Crushed Stone: The Unsung Minerál Hero

Obsah

• Najzákladnejšia minerálna komodita
• Typy hornín používané na drvený kameň
• vápenec
• Dolomit a dolomitický vápenec
• Žula a pasce Rock
• Pieskovec a kremenec
• Sopečný škvára a Scoria
• mramor
• Drvený kameň vs. štrk
• Doprava, dovoz, vývoz
• recyklácia
• Drvený kameň: ponuka a dopyt
• Agregovaná ochrana

Mnoho druhov drveného kameňa: Drvený kameň nie je „štandardizovaná komodita“. Vyrába sa jedným z niekoľkých druhov hornín, ako je vápenec, žula, skala, skala, čadič, dolomit alebo pieskovec; rozdrvenie skaly; a potom sa rozdrvená hornina preosieva na veľkosti, ktoré sú vhodné pre zamýšľané konečné použitie. Zamýšľané použitie tiež určuje, ktorý typ horniny by sa mal použiť.

Crushed Stone: The Unsung Miner Hero: Na drvený kameň sa často pozerá ako na jeden z najnižších komodít, používa sa však na takú rozmanitosť účelov v mnohých priemyselných odvetviach, že by sa mal povýšiť na pozíciu rozlíšenia. Je to geologická komodita, na ktorej je postavené takmer všetko. Mrak slov Wordle vyššie ukazuje iba niekoľko jeho rozmanitých použití.

"Unsung Mineral Hero" je citátom zosnulého Deweya Kirsteina, ekonomického geológa a jedného z prvých autorov autorky.

Najzákladnejšia minerálna komodita

Drvený kameň je najzákladnejšou surovinou na svete. Je hojný, bežne dostupný a lacný. Je to materiál, s ktorým sú ľudia oboznámení takmer vo všetkých častiach sveta.

V roku 2017 USA vyprodukovali spolu asi 1,33 miliardy ton drveného kameňa. To je v priemere asi štyri tony drveného kameňa na každého občana. Väčšina ľudí si ťažko dokáže predstaviť, ako sa v poslednom roku využili štyri tony drveného kameňa v ich prospech. To predstavuje asi dvadsať libier drveného kameňa na osobu a deň po celý rok.

Väčšina drveného kameňa sa používa pri výstavbe diaľnic a stavebníctve. Pri výstavbe dvojprúdovej asfaltovej diaľnice sa používa asi 25 000 ton drveného kameňa na míľu. Pri stavbe malej obytnej podoblasti sa na domácnosť používa asi 300 ton drveného kameňa. Mnoho ďalších použití drveného kameňa je možné vidieť v slovo mrak na tejto stránke. V tabuľke v dolnej časti stránky sa nachádza väčší zoznam.

Druhy hornín použitých na výrobu drveného kameňa: Približné množstvo rôznych druhov hornín použitých na výrobu drveného kameňa v Spojených štátoch v kalendárnom roku 2017, keď celková ročná produkcia predstavovala približne 1,33 miliardy metrických ton kameňa. Údaje z geologického prieskumu USA (USGS).

Typy hornín používané na drvený kameň

Na výrobu drveného kameňa sa používa veľa rôznych typov hornín. Medzi typy používané na výrobu drveného kameňa v Spojených štátoch v roku 2017 patria: vápenec, žula, skala, pieskovec, kremenec, dolomit, sopečný škvára a škvrnitosť, mramor, bridlica, dacit, škrupina a vápenatina. Ich relatívny význam je uvedený v koláčovom grafe na tejto stránke. Každý z týchto typov hornín je vhodný na množstvo použití a nevhodný pre iné. Stručný opis dôležitejších hornín pre drvený kameň je uvedený nižšie.

vápenec

vápenec: Rozdrvený vápenec rôznych veľkostí častíc, zľava zhora v smere hodinových ručičiek: hrubý kamenivo, rozdrvený vápenec, vápencový banský vápenec a jemné vápence.

