Looduslikud ehitusmaterjalid

Looduslikud mineraalsed (anorgaanilised) ehitusmaterjalid on mitmesugused mineraalid ja kivimid.

Mineraal on looduslik, enam-vähem kindla koostisega keemiline ühend, mõnel juhul ka lihtaine. Mineraalid on enamasti tahked. Mineraalid on teemant ja grafiit, looduslikud metallide oksiidid (nt safiir), sulfiidid, silikaadid jt ühendid.

Kivimid koosnevad ühest või sagedamini mitmest mineraalist, mis võivad kivimi koostises olla nähtavad eraldi terakeste või kristallidena.

Ehitusmaterjal peab vastama paljudele nõuetele. See peab olema kõva ja tugev, ilmastikuoludele vastupidav, samas odav ja kättesaadav. Paljud looduslikud kivimid vastavad päris hästi nendele nõuetele. Eestis on looduslikest kivimitest ehitusmaterjalina tähtsamad paas ehk lubjakivi ja graniit ehk raudkivi. Mõlemad on laialt levinud. Paas on kättesaadav peamiselt Põhja- ja Lääne-Eestis, kus paelademed on sageli õhukese mullakihi all. Graniiti leidub mandrijääga kaasa toodud rändkivides mitmel pool.

Pae peamiseks koostisosaks on kaltsium­karbonaat (CaCO₃). Värvuselt on paas hallikas. Paas ei ole väga kõva, see lõheneb kergesti kihtideks ja seda on lihtne töödelda, näiteks raiuda ja saagida. Siiski on Tallinna keskaegsed paest ehitised ja linnamüürid tugevad ja ilusad.

Paas ei ole vastupidav hapete suhtes. Sellepärast lagunevad paekivi­ehitised pikkamööda happevihmade, aga ka happeid tekitavate sammalde ja samblike toimel.

Paas on tekkinud umbes 400 miljoni aasta eest merepõhja settinud mereloomade, peamiselt tigude kodadest.

Paas on tähtis ka selliste ehitus­materjalide nagu lubi ja tsement lähteainena.

Graniit on teralise ehitusega. See koosneb kolmest mineraalist, mis moodustavadki graniidi teralise struktuuri.

Kvarts

• Terakese välimus: valkjas­hall, pool­läbipaistev, korrapäratu kujuga.​
• Keemiline koostis: SiO₂.​
• Kõvadus Mohsi skaalal: 7.

Päevakivi

• Terakese välimus: heleroosa, kollakas või punakas; risttahuka­taoliste kristallidega.​
• Keemiline koostis. Lihtsustatud valem: Na₂O · Al₂O₃ · 6 SiO₂
• _​Kõvadus Mohsi skaalal: 6–6,5

Vilk ehk vilgukivi

• Terakese välimus: kollaka, hõbedase või mustja läikega, moodustab õhukeste lehekeste kogumeid.​
• Koostises võib olla peale SiO₂ ja Al₂O₃ veel K₂O, MgO, FeO ja Fe₂O₃.​
• Kõvadus Mohsi skaalal: 2,5–3

Tegelikult pole ei päevakivi ega vilgukivi koostises vabu oksiide (need on ränihappe soolad – silikaadid), kuid mineraalide koostist väljendatakse tavaliselt oksiidide kaudu.

Kvarts ja päevakivi on võrdlemisi tiheda ruumilise struktuuriga. See annabki neile suure kõvaduse. Vilgu struktuur koosneb aga omavahel võrdlemisi lõdvalt seotud kihtidest, mistõttu on see pehme ja lõheneb kergesti õhukesteks lehtedeks.

Graniit on kõvem kui paas ning küllaltki vastupidav hapetele (happevihmadele), sest SiO₂ ega ka enamik silikaate ei reageeri hapetega. Graniidist laotakse vundamente ja dekoratiivseid müüre. Nii graniidi kui ka pae peenestamisel saadakse killustik, mida kasutatakse ehitustöödel.

Liiv ja savi on olulised ehitus­materjalid ja teiste materjalide valmistamise lähteained. Mõlemad on tekkinud graniidi murenemisel aasta­tuhandete jooksul. Liiv on tekkinud peamiselt kvartsi murenemisel. Kvarts kui kõva mineraal ei murene väga peeneks.

Savi on tekkinud päevakivi ja vilgu murenemisel väga peenteks kübemeteks. Savile on iseloomulik moodustada veega plastiline, hästi vormitav segu (taigen).