Conţinut
- Cea mai de bază mărfuri minerale
- Tipuri de roci utilizate pentru piatra zdrobită
- calcaros
- Calcar Dolomit și Dolomitic
- Granit și Trap Rock
- Gresie și cuarțit
- Cinder vulcanic și Scoria
- Marmură
- Piatră zdrobită contra pietrișului
- Transport, importuri, exporturi
- Reciclarea
- Piatră zdrobită: ofertă și cerere
- Conservarea agregată
Multe tipuri de piatră zdrobită: Piatra zdrobită nu este o "marfă standardizată". Se realizează prin minarea unuia dintre mai multe tipuri de rocă, cum ar fi calcarul, granitul, roca capcană, scoria, bazaltul, dolomitul sau gresia; zdrobirea stâncii; și apoi ecranarea rocii zdrobite la dimensiuni potrivite pentru utilizarea finală prevăzută. Utilizarea prevăzută dictează, de asemenea, tipul (tipurile) de rocă.
Piatră zdrobită: eroul mineral al Unsung: Piatra zdrobită este adesea privită ca una dintre cele mai scăzute mărfuri, însă este folosită pentru o varietate atât de mare de scopuri în atâtea industrii încât ar trebui ridicată la o poziție de distincție. Este marfa geologică pe care se construiește aproape totul. Norul de cuvinte Wordle de mai sus arată doar câteva din diversitatea sa de utilizări.
„Unsung Mineral Hero” este un citat al regretatului Dewey Kirstein, Geologul Economic și unul dintre autorii supraveghetori timpurii.
Cea mai de bază mărfuri minerale
Piatra zdrobită este cea mai de bază bază minerală din lume. Este abundent, disponibil pe scară largă și ieftin. Este un material cu care oamenii sunt familiarizați în aproape toate părțile lumii.
În 2017, Statele Unite au produs un total de aproximativ 1,33 miliarde de tone de piatră zdrobită. Aceasta este în medie de aproximativ patru tone de piatră zdrobită pentru fiecare cetățean. Majoritatea oamenilor le este greu să-și imagineze cum au fost folosite patru tone de piatră zdrobită în ultimul an în beneficiul lor. Aceasta se ridică la aproximativ douăzeci de kilograme de piatră zdrobită pe persoană, pe zi, pentru întregul an.
Cea mai mare piatră zdrobită este folosită în construcția de autostrăzi și construcții. În construcția unei autostrăzi asfaltate pe două benzi, se folosesc aproximativ 25.000 tone de piatră zdrobită pe milă. În construirea unei mici subdiviziuni rezidențiale, se folosesc aproximativ 300 de tone de piatră zdrobită pentru fiecare locuință. Multe alte utilizări ale pietrei zdrobite pot fi văzute în norul de cuvinte de pe această pagină. O listă mai mare este inclusă în tabelul din partea de jos a paginii.
Tipuri de roci folosite la fabricarea pietrei zdrobite: Cantitatea aproximativă a diferitelor tipuri de roci folosite la fabricarea pietrei zdrobite în Statele Unite în anul calendaristic 2017, când producția anuală totală a fost de aproximativ 1,33 miliarde tone metrice de piatră. Date din Studiul Geologic al Statelor Unite (USGS).
Tipuri de roci utilizate pentru piatra zdrobită
Multe tipuri diferite de roci sunt utilizate pentru a face piatra zdrobită. Tipurile folosite la fabricarea pietrei zdrobite în Statele Unite în 2017 includ următoarele: calcar, granit, rocă capcană, gresie, cuarțit, dolomit, cinder vulcanic și scoria, marmură, ardezie, dacită, coajă și marlă calcaroasă. Importanța lor relativă este prezentată în graficul de pe această pagină. Fiecare dintre aceste tipuri de roci este potrivit pentru o serie de utilizări și nepotrivit pentru alții. O scurtă descriere a rocilor mai importante pentru piatra strivită este prezentată mai jos.
calcaros
Limestone: Calcar strivit de diferite dimensiuni de particule, de la stânga sus, în sensul acelor de ceasornic: agregat grosier, calcar strivit, calcar rulat de mină și amenzi de calcar.
Calcarul este o rocă compusă din carbonat de calciu (CaCO)3). Este tipul de rocă cel mai des utilizat la fabricarea pietrei zdrobite în Statele Unite. Deține această poziție, deoarece este disponibil pe scară largă și potrivit pentru o diversitate mai mare de utilizări decât orice alt tip de rocă.