Vápenec je hornina zložená z uhličitanu vápenatého (CaCO)₃). Je to typ horniny, ktorý sa najčastejšie používa na výrobu drveného kameňa v Spojených štátoch. Zastáva túto pozíciu, pretože je široko dostupný a vhodný pre väčšiu rozmanitosť použitia ako akýkoľvek iný druh horniny.

Vápenec sa môže použiť na výrobu cementu. Je to primárna zložka betónu. Používa sa ako základný materiál pre diaľnice, vidiecke cesty, budovy a železnice. Používa sa na výrobu poľnohospodárskeho vápna a na neutralizáciu kyselín v chemickom priemysle. Existuje veľa výrobkov vyrobených z vápenca alebo z neho, ktoré spotrebúvajú malý objem materiálu. Medzi ne patrí hydinová štrk, terrazzo, sklo, pohlcovače znečistenia ovzdušia, bezpečnostný prach z baní, doplnky výživy pre zvieratá, kozmetika, doplnky výživy a tavidlo pre vysoké pece, treska belasá.

Vápenec sa okrem svojej vhodnosti na mnoho použití používa aj na výrobu drveného kameňa, pretože sa ľahko láme a je mäkší ako oceľ použitá v drviacich zariadeniach, triediacich zariadeniach a lôžkach nákladných automobilov. Vápenec v porovnaní s tvrdšími horninami, ako je kremeň, spôsobuje oveľa menšie opotrebenie zariadení, s ktorými príde do styku.

Predstavte si napríklad kamión naložený 10 tonami rozdrveného kremeňa. Každý kus kremeňa, ktorý je v kontakte s lôžkom a stranami postele nákladného automobilu, bude mať ostré hroty a hrany. Bude tiež mať tlak na všetku horninu vo vyššie uvedenom zaťažení. Keď vodič zdvihne posteľ, aby vyložil náklad, každý kus kremeňa, ktorý je v kontakte s lôžkom nákladného automobilu, vysunie drážku do kovu, keď sa vysunie z dverí batožinového priestoru. Lôžko nákladného auta sa pri každom vyloženom kameni zoslabí. Majitelia nákladných vozidiel nebudú spokojní, keď budú musieť po krátkej dobe používania opraviť alebo vymeniť svoje nákladné vozidlá. Podobné opotrebenie sa vyskytne na drviacich zariadeniach, obrazovkách a každom zariadení, ktoré je v kontakte s kameňom. Teraz viete, prečo by ťažobné spoločnosti radšej ukladali vápencový lom ako kremík.

Dolomit a dolomitický vápenec

Dolomity (AKA "dolostone") a vápenec sú veľmi podobné skaly. Dolomit je uhličitan horečnatý vápenatý (CaMg (CO₃)₂), zatiaľ čo vápencom je uhličitan vápenatý (CaCO₃). Vápenec je účinnejší na výrobu cementu a na neutralizáciu kyselín. Dolomit má Mohsovu tvrdosť 4 v porovnaní s vápencom s Mohsovou tvrdosťou 3. Tento rozdiel v tvrdosti robí dolomit výrazne odolnejším, keď je hornina vystavená oderu.

Dolomit, dolomitický vápenec a vápenec majú podobný vzhľad a často sa vyskytujú spoločne v skalných jednotkách ťažených v jednom lome; ťažia sa však zriedka ako samostatné výrobky. Významné množstvo materiálu, ktoré bolo vo vyššie uvedenom koláčovom diagrame označené ako „vápenec“, je v skutočnosti dolomitický vápenec a dolomit.

Väčšina lomov predáva svoju výrobu ako „vápenec“, čo je prijateľné pre zákazníkov v stavebníctve, ak chemické zloženie horniny nie je dôležité. Zákazníci, ktorí sa zaujímajú o horninu na účely chemickej, kyslej neutralizácie, toku vysokých pecí alebo na poľnohospodárske účely, pravdepodobne budú požadovať horninu, ktorá má chemické zloženie veľmi čistého vápenca alebo veľmi čistého dolomitu.

