Murskattu kivi: Laulamaton mineraalikankari

Posted on
Kirjoittaja: Laura McKinney
Luomispäivä: 1 Huhtikuu 2021
Päivityspäivä: 1 Heinäkuu 2024
Anonim
Murskattu kivi: Laulamaton mineraalikankari - Geologia
Murskattu kivi: Laulamaton mineraalikankari - Geologia

Sisältö


Monentyyppisiä murskattuja kiviä: Murskattu kivi ei ole "standardoitu hyödyke". Se valmistetaan louhimalla yksi monen tyyppisistä kivimuodoista, kuten kalkkikivi, graniitti, ansakivi, skoria, basaltti, dolomiitti tai hiekkakivi; murskaamalla kivi; ja sitten seulotaan murskattu kivi kokoon, joka sopii aiottuun loppukäyttöön. Käyttötarkoitus määrää myös, minkä tyyppisiä kiviaineita tulisi käyttää.

Murskattu kivi: Unsung Mineral Hero: Murskattua kiveä pidetään usein yhtenä pienimmistä hyödykkeistä, mutta sitä käytetään niin monenlaisiin tarkoituksiin niin monilla teollisuudenaloilla, että se pitäisi nostaa erottelukykyyn. Se on geologinen hyödyke, jolle melkein kaikki on rakennettu. Yllä oleva Wordlen sanapilvi osoittaa vain muutamia sen monimuotoisesta käytöstä.

"Unsung Mineral Hero" on lainaus myöhäiseltä Dewey Kirsteiniltä, ​​talousgeologilta ja yhdeltä kirjailijan varhaisjohtajista.


Perusperäisin mineraalihyödyke

Murskattu kivi on maailman tärkein mineraalituote. Se on runsas, laajalti saatavissa ja edullinen. Se on materiaali, jonka ihmiset tuntevat melkein kaikkialla maailmassa.

Vuonna 2017 Yhdysvallat tuotti yhteensä noin 1,33 miljardia tonnia murskattua kiviä. Se on keskimäärin noin neljä tonnia murskakiveä kutakin kansalaista kohti. Suurimmalla osalla ihmisistä on vaikea kuvitella, kuinka neljä tonnia muurakivea käytettiin viimeisen vuoden aikana heidän edukseen. Se on noin kaksikymmentä puntaa murskattua kiveä henkilöä kohti päivässä koko vuoden ajan.

Suurin osa murskakivestä käytetään moottoritie- ja talonrakentamisessa. Kaksikaistaisen asfalttiväylän rakentamisessa käytetään mailia kohden noin 25 000 tonnia murskattua kiviä. Pienen asuinalueen rakentamisessa käytetään kotona noin 300 tonnia murskattua kiveä. Tämän sivun sanapilvestä voi nähdä monia muita murskatun kivin käyttötapoja. Suurempi luettelo sisältyy sivun alaosaan olevaan taulukkoon.




Murskatun kivin valmistuksessa käytetyt kivityypit: Murskatun kivin valmistuksessa käytettyjen kivityyppien arvioitu määrä Yhdysvalloissa kalenterivuonna 2017, jolloin vuotuinen kokonaistuotanto oli noin 1,33 miljardia tonnia kiviä. Tietoja Yhdysvaltain geologisesta tutkimuksesta (USGS).

Murskatulle kiville käytettyjä kivityyppejä

Murskatun kivin valmistukseen käytetään monia erilaisia ​​kivityyppejä. Murskatun kivin valmistuksessa Yhdysvalloissa vuonna 2017 käytettiin muun muassa seuraavia: kalkkikivi, graniitti, ansakivet, hiekkakivi, kvartsiitti, dolomiitti, vulkaaninen tuhka ja kuori, marmori, liuskekivi, dasiitti, kuori ja kalkkipitoinen marmori. Heidän suhteellinen merkitys on esitetty tämän sivun ympyräkaaviossa. Jokainen näistä kivityypeistä sopii useisiin käyttötarkoituksiin ja ei sovellu muille. Seuraavassa on lyhyt kuvaus murskatun kivin tärkeimmistä kivistä.

Kalkkikivi

Kalkkikivi: Murskattu kalkkikivi, erikokoisten hiukkasten kanssa, ylhäältä vasemmalle menossa myötäpäivään: karkea kiviaines, murskattu kalkkikivi, kaivoksen kalkkikivi ja kalkkikivihienot.

