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砕石の多くの種類： 砕石は「標準化された商品」ではありません。石灰岩、花崗岩、trap岩、スコリア、玄武岩、ドロマイト、砂岩など、いくつかの種類の岩の1つを採掘して作られています。岩を砕く;そして、砕いた岩石を目的の最終用途に適したサイズに選別します。また、使用目的によって、使用する岩の種類が決まります。
砕石：名も無き鉱物の英雄： 砕石は多くの場合、最も低い商品の1つと見なされますが、非常に多くの産業で非常に多様な目的に使用されるため、差別化された地位に引き上げられるべきです。それはほとんどすべてが構築される地質学的商品です。上記のWordleの単語雲は、その用途の多様性のほんの一部を示しています。
「Unsung Mineral Hero」は、経済地質学者で著者の初期監督者である故デューイ・カースタインからの引用です。
最も基本的な鉱物商品
砕石は世界で最も基本的な鉱物商品です。豊富で、広く入手可能で、安価です。世界のほぼすべての地域で人々がよく知っている資料です。
2017年、米国は合計で約13億3千トンの砕石を生産しました。それは各市民の平均約4トンの砕石です。ほとんどの人は、過去1年間に4トンの砕石がどのように使用されたかを想像するのに苦労しています。これは、年間を通して1人1日あたり約20ポンドの砕石に相当します。
ほとんどの砕石は、高速道路の建設や建物の建設に使用されます。 2車線のアスファルト道路の建設では、1マイルあたり約25,000トンの砕石が使用されます。小さな住宅の区画を建設する際には、1家庭あたり約300トンの砕石が使用されます。砕石の他の多くの用途は、このページの単語の雲で見ることができます。より大きなリストは、ページの下部近くの表に含まれています。
砕石の製造に使用される岩の種類： 米国では、年間総生産量が約13億3千万トンの石であった2017年に、砕石を作るために使用されたさまざまな種類の岩のおおよその量。米国地質調査所（USGS）のデータ。
砕石に使用される岩の種類
砕石の製造には、さまざまな種類の岩石が使用されます。 2017年に米国で砕石を作るために使用されるタイプには、石灰岩、花崗岩、トラップロック、砂岩、珪岩、ドロマイト、火山噴石とスコリア、大理石、スレート、デイサイト、貝殻、石灰質泥灰土などがあります。それらの相対的な重要性は、このページの円グラフに示されています。これらの岩の種類はそれぞれ、多くの用途に適しており、他の用途には適していません。砕石用のより重要な岩石の簡単な説明を以下に示します。
石灰岩
石灰岩： 左上から時計回りに向かって、さまざまな粒径の砕石：粗骨材、砕石、鉱山用石灰石、石灰石微粉。
石灰岩は、炭酸カルシウム（CaCO3）。それは、米国で砕石を作るために最も一般的に使用される岩石タイプです。広く利用可能であり、他のどのタイプの岩よりも多様な用途に適しているため、この位置を保持しています。
石灰石はセメントの製造に使用できます。コンクリートの主要成分です。これは、高速道路、田舎道、建物、および鉄道建設のベース材料として使用されます。農業用石灰の製造や化学産業での酸中和に使用されます。少量の材料を消費する石灰石で作られた、または石灰石を使用した製品が数多くあります。これらには、家禽のグリット、テラゾ、ガラス、大気汚染吸着剤、鉱山の安全ダスト、動物向け食品サプリメント、化粧品、栄養補助食品、高炉フラックス、ホワイティングなどが含まれます。
多くの用途への適合性に加えて、石灰石は砕石を作るためにも使用されます。砕石は砕けやすく、破砕装置、分類装置、トラックのベッドで使用される鋼よりも柔らかいためです。珪岩などの硬い岩と比較して、石灰岩は接触する機器の摩耗をはるかに少なくします。
例として、10トンの砕けた珪岩を積んだトラックを想像してください。ベッドとトラックのベッドの側面に接触している珪岩のすべての部分には、鋭いポイントとエッジがあります。また、上記の荷重のすべての岩の圧力が適用されます。ドライバーが荷台を持ち上げるためにベッドを持ち上げると、トラックのベッドに接触しているすべての珪岩が、トラックのテールゲートから滑り出るときに金属に溝を切り込みます。トラックの荷台は、投下される岩のすべての負荷で薄くなります。トラックの所有者は、短時間の使用後にトラックを修理または交換しなければならない場合、満足しません。破砕装置、スクリーン、および石に接触するすべての装置で同様の摩耗が発生します。鉱業会社が珪岩よりも石灰石を採石する理由を知っています。