Žula a pasce Rock

Drvená hornina: Rozdrvené vyvieracie horniny rôznych druhov, zľava zhora v smere hodinových ručičiek: pasca, biela žula, láva a červená žula.

Žula je názov laikov, ktorý sa používa pre akúkoľvek svetlú vyvieračku, ktorá sa používa v stavebníctve. Žula, granodiorit, diorit a ryolit sú niektoré z mnohých svetlých vyvrelých hornín, ktoré sa v stavebníctve nazývajú „žula“.

„Trap rock“ je lamatánske meno používané pre akúkoľvek tmavomodrú vyvrelú horninu, ktorá sa používa v stavebníctve. Čadič, peridotit, diabáza a gabbro sú príklady pascí.

Žulová a lúčna hornina sú druhým a tretím najčastejšie používaným typom hornín na výrobu drveného kameňa. Sú lepšie ako vápenec, keď sa používajú v kyslých vodách alebo pôdach a keď sú vystavené oderu. Môžu nahradiť vápenec ako konkrétny kamenivo a ak je potrebný trvalý kamenivo.

Niektorým geológom sa nepáči, ako ľudia v priemysle drveného kameňa používajú slovo „žula“. Toto odvetvie predáva milióny ton „žuly“ ročne a používa slovo „žula“ už celé generácie. Nebudú meniť svoju terminológiu, aby uspokojili niekoľko vyberavých geológov.

Pieskovec a kremenec

Pieskovec a kremeň sa skladajú predovšetkým z kremeňa, veľmi odolného minerálu, ale každý má svoje nedostatky v stavebníctve, ktoré obmedzuje jeho použitie. Pieskovec sa všeobecne skladá z pieskových zŕn cementovaných spolu vápenatými, ílovými alebo silikátovými minerálmi, ktoré sa zrážajú medzi pieskovými zrnami. Cement obvykle úplne nevyplňuje všetky medzery medzi zrnkami piesku a zanecháva pórovitosť, ktorá sa zvyčajne pohybuje medzi 5 a 30%. Tento priestor pórov umožňuje hornine absorbovať vodu. Táto voda sa pri každom zamrznutí rozšíri až o 9%. V priebehu mnohých cyklov zmrazenia a rozmrazenia majú sily tejto expanzie schopnosť vypudiť zrná a rozbiť horninu. To je dôvod, prečo pieskovec nie je obľúbený pri dlhodobom používaní v oblastiach, kde sa vyskytujú teploty mrazu.

Kremenec je pieskovec, ktorý bol metamorfovaný. Proces metamorfizmu zahrieva a komprimuje horninu a často spôsobuje, že sa zrnká piesku navzájom spájajú. To môže viesť k mimoriadne trvanlivej hornine, ktorá zvyčajne nemá obavy z mrazenia a rozmrazovania pieskovca. Kremenec môže byť v skutočnosti taký odolný, že je ťažké ťažiť, manipulovať s ním a prepravovať ho na stavenisko.

Kremenec má Mohsovu tvrdosť 7. To sťažuje ťažkosti ako drvičové čeľuste, lopaty nakladača, triediace sitá, postele pre nákladné autá a ďalšie vybavenie používané na manipuláciu a spracovanie kameňa. V dôsledku toho môže rýchlo spôsobiť veľmi drahé opotrebenie základného vybavenia. Z tohto dôvodu sa niektorým z najodolnejších hornín v Spojených štátoch na stavebné účely nedá vyhnúť.