Kalkkikivi on kalsiumkarbonaatista (CaCO3). Se on kivityyppi, jota käytetään yleisimmin murskatun kivin valmistukseen Yhdysvalloissa. Sillä on tämä asema, koska se on laajalti saatavissa ja sopii monenlaiseen käyttötarkoitukseen kuin mikään muu kivi.

Kalkkikiveä voidaan käyttää sementin valmistukseen. Se on betonin tärkein ainesosa. Sitä käytetään perusmateriaalina moottoriteiden, maaseudun teiden, rakennusten ja rautateiden rakentamiseen. Sitä käytetään maatalouskalkin valmistukseen ja hapon neutralointiin kemianteollisuudessa. On olemassa monia kalkkikivestä valmistettuja tai sitä käyttäviä tuotteita, jotka kuluttavat pienen määrän materiaalia. Näitä ovat muun muassa siipikarjan hiekka, terrazzo, lasi, ilmansaasteiden sorbenttit, kaivosten turvallisuuspöly, eläinravinteet, kosmetiikka, ravintolisät ja masuunivuo, valkoturska.

Moniin tarkoituksiin soveltuvuuden lisäksi kalkkikiveä käytetään myös murskatun kivin valmistukseen, koska se hajoaa helposti ja on pehmeämpi kuin murskauslaitteissa, luokittelulaitteissa ja kuorma-autovuoteissa käytetty teräs. Verrattuna kovempiin kiviin, kuten kvartsiitti, kalkkikivi aiheuttaa paljon vähemmän kulumista laitteille, joiden kanssa se koskettaa.

Kuvittele esimerkiksi kuorma-auto, jossa on 10 tonnia murskattua kvartsiittia. Jokaisella kvartsiittipalalla, joka on kosketuksissa kuorma-auton sängyn ja sivujen kanssa, on terävät kärjet ja reunat. Sillä on myös kaiken yllä olevan kuormituksen kiven paine, jota siihen kohdistetaan. Kun kuljettaja nostaa sänkyä kuorman laskemiseksi, jokainen kuorma-auton sängyn kanssa kosketuksessa oleva kvartsiittikappale vie uran metalliin, kun se liu'uttaa rekan takaluukun ulos. Kuorma-auton sänky tulee ohuemmaksi jokaisella kuormitetulla kivillä. Kuorma-autojen omistajat eivät ole tyytyväisiä, kun heidän on korjattava tai vaihdettava kuorma-autot lyhyen käytön jälkeen. Samanlainen kuluminen tapahtuu murskauslaitteissa, seuloissa ja kaikissa kiven kanssa kosketuksissa olevissa laitteissa. Nyt tiedät, miksi kaivosyhtiöt mieluummin louhisivat kalkkikiveä kuin kvartsiittia.


Dolomiitti ja dolomiittinen kalkkikivi

Dolomiitti (AKA "dolostone") ja kalkkikivi ovat hyvin samankaltaisia ​​kiviä. Dolomiitti on kalsium-magnesiumkarbonaatti (CaMg (CO3)2), kun taas kalkkikivi on kalsiumkarbonaatti (CaCO3). Kalkkikivi on tehokkaampaa sementin valmistuksessa ja happojen neutraloinnissa. Dolomiitin Mohs-kovuus on 4 verrattuna kalkkikiveen, jonka Mohs-kovuus on 3. Tämä kovuusero tekee dolomiitista selvästi kestävämmän, kun kallio on hankautunut.

Dolomiitilla, dolomiittisella kalkkikivilä ja kalkkikivellä on samanlainen esiintyminen ja niitä esiintyy usein yhdessä yksittäisestä louhoksesta louhituissa kallioyksiköissä; niitä kuitenkin louhitaan harvoin erillisinä tuotteina. Merkittävä määrä materiaalia, joka on mainittu "kalkkikivenä" yllä olevassa ympyräkaaviossa, on todella dolomiittinen kalkkikivi ja dolomiitti.