Calcarul poate fi folosit pentru fabricarea cimentului. Este ingredientul principal al betonului. Este utilizat ca material de bază pentru autostrăzi, drumuri rurale, clădiri și construcții de cale ferată. Este folosit pentru a face var agricol și pentru neutralizarea acidului în industria chimică. Există multe produse obținute din sau care folosesc calcar, care consumă un volum mic de material. Acestea includ granulația de păsări de curte, terrazzo, sticlă, absorbții de poluare a aerului, praf de siguranță a minelor, suplimente alimentare pentru animale, produse cosmetice, suplimente alimentare și flux de cuptor, printre altele.
Pe lângă capacitatea sa pentru multe utilizări, calcarul este de asemenea utilizat pentru a face piatră zdrobită, deoarece se rupe ușor și este mai moale decât oțelul folosit în echipamentele de concasare, clasificarea echipamentelor și paturile de camioane. În comparație cu rocile mai dure, cum ar fi cuarțitul, calcarul provoacă o uzură mult mai mică a echipamentelor cu care vine în contact.
Ca exemplu, imaginați-vă un camion încărcat cu 10 tone de cuarț zdrobit. Fiecare bucată de cuarțit care este în contact cu patul și laturile patului de camion va avea puncte și margini ascuțite. De asemenea, va avea presiunea întregii roci din sarcina de mai sus aplicată pe ea. Când șoferul ridică patul pentru a arunca sarcina, fiecare bucată de cuarț în contact cu patul de camion va arunca o canelură în metal, în timp ce alunecă hayonul camionului. Patul de camion va deveni mai subțire cu fiecare încărcătură de rocă care este aruncată. Proprietarii de camioane nu vor fi mulțumiți atunci când trebuie să repare sau să înlocuiască camioanele după un timp scurt de utilizare. Uzura similară va apărea la echipamentele de zdrobire, ecrane și la fiecare echipament care contactează piatra. Acum știți de ce companiile miniere ar prefera mai degrabă calcarul decât cuarțitul.
Calcar Dolomit și Dolomitic
Dolomitul (AKA „dolostone”) și calcarul sunt roci foarte asemănătoare. Dolomitul este un carbonat de calciu de magneziu (CaMg (CO)3)2), în timp ce calcarul este un carbonat de calciu (CaCO)3). Calcarul este mai eficient pentru fabricarea cimentului și pentru neutralizarea acizilor. Dolomita are o duritate de Mohs de 4 în comparație cu calcarul cu o duritate de Mohs de 3. Această diferență de duritate face ca dolomita să fie mai durabilă atunci când roca este supusă abraziunii.
Dolomitul, calcarul dolomitic și calcarul au aspect similar și apar adesea împreună în unitățile de rocă minate la o singură carieră; cu toate acestea, ele sunt rareori minate ca produse separate. O cantitate semnificativă din materialul raportat ca „calcar” în graficul de mai sus este de fapt calcarul dolomitic și dolomita.
Majoritatea carierelor își vând producția sub formă de „calcar”, ceea ce este acceptabil pentru clienții din industria construcțiilor, dacă compoziția chimică a rocii nu este importantă. Clienții interesați de rocă în scopuri chimice, neutralizare a acidului, flux de furnal sau scopuri agricole vor solicita probabil rocă care are compoziția chimică a unui calcar foarte pur sau a unei dolomite foarte pure.
Granit și Trap Rock
Stâncă strivită: Stânci ignoase zdrobite de diferite feluri, de sus la stânga mergând în sensul acelor de ceasornic: rocă capcană, granit alb, rocă de lavă și granit roșu.
Granitul este numele laymans folosit pentru orice rocă igienă de culoare deschisă care este folosită în construcții. Granitul, granodioritul, diorita și riolitul sunt câteva dintre multe roci ignee de culoare deschisă care sunt numite „granit” în industria construcțiilor.
"Trap rock" este un nume laymans folosit pentru orice rocă igienă de culoare închisă care este folosită în construcții. Bazaltul, peridotitul, diabazul și gabbro sunt exemple de rocă capcană.
Granitul și roca capcană sunt al doilea și al treilea tip de roci cel mai des utilizate pentru producerea pietrei zdrobite. Ele sunt superioare calcarului atunci când sunt utilizate în apele sau solurile acide și când sunt supuse abraziunii. Ele pot substitui calcarul ca agregat de beton și când este nevoie de un agregat durabil.
