Prev Page–Petrography ||Következő Oldal–a Vulkáni Hamu Erőforrások Megyei
Használja a Vulkáni Hamu–Jelenlegi, illetve a Potenciális
A múltban egészen a közelmúltig a főnök használja a vulkáni hamu volna alapján fizikai tulajdonságait jól mérete szöge részecskék, friability, vagy világos színű, mint szemlélteti a használata, mint egy koptató, valamint topping bitumenes matt utakon., Az elmúlt években egyre nagyobb figyelmet fordítottak a vulkáni hamu kémiai vagy pirokémiai tulajdonságaira, mint a kerámia lúgos alumínium-szilikát fluxusára, valamint a betonkeverékek cementhez való pozzolán adalékanyagára. Az Egyesült Államokban 1934-ben a csiszolóanyagokban alkalmazott mennyiség nyolcszor akkora volt, mint a cement-és pozzolánkeverékként használt mennyiség. 1945-ben a két fő felhasználási területen alkalmazott mennyiségek közel azonosak voltak. 1947-ben a cementhez felhasznált mennyiség négy és félszer akkora volt, mint a csiszolóanyagként használt mennyiség (Barr, 1949)., A pumicit vagy vulkáni hamu legszélesebb körű felhasználása betonban a nyugati parton történt. Erre a célra Kansasban csak kis összegeket használtak fel, a tonnatartalom nem szerepel a Kansas termelésére vonatkozó statisztikákban. Mivel a kansasi kereskedelmi termelés nagyrészt csiszolóanyag-felhasználású, az erre a célra felhasznált mennyiség egyértelműen látható a közzétett statisztikákban. A Kansas termelésének legkorábbi adatai az 1916-os évre vonatkoznak, amikor 23,804 tonnát gyártottak. A csúcstermelést 1923-ban érte el, összesen 51 907 tonnával, 1923-tól 1940-ig pedig meglehetősen stabil volt., A bejelentett termelés az 1925-ös 35.385 tonnától az 1929-es 49.760 tonnáig terjedt, a 17 éves időszak átlagos termelése pedig 41.953 tonna volt. Az 1940-es 39.215 tonnás közel átlagos év után az 1941-es termelés 23.659 tonnára csökkent, de 1945-re 47.484 tonnára nőtt-meghaladva az előző 17 éves átlagot. 1945 óta a termelés jelentősen csökkent. Mint korábban említettük, ezek a termelési statisztikák csak a kereskedelmi termelésre vonatkoznak, és valószínű, hogy az Állami Autópálya-Osztály által használt űrtartalom lényegesen meghaladja a kereskedelmi termelők által bányászott mennyiséget., Csak egy betétben becsüljük, hogy legalább 25,000 tonnát távolított el az autópálya-osztály a fekete tetejű utakon való használatra.
csiszolóanyagok
a vulkáni hamut körülbelül 50 éve használják csiszolóanyagként az Egyesült Államokban. 1903-ban az országban 885 tonna teljes termelése Nebraskából származott. 1911-re a vulkáni hamut az amerikai geológiai felmérés szerint Kansasban bányászták, de a termelési adatokat elrejtették a különféle tárgyak címsora alatt. 1916-ban Kansas számára 23 804 tonna volt. Kétségtelen, hogy ennek a mennyiségnek a nagy részét csiszolóanyagokban használták.,
csiszolóanyagként a vulkanikus hamut polírozó, súroló és tisztítószerként használják finomsága, szögletessége és mérsékelt keménysége miatt (Mohs-skálán 5,5-6,0). A csiszolóanyagként használt vulkáni hamu nagy része olyan súroló vegyületekbe került, mint a régi holland tisztítószer. Korábban ezek a vegyületek nagyrészt vulkáni hamuból álltak, kis mennyiségű szappanporral vagy más mosószerekkel keverve. Vulkáni hamu is használják, mint egy csiszolóanyag mechanika paszta szappan, koptató kéz szappanok, gumi radírok., Nagyon finom hamut használnak néhány fogkrém és por, mínusz-200-mesh hamut használtak polírozó lemez üveg. Vulkanikus hamu használható porított habkő helyett, amikor az utóbbi anyag megfