Prev page (forrige Side–Petrography ||Næste Side–Vulkansk Aske Ressourcer fra Amtet
anvendelse af Vulkansk Aske–Nuværende og Potentielle
I fortiden, og indtil for ganske nylig chef bruger af vulkansk aske, der har været baseret på dets fysiske egenskaber af fin størrelse og kantet af partikler, skørhed, og lys farve, som illustreret i brug som et slibemiddel og som topping til bituminøse matt veje., I de sidste par år er der blevet øget opmærksomhed på de kemiske eller pyrokemiske egenskaber ved vulkansk aske som en alkalisk aluminiumsilikatflu.i keramik og som et Po. .olanisk additiv til cement i betonblandinger. I USA i 1934 var den anvendte mængde til brug i slibemidler otte gange så stor som den, der blev brugt som cementaggregat og Po..olanisk blanding. I 1945 de anvendte mængder i disse to store anvendelser var næsten lige. I 1947 var den mængde, der blev brugt med cement, fire og en halv gange så stor som den, der blev brugt til slibende formål (Barr, 1949)., Den mest omfattende anvendelse af pumicit eller vulkansk aske i beton har været på vestkysten. Kun små mængder er blevet anvendt i Kansas til dette formål, og tonnagen vises ikke i statistikken over Kansas produktion. For så vidt som kommerciel produktion i Kansas stort set er til slibende anvendelser, den mængde, der bruges til disse formål, er tydeligt vist i offentliggjorte statistikker. De tidligste tal til rådighed på Kansas produktion er for året 1916 når 23,804 tons blev produceret. Peak produktion blev nået i 1923 med i alt 51.907 tons og fra 1923 til 1940 var forholdsvis stabil., Den rapporterede produktion varierede fra 35.385 tons i 1925 til 49.760 tons i 1929, og den gennemsnitlige produktion for 17-årsperioden var 41.953 tons. Efter et næsten gennemsnitligt år på 39,215 tons i 1940 faldt produktionen i 1941 til 23,659 tons,men i 1945 var kommet sig til 47,484 tons-over det foregående 17-års gennemsnit. Siden 1945 er produktionen faldet kraftigt. Som tidligere nævnt er disse produktionsstatistikker kun tilgængelige for kommerciel produktion, og det er sandsynligt, at den tonnage, der anvendes af State High .ay Department, væsentligt overstiger den tonnage, der udvindes af kommercielle producenter., I et depositum alene vurderer vi, at mindst 25.000 tons er blevet fjernet af Motorvejsafdelingen til brug på sort-top veje.
slibemidler
vulkansk aske er blevet brugt som slibemiddel i USA i omkring 50 år. I 1903 var hele produktionen af 885 tons i dette land fra Nebraska. I 1911 blev vulkansk aske rapporteret af US Geological Survey som udvindet i Kansas, men produktionstal blev skjult under overskriften diverse varer. I 1916 blev der givet et tal på 23.804 tons til Kansas. Det meste af denne tonnage blev uden tvivl brugt i slibemidler.,
som slibende vulkansk aske er tilpasset til brug som polering, skuring og rensemiddel på grund af dets finhed, vinkel og moderat hårdhed (5,5 til 6,0 på Mohs skala). En stor del af vulkansk aske, der bruges som slibemiddel, er gået ind i skureforbindelser såsom Old Dutch Cleanser. Tidligere var disse forbindelser hovedsageligt sammensat af vulkansk aske blandet med små mængder sæbepulver eller andre vaskemidler. Vulkansk aske bruges også som slibemiddel i mekanik pasta sæbe, slibende håndsæber, og gummi viskelædere., Meget fin aske bruges i nogle tandpasta og pulver, og minus-200-mesh aske er blevet brugt til polering af pladeglas. Vulkansk aske kunne bruges i stedet for pulveriseret pimpsten, når sidstnævnte materiale er egnet. Disse anvendelser omfatter polering metaller, træ, og lakeret træ finish. Andre slibende anvendelser omfatter polering pulvere til knogle, celluloid, og hårdt gummi, og i tandlæger tape.behandling af vulkansk aske til slibende anvendelser omfatter normalt kun tørring og screening af grove partikler, aggregater af partikler og tilfældige forurenende stoffer., Denne praksis er mulig på grund af materialets naturlige finhed. Skærmen analyser på 96 prøver (Tabel 4) viser, at en gennemsnitlig 93,6 procent passerer en 100-mesh-skærm, og at et gennemsnit på 76,3 procent passerer en 200-mesh-skærm. Minus-200-mesh materiale udgør mere end 80 procent i 34 af de 96 prøver. Subsieve-analyser på 12 prøver (tabel 3) indikerer, at partiklernes mediandiameter gennemsnit 34 mikron, hvilket svarer til mindre end 400-mesh. Luftklassificering anvendes i nogle tilfælde, især hvor der kræves kvaliteter på 200 mesh eller finere., Selvom vulkansk aske sjældent udsættes for slibning for at reducere partikelstørrelsen, er den let modtagelig for tørslibning i en kugle-eller stenmølle.
keramik
vulkansk aske, eller pumicit, er sammensat af små skår af vulkansk glas svarende omtrent til en frit sammensat af feldspat og kvarts. Det er overraskende, at et materiale med denne sammensætning har fået så lidt opmærksomhed fra arbejdere inden for keramik., Keramiklaboratoriet i statens geologiske undersøgelse gennemførte en række tests i 1937 og 1938 ved hjælp af vulkansk aske i keramiske glasurer og kroppe, og arbejdet blev kort opsummeret af Plummer (1939). Før dette tidspunkt blev det eneste arbejde, der blev udført med keramisk anvendelse af vulkansk aske i USA, rapporteret af Preston (1935) om brugen af vulkansk aske i glasbatcher. Efter offentliggørelsen af 1939 rapport fra Plummer vores opmærksomhed blev kaldt på det faktum, at lignende arbejde var blevet offentliggjort i Journal of the Canadian Ceramic Society af .orcester (1934)., Wororcester brugte Canadisk vulkansk aske i keramiske kroppe og glasurer med resultater, der ligner dem, der blev opnået med Kansas aske i Undersøgelseslaboratoriet. Yderligere eksperimenter med Kansas vulkanske askeglas blev rapporteret kort af Carey (1948). I løbet af de sidste tre år er der udført en række tests på vulkanske askeglas og keramiske kroppe. Resultaterne vil blive offentliggjort i en geologisk Undersøgelsesbulletin på et senere tidspunkt.Kansas vulkansk aske sikringer ved en lavere temperatur end feldspat., Den pyrometriske kegleækvivalent af feldspars varierer fra kegle 4 til kegle 10, med et generelt gennemsnit på kegle 8 til 9 (2240 to til 2280.F.). Kansas vulkanske askeprøver testet har en pyrometrisk kegle ækvivalent spænder fra kegle 06 til kegle 4, Med et generelt gennemsnit i nærheden af kegle 03 til 01 (1975 to til 2030.F.). Denne forskel i fusionstemperatur giver vulkansk aske en tydelig økonomisk fordel, og inden for Keramisk Kunst tillader brugen af de lavere temperaturer, der anses for ønskelige.,
keramiske glasurer
den kemiske sammensætning af vulkansk aske fra Kansas fra de forskellige aflejringer er bemærkelsesværdigt ensartet, som det kan ses fra analyserne af 54 prøver givet i tabel 2. Det er sandsynligt, at de fundne variationer hovedsageligt skyldes forurenende stoffer som kvarts, calcit, og ler.
vulkansk aske fra en deponering i Lincoln County (LV-1) er blevet brugt i vid udstrækning i glasur og keramiske kropstest, fordi den er let tilgængelig og har en kemisk sammensætning, der er cirka et gennemsnit af Kansas askeaflejringer. Sammensætningen af denne aske er angivet nedenfor.,
The molecular formula, or ratio of the molecular weights of the various groups of oxides in this volcanic ash, is as follows.
| K2O | 0.6608 |  |
Al2O3 | 0.8999 | |
SiO2 | 9.5894 |
| Na2O | 0.2296 | |
Fe2O3 | 0.0604 | |
TiO2 | 0.0540 |
| CaO | 0.,0961 | |
|
||||
| MgO | 0.0135 | |
|
The formula weight of the above is 794.30. Feldspar from Keystone, South Dakota, has the following molecular formula.
