張志文

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心湖北總隊(duì)（湖北非金屬地質(zhì)公司），湖北 武漢 430034）

湖北省位于長(zhǎng)江中游，擔(dān)當(dāng)著構(gòu)建長(zhǎng)江中游的綠色長(zhǎng)廊，肩負(fù)生態(tài)安全屏障使命，省內(nèi)長(zhǎng)江流程1041公里，漢江流程858公里，河流采砂活動(dòng)歷史悠久，由于湖北的九省通衢，砂石業(yè)一直較為興旺，近幾年為響應(yīng)國(guó)家“綠水青山就是金山銀山”政策，湖北省對(duì)天然砂的開(kāi)采開(kāi)始進(jìn)行整治，連續(xù)出臺(tái)了一系列有關(guān)政策，遍地開(kāi)花的采砂活動(dòng)將被禁止。近幾年，湖北省國(guó)家中部崛起定位后，經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展對(duì)砂石需求量有增無(wú)減，甚至存在一定的缺口。矛盾的化解成為當(dāng)前首要任務(wù)，既要貫徹落實(shí)國(guó)家政策，亦要為經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展提供資源保障，使用機(jī)制砂替代天然砂非常具有必要性，同時(shí)依法合規(guī)的解決好機(jī)制砂礦源值得研究。

1 機(jī)制砂的特征

《建筑用砂》 （GB/T14684-2011）中，將機(jī)制砂定義為“經(jīng)除土處理，由機(jī)械破碎、篩分制成的，粒徑小于4.75mm的巖石、礦山尾礦或工業(yè)廢渣顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化的顆?！薄C(jī)制砂不同于天然砂，它的顆粒級(jí)配可調(diào)、相對(duì)穩(wěn)定，由于是機(jī)制而成，往往具一定的石粉含量，其外形多呈棱角狀，表面總體較粗糙。由于各地生產(chǎn)機(jī)制砂的礦源不一樣，所采用的加工生產(chǎn)設(shè)備和工藝也不同，故產(chǎn)出的機(jī)制砂特征不盡相同，但其質(zhì)量若能滿(mǎn)足《建筑用砂》 （GB/T14684-2011）中技術(shù)要求，則一般可應(yīng)用于混凝土中。

《建筑用砂》 （GB/T14684-2011）中對(duì)機(jī)制砂技術(shù)要求主要有七類(lèi)，一般在礦源勘查中可基本查明機(jī)制砂用礦源特征，可作評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)有：石粉含量，泥塊含量，云母，SO3，Cl，堅(jiān)固性，壓碎指標(biāo)，堿集料反應(yīng)。

2 水泥用灰?guī)r礦山資源地質(zhì)特征

湖北省建材非金屬礦山種類(lèi)較豐富，在資源儲(chǔ)量和生產(chǎn)規(guī)模方面，水泥用灰?guī)r礦仍位居前列，由于石灰?guī)r的產(chǎn)出地層較多，加之構(gòu)造影響等因素，造成水泥用灰?guī)r礦山巖性較豐富，大部分礦山均存在頂?shù)装搴蛫A層，為研究其作為機(jī)制砂礦源的必要性，本次分區(qū)、分層位選擇了代表性水泥用灰?guī)r礦山不同巖性的頂板和夾層對(duì)象，對(duì)其規(guī)模和化學(xué)特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)研究，規(guī)模及質(zhì)量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 代表性水泥用灰?guī)r礦山頂板和夾層規(guī)模及質(zhì)量統(tǒng)計(jì)表

通過(guò)統(tǒng)計(jì)可看出，各礦區(qū)水泥用灰?guī)r礦山均存在大小規(guī)模的頂板和夾層，礦山建設(shè)之初，地質(zhì)勘探報(bào)告及開(kāi)發(fā)利用方案將該類(lèi)資源均劃分為剝離體。從當(dāng)前礦政管理看，表中少數(shù)礦區(qū)的剝離體量已經(jīng)達(dá)到新立建筑石料用石灰?guī)r礦的中小型資源儲(chǔ)量規(guī)模，作為水泥原料礦山該類(lèi)剝離體存放需設(shè)計(jì)專(zhuān)用堆場(chǎng)，顯然會(huì)占用大量自然資源，隨之而來(lái)的就是地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題凸現(xiàn)。

按綠色礦山建設(shè)理念，結(jié)合當(dāng)前機(jī)制砂發(fā)展形勢(shì)，為大致了解當(dāng)前水泥用灰?guī)r礦山的剝離體資源應(yīng)用于機(jī)制砂的適宜性，特分區(qū)對(duì)該類(lèi)資源進(jìn)行了物性測(cè)試，見(jiàn)表2。

按《建筑用砂》 （GB/T14684-2011）要求，表2中各區(qū)礦源質(zhì)量總體較好，其中石粉含量和泥塊含量達(dá)到了機(jī)制砂Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（MB值≤1.4），堅(jiān)固性和壓碎指標(biāo)均達(dá)到了機(jī)制砂Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合礦源自然類(lèi)型，未對(duì)云母等有害物質(zhì)測(cè)試，所測(cè)試的有害物質(zhì)指標(biāo)均滿(mǎn)足Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)堿集料反應(yīng)試驗(yàn)后，試件無(wú)明顯裂縫、酥裂，膠體無(wú)外溢現(xiàn)象，14d的膨脹率為0.05%，可知堿活性弱。

綜上述，水泥用灰?guī)r礦山資源較豐富，存在的頂板和夾石規(guī)模較大，認(rèn)為該類(lèi)資源具備應(yīng)用于機(jī)制砂礦源的必要性，通過(guò)有關(guān)數(shù)據(jù)的收集和測(cè)試研究，初步認(rèn)為開(kāi)發(fā)利用于機(jī)制砂的是適宜的。

表2 水泥用灰?guī)r礦山剝離體資源物性測(cè)試結(jié)果表

3 綜合利用建議

隨著天然砂資源的日益匱乏，采砂活動(dòng)受有關(guān)政策影響也逐步關(guān)停，尋設(shè)機(jī)制砂礦山亦不符合我省當(dāng)前礦業(yè)權(quán)、環(huán)保及林地等政策，采用機(jī)制砂替代天然砂已成為必然趨勢(shì)，利用已設(shè)水泥原料礦山的剝離體資源作為機(jī)制砂礦源可成為突破口，既滿(mǎn)足綠色礦山建設(shè)要求，也能彌補(bǔ)我省機(jī)制砂需求缺口。為此，建議加強(qiáng)對(duì)水泥原料礦山深入研究，進(jìn)一步查清非礦規(guī)模及物化特征，以綜合利用方案為指導(dǎo)，對(duì)適宜于機(jī)制砂的資源進(jìn)行綜合利用。