ドロマイトとドロマイト石灰岩
ドロマイト（別名「ドロストーン」）と石灰岩は非常によく似た岩です。ドロマイトは炭酸カルシウムマグネシウム（CaMg（CO3)2）、石灰岩は炭酸カルシウム（CaCO3）。石灰石は、セメントの製造と酸の中和により効果的です。ドロマイトは、モース硬度が3の石灰岩と比較してモース硬度が4です。この硬度の違いにより、岩石が摩耗した場合のドロマイトの耐久性が明らかに向上します。
ドロマイト、ドロマイト石灰岩、および石灰岩の外観は類似しており、単一の採石場で採掘された岩盤で一緒に発生することがよくあります。ただし、それらが別個の製品として採掘されることはほとんどありません。上記の円グラフで「石灰岩」として報告されている材料のかなりの量は、実際にはドロマイト石灰岩とドロマイトです。
ほとんどの採石場は、生産物を「石灰岩」として販売します。これは、岩石の化学組成が重要でない場合、建設業界の顧客に受け入れられます。化学、酸中和、高炉フラックス、または農業目的で岩石に関心がある顧客は、おそらく非常に純粋な石灰岩または非常に純粋なドロマイトの化学組成を持つ岩石を必要とします。
花崗岩とトラップロック
砕石： 左上から時計回りにさまざまな種類の砕けた火成岩：トラップ岩、白い花崗岩、溶岩、赤い花崗岩。
花崗岩は、建設に使用される明るい色の火成岩に使用される素人の名前です。花崗岩、花崗閃緑岩、閃緑岩、流紋岩は、建設業界で「花崗岩」と呼ばれる多くの明るい色の火成岩の一部です。
「トラップロック」は、建設に使用される暗色の火成岩に使用される素人の名前です。玄武岩、かんらん岩、ダイアベース、斑れい岩はトラップロックの例です。
花崗岩とトラップロックは、砕石を生産するために2番目と3番目に最も一般的に使用されるタイプの岩です。酸性水や土壌で使用したり、摩耗にさらしたりすると、石灰石よりも優れています。コンクリートの骨材として、また耐久性のある骨材が必要な場合には、石灰石の代わりに使用できます。
一部の地質学者は、砕石産業の人々が「花崗岩」という言葉をどのように使用するかを嫌います。その業界では年間何百万トンもの「花崗岩」を販売しており、この方法で何世代にもわたって「花崗岩」という言葉を使用しています。彼らはいくつかのうるさい地質学者を満足させるために用語を変えるつもりはありません。
砂岩と珪岩
砂岩と珪岩は、非常に耐久性のある鉱物である石英で主に構成されていますが、それぞれの使用を制限する建設業界での欠点があります。砂岩は、一般に、砂粒の間に沈殿した方解石、粘土、またはケイ酸塩鉱物によって接合された砂粒で構成されています。セメントは通常、砂粒間のすべての空隙を完全に埋めるわけではなく、通常5〜30％の範囲の空隙率を残します。この孔隙により、岩は水を吸収できます。その水は、凍結するたびに体積が最大9％拡大します。多くの凍結融解サイクルの過程で、この膨張の力は穀物を取り除き、岩を破壊する能力を持っています。これが、砂岩が凍結温度が発生する地域での長期使用に人気がない理由です。
石英は、変成された砂岩です。変成のプロセスは、岩を加熱して圧縮し、しばしば砂粒を一緒に溶着させます。これにより、通常は砂岩の凍結融解の心配がない、非常に耐久性の高い岩を生成できます。石英は、実際には非常に耐久性があるため、採掘、取り扱い、建設現場への輸送が困難です。
石英のモース硬度は7です。これにより、クラッシャージョー、ローダーバケット、サイジングスクリーン、トラックベッド、および石の処理と処理に使用されるその他の機器よりも硬くなります。結果として、非常に高価な消耗品を重要な機器に素早く置くことができます。そのため、米国で最も耐久性のある岩の一部は、建設用に使用されていません。
火山噴石とスコリア
火山の噴石とスコリアは小胞の岩です。つまり、溶岩から固化する際に岩の中に気泡が閉じ込められたときに形成されるボイドが含まれています。これらの空隙は、材料の耐荷重強度と凍結融解耐久性を低下させます。しかし、ボイドは岩を軽くします。石の表面粗さは、コンクリートの骨材として使用すると効果的に結合するのに役立ちます。これらの特性により、火山灰やスコリアは、軽量骨材、軽量コンクリート、屋根材顆粒の製造に適した岩石になることがよくあります。
