Kruusakivi (liivakivi) — geoloogia, omadused ja ehituskasutus

Avasta kruusakivi (liivakivi) geoloogia, omadused ja ehituskasutus: tekkimine, struktuur, tugevus, kaevandamine ja praktilised ehituslahendused.

Kruusakivi või kruus on kõva, jämedateraline ränikivist liivakivi. See on settekivim, mis koosneb peamiselt suurepäritolulistest liivateradest (enamasti kvartsist) ja mida seob kokku kivimiferment või -sement (nt räni-, kaltsiit- või rauaühendid). Terminit kasutatakse eelkõige ehitusmaterjaliks kaevandatud liivakivide puhul, kus rõhk on jämedateralistel, nurgelistel ja tugevalt abrasiivsetel osakestel.

Geoloogia ja tekkeolud

Kruusakivid tekivad sageli kõrge energiga keskkondades, kus voolav vesi või lained kannavad ja kuhjavad jämedama fraktsiooni (liiva kuni kruusa suurused) — näiteks jõerannikutel, deltaaladel või kaldalainete mõjul tekkivates madalikes. Briti näitel nimetatakse selliseid kivimeid sageli slängina "grit" ehk killustikuks. Millstone Grit on mitteametlik nimetus Põhja-Inglismaa Peak Districtis ja Pennines'i mägedes leiduvate killustikukivide kohta. Need setted on ladestunud hilises (ülemises) paleosoikumis, karboniperioodil, deltaalsetes tingimustes; Millstone Grit Group on ametlik stratigraafiline termin selle kivimite jada kohta.

Mineraloogia ja tekstuur

Kruusakivide oluline komponent on kvarts (seotud lingiga ränikivist), kuid koosseisu võivad kuuluda ka feldspaadid, litoloogilised fragmentid, metallisisaldusega lisandid ning pealmised sementmaterjalid. Tekstuurilt on kruusakivi jämedateraline, sageli nurgeline — see tähendab, et liivaterad ei ole kaugelt tuuldunud ega ümaraks kulunud. Sellised nurgelised osakesed võivad sisaldada ka väiksemaid kivikesi või brektsioone, mis annavad kivimile killustikulisuse ja suurendavad abrasiivsust.

Füüsikalised ja mehhaanilised omadused

• Tugevus: kruusakivid võivad olla väga tugevad ja kulumiskindlad, mistõttu sobivad nad kui kandvad ja abrasiivseid koormusi taluvad materjalid.
• Tihedus ja poorne struktuur: võivad varieeruda — mõnel kruusakivil on tihe, vähepoorne tekstuur; teisel võib olla suurem poorne maatriks, mis mõjutab imavust ja külmakindlust.
• Abrasioonikindlus: nurgeline ja jämedateraline kude annab kõrge kulumiskindluse — oluline omadus tee- ja raudteerajatamisel ning betoni lisandina.
• Vastupidavus ilmastikule: sõltub sementumisest ja mineraalsest koostisest; kvartsirikas kruusakivi on tavaliselt ilmastikukindel, kuid kaltsiitset sementi sisaldav kivi võib lahustuda happevihmas või külmades tingimustes praguneda.

Ehituslikud kasutusalad

Kruusakivil on mitmeid praktilisi rakendusi ehituses ja tööstuses:

• tee- ja raudteehitus: kui täitematerjal või nurgeline killustik ballastina, tänu heale survetugevusele ja drenaažile.
• betooni ja mördi lisandina: nurgelised osakesed annavad parema mehhaanilise sideme ja vähendavad libisemist seesmistes struktuurides.
• drenaaž ja hüdroisolatsioon: jämedateraline materjal võimaldab vee kiiret äravoolu, mistõttu kasutatakse seda drenaažikihtides ja sademevee juhtimisel.
• kattematerjal ja sillutus: dekoratiivsemates ning kulumisele vastavates pindades, kus on vajalik kare, mitte-ujuv pind.
• muinsuskaitse ja ehituskivi: kohalikud kruusakivid on sageli kasutatud vundamentide, müüride ja hoonete ehitamiseks — Millstone Grit näitel on see oluline arhitektuuriline materjal.
• ajaloos kuulus Briti killustik millstone'ide ehk veski- ja jahvekivide valmistamiseks: vana-aegsed kasutusalad hõlmasid ka puidu jahvatamist paberimassi või muude tööstuslike rakenduste tarvis (jahu jahvatamiseks).

Kaitse, kaevandamine ja keskkonnamõjud

Kruusakivi kaevandamine annab olulisi ehitusmaterjali varusid, kuid sellega kaasnevad keskkonnaprobleemid — maastiku muutus, tolm, müra ja veereostus. Tänapäeval on tavaline nõue kaevanduste rekultiveerimiseks ja taastamiseks: näiteks taastada looduslikud ökosüsteemid, rajada veehoidlaid või kasutada maad puhkealadeks. Tänu oma abrasioonile tekitab töötlemine tolmu, mida tuleb tööstuslikult kontrollida.

Kuidas valida ja hinnata kruusakivi ehituseks

• Tuvastamine: vaadeldes terade nurkade teravust, värvust ja sementi saab esmase hinnangu — kvartskiri väga hele, kaltsiitset sementi sisaldav kivi võib olla heledam ja lahustuvam.
• Laboritestid: survetugevus, külmakeerutustest, kulumiskindlus (nt Los Angelesi katsed) ning poorsuse mõõtmine annavad objektiivse pildi sobivusest.
• Koormuse ja keskkonna sobivuse hindamine: valik olgu kohandatud projekti nõuetele — teedel eelistatakse hästi kulumiskindlat ja külmakindlat killustikku, mördile aga ühtlast fraktsiooni ja puhtust.

Kokkuvõte

Kruusakivi (või killustikuline liivakivi) on geoloogiliselt ja ehituslikult oluline materjal: jämedateraline, sageli nurgeline ja kulumiskindel settekivim, mida on kasutatud nii ajaloos veski- ja jahvekivide valmistamiseks kui tänapäeval teede, betooni ja drenaaži tarbeks. Eraldi tuntud näide on Millstone Grit, mis kujundab märgatavalt Põhja-Inglismaa maastikku ja on hea illustratsioonist, kuidas tektoonika, ladestumine ja kivimi omadused määravad selle kasutusvõimalused.

Küsimused ja vastused

K: Mis on kruusakivi?

K: Milleks kasutati Briti killustikku?

K: Millised on liivakivide omadused, millel on "kruus"?

K: Mis on veskikivi kruus?

K: Millstone Griti moodustavate setete ladestamine toimus millal?

K: Mis on Millstone Griti grupp?

K: Mis on Millstone Griti päritolu?

Otsing