國內砂石的來源及應用

湛淵源 技師

石頭及砂又稱為粗細骨材,現在則稱之為粒料(Aggregate),是一種多用途的營建材料,可以用在道路、大地工程及混凝土工程等。目前,國內砂石短缺,來源供應不上,造成營建工程的停擺,進度及成本嚴重落後與超支,更加大營建市場經營的困境。本文針對常重砂石來源及應用做探討,供作相關單位參考。常重砂石泛指比重在2.5至2.7之間的砂石而言,分成河砂石、陸砂石、海砂石、機製砂石、進口砂石及回收砂石資源,本文將對比逐一分析。

河沙石

台灣地區河川眾多,可是大都東西走向短促湍急,不利於航行,加上每隔數百公尺至數公里以上均設置橋樑不利於開採。河川採沙及採石工作,在幾年前就已經禁止開採,僅剩東部的河川尚有局部沙石可供使用,惟部分沙石隱含安山岩,隧石及蛋白石等,產生鹼骨材反應,使用上須特別注意。西部河川採沙石,在南部的高屏大橋發生斷橋事件之後,有日益困難的現象。在橋樑上下游幾百公尺處規定禁採沙石,維護橋樑安全,然而一旦遭遇到大水或甚至洪水的嚴重沖刷,經常發生橋墩裸露的問題,更令地方政府限制禁止開採,這些沙石來源發生問題,並且十分不穩定。況且沙的粗、細程度變化非常大,因品質不穩定需常調整配比來因應,徒增困擾。

陸砂石

陸上田地有些是粘土,有些屬於這種砂田的地方,曾被大量開採做為砂場,只是經過砂石業者的大力開採之下,各地呈現一個個大窟窿,到處積水形成大孔洞,破壤原有土地的正常規劃。更有甚者,超挖至5至6公尺的深度,回填垃圾或其他廢棄物,形成環境污染,這種開採方法已經少用。

海沙石

台灣四面環海,西岸從北向南擁有廣大海灘滿佈的沙岸,沙石缺貨的時候,曾有人提出海沙是一種資源可以利用,於是大量利用未經過妥善處理的海沙,造成所謂的「海沙屋」,禍延整個中北部,人人聞之色變。事實上,「經過妥善處理」的海沙是可以使用的,早期的英、日等國將處理妥善海沙用在營建工程上的例子比比皆是,可是他們對海沙的品管是非常嚴謹及認真。目前大陸東南沿海地區也是將經過處理的海沙,大量使用在營建工程上。英、日及大陸等國家可以,台灣為什麼不行!國人不循正常制度進行處理作業,完全依靠自主方式,用少量水清洗,完全以低成本為目的,況且台灣的水資源又十分貧乏,添加改良劑技術煩瑣,海沙的用途被混凝土施工規範限制在低氯離子含量及不准許使用的行列中。

機制砂石

目前,國內大部份的粗粒料是由大塊石頭壓碎而來,也可從土石流堆積物取得塊石料源,運送至河川的上、中游處設置砂石處理工廠壓碎,再行銷至中、北部,碎石來源較沒有問題。惟砂的來源是最困擾砂石業者及預拌混凝土廠。砂的主要訴求是維持供料的「均勻性」及「穩定性」,河川沙沉積處有FM值差異過大之虞,而且西部地區有禁採的限制。為求砂的來源安定,可以參考翡翠水庫施工時大量採用當地山地砂土的實例,從水庫後面的山,採取炸山取石,用卡車將碎石塊運到工地的砂石場,以清淨的河水充分洗淨,放入碎石機破碎成不同顆粒徑的碎石,進入不同篩號粒徑的篩網清洗乾淨之後,按照粒徑分別儲藏準備待用,這時候碎石是處在最潔淨的狀態,沒有任何的污染。砂的部分採用碎石被壓碎後,通過3/8”的碎塊石,在河水充分洗淨後,進入研磨機磨成機製砂(並非機碎砂),磨成砂之後再用洗砂機充分洗淨,使用輸送帶集中儲藏,滲出來的水乾淨如澈,翡翠水庫就是利用這些乾淨砂石所拌製的混凝土施工。

翡翠水庫機製砂石的開發利用是成功的,其在仿如一間工廠裡製作,品質的「均勻性」及「穩定性」始終如一,絲毫不會受天氣的影響。這可提供一個重要的資訊,就是國內砂石來源可朝機製砂石的方向進行,尤其是中、北部每一次大雨過後所產生的土石流堆積物數量十分驚人,清除這些石塊堆積物,可以有效去除堵塞,增加水流的順暢度,也可以回收資源,做成機製砂石,供給營建工程需要,一舉數得。目前,大安溪上游有業者從事土石流清淤工作,將回收石塊做成機製砂石,銷售至中、北部,這也許是這一波砂石風暴的合法受益吧!

進口砂石

國內行之有年的砂石政策就是「東砂北運」,從花蓮北行一直到台北,所運的砂品質不錯,但是量顯得緩不濟急。於是國內商人把砂石的資源動腦到大陸去,從東南沿海各大河川(閩江、珠江等)及菲律賓進口天然砂。基於兩岸暫時無法三通,所有的砂石船必須靠岸第三地才能夠進入台灣,時程及運費和國內生產價格相似。在運輸途中遇到颱風侵襲受到延誤、二岸相關的政治因素、入港後砂石車運輸路線和當地交通的交互影響等,是進口砂石不穩最主要考慮因素。不過,進口砂石確實較為穩定,只要能符合CNS 1240混凝土的粒料規定,可以做為部分取得砂石的管道。

回收資源砂石

現在世界上一片「資源回收」及「永續利用」的聲音中,對於營建工程砂石問題也吹響了回收風,讓材料能夠「物盡其用」和「回收使用」是一樣重要的。採取土石流堆積是砂石的主要來源之一,利用破碎機及研磨機和水,就可以做成品質優異的機製砂石,這是回收與再利用材料最佳的典範。921集集地震時,中部災區滿目傾倒及全倒的廢混凝土塊及磚塊,經過加工及清洗工作,可以當作回收粗骨材和細骨材來使用,其做成混凝土28天也有28~35MPa之間的強度。台電燃煤電廠的底灰,已不再拋海,而是被利用做為混凝土砂石,朝預鑄混凝土的方向應用。垃圾焚化爐的殘渣底灰,用來取代正常砂石,取代量約20%有較佳的強度,讓無用的垃圾底灰可以再生利用。國內水庫淤積嚴重必須盡快清除,水庫淤泥含有大量粘土,是燒製輕質骨材的最佳的材料,水庫輕質混凝土可以做成高流動性,而且56天有10,000psi(69MPa)的強度。污水廠處理時產生的污泥,及新竹科學園區所產生的污泥,加上水庫淤泥,燒結成輕質粒料,而且沒有毒性物質產生。上述這些粒料有的是天然的、有些是人工廢棄物,這些都可以透過土木工程師的巧手,化腐杇為神奇。

結論

  國內天然砂石日益貧乏,開發替代砂石乃為當務之急。機製砂石及土石流堆積物之開發利用刻不容緩。在工廠內加工製造成機製砂石,品質看得見,有著既均勻且穩定的特性。進口砂石為因應日後的三通政策可適時、適量開放進口,惟堆置及運輸問題應及早解決。替代砂石資源的開發是無限量的,必須加強研究工作,讓砂石資源變成永續使用的材料。

 

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最後更新日期: 2005/05/07