Sopečný škvára a Scoria

Vulkanické škváry a škvrny sú vezikulárne horniny, čo znamená, že obsahujú dutiny, ktoré sa vytvorili, keď sa v hornine zachytili bublinky plynu, keď stuhla z taveniny. Tieto dutiny znižujú nosnosť a trvanlivosť materiálu pri zmrazovaní a rozmrazovaní. Vďaka dutinám je však hornina ľahšia. Drsnosť povrchu kameňa mu pomáha efektívne sa viazať, keď sa používa ako betónový agregát. Vďaka týmto vlastnostiam sú sopečné škváry a škvrny dobrými horninami na výrobu ľahkého kameniva, ľahkého betónu a strešných granúl.

Nižšia hustota sopečného škváru a škrabky uľahčuje manipuláciu pri použití v krajinářstve, sadeníc, plynových griloch, saunách a iných podobných použitiach. Vďaka vysokej ploche týchto hornín sú tieto kamene vhodné pre filtračný kameň v niektorých aplikáciách na čistenie a čistenie odpadových vôd. Vďaka svojmu uhlovému tvaru a nízkej hustote sú vhodné na použitie ako trakčný materiál, ktorý sa šíri po zasnežených diaľniciach.

mramor

Jemnozrnný mramor a dolomitický mramor možno rozdrviť a použiť na väčšinu rovnakých účelov ako vápenec. Keď sú tieto horniny hrubo kryštalické, často sa štiepením štiepia na kúsky, čo môže znížiť ich životnosť.

Niektoré biele guličky sú dostatočne čisté, aby sa dali rozdrviť, spracovať na odstránenie nečistôt a použiť ako chemický kameň, treska belasá, plnivá, plnivá a dokonca aj v kozmetických a výživových doplnkoch pre ľudí a zvieratá. Tieto guličky vysokej čistoty tvoria jeden z najcennejších drvených kameňov.

štrk: Tieto kamienky so zaoblenými tvarmi vytvárané vodnou dopravou sú tým, čo geológovia nazývajú „štrkom“. Väčšina ľudí však používa slovo „štrk“ zameniteľne za „štrk“ alebo „rozdrvený kameň“.

Drvený kameň vs. štrk

Geológovi sú „drvený kameň“ a „štrk“ dva zreteľne odlišné materiály. „Drvený kameň“ je komerčný produkt vyrobený ťažbou hornín a ich drvením na hranaté kúsky. „Štrk“ je prírodný materiál, ktorý sa skladá z častíc hornín prepravovaných vodou, ktoré sú v priemere väčšie ako dva milimetre a ktoré majú zvyčajne v dôsledku svojej vodnej dopravy zaoblený tvar. Tvar zŕn a úloha človeka pri ich výrobe sú rozdiely, ktoré oddeľujú drvený kameň od štrku.

Priemerný človek v Spojených štátoch používa termín „drvený kameň“ zriedkavo. Namiesto toho sa slovo „štrk“ používa všeobecne pre takmer akýkoľvek druh horninového materiálu s veľkosťou častíc viac ako niekoľko milimetrov. Ich „štrk“ zahŕňa drvený kameň aj štrk geológov.

Výroba drveného kameňa v USA: Hodnota drveného kameňa vyrobeného v roku 2015 podľa štátu. Táto mapa zobrazuje hlavné výrobné miesta ako čierne bodky a stavy sú zoradené podľa výroby drveného kameňa na základe hodnoty dolára v priebehu kalendárneho roka 2015. Histogram v dolnej časti obrázka zobrazuje stav v poradí podľa stavu.

Doprava, dovoz, vývoz

Drvený kameň je sypká komodita, ktorá je veľmi ťažká a veľmi nákladná na manipuláciu a prepravu. V roku 2012 boli priemerné náklady na drvený kameň v Spojených štátoch v mieste závodu 9,75 dolárov za metrickú tonu. Preprava na miesto práce môže výrazne zvýšiť náklady na kameň. Najmenej 80% drveného kameňa vyprodukovaného v Spojených štátoch opúšťa závod nákladným autom. Kamiónovou dopravou sa k dodaným nákladom na kameň pridáva ďalších 12 až 15 centov na tonu míle. Napríklad, ak je závod 20 míľ od miesta výkonu práce, náklady na prepravu budú asi 2,40 až 3,00 dolárov za tonu.