Suurin osa louhoksista myy tuotantonsa "kalkkikiveksi", mikä on rakennusteollisuuden asiakkaiden hyväksyttävää, jos kiviaineen kemiallinen koostumus ei ole tärkeä. Kemialliseen, hapon neutralointiin, masuunivuokaan tai maatalouden tarpeisiin kiinnostuneet asiakkaat vaativat todennäköisesti kiven, jonka kemiallinen koostumus on erittäin puhdas kalkkikivi tai erittäin puhdas dolomiitti.

Graniitti ja ansa Rock

Murskattu kivi: Erilaisia ​​murskattuja muinaisia ​​kiviä ylhäältä vasemmalle mennessä myötäpäivään: ansakive, valkoinen graniitti, laavakivi ja punainen graniitti.

Graniitti on maallikkojen nimi, jota käytetään kaikissa rakennuksessa käytetyissä vaaleissa hiukkasissa. Graniitti, granodioriitti, dioriitti ja rioliitti ovat muutamia monista vaaleanvärisistä kivimaisista kivistä, joita rakennusteollisuudessa kutsutaan "graniitiksi".

"Trap rock" on maallikkoinen nimi, jota käytetään kaikissa rakennuksessa käytetyissä tummamaisissa muinaisissa kallioissa. Basaltti, peridotiitti, diabaasi ja gabbro ovat esimerkkejä ansasta.

Graniitti ja ansakivet ovat toinen ja kolmas yleisimmin käytetty kivityyppi murskatun kivin valmistukseen. Ne ovat parempia kuin kalkkikivi, kun niitä käytetään happamissa vesissä tai maaperässä ja kun ne hankataan. Ne voivat korvata kalkkikiven konkreettisena kiviaineksena ja kun tarvitaan kestävää kiviainesta.

Jotkut geologit eivät pidä siitä, kuinka murskatun kiviteollisuuden ihmiset käyttävät sanaa "graniitti". Teollisuus myy miljoonia tonneja "graniittia" vuodessa ja on käyttänyt sanaa "graniitti" tällä tavalla sukupolvien ajan. He eivät aio muuttaa terminologiaan tyydyttääkseen muutamaa nirsoa geologia.



Hiekkakivi ja kvartsiitti


Hiekkakivi ja kvartsiitti koostuvat pääasiassa kvartsista, erittäin kestävästä mineraalista, mutta kummallakin rakennusteollisuudessa on haittoja, jotka rajoittavat sen käyttöä. Hiekkakivi koostuu yleensä hiekkajyvistä, jotka on liimattu yhteen kalsiitti-, savi- tai silikaattimineraalien kanssa, jotka ovat saostuneet hiekkarakeiden väliin. Sementti ei yleensä täytä kokonaan kaikkia hiekkarakeiden välisiä tyhjiä jättäen huokoisuuden, joka on tyypillisesti 5 - 30%. Tämän huokostilan avulla kivi imee vettä. Vesi kasvaa tilavuudeltaan jopa 9% joka kerta, kun se jäätyy. Monien jäätymis-sulatusjaksojen aikana tämän laajenemisen voimilla on kyky purkaa rakeita ja hajottaa kallio. Siksi hiekkakivi ei ole suosittu pitkäaikaiseen käyttöön alueilla, joilla esiintyy jäätymislämpötiloja.

Kvartsiitti on muodostunut hiekkakivi. Muuntamisprosessi kuumentaa ja puristaa kiven ja aiheuttaa usein hiekanjyvien hitsauksen yhteen. Tämä voi tuottaa erittäin kestävän kivin, jolla ei yleensä ole hiekkakiven jäätymis- ja sulamishuolia. Kvartsiitti voi todella olla niin kestävä, että sitä on vaikea kaivoa, käsitellä ja kuljettaa rakennuskohteille.

Kvartsiitin Mohs-kovuus on 7. Se tekee siitä vaikeamman kuin murskaimen leuat, kuormauskauhat, liimausruudut, kuorma-autovuoteet ja muut kiven käsittelyyn ja käsittelyyn käytetyt laitteet. Seurauksena on, että se voi nopeasti kuluttaa erittäin kalliita tärkeitä laitteita. Tästä syystä jotkut Yhdysvaltain kestävimmistä kivimääristä vältetään rakennuskäyttöön.