Unii geologi nu le place cum oamenii din industria pietrelor zdrobite folosesc cuvântul „granit”. Această industrie vinde milioane de tone de „granit” pe an și a folosit cuvântul „granit” în acest fel de generații. Ei nu vor schimba terminologia lor pentru a satisface câțiva geologi pictători.
Gresie și cuarțit
Gresia și cuarțitul sunt compuse în principal din cuarț, un mineral foarte durabil, dar fiecare are dezavantajele sale în industria construcțiilor care îi limitează utilizarea. Gresia este în general compusă din boabe de nisip cimentate împreună de minerale de calcită, argilă sau silicate care s-au precipitat între grăunțele de nisip. De obicei, cimentul nu umple complet toate golurile dintre boabele de nisip, lăsând o porozitate care, de obicei, este cuprinsă între 5 și 30%. Acest spațiu al porilor permite rocii să absoarbă apă. Acea apă se va extinde în volum cu până la 9% de fiecare dată când îngheață. De-a lungul multor cicluri de îngheț-dezgheț, forțele acestei expansiuni au capacitatea de a disloca boabele și de a sparge roca. Acesta este motivul pentru care gresia nu este populară pentru utilizarea pe termen lung în zonele în care apar temperaturi de îngheț.
Cuarțitul este un gresie care a fost metamorfozat. Procesul de metamorfism încălzește și comprimă roca și determină adesea să fie sudate boabele de nisip. Aceasta poate produce o rocă extrem de durabilă care, de obicei, nu are preocupări de înghețare a gresiei. Cuarțitul poate fi, de fapt, atât de durabil, încât este dificil de a mina, manevra și transporta către șantiere.
Cuarțitul are o duritate de Mohs de 7. Acest lucru îl îngreunează mai mult decât fălcile de concasat, gălețile de încărcare, ecranele de dimensionare, paturile de camioane și alte echipamente utilizate pentru manipularea și prelucrarea pietrei. În consecință, poate pune rapid uzură foarte scumpă echipamentelor esențiale. Din acest motiv, unele dintre cele mai durabile roci din Statele Unite sunt evitate pentru utilizare în construcții.
Cinder vulcanic și Scoria
Cinderul vulcanic și scoria sunt roci veziculare, ceea ce înseamnă că conțin goluri care s-au format când bulele de gaz au fost prinse în interiorul rocii, în timp ce se solidifica dintr-o topire. Aceste goluri reduc rezistența la încărcare și durabilitatea dezghețării materialului. Cu toate acestea, golurile fac roca mai ușoară. Rugozitatea suprafeței pietrei o ajută să se lege efectiv atunci când este utilizată ca agregat de beton. Aceste proprietăți fac adesea cinder vulcanice și scoria roci bune pentru producerea de agregate ușoare, beton ușor și granule de acoperiș.
Densitatea mai mică a cinderului vulcanic și a scoriei le face mai ușor de manevrat atunci când sunt utilizate în amenajarea peisagistică, plantatoare, grătare cu gaz, saune și alte utilizări similare. Suprafața înaltă a acestor roci le face potrivite pentru piatra de filtrare în unele aplicații de eliminare a canalizării și de drenare. Forma lor unghiulară și densitatea scăzută le fac potrivite pentru utilizare ca material de tracțiune care este răspândit pe autostrăzile acoperite cu zăpadă.
Marmură
Marmura cu granulație fină și marmura dolomitică pot fi strivite și utilizate în majoritatea acelorași scopuri ca și calcarul. Atunci când sunt cristalin grosier, aceste roci se rup deseori în bucăți datorită clivajului, ceea ce le poate reduce durabilitatea.
Unele marmură albă sunt suficient de pure încât pot fi zdrobite, prelucrate pentru a îndepărta impuritățile și folosite ca piatră de calitate chimică, merlan, fille, extensoare și chiar în produse cosmetice și suplimente alimentare pentru oameni și animale. Aceste marmură de înaltă puritate fac parte dintre cele mai valoroase pietre mărunțite.
Pietriş: Aceste pietricele, cu forme rotunjite produse de transportul apei, sunt ceea ce geologii ar numi „pietriș”. Cu toate acestea, majoritatea oamenilor folosesc cuvântul „pietriș” în mod interschimbabil pentru „pietriș” sau „piatră zdrobită”.
