张志文

（中国建筑材料工业地质勘查中心湖北总队（湖北非金属地质公司），湖北 武汉 430034）

湖北省位于长江中游，担当着构建长江中游的绿色长廊，肩负生态安全屏障使命，省内长江流程1041公里，汉江流程858公里，河流采砂活动历史悠久，由于湖北的九省通衢，砂石业一直较为兴旺，近几年为响应国家“绿水青山就是金山银山”政策，湖北省对天然砂的开采开始进行整治，连续出台了一系列有关政策，遍地开花的采砂活动将被禁止。近几年，湖北省国家中部崛起定位后，经济建设发展对砂石需求量有增无减，甚至存在一定的缺口。矛盾的化解成为当前首要任务，既要贯彻落实国家政策，亦要为经济建设发展提供资源保障，使用机制砂替代天然砂非常具有必要性，同时依法合规的解决好机制砂矿源值得研究。

1 机制砂的特征

《建筑用砂》 （GB/T14684-2011）中，将机制砂定义为“经除土处理，由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒，但不包括软质岩、风化的颗粒”。机制砂不同于天然砂，它的颗粒级配可调、相对稳定，由于是机制而成，往往具一定的石粉含量，其外形多呈棱角状，表面总体较粗糙。由于各地生产机制砂的矿源不一样，所采用的加工生产设备和工艺也不同，故产出的机制砂特征不尽相同，但其质量若能满足《建筑用砂》 （GB/T14684-2011）中技术要求，则一般可应用于混凝土中。

《建筑用砂》 （GB/T14684-2011）中对机制砂技术要求主要有七类，一般在矿源勘查中可基本查明机制砂用矿源特征，可作评价的主要指标有：石粉含量，泥块含量，云母，SO3，Cl，坚固性，压碎指标，碱集料反应。

2 水泥用灰岩矿山资源地质特征

湖北省建材非金属矿山种类较丰富，在资源储量和生产规模方面，水泥用灰岩矿仍位居前列，由于石灰岩的产出地层较多，加之构造影响等因素，造成水泥用灰岩矿山岩性较丰富，大部分矿山均存在顶底板和夹层，为研究其作为机制砂矿源的必要性，本次分区、分层位选择了代表性水泥用灰岩矿山不同岩性的顶板和夹层对象，对其规模和化学特征进行了统计研究，规模及质量统计见表1。

表1 代表性水泥用灰岩矿山顶板和夹层规模及质量统计表

通过统计可看出，各矿区水泥用灰岩矿山均存在大小规模的顶板和夹层，矿山建设之初，地质勘探报告及开发利用方案将该类资源均划分为剥离体。从当前矿政管理看，表中少数矿区的剥离体量已经达到新立建筑石料用石灰岩矿的中小型资源储量规模，作为水泥原料矿山该类剥离体存放需设计专用堆场，显然会占用大量自然资源，随之而来的就是地质环境问题凸现。

按绿色矿山建设理念，结合当前机制砂发展形势，为大致了解当前水泥用灰岩矿山的剥离体资源应用于机制砂的适宜性，特分区对该类资源进行了物性测试，见表2。

按《建筑用砂》 （GB/T14684-2011）要求，表2中各区矿源质量总体较好，其中石粉含量和泥块含量达到了机制砂Ⅱ类标准（MB值≤1.4），坚固性和压碎指标均达到了机制砂Ⅱ类标准，结合矿源自然类型，未对云母等有害物质测试，所测试的有害物质指标均满足Ⅱ类标准，经碱集料反应试验后，试件无明显裂缝、酥裂，胶体无外溢现象，14d的膨胀率为0.05%，可知碱活性弱。

综上述，水泥用灰岩矿山资源较丰富，存在的顶板和夹石规模较大，认为该类资源具备应用于机制砂矿源的必要性，通过有关数据的收集和测试研究，初步认为开发利用于机制砂的是适宜的。

表2 水泥用灰岩矿山剥离体资源物性测试结果表

3 综合利用建议

随着天然砂资源的日益匮乏，采砂活动受有关政策影响也逐步关停，寻设机制砂矿山亦不符合我省当前矿业权、环保及林地等政策，采用机制砂替代天然砂已成为必然趋势，利用已设水泥原料矿山的剥离体资源作为机制砂矿源可成为突破口，既满足绿色矿山建设要求，也能弥补我省机制砂需求缺口。为此，建议加强对水泥原料矿山深入研究，进一步查清非矿规模及物化特征，以综合利用方案为指导，对适宜于机制砂的资源进行综合利用。