Tulivuoren hiili ja Scoria

Vulkaaninen cinder ja skoria ovat vesikulaarisia kiviä, tarkoittaen, että ne sisältävät onteloita, jotka muodostuivat, kun kaasukuplat olivat jääneet kiinni kallioon, kun se jähmettyi sulasta. Nämä huokoset vähentävät materiaalin kantavuuslujuutta ja jäätymis-sulatuskestävyyttä. Huokoset tekevät kivestä kuitenkin vaaleamman. Kivin pinnan karheus auttaa sitä sitoutumaan tehokkaasti betonimateriaalina käytettäessä. Nämä ominaisuudet tekevät vulkaanisesta tuhkasta ja skoriasta hyviä kiviä kevyen kiviaineksen, kevyen betonin ja kattorakeiden valmistamiseksi.

Pienempi vulkaanisen tuhkan ja kerroksen tiheys helpottaa niiden käsittelyä, kun niitä käytetään maisemointiin, istutuskoneisiin, kaasugrilleihin, saunoihin ja muuhun vastaavaan käyttöön. Näiden kivien suuri pinta-ala tekee niistä sopivia suodatuskiviä joissain jätevesien poisto- ja viemärisovelluksissa. Niiden kulmainen muoto ja pieni tiheys tekevät niistä sopivia käytettäväksi vetomateriaalina, joka leviää lumisten moottoriteiden päälle.

Marmori

Hienorakeinen marmori ja dolomiittinen marmori voidaan murskata ja käyttää suurimpaan osaan samoihin tarkoituksiin kuin kalkkikiveä. Karkeasti kiteisen ollessa nämä kivet hajoavat usein paloiksi katkeamisen vuoksi, mikä voi vähentää niiden kestävyyttä.

Jotkut valkoiset marmorit ovat riittävän puhtaita, jotta ne voidaan murskata, käsitellä epäpuhtauksien poistamiseksi ja käyttää kemiallisena kivinä, valkoturskana, täyteaineina, täyteaineina ja jopa kosmetiikassa ja ravintolisäaineissa ihmisille ja eläimille. Nämä erittäin puhdasta marmorit tekevät joistakin arvokkaimmista murskakiveä.

Sora: Nämä vedet, joiden pyöreä muoto on tuotettu vesiliikenteessä, ovat geologien nimityksiä "sora". Useimmat ihmiset kuitenkin käyttävät sanaa "sora" vastaavasti joko "sora" tai "murskattu kivi".

Murskattu kivi vs. sora

Geologille ”murskattu kivi” ja ”sora” ovat kaksi selvästi erilaista materiaalia. Murskattu kivi on kaupallinen tuote, joka on valmistettu louhimalla kiveä ja murskaamalla se kulmakappaleiksi. ”Sora” on luonnollinen materiaali, joka koostuu vedessä kuljetettavista kivihiukkasista, joiden halkaisija on suurempi kuin kaksi millimetriä ja joilla on yleensä pyöreä muoto veden kuljetuksen seurauksena. Viljojen muoto ja ihmisen rooli niiden tuottamisessa ovat erot, jotka erottavat murskatun kivin sorasta.

Yhdysvaltain keskimääräinen ihminen käyttää harvoin termiä "murskattu kivi". Sen sijaan sanaa "sora" käytetään yleisesti lähes minkä tahansa tyyppiseen kivimateriaaliin, jonka hiukkaskoko on muutama millimetri. Heidän "sora" sisältää sekä murskatun kivin että geologien soran.

Yhdysvaltain murskakivituotanto: Vuonna 2015 tuotetun murskatun kivin arvo valtion mukaan. Tämä kartta näyttää tärkeimmät tuotantolaitokset mustina pisteinä ja valtiot järjestetään murskatun kivituotannon mukaan dollarin arvon perusteella kalenterivuoden 2015 aikana. Kuvan alaosassa oleva histogrammi näyttää valtiot järjestysjärjestyksessä.

Kuljetus, tuonti, vienti

Murskattu kivi on irtotavara, joka on erittäin raskas ja erittäin kallista käsitellä ja kuljettaa. Vuonna 2012 murskauskivien keskimääräiset kustannukset Yhdysvalloissa tehtaalla olivat 9,75 dollaria tonnilta. Kuljetus työmaalle voi lisätä kivin kustannuksia merkittävästi. Ainakin 80% Yhdysvalloissa tuotetusta murskakivestä poistuu tehtaalta kuorma-autolla. Kuorma-autokuljetukset lisäävät 12–15 senttiä tonni-mailia kohti kivin toimituskustannuksia. Esimerkiksi, jos laitos on 20 mailin päässä työpaikasta, kuljetuskustannukset ovat noin 2,40–3,00 dollaria tonnilta.