Piatră zdrobită contra pietrișului
Pentru un geolog, „piatra zdrobită” și „pietrișul” sunt două materiale deosebit de diferite. „Piatra zdrobită” este un produs comercial obținut prin minarea rocii și zdrobirea acesteia în bucăți unghiulare. „Pietrisul” este un material natural care constă din particule de rocă transportate în apă, care au un diametru mai mare de doi milimetri și au de obicei o formă rotunjită ca urmare a transportului lor de apă. Forma boabelor și rolul omului în producerea lor sunt diferențele care separă piatra zdrobită de pietriș.
O persoană obișnuită din Statele Unite folosește rar termenul „piatră zdrobită”. În schimb, cuvântul „pietriș” este folosit generic pentru aproape orice tip de material de rocă cu o dimensiune a particulelor peste câțiva milimetri. „Pietrișul” lor include atât piatra zdrobită cât și pietrișul geologilor.
Producția de piatră strivită din SUA: Valoarea pietrei zdrobite produsă în 2015, de stat. Această hartă arată principalele site-uri de producție ca puncte negre, iar statele sunt clasificate în funcție de producția lor de piatră zdrobită în valoare de dolar în anul calendaristic 2015. Histograma din partea de jos a imaginii arată statele în ordine de rang.
Transport, importuri, exporturi
Piatra zdrobită este o marfă în vrac care este foarte grea și foarte costisitoare de manipulat și transportat. În 2012, costul mediu de piatră strivită în Statele Unite a fost de 9,75 dolari pe tonă metrică. Transportul la locul de muncă poate crește semnificativ costul pietrei. Cel puțin 80% din piatra zdrobită produsă în Statele Unite părăsește fabrica cu camionul. Transportul de camioane adaugă 12 - 15 cenți pe tonă-milă la costul livrat al pietrei. De exemplu, dacă fabrica este la 20 de mile de locul de muncă, costul transportului va fi de aproximativ 2,40 USD până la 3,00 USD pe tonă.
Transportul feroviar și barjelor au redus costurile pe tonă-milă; cu toate acestea, foarte puține cariere sunt pe linii de cale ferată sau râuri. Cea mai mare parte a pietrei livrate cu calea ferată sau barjă trebuie apoi încărcată într-un camion pentru transport local. Costul acestei manipulări poate fi suplimentar de 30 până la 50 de centi pe tonă. Din acest motiv, piatra zdrobită este o marfă care este consumată de obicei local atâta timp cât este disponibil material care îndeplinește specificațiile postului.
Unele zone metropolitane sunt la o distanță foarte costisitoare de cea mai apropiată sursă de piatră zdrobită. Aceste orașe sunt adesea deservite de șantiere de distribuție care primesc piatră zdrobită pe șină sau barjă din carierele îndepărtate. Acest lucru poate reduce semnificativ distanța de camionare și poate oferi piatră consumatorilor din oraș la un cost livrat mai mic.
Foarte puțin piatră zdrobită este importată sau exportată în Statele Unite. Costurile de transport și de manipulare sunt atât de mari încât mai puțin de 1% din consumul intern de piatră zdrobită din SUA este suportat de importuri. Cu excepția unor zone de coastă acoperite de o câmpie largă de sedimente în loc de rocă, piatra zdrobită de calitate adecvată este disponibilă local în majoritatea părților din Statele Unite.
Înlocuitori reciclati: Înlocuitori reciclati pentru piatra zdrobita. Începând din stânga sus și mergând în sensul acelor de ceasornic: beton zdrobit, moloz de construcție strivit, cărămidă zdrobită și pietriș zdrobit cu asfalt.
Reciclarea
În Statele Unite, companiile reciclează materialele de construcție și le folosește ca substitut pentru piatra zdrobită. Studiul geologic al Statelor Unite a primit rapoarte de la producători că aproximativ 30 de milioane de tone de înlocuitori de piatră strivită au fost produse prin reciclare în 2012. Acest număr anual a crescut, dar se crede că este mult mai mic decât cantitatea reală de reciclare care se face, din cauza ne-raportării și reciclării efectuate în afara companiilor incluse în sondajul lor anual de piatră strivită.
Betonul uzat de ciment portland de pe amplasamentele de demolare este adesea dus într-o carieră sau într-o curte de distribuție, unde este zdrobit, prelucrat pentru a îndepărta metalul, ecranat la dimensiuni și apoi vândut ca un substitut de piatră zdrobită. Acest material funcționează bine ca umplutură, bază de drum și în alte utilizări în care piatra nu trebuie să îndeplinească specificații stricte. Reciclarea elimină necesitatea unui loc de eliminare, iar produsul poate fi vândut cu 50 până la 80% din prețul pietrei cariere.
