Hiekka

2007 Koulujen Wikipedia-valinta. Aiheeseen liittyvät aiheet: Geologia ja geofysiikka

Kuviot hiekassa

Hiekka on hienojakoisista kivihiukkasista koostuva rakeinen materiaali. Hiekka on luonnossa esiintyvä, hienojakoinen kiviaines, joka koostuu hiukkasista tai rakeista, joiden koko vaihtelee 0,0625 (tai 1⁄16) ja 2 millimetrin välillä. Tämän kokoluokan yksittäistä hiukkasta kutsutaan hiekkarakeeksi. Seuraavaksi pienempi kokoluokka geologiassa on siltti: hiukkaset, joiden koko on alle 0,0625 millimetriä ja enintään 0,004 millimetriä. Hiekan yläpuolella seuraava suurempi kokoluokka on sora, jonka hiukkasten koko vaihtelee 2 mm:stä 64 mm:iin (ks. raekoko käytössä olevien standardien osalta). Hiekka tuntuu sormen välissä hierottaessa rakeiselta (siltti tuntuu jauholta). Hiekka jaetaan yleisesti viiteen alaluokkaan koon perusteella: erittäin hieno hiekka (1/16 – 1/8 mm), hieno hiekka (1/8 mm – 1/4 mm), keskikokoinen hiekka (1/4 mm – 1/2 mm), karkea hiekka (1/2 mm – 1 mm) ja erittäin karkea hiekka (1 mm – 2 mm). Nämä koot perustuvat sedimentin kokoasteikkoon Φ, jossa koko Φ:nä = millimetreinä ilmaistun koon log base 2. Tällä asteikolla hiekka on Φ = -1 – 4, ja alaluokkien väliset erot ovat kokonaislukuja.

Hiekan ainesosat

Hiekka pyyhkäisyelektronimikroskoopilla

.

Lähikuva mustasta vulkaanisesta hiekasta

Hiekan yleisin ainesosa, mantereen sisämaassa ja ei-trooppisissa rannikkoalueilla on piidioksidi (piidioksidi eli SiO2), yleensä kvartsina, joka kemiallisen inerttiytensä ja huomattavan kovuutensa vuoksi kestää melko hyvin sään vaikutusta. Hiekan koostumus kuitenkin vaihtelee paikallisten kivilähteiden ja olosuhteiden mukaan. Trooppisissa ja subtrooppisissa rannikkoalueilla esiintyvä kirkkaan valkoinen hiekka on jauhettua kalkkikiveä. Arkoosi on hiekkaa tai hiekkakiveä, jonka maasälpäpitoisuus on huomattava ja joka on peräisin (yleensä lähellä sijaitsevan) graniitin kulumisesta ja eroosiosta. Joissakin paikoissa on hiekkaa, joka sisältää magnetiittia, kloriittia, glaukonittia tai kipsiä. Runsaasti magnetiittia sisältävät hiekat ovat väriltään tummia tai mustia, samoin kuin vulkaanisista basalteista peräisin olevat hiekat. Kloriittia ja glaukoniittia sisältävät hiekat ovat tyypillisesti väriltään vihreitä, samoin kuin hiekat, jotka ovat peräisin runsaasti oliviinia sisältävistä basalteista (laavoista). New Mexicossa sijaitsevan White Sands National Monumentin kipsihiekkadyynit ovat kuuluisia kirkkaan valkoisesta väristään. Joillakin alueilla hiekkakerrostumat sisältävät granaatteja ja muita vastustuskykyisiä mineraaleja, myös joitakin pieniä jalokiviä.

Kulkeutuminen

Hiekka kulkeutuu tuulen ja veden mukana ja kerrostuu rannoiksi, dyyneiksi, hiekkasärkiksi, hiekkapalkoiksi tai vastaaviksi. Useimmilla aavikoilla hiekka on maaperän hallitseva ainesosa.

