. Một số nhược điểm cần đề cập đến là độ cứng của đá trầm tích không quá cao (tùy loại), không bền khi gặp những thời tiết khắc nghiệt, và độ rỗng lớn có thể giảm tuổi thọ nhanh khi tiếp xúc với môi trường ẩm cao. Loại đá này cũng có thể ứng dụng vào những mảng ốp lát ngoại thất và nội thất như đá mắc-ma bởi sự đa dạng trong màu sắc và chất cảm bề mặt, nhưng đổi lại phải có những biện pháp bảo dưỡng thích hợp để duy trì chất lượng của chúng.
Đá Biến Chất
Điểm xuất phát của đá biến chất không tương đồng với đá mắc-ma hay trầm tích. Cụ thể hơn, sự hình thành của đá biến chất là phản ứng nối tiếp của hai loại đá trên khi tiếp xúc những nguồn khoáng vật, áp suất và nhiệt độ cao. Những điều kiện hình thành đá biến chất phải rất cụ thể, nếu không chúng sẽ lại quay trở về thành hai loại đá kia: đá biến chất sẽ quay trở lại thành đá mắc-ma nếu đá gốc bị nung chảy, hay khi bị phong hóa bởi thời tiết sẽ khiến đá gốc mài mòn và trở thành những vụn đá để bắt đầu quá trình hình thành mới. Chẳng hạn như đá mắc-ma Granite có thể trở thành đá Gneiss, hay đá vôi có thể trở thành đá cẩm thạch (Marble) qua quá trình biến chất.
Nhưng nếu có điều kiện hình thành lý tưởng thì đá biến chất là một chất liệu khá đặc biệt. Quá trình biến chất không là nung chảy chúng mà thay vào đó biến chúng thành những tảng đá đặc hơn và rắn chắc hơn đá gốc. Những thành phần khoáng vật mới xuất hiện sẽ bị chịu áp lực trong quá trình tái kết tinh, tạo ra kết cấu dạng tấm có độ bóng cao với những vân đá kéo dài. Ngoài ra, có những loại đá biến chất không có cấu trúc tấm và chúng thường có những hạt thô hơn.
Vì có quy trình kết tinh phức tạp hơn, đá biến chất có thể gọi là chất liệu đá cứng và bền nhất khi có năng kháng nhiệt và quá trình phong hóa tốt, cũng như là sở hữu độ rỗng nhỏ. Ngoài ra quá trình kết tinh đặc biệt của đá biến chất cũng cho chất liệu này những màu sắc và vân đá độc nhất. Tuy vậy, chúng ta phải bỏ rất nhiều công sức nếu muốn khai thác chất liệu này. Quá trình khai thác phức tạp bởi độ cứng của chúng nhưng đồng thời cũng phải tỉ mỉ bởi nếu không cẩn thận sẽ làm vỡ cấu trúc dạng tấm. Ngoài ra, giá thành cao cũng là một trong những bất lợi khi mua loại đá này bởi vì sự hữu hạn của chúng, cũng như loại đá này cần rất nhiều những bước xử lý để bộc lộ vẻ đẹp của chúng.
Showroom của Grupo Arca. Ảnh chụp bởi Jaime Navarro.
Dù có những đặc tính và thẩm mỹ đặc trưng, nhưng những loại đá tự nhiên khó có thể phân biệt được bởi quan sát, cảm quan, hay những phép thử đơn giản. Để tránh nhầm lẫn giữa các loại đá tự nhiên hoặc là với đá nhân tạo, hãy liên lạc với các chuyên gia của Stonex để được phân tích tỉ mỉ hơn.