Betonul asfaltic este adesea reciclat de echipamente specializate de pavaj care pot dezbrăca un drum de asfalt și pot produce un produs strivit care poate fi folosit direct la locul de muncă. Cărămidele folosite și deșeurile de cărămidă / beton mixte sunt, de asemenea, zdrobite, dimensionate și vândute ca un substitut de piatră zdrobită.
Graficul producției de piatră zdrobită: Tendințe de producție de piatră strivită în ultimii 100 de ani. Date din USGS. Producția de piatră zdrobită a crescut, în general, cu cele mai multe picături cauzate de recesiunile economice majore sau minore. Creșterea dramatică a început la puțin timp după cel de-al Doilea Război Mondial, când s-au dezvoltat echipamente eficiente de cale.
Piatră zdrobită: ofertă și cerere
Cererea de piatră strivită este determinată de proiecte de infrastructură guvernamentală, construcții comerciale și rezidențiale și alte tipuri de construcții. Graficul de mai sus de pe această pagină arată tendința producției de piatră zdrobită în Statele Unite între 1915 și 2017.
Putin piatră zdrobită a fost folosită înainte de al doilea război mondial, deoarece a fost foarte dificil de produs. Cu toate acestea, după dezvoltarea echipamentelor de cale durabilă (unul dintre puținele beneficii ale războiului), producția de piatră zdrobită a început să crească rapid. Creșterea a fost întreruptă de recesiunile din economia generală, arătate în grafic ca scăderea producției de dimensiuni variate. În prezent, cererea se recuperează încă din Marea Recesiune, dar întreținerea și proiectele de infrastructură amânate ar putea genera o cerere mare de piatră zdrobită pe măsură ce economia se va redresa.
Harta generalizată: Prezentare simplificată a unei hărți de resurse agregate, elaborată de Arizona Geological Survey pentru zona metropolitană Phoenix și regiunile înconjurătoare. În această zonă, nisipurile și pietrișele neconsolidate asociate cu văile de pârâu reprezintă o sursă de materiale de construcție ușor săpate și de înaltă calitate.
Conservarea agregată
Statele Unite și majoritatea celorlalte țări au, în general, o resursă enormă de piatră strivită care, pe baza volumului său, ar putea fi considerată inepuizabilă. Cu toate acestea, aceste resurse semnificative se micșorează rapid pe măsură ce clădirile, drumurile și comunitățile sunt construite deasupra lor, iar terenul se limitează la activitatea minieră datorită conservării, zonării și interdicțiilor locale.
Unele comunități au primit treziri nepoliticoase atunci când sunt aprobate proiecte de construcții mari care depășesc abilitățile producătorilor locali de piatră zdrobită, dar următoarea sursă de piatră specificată este cea mai apropiată, aflată la 60 de mile. Acest lucru poate tripla costul pietrei zdrobite, va restrânge bugetul pentru proiectul curent și poate crește costul pietrei zdrobite pentru toate construcțiile viitoare.
Pentru a evita acest lucru, industria pietrei zdrobite pledează pentru identificarea resurselor locale de piatră strivită și amenajarea zonelor deoparte pentru dezvoltarea lor. Dacă se face acest lucru, se poate asigura o resursă locală de piatră strivită, iar costurile fiecărui proiect de locuință, drum și construcție viitoare pot fi reduse.
Unele state își dau seama de importanța conservării agregatelor și cer guvernelor locale să includă informații despre resursele agregate în eforturile lor de planificare. Studiul geologic al Arizona a pregătit o evaluare a resurselor agregate pentru zona metropolitană Phoenix și regiunile înconjurătoare din Arizona, pentru a ajuta guvernele locale să respecte legea statului.
"Secțiunea de protecție agregată din Regulamentul de lege al drepturilor, SB 1598, din 2011 prevede că județele din Arizona și municipalitățile își revizuiesc planurile generale de identificare a agregatului în jurisdicția lor și să pună în aplicare politici pentru păstrarea resurselor agregate pentru utilizarea viitoare, evitând utilizarea incompatibilă a terenului."
Au produs o hartă generalizată care prezintă unitățile geologice prezente la suprafață care au fost sau sunt capabile să fie exploatate pentru resurse agregate. Descrierea acestor unități geologice sunt incluse în evaluarea lor. Evaluarea este disponibilă online, unde poate servi drept instrument de planificare a gestionării teritoriului pentru administrațiile locale și ca sursă de date de recunoaștere pentru producătorii de agregate.