火山噴火口とスコリアの密度が低いため、造園、プランター、ガスグリル、サウナ、その他の同様の用途で使用すると、取り扱いが容易になります。これらの岩石は表面積が大きいため、下水処理や排水用途のフィルター石に適しています。それらの角張った形状と低密度により、雪に覆われた高速道路に広がる牽引材料としての使用に適しています。
大理石
細粒大理石とドロマイト大理石は、石灰岩とほとんど同じ目的で粉砕して使用できます。結晶が粗い場合、これらの岩はへき開により破片になり、耐久性が低下することがあります。
一部の白い大理石は、粉砕して不純物を除去できるほど十分に純粋で、化学グレードの石、ホワイティング、フィラー、エクステンダーとして、さらには人間や動物の化粧品や栄養補助食品としても使用できます。これらの高純度の大理石は、最も貴重な砕石の一部を作ります。
砂利： これらの小石は、水輸送によって生成された丸い形状で、地質学者が「砂利」と呼ぶものです。ただし、ほとんどの人は、「砂利」または「砕石」のいずれかと同じ意味で「砂利」という言葉を使用します。
砕石対砂利
地質学者にとって、「砕石」と「砂利」は明らかに異なる2つの素材です。 「砕石」とは、岩を採掘し、角張った破片に砕いて作った商品です。 「砂利」は、直径2ミリメートルを超える水輸送された岩の粒子で構成された天然素材であり、通常、水輸送の結果として丸い形状をしています。穀物の形状とそれらの生産における人間の役割は、砕石と砂利を区別する違いです。
米国の平均的な人は、「砕石」という用語をめったに使用しません。代わりに、「砂利」という言葉は、粒子サイズが数ミリメートルを超えるほぼすべての種類の岩石材料に一般的に使用されます。彼らの「砂利」には、砕石と地質学者の砂利の両方が含まれます。
米国の砕石生産： 2015年に州ごとに製造された砕石の価値。このマップは、主要な生産サイトを黒点で示し、州は、2015年暦年の砕石の生産量に基づいてランク付けされています。画像の下部にあるヒストグラムは、ランク順に状態を示しています。
輸送、輸入、輸出
砕石は大量の商品であり、取り扱いと輸送に非常に重く、非常に費用がかかります。 2012年、米国の工場敷地での砕石の平均コストは1トンあたり9.75ドルでした。現場への輸送は、石のコストを著しく増加させる可能性があります。米国で生産された砕石の少なくとも80％は、トラックで工場から出荷されます。トラック輸送では、1トンマイルあたり12〜15セントが石の配送費用に追加されます。たとえば、工場が現場から20マイル離れている場合、輸送コストは1トンあたり約2.40ドルから3.00ドルになります。
鉄道とはしけの輸送は、トンマイルあたりのコストを下げました。ただし、鉄道や川にある採石場はほとんどありません。鉄道またははしけで輸送される石のほとんどは、現地輸送のためにトラックに積まなければなりません。その処理のコストは、1トンあたり30〜50セントになる可能性があります。このため、砕石は、仕事の仕様を満たす材料が入手できる限り、通常は地元で消費される商品です。
一部の大都市圏は、砕石の最も近い供給源から非常に高価な距離にあります。これらの都市は、遠くの採石場から鉄道またははしけで砕石を受け取る流通ヤードによってしばしばサービスされます。これにより、トラック輸送距離が大幅に短縮され、配送コストを抑えながら都市の消費者に石を提供できます。
砕石はほとんどアメリカに輸出入されていません。輸送と取り扱いのコストが非常に高いため、砕石の米国国内消費の1％未満が輸入で満たされています。岩の代わりに堆積物の広い平野が横たわっているいくつかの沿岸地域を除いて、適切な品質の砕石は米国の大部分で地元で入手可能です。
リサイクル代替品： 砕石のリサイクル代替品。左上から時計回りに、コンクリートを砕き、建設瓦を砕き、レンガを砕き、砂利をアスファルトで砕きました。
リサイクル
