Paekivi füüsikalised omadused

Lubjakivi on koondmõiste settekivimite rühmale, mis koosneb vähemalt 50 protsendist kaltsiidist, kaltsiumkarbonaadist moodustunud mineraalist. Kui osa kaltsiumist asendatakse magneesiumiga, siis saadud kaltsium magneesiumkarbonaat kivimit nimetatakse dolomiitseks lubjakiviks. Lubjakivi on erinevat päritolu ja seda võib sadestada vees või eritada mereorganismid, näiteks korallid; see võib koosneda ka surnud mereorganismide kestadest.

Settekivimitel on kaks peamist tüüpi: klastiline ehk detriit - mis koosneb väikestest kivimikildudest - ja mitteklastiline, mida nimetatakse ka keemilisteks ja anorgaanilisteks. Klastiline lubjakivi koosneb biogeensetest teradest või klastritest, mitte erodeerunud kivimikildudest, nagu liivakivide puhul. Sellised biogeensed klastrid on surnud mereorganismide kestad või luude fragmendid, mis kogunevad vajudes mere või muu veekogu põhja. Nad kasvavad ka merekeskkonnas, näiteks korallrahudes. Mitteklastilised lubjakivid, näiteks travertiinid, moodustuvad karbonaatkristallide sadestumisel madalas ja põhjavees, viimased moodustavad koobastes stalagmiite ja stalaktiite.

Süsinikdioksiid atmosfääris koos väävli- ja lämmastikoksiididega saastunud linna- ja tööstuspiirkondades lahustub vihmavees ja põhjavees, moodustades nõrgad happed. Need happed reageerivad lubjakivi karbonaatidega ja lahustavad kivimi, moodustades süvendeid ja koopaid. Samuti on lubjakivi mehaaniline ilmastikuolud, eriti kuivas kliimas, tuule abrasiivne toime, mis kannab kivimikilde ja muid prahte. See keemilise ja mehaanilise ilmastiku kombinatsioon muudab lubjakivi atmosfääri sattumisel riknemise suhtes väga tundlikuks.

Kestade ja skeletimaterjali kuhjumisel tekkinud paekivil on kõrge poorsus - see termin tähistab tahkete fragmentide vahelisi tühimikke. See poorsus väheneb aja jooksul tihendamisel, kui sadestub rohkem materjali ja killud tsementeeruvad. Happeline vesi atmosfäärist või maapinnast lahustab osa sellest tihendatud materjalist, tekitades sekundaarse poorsuse. Maa liikumine geoloogilise aja jooksul põhjustab lubjakivi purunemist. Happelise vee sissetung suurendab luumurde veelgi. Kokkupuutel ilmub see lahustumisefekt pinnale pragude ja süvendite võrgustikuna, mida nimetatakse karstiks.

Paekivimoodustised nagu maastikud, koopad ja korallrahud muudavad tähelepanuväärseid turismiobjekte. Ehitusmaterjalina kasutamisel on paekivil sajandite vältel graatsiline ja atraktiivne vananemisprotsess, vaatamata selle haavatavusele riknemise suhtes. Paekivi kõrge poorsuse ja õõnsuste tõttu on see tõhus veekiht Texase, Iirimaa ja kogu maailma ühisveevarustuse jaoks. Paekivimoodustised tekitavad aga teede, tunnelite ja hoonete ehitamisel tõsiseid inseneriprobleeme. Õõnsusi ja järsu kaldega kivimikihte ei pruugi ehitusobjekti uurimisel alati tuvastada ja need võivad vaibuda, põhjustades vundamentide, hoonete ja tunnelite järsu varisemise.