Železničná a lodná doprava znížila náklady na tonu míle; na železničných tratiach alebo riekach je však veľmi málo lomov. Väčšina kameňa dopraveného po železnici alebo člne sa potom musí naložiť do kamiónu na miestnu prepravu. Náklady na túto manipuláciu môžu byť ďalších 30 až 50 centov za tonu. Z tohto dôvodu je drvený kameň komoditou, ktorá sa zvyčajne konzumuje lokálne, pokiaľ je k dispozícii materiál, ktorý spĺňa pracovné podmienky.

Niektoré metropolitné oblasti sú veľmi nákladné od najbližšieho zdroja rozdrveného kameňa. Tieto mestá sú často obsluhované distribučnými dvormi, ktoré dostávajú drvený kameň po železnici alebo člne zo vzdialených lomov. To môže výrazne znížiť prepravnú vzdialenosť a poskytnúť spotrebiteľom v meste kameň za nižšie dodané náklady.

Veľmi málo drveného kameňa sa dováža alebo vyváža zo Spojených štátov. Náklady na dopravu a manipuláciu sú také vysoké, že dovozom pokrýva menej ako 1% domácej spotreby drveného kameňa v Spojených štátoch. Vo väčšine častí Spojených štátov je s výnimkou niektorých pobrežných oblastí, ktoré sú rozmiestnené v širokej rovine sedimentu namiesto skaly, drvený kameň vhodnej kvality.

Recyklované náhrady: Recyklované náhrady drveného kameňa. Začína vľavo hore a ide v smere hodinových ručičiek: drvený betón, drvená stavebná sutina, drvená tehla a drvený štrk s asfaltom.

recyklácia

V Spojených štátoch spoločnosti recyklujú stavebné materiály a používajú ich ako náhradu za drvený kameň. Geologický prieskum Spojených štátov dostal od výrobcov správy, že v roku 2012 sa recykláciou vyrobilo približne 30 miliónov ton náhradiek rozdrvených kameňov. Tento ročný počet sa zvyšuje, ale predpokladá sa, že je oveľa nižší ako skutočné množstvo recyklovania, ktoré sa vykonáva, kvôli neoznámeniu a recyklácii vykonávanej mimo spoločností zahrnutých do ich ročného prieskumu drveného kameňa.

Použitý portlandský cement z miest demolácie sa často odvádza do lomu alebo do distribučného dvora, kde sa drví, spracuje na odstránenie kovu, preosieva sa podľa veľkosti a potom sa predáva ako náhrada drveného kameňa. Tento materiál funguje dobre ako výplň, základňa vozovky a pri iných použitiach, kde kameň nemusí spĺňať prísne špecifikácie. Recyklácia eliminuje potrebu miesta zneškodnenia a produkt sa môže predávať za 50 až 80% ceny ťaženého kameňa.

Asfaltový betón sa často recykluje pomocou špecializovaného zariadenia na vozovky, ktoré môže zbaviť asfaltovej vozovky a vytvoriť drvený produkt, ktorý sa dá priamo použiť na stavenisku. Použité tehly a zmiešaný odpad z tehál a betónu sú tiež drvené, triedené a predávané ako náhrada drveného kameňa.

Graf výroby drveného kameňa: Trendy výroby drveného kameňa za posledných 100 rokov. Údaje z USGS. Výroba drveného kameňa vo všeobecnosti rastie, pričom väčšina poklesov bola spôsobená veľkými alebo malými hospodárskymi recesiami. Dramatický vzostup sa začal krátko po druhej svetovej vojne, keď sa vyvíjalo účinné zariadenie koľaje.