米国中、企業は建設資材をリサイクルし、砕石の代替品として使用しています。米国地質調査所は、2012年に約3,000万トンの砕石代替品がリサイクルを通じて生産されたという生産者からの報告を受けました。この年間数は増え続けていますが、実際のリサイクル量よりもはるかに少ないと考えられています。毎年の砕石調査に含まれている企業の外部で行われている非報告とリサイクルのため。
解体現場から使用済みのポルトランドセメントコンクリートは、多くの場合、採石場または流通場に運ばれ、そこで粉砕され、金属を除去するために処理され、サイズに合わせて選別され、砕石代替品として販売されます。この素材は、塗りつぶし、道路の土台、および石が厳しい仕様を満たす必要のない他の用途に適しています。リサイクルすることで処分場が不要になり、製品は採石石の価格の50〜80％で販売できます。
アスファルトコンクリートは、アスファルトの道路をはがし、現場で直接使用できる粉砕製品を製造できる特殊な舗装機器によってリサイクルされることがよくあります。使用済みのレンガとレンガとコンクリートの混合廃棄物も粉砕され、サイズ調整され、砕石代替品として販売されます。
砕石生産グラフ： 過去100年間の砕石生産の傾向。 USGSからのデータ。砕石の生産は一般的に増加しており、その大部分は大規模または小規模の景気後退によるものです。劇的な台頭は、第二次世界大戦の直後に効果的な軌道設備が開発されたときに始まりました。
砕石：需要と供給
砕石の需要は、政府のインフラストラクチャプロジェクト、商業および住宅建設、およびその他の種類の建設によって推進されています。このページの上の折れ線グラフは、1915年から2017年までの米国における砕石生産の傾向を示しています。
第二次世界大戦前には、砕石は生産が非常に困難であったため、小さな砕石が使用されていました。しかし、耐久性のある軌道装置の開発（戦争の数少ない利点の1つ）の後、砕石の生産は急速に成長し始めました。成長は、一般的な経済の不況によって中断されました。これは、さまざまな規模の生産の低下としてチャートに示されています。現在、大不況から需要は依然として回復していますが、経済の回復に伴い、インフラ整備とプロジェクトの延期により、砕石に対する大きな需要が生じる可能性があります。
集約マップ： フェニックス都市圏および周辺地域のアリゾナ地質調査所によって作成された集約リソースマップの簡略化された描写。この地域では、渓谷に関連する固まっていない砂と砂利が、簡単に掘削された高品質の建設資材の源です。
集約保全
米国および他のほとんどの国は一般に、その量に基づいて無尽蔵であると見なされる可能性がある巨大な砕石資源を持っています。ただし、これらの重要なリソースは、建物、道路、コミュニティがその上に建設され、保全、ゾーニング、および地域の禁止により、採掘活動の制限から土地が作られるため、急速に縮小しています。
一部のコミュニティは、地元の砕石生産者の能力を超える大規模な建設プロジェクトが承認されたときに失礼な目覚めを受けましたが、次に近い仕様石の供給源は60マイル離れています。これにより、砕石のコストが3倍になり、現在のプロジェクトの予算が台無しになり、将来の建設のために砕石のコストが増加する可能性があります。
これを避けるために、砕石産業は、地元の砕石資源を特定し、その開発のために領域を確保することを提唱しています。これが行われれば、砕石の地元の資源を確保でき、将来のすべての家、道路、建設プロジェクトのコストを削減できます。
いくつかの州は、総合的な保全の重要性を認識しており、地方自治体に計画の取り組みに集約的なリソースに関する情報を組み込むことを要求しています。アリゾナ地質調査では、フェニックスの首都圏とアリゾナ州周辺地域の総合的な資源評価を準備し、地方自治体が州法を順守できるように支援しました。
「2011年の規制権利章典SB 1598の集合保護セクションでは、アリゾナ州の郡と市町村が管轄区域内の集合体を特定するための一般計画を改訂し、不適合な土地利用を回避して将来の使用のために集合資源を保存するポリシーを実装することを要求しています」
彼らは、地表に存在する地質学的単位を表す一般化されたマップを作成しました。地質単位は、集約されたリソースに利用されていた、または利用することができます。これらの地質ユニットの説明は、評価に含まれています。この評価は、地方自治体の土地管理計画ツールとして、また総生産者の偵察データのソースとして役立つオンラインで入手できます。