Rautatie- ja proomukuljetukset ovat laskeneet kustannuksia tonnikilometriä kohti; kuitenkin hyvin harvat louhokset ovat rautateillä tai joilla. Suurin osa rautateitse tai proomulla kuljetetusta kivestä on sitten lastattava kuorma-autoon paikallista kuljetusta varten. Tämän käsittelyn kustannukset voivat olla ylimääräiset 30–50 senttiä tonnilta. Tästä syystä murskattu kivi on hyödyke, jota kulutetaan yleensä paikallisesti niin kauan kuin työvaatimuksia vastaavaa materiaalia on saatavana.

Jotkut suurkaupunkialueet ovat erittäin kalliita etäisyyttä lähimmästä muurin lähteestä. Näitä kaupunkeja palvelevat usein jakelualueet, jotka vastaanottavat murskattua rautateitse tai proomulla etäisistä louhoksista. Tämä voi vähentää merkittävästi kuljetusmatkaa ja tarjota kivi kaupunkien kuluttajille alhaisemmilla toimituskustannuksilla.

Hyvin vähän murskakiveä tuodaan Yhdysvaltoihin tai viedään sieltä pois. Kuljetus- ja käsittelykustannukset ovat niin korkeat, että tuonti kattaa alle yhden prosentin Yhdysvaltojen murskatun kivin kotimaisesta kulutuksesta. Lukuun ottamatta joitain rannikkoalueita, joille kiviaineksen sijasta on laaja sedimenttitaso, sopivanlaatuista murskattua kiveä on paikallisesti saatavana useimmissa osissa Yhdysvaltoja.

Kierrätetyt korvikkeet: Kierrätetyt korvikkeet murskatulle kiville. Alkaen vasemmasta yläkulmasta ja siirtyen myötäpäivään: murskattu betoni, murskattu rakennusmuura, murskattu tiili ja murskattu sora asfaltilla.

Kierrätys

Yritykset kierrättävät rakennusmateriaaleja kaikkialla Yhdysvalloissa ja käyttävät niitä murskatun kivin korvikkeena. Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskus sai tuottajilta raportteja siitä, että kierrätyksellä tuotettiin vuonna 2012 noin 30 miljoonaa tonnia murskattua kivikorvikkeita. Tämä vuosittainen määrä on kasvanut, mutta sen uskotaan olevan paljon pienempi kuin tosiasiallinen kierrätyksen määrä, johtuu siitä, että ilmoittamatta jättämistä ja kierrätystä tehdään vuosittaisessa murskatutkimuksessa mukana olevien yritysten ulkopuolella.

Purkupaikoista käytetty portlandsementtibetoni viedään usein louhokseen tai jakelualueelle, missä se murskataan, prosessoidaan metallin poistamiseksi, seulotaan koon mukaan ja myydään sitten murskatun kivikorvikkeena. Tämä materiaali toimii hyvin täyteaineena, tien pohjana ja muissa käyttökohteissa, joissa kivin ei tarvitse täyttää tiukkoja vaatimuksia. Kierrätys eliminoi loppusijoituspaikan tarpeen, ja tuotetta voidaan myydä 50–80% louhitun kiven hinnasta.

Asfalttibetoni kierrätetään usein erikoistuneilla päällystyslaitteilla, jotka voivat poistaa asfalttitietä ja tuottaa murskatun tuotteen, jota voidaan käyttää suoraan työpaikalla. Käytetyt tiilet ja sekoitetut tiili- / betonijätteet myös murskataan, mitoitetaan ja myydään murskattujen kivien korvikkeina.

Murskatun kivin tuotantokaavio: Murskatun kivin tuotantosuunta viimeisen 100 vuoden aikana. Tiedot USGS: ltä. Kivimurssien tuotanto on yleensä noussut, suurimman osan pudotuksista aiheuttaneiden suurten tai vähäisten taloudellisten taantumien vuoksi. Dramaattinen nousu alkoi pian toisen maailmansodan jälkeen, kun kehitettiin tehokas raidelaite.