Drvený kameň: ponuka a dopyt

Dopyt po rozdrvenom kameni sú poháňané vládnymi projektmi infraštruktúry, komerčnou a bytovou výstavbou a inými druhmi stavieb. Čiarový graf na tejto stránke zobrazuje trend výroby drveného kameňa v Spojených štátoch v rokoch 1915 až 2017.

Malý drvený kameň sa používal pred druhou svetovou vojnou, pretože bolo veľmi ťažké ho vyrobiť. Po vývoji trvanlivých koľajových zariadení (jedna z mála výhod vojny) sa však výroba drveného kameňa začala rýchlo zvyšovať. Rast bol prerušený recesiami vo všeobecnej ekonomike, ktoré sú v grafe znázornené ako poklesy výroby rôznej veľkosti. V súčasnosti sa dopyt po Veľkej recesii stále zotavuje, ale odložená údržba infraštruktúry a projekty by mohli pri zotavovaní hospodárstva generovať veľký dopyt po drvenom kameni.

Súhrnná mapa: Zjednodušené zobrazenie mapy súhrnných zdrojov vypracovanej geologickým prieskumom Arizony pre metropolitnú oblasť Phoenix a okolité regióny. V tejto oblasti sú nekonsolidované piesky a štrky spojené s údoliami potokov zdrojom ľahko vyťažených a vysokokvalitných stavebných materiálov.

Agregovaná ochrana

Spojené štáty a väčšina ostatných krajín majú vo všeobecnosti obrovský zdroj rozdrveného kameňa, ktorý by sa na základe svojho objemu mohol považovať za nevyčerpateľný. Tieto významné zdroje sa však rýchlo zmenšujú, pretože nad nimi sú stavané budovy, cesty a spoločenstvá a z dôvodu ochrany, územného plánovania a miestnych zákazov sa pôdy obmedzujú na ťažobnú činnosť.

Niektoré spoločenstvá dostali hrubé prebudenie, keď sa schvália veľké stavebné projekty, ktoré presahujú možnosti miestnych výrobcov drveného kameňa, ale najbližší zdroj špecifikovaného kameňa je vzdialený 60 kilometrov. To môže strojnásobiť náklady na drvený kameň, zničiť rozpočet na súčasný projekt a zvýšiť náklady na drvený kameň pre všetky budúce stavby.

Aby sa tomu zabránilo, priemysel drveného kameňa obhajuje identifikáciu miestnych zdrojov drveného kameňa a vyčlenenie oblastí pre ich rozvoj. Ak sa tak stane, je možné zabezpečiť miestny zdroj drveného kameňa a znížiť náklady na každý budúci domov, cestu a stavebný projekt.

Niektoré štáty si uvedomujú dôležitosť agregovanej ochrany a požadujú od miestnych samospráv, aby do svojich plánovacích snáh začlenili informácie o agregovaných zdrojoch. Arizonský geologický prieskum pripravil súhrnné hodnotenie zdrojov pre metropolitnú oblasť Phoenix a okolité regióny v Arizone, aby pomohol miestnym vládam dodržiavať štátny zákon.

„Oddiel Agregovaná ochrana v regulačnom liste práv, SB 1598, z roku 2011 vyžaduje, aby arizonské kraje a obce revidovali svoje všeobecné plány s cieľom identifikovať agregát vo svojej jurisdikcii a implementovali politiky na zachovanie agregovaných zdrojov pre budúce využitie tým, že sa vyhnú nekompatibilnému využívaniu pôdy.“

Vytvorili zovšeobecnenú mapu, ktorá zobrazuje geologické jednotky prítomné na povrchu, ktoré boli alebo sa dajú využiť na agregované zdroje. Popisy týchto geologických jednotiek sú súčasťou ich hodnotenia. Posúdenie je k dispozícii online, kde môže slúžiť ako nástroj územného plánovania pre miestne samosprávy a ako zdroj prieskumných údajov pre výrobcov agregátov.