Sand
Koostis / struktuur
Liiv on peeneteraline sete (tera suurused alla 5 mm), mille koostisesse kuuluvad põhiliste mineraalidena kvartsi, päevakivi, vilgu, glaukoniidi jt. osakesed.
Omadused
Liiv on graanulmaterjalide “arhetüüpne” esindaja. Taoliste materjalide omadused erinevad oluliselt nii vedelike kui tahkiste omadustest. Teatud tingimustes võivad nad voolata kui vedelikud, samas on aga teatud tingimustel (kriitilist väärtust ületav väline rõhk) võimelised edasi andma nihkedeformatsiooni nagu tahkised. Graanulmaterjalide omadused sõltuvad nii terakeste suurusest (üldiselt graanulite suuruste jaotusest), kujust, kui ka graanuleid moodustava materjali omadustest (liiva puhul eelkõige kvarts). Nii graanulmaterjalide praktilise olulisuse kui ka uute uurimismeetodite (numbriline modelleerimine) tõttu on see materjalide klass tänapäeval intensiivsete eksperimentaalsete ja teoreetiliste uuringute objektiks. Kinnitagu seda väidet viide artiklile “Jäljed liival …” füüsika tippajakirjas [1].
Saamine
Eestis on klaasitootmiseks sobivat puhast kvartsliiva kaevandatud Piusal (pildil, Google Maps), väiksemas mahus varem ka mitmetes teistes leiukohtades. Ehitusliivaks sobiva vähempuhta liiva varud on suuremad, üleriigilise tähtsusega on liivakarjäär Ida-Virumaal Pannjärvel (Google Maps).
Rakendused
Puhast (Fe2O3 lisandit 0,1- 0,2%) kvartsliiva kasutatakse toorainena klaasi tootmisel, liiva kasutavad ka keraamika- ja ehitusmaterjalide tööstus. Pindade puhastamiseks (liivapaber, liivaprits). Kvartsliiv on ka lähteaineks pooljuhttehnoloogia põhimaterjali – räni – tootmisel – võib seega öelda, et moodne infotehnoloogiline ühiskond on sõna otseses mõttes liivale rajatud.
Näidised
E65.1. Kvartsliiv Piusa karjäärist.
Demod
D65.1. “Liivakäsi”. Liivaga täidetud kummikinnas on pehme ja hõlpsasti deformeeritav (liiv on “voolavas” olekus, vasakpoolne foto). Kinda seest õhu väljapumpamisel läheb liiv kummikelme surve mõjul liivaterade vahelise hõõrde kasvamise tõttu üle “tahkesse” olekusse – ta hakkab avaldama vastupanu nihkedeformatsioonile ja säilitab pärast deformatsiooni oma kuju (parempoolne foto). Õhu sisselaskmisel taastub esialgne olek:
Sarnased üleminekud voolavast olekust tahkesse leiavad aset nn. elektro-ja magnetoreoloogilistes vedelikes vastavalt elektri- ja magnetvälja toimel.
D65.2. Liivakuhi on koonus, mille tõusunurk (nurk nõlva ja horisontaaltasandi vahel) on sõltumata kuhja suurusest ligikaudu 35°:
– jälgi laviinide teket kuhja kasvamisel.
Põhilise liiva koostisesse kuuluva mineraali – kvartsi – omadustega seoses vaadake ka “Kvarts: D18.2. Termoluminestsents”
Viited:
1.(PDF!) D. Junfei Geng et. al., “Footprints in Sand: The Response of a Granular Material to Local Perturbations”, Phys. Rev. Lett. 87, 035506 (2001). [11.09.04]
2. TÜ geoloogiamuuseum: Kruus ja liiv [07.09.04]
3. “Qui donc peut calculer le trajet d’une molécule? que savons-nous si des créations de monde ne sont point déterminées par des chutes de grains de sable?”
(“Kes suudaks küll eales arvutada ühe molekuli trajektoori? Kuis teame, et maailmade loomist ei määra langevad liivaterakesed?”) // Victor Hugo, Les Miserables
4. Sand, in “Webster’s Online Dictionary. The Rosetta EditionTM” [18.09.04]
Koostas: JK