Hiekan tutkiminen

Yksittäisten rakeiden tutkiminen voi paljastaa melko paljon historiallista tietoa rakeen alkuperästä, kuljetusmuodosta jne. Kvartsihiekka, joka on hiljattain muuttunut graniitin tai gneissin kvartsikiteistä, on kulmikasta. Sitä kutsutaan teräväksi hiekaksi rakennusalalla, jossa sitä käytetään mieluiten betonin sekoituksessa, ja puutarhanhoidossa, jossa sitä käytetään maanparannusaineena savimaiden löyhentämiseen. Hiekka, jota eroosio on kuljettanut pitkiä matkoja veden tai tuulen mukana, on pyöristynyttä, ja sen rakeiden pinnassa on tyypillisiä hiertymiskuvioita.

Hiekan käyttötarkoitukset

Hiekan lajittelutorni soranottokaivoksella.

• Hiekka on usein betonin valmistukseen käytettävän kiviaineksen pääasiallinen komponentti. Kivenmurskaamoissa kiviainekseksi valmistettua hiekkaa kutsutaan mansandiksi.

• Muottihiekka, joka tunnetaan myös nimellä valimohiekka, kostutetaan tai öljytään, minkä jälkeen se muotoillaan muotteihin hiekkavalua varten. Tämäntyyppisen hiekan on kestettävä korkeita lämpötiloja ja paineita, sen on päästettävä kaasut ulos, sillä on oltava tasainen, pieni raekoko ja sen on oltava reagoimaton metallien kanssa.

• Lajiteltua hiekkaa käytetään hioma-aineena hiekkapuhalluksessa, ja sitä käytetään myös veden suodattamiseen tarkoitetuissa mediasuodattimissa.

• Tiilivalmistustehtaat käyttävät hiekkaa lisäaineena saven ja muiden materiaalien seoksen kanssa tiilien valmistuksessa.

• Hiekkaa sekoitetaan joskus maalin kanssa, jotta saadaan aikaan kuvioitu pintakäsittely seiniin ja kattoihin tai liukastumista estävä pinta.

• Hiekkamaat ovat ihanteellisia tietyille viljelykasveille, kuten vesimelonille, persikoille ja maapähkinöille, ja niitä suositaan usein intensiivisessä maidontuotannossa niiden erinomaisten kuivatusominaisuuksien vuoksi.

• Hiekkaa käytetään maisemoinnissa, sitä lisätään pienten kukkuloiden ja rinteiden tekemiseen (esim. golfkenttien tekemiseen).

• Se on lasinvalmistuksen pääkomponentti.

• Hiekkaa kuljetetaan usein suosituille uimarannoille, joissa vuodenaikojen vaihtelut pyyhkäisevät sen alkuperäisen hiekan meren alle.

• Hiekkasäkkejä käytetään suojautumisessa tulvilta ja tulitukselta. Niitä voidaan helposti kuljettaa tyhjinä ja täyttää paikallisella hiekalla.

• Hiekkalinnan rakentaminen on suosittua puuhaa, ja on jopa järjestetty kilpailullisia hiekkalinnanrakennuskilpailuja (ks. Hiekkataide ja leikki).

• Hiekka-animaatio on performanssitaiteen laji ja tekniikka animaatioelokuvien luomiseksi.

• Akvaariot vuorataan usein hiekalla soran sijasta, tämä on edullinen vaihtoehto, joka joidenkin mielestä on parempi kuin sora.

• Rautatiet käyttävät hiekkaa parantamaan kiskojen vetokykyä.

• Jotkut ihmiset syövät hiekkaa päivittäin pysyäkseen kunnossa & =fullnews&id=46736)

Hiekan vaarat

Hiekka on yleisesti ottaen vaaratonta, mutta joissakin hiekkaa sisältävissä toiminnoissa, kuten hiekkapuhalluksessa, on oltava varovainen. Silikahiekkasäkeissä on nykyään tyypillisesti etiketit, joissa varoitetaan käyttäjää käyttämään hengityssuojaimia ja välttämään hienojakoisen silikapölyn hengittämistä tämän vuoksi. Viime vuosina on nostettu useita oikeusjuttuja, joissa työntekijät ovat vaatineet vahingonkorvauksia sairastuttuaan silikoosiin, joka on keuhkosairaus, joka johtuu piidioksidihiukkasten hengittämisestä pitkiä aikoja. Piihiekan käyttöturvallisuustiedotteissa (MSDS) todetaan, että ”kiteisen piidioksidin liiallinen hengittäminen on vakava huolenaihe terveydelle” .