| K2O | 0.751 | |
Al2O3 | 1.,1300 | |
SiO2 | 6.230 |
| Na2O | 0.231 | |
Fe2O3 | 0.0015 | |
||
| CaO | 0.018 | |
|
The formula weight of this feldspar is 577.72., På grund af det faktum, at vulkansk aske har et højere forhold mellem silica og aluminiumo .id og RO-gruppen, er det ikke muligt at erstatte en tilsvarende vægt af vulkansk aske med feldspat. Omkring 100 vægtdele af vulkansk aske kan erstattes af 70 dele feldspat og 30 dele pottemagere flint. En mere præcis substitutionsmetode er angivet i tabel 5. Denne tabel er baseret på molekylære forhold mellem o .ider i begge materialer, og nødvendiggør udtagning af feldspat, flint, og hvilling, og tilsætning af vulkansk aske og kuglelejer.
tabel 5.,– Vulkansk aske og ler, der er nødvendige for en nøjagtig udskiftning af feldspat, flint og hvilling i glasurer eller keramiske kroppe. Dele pr. hundrede i samlet glasur parti, efter vægt.
De beregninger, der blev foretaget for Keystone feldspat, Lincoln County vulkansk aske (LV-1), og en Kansas bolden ler (O-38-4) indeholder 64.67 procent silica, 22.38 procent aluminiumoxid, 1.58 procent jernoxid, 1.32 procent titanium oxid, 0.27 procent calcium oxid, 0.66 procent magnesium oxid, 1.11 procent kaliumoxid, og 0.55 procent natriumoxid. Enhver lignende kugle ler kunne anvendes., Det skal bemærkes, at hvis I alt 100 procent feldspat, flint og hvilling blev taget ud af en glasur eller krop, ville i alt 103.38 procent vulkansk aske og ler blive tilføjet som erstatning. Dette skyldes, at asken og leret indeholder en højere procentdel af inaktive ingredienser. Selvom så høje procentdele af feldspat eller vulkansk aske ikke bruges i glasurer og keramiske kroppe, har vi forberedt en brugbar glasur indeholdende 95 procent vulkansk aske., Normalt vil procentdelen af aske, der er inkluderet i en glasurbatch, dog ikke overstige 75 procent, og i de fleste tilfælde forbedres keramiske legemer ikke ved tilsætninger af mere end 25 procent vulkansk aske.
et par vulkanske askeglaser af bevist værdi er angivet nedenfor som en illustration af rækkevidden af mulige sammensætninger. Følgende glasur modnes inden for området kegle 02-1.
glasuren ovenfor blev brugt med 5 procent kommerciel gul plet for at producere en god skygge af gul. Uden pletten produceres en uigennemsigtig glasur.,
en meget enkel glasur inden for området kegle 04 til kegle 10 har følgende sammensætning.
| Vulkansk aske | 70 dele af vægt |
| Colemanite | 30 dele af vægt |
| Bentonit | 5 dele af vægt |
Denne glasur er en temmelig mudret farve på grund af jernoxid indhold af den vulkanske aske. Tilsætningen af 5 procent hvilling vil forbedre glasurens gennemsigtighed., Hvis glasuren skal bruges som base for farvede glasurer, vil tilsætningen af 5 procent af en opacifier, såsom .irconiumsilicat, producere en varm hvid, der er egnet til dette formål.
en rå blyglasur, der er blevet brugt meget succesfuldt på en række kropstyper inden for temperaturområdet kegle 07 til kegle 04, er angivet nedenfor. Det er sandsynligt, at glasuren kunne bruges over en meget længere rækkevidde.
| Red bly | 35,2% |
| Vulkansk aske | 51.4 |
| Hvilling | 8.,4 |
| zinkoxid | 1.0 |
| Florida kaolin | 4.0 |
En høj-temperatur-glasur, der har produceret fremragende resultater på en kiselholdige organ, der er angivet nedenfor. Denne glasur blev brugt ved kegle 7 og kegle 9, men skal kunne bruges fra kegle 6 til 10. Farvede glasurer kan fremstilles ved at tilføje de korrekte o .ider eller pletter.
| Vulkansk aske | 39.9 procent |
| Hvilling | 8.4 |
| Magnesium karbonat | 7.3 |
| Bariumcarbonat | 4.,9 |
| Kugle ler (O-38-4) | 28.5 |
| Flint | 10.0 |
Vulkansk aske glasurer, der anvendes i mindst tre fajance i Staten og en række skoler. Chefen fordel i brugen af vulkansk aske er de lave omkostninger, selv om der er de tilføjet fordele af en usædvanlig lang skydebanen og det faktum, at farverne i vulkansk aske glasurer er noget blødere end dem, der opnås med de konventionelle materialer. Kansas potteries også finde, at reklame brugen af vulkanske aske glasurer tiltrækker kunder.,
Keramiske Organer
substitution af vulkansk aske i keramiske glasurer for tilsvarende mængder af andre materialer, der producerer en meget lille forskel i den endelige glasur, selv om fyring temperaturen kan være lidt lavere på grund af den overraskende lave fusion temperatur af aske. I keramiske kroppe er resultaterne imidlertid ikke så forudsigelige. Generelt er resultaterne mere gavnlige end forventet., En række test-organer med forskellige typer af ler og skifer og med varierende mængder af vulkansk aske, der viser, at fra 7 til 15 procent, vulkansk aske tilføjelser til en skifer eller rød-fyring ler kroppen sænker forglasning temperatur, øge skydebanen for en modnet krop, og producerer en større stivhed i ware på den maksimale temperatur., Disse kvaliteter produceres af vulkansk aske tilføjelser tillade, at økonomien i anvendelsen af brændstof og reducere tab i ovnen på grund af den mindre kritiske temperaturområde krav og evne ware til at stå op under sin egen vægt på de højeste temperaturer, der opnås i ovnen. Ikke alle ler og skifer reagerer med lige så gunstige resultater. Nogle materialer nyder kun godt af, at brændingstemperaturen reduceres. Fordelene ved vulkansk aske tilføjelser til kloakrør organer har fået stor opmærksomhed., En gruppe af ler operatørerne sponsoreret et projekt på den Tekniske Eksperiment Station ved Ohio State University for at teste værdien af tilføjelser af vulkansk aske til kloak rør organer. J. O. Everhart, forskningsprofessor med ansvar for dette projekt, rapporterede til os, at der blev opnået konkrete fordele ved brug af vulkansk aske., I et brev, der ledsager rapporten Everhart opsummerer effekterne af vulkansk aske, som følger: “Det ser ud til at have en noget stabiliserende indflydelse på den blanding, som vi har tilføjet det, og kan være af betydelig værdi til brug i lokale ler og skifer blander have en kort skydebanen. Vi tilskriver denne indflydelse det faktum, at det danner et meget tyktflydende glas, der forbliver så over en lang række temperaturer.”F. K. pence (personlig kommunikation) fra University of Te .as rapporterer, at meget gavnlige resultater realiseres ved brug af vulkansk aske i et kloakrørlegeme i en te .as-plante.,
der opnås noget lignende resultater med tilsætninger af vulkansk aske til keramik-eller hvidtøjskroppe, selvom den fyrede farve på kroppen i dette tilfælde mørknes lidt af askens jernindhold. Brug af vulkansk aske i mængder, der spænder fra 10 til 25 procent sænker fyring temperatur, der kræves, eller til at se på sagen fra en anden vinkel, og det gør det muligt for den kunst, potter, hvis maksimale temperatur er begrænset til at producere hårdt fyret ware, der ikke lækker eller tosset. Generelt er støbeegenskaberne af keramiklegemer forbedret med tilsætning af vulkansk aske., Dette skyldes i høj grad størrelsen og formen af partiklerne. Mindst et keramik i Kansas bruger vulkansk aske med Kansas ler i støbekroppen og producerer en forglaset wareare ved kegle 4.
glas og glasagtige emaljer
vulkansk aske udfører den samme funktion i glas og i glasagtige emaljer som i keramiske glasurer. 1,5 procent brugen af vulkansk aske i disse produkter er begrænset. Vulkansk aske er blevet alvorligt betragtet som en ingrediens i fiberglasbatcher og i skumglas, hvor den lette mørkning af farve er af mindre betydning., Hvis det anvendes til fremstilling af fiberglas, skal problemet med at forhindre opløsning af platin dør af det jern, der er til stede i asken, løses.
laboratorieforsøg med vulkansk aske som ingrediens i glasagtig emalje blev lavet af en af de største producenter af sanitetsartikler. Laboratoriet rapporterede, at de cremefarvede og elfenbenfarvede emaljer produceret med tilsætninger af vulkansk aske var lidt bedre end dem, der blev produceret med feldspars, men at asken på grund af afstanden skulle sendes til deres planter, ville ingen besparelse i omkostninger blive realiseret.,
Let Aggregater og Cellulære Blokke
Oklahoma Geological Survey har undersøgt muligheden for at producere trådløse produkter, der ligner Foamglas og en ekstremt letvægts aggregat bestående af oppustet enkelte partikler af vulkansk aske (Burwell, 1949). Celleproduktet blev fremstillet ved opvarmning af vulkansk aske til en høj temperatur i ildfaste forme. Det resulterende produkt, der blev navngivet” pumicell ” af Oklahoma Survey, er et glas, der indeholder små frakoblede luftceller. Det har høj isolerende værdi, og kan saves eller naglet., Bulkdensiteten af produktet spænder fra 45 til 90 pounds per kubikfod sammenlignet med en sand vægtfylde på 2,34 til 2,48, svarende til en massefylde på 146 til 155 pounds per kubikfod. Volumenet af lukkede celler i produktet var så meget som 56,8 procent af det samlede antal.