Murskattu kivi: tarjonta ja kysyntä

Murskatun kivin kysyntää ohjaavat valtion infrastruktuurihankkeet, liike- ja asuinrakentaminen sekä muun tyyppiset rakennukset. Tämän sivun yllä oleva viivakaavio näyttää murskakivituotannon kehityksen Yhdysvalloissa vuosina 1915 - 2017.

Pieni murskattu kivi käytettiin ennen toista maailmansotaa, koska sen valmistus oli erittäin vaikeaa. Kestävien raidelaitteiden (yksi sodan harvoista eduista) kehittämisen jälkeen murskatun kivin tuotanto alkoi kuitenkin kasvaa nopeasti. Kasvua ovat keskeyttäneet yleisen talouden taantumat, jotka näkyvät kaaviossa erikokoisen tuotannon pudotuksena. Nykyään kysyntä on toipumassa edelleen suuresta taantumasta, mutta viivästyneet infrastruktuurin ylläpito ja hankkeet voivat tuottaa suurta kysyntää murskeelle talouden elpyessä.

Kokokartta: Arizonan geologisen tutkimuskeskuksen valmistelema Phoenixin pääkaupunkiseutua ja ympäröivää aluetta koskeva yksinkertaistetun resurssikartan kuvaus. Tällä alueella tiivistämättömät hiekkat ja sorat, jotka liittyvät purolaaksoihin, ovat helposti kaivettavien ja korkealaatuisten rakennusmateriaalien lähde.


Yhdistelmäsuojelu

Yhdysvalloilla ja useimmissa muissa maissa on yleensä valtava murskattu luonnonvara, jota sen määrän perusteella voidaan pitää ehtymättömänä. Nämä merkittävät luonnonvarat kuitenkin kutistuvat nopeasti, kun rakennuksia, teitä ja yhteisöjä rakennetaan niiden yläpuolelle ja maa-alueet louhitaan kaivostoiminnan rajoista säilyttämisen, kaavoituksen ja paikallisten kieltojen takia.

Jotkut yhteisöt ovat saaneet töykeitä herätyksiä, kun suuret rakennushankkeet, jotka ylittävät paikallisten murskattujen kivien tuottajien kyvyt, hyväksytään, mutta seuraavaksi lähin määrityskiven lähde on 60 mailin päässä. Tämä voi kolminkertaistaa muurin kustannukset, hylätä nykyisen hankkeen budjetin ja lisätä murskatun kivin kustannuksia tulevaisuuden rakentamiseen.

Tämän välttämiseksi murskattu kiviteollisuus kannattaa paikallisten murskattujen luonnonvarojen tunnistamista ja alueiden varaamista niiden kehittämiseen. Jos tämä tehdään, murskatun kivin paikallinen resurssi voidaan varmistaa ja jokaisen tulevan kodin, tien ja rakennushankkeen kustannuksia voidaan vähentää.

Jotkut valtiot ymmärtävät yhdistelmäsuojelun tärkeyden ja vaativat paikallisia hallituksia sisällyttämään tiedot aggregaattiresursseista suunnittelupyrkimyksiinsä. Arizonan geologinen tutkimuslaitos laati kokonaisresurssien arvioinnin Phoenixin pääkaupunkiseudulle ja Arizonan ympäröiville alueille auttamaan paikallisia hallituksia noudattamaan osavaltion lakia.

"Vuoden 2011 lakisääteisen lakiesityksen (SB 1598) aggregaattisuojausosa vaatii Arizonan kreivikuntia ja kuntia tarkistamaan yleiset suunnitelmansa tunnistaakseen aggregaatit lainkäyttöalueellaan ja panemaan täytäntöön politiikat kokonaisvarojen säilyttämiseksi tulevaa käyttöä varten välttäen yhteensopimattoman maankäytön."

He laativat yleisen kartan, joka kuvaa pinnalla olevia geologisia yksiköitä, joita on käytetty tai joita voidaan hyödyntää kokonaisresurssien hyödyntämiseksi. Näiden geologisten yksiköiden kuvaukset sisältyvät arviointiin. Arviointi on saatavana verkossa, missä se voi toimia kuntien maankäytön suunnittelun työkaluna ja kiviaineksen tuottajien tiedustelujen lähteenä.