eksperimentel oppustethed af Kansas vulkansk aske i laboratoriet i State Geological Survey of Kansas indikerer, at Kansas asken har de samme oppustningsegenskaber som Oklahoma-materialet.,
det lette aggregat, der blev produceret i laboratoriet i Oklahoma Geological Survey, ligner ekspanderet perlite, selvom metoden, der blev brugt til at “pop” den vulkanske aske, ikke var den samme som den, der blev brugt til at udvide perlite. Den vulkanske aske blev udvidet ved at indføre en strøm af vulkansk aske i luftindtaget af en inspirator-type gasbrænder. Produktet består af glasagtige perler indeholdende en eller flere bobler. Den bulk-specifikke tyngdekraft af den” poppede ” vulkanske aske spænder fra 0,22 til 0,088, svarende til en bulkdensitet i området fra 5,5 til 13,7 pounds per kubikfod., Produkter fremstillet af dette materiale isolerer mod transmission af varme, lyd og elektricitet. Det kan bruges i akustiske og isolerende plaster, væg bord, letvægts blokke og plader.
den statslige Geologiske Undersøgelse af Kansas har været i stand til at producere et lignende udvidet eller “poppet” produkt fra Kansas vulkansk aske af Pleistocen alder. Forsøg på at fremstille et lignende produkt fra Pliocenaske var ikke vellykkede. Yderligere test er planlagt, og resultaterne vil blive offentliggjort i en Undersøgelsesbulletin i 1952.,
et ekspanderet vulkansk askeprodukt, der ligner perlite, produceres i Hutchinson, Kansas, under handelsnavnet Mira-colite. Metoden anvendt til fremstilling af dette materiale er ikke kendt i detaljer.
beton
for omkring 1.800 år siden lavede romerne en cement sammensat af to volumendele vulkansk aske og en del læsket kalk. Havværker konstrueret med denne po..olanic cement er i brug i dag. Den romerske eller Po..olaniske cement er ekstremt langsom, hvis den er lavet med læsket kalk. For at undgå denne anstødelige funktion er moderne po..olanic cement lavet med Portlandcement., Cement af denne type er af særlig interesse, fordi de modstår opløsning af havvand og i nogle tilfælde minimerer reaktionen af nogle typer kiselholdige aggregater med alkalierne til stede i Portlandcement. Vulkansk aske tjener ud over dets naturlige cementeringsegenskaber formålet med et fint aggregat, der fylder hulrummet mellem det fine sandaggregat og cementen. I beton lavet med vulkansk aske så meget som 50 procent af cementen kan erstattes af asken, selv om en mindre andel almindeligvis anvendes.
ifølge Barr (1949, s., 752) den primære anvendelse af vulkansk aske (pumicit) er til betonaggregat, og dets anvendelse som blanding i cement til beton opnår stigende betydning. I 1945 blev næsten lige store mængder vulkansk aske og pimpsten produceret til brug i slibemidler og i beton. I 1947 blev 4,5 gange så meget af disse samme materialer brugt i beton som blev anvendt til slibende formål.,
Diverse anvendelser
vulkansk aske anvendes som hovedbestanddel i nogle fejende forbindelser, som isolering i pakning af vand-og damprør, hængende kedler og som løs fyldisolering i vægge og lofter. Det bruges også som fyldstof eller fortyndingsmiddel i maling og som bærer for insekticider. Vulkansk aske er blevet anvendt til rensning og afklaring af olier ved filtrering. Det er sandsynligt, at delvist ændret vulkansk aske anvendes til sidstnævnte formål.,inden for de sidste par år har State High .ay Department produceret store mængder vulkansk aske fra mindst otte gruber i Kansas. Dette bruges stort set til topdressing på “sort top” eller bituminøse matveje. Det er sandsynligt, at der i Kansas anvendes mere aske til dette formål end i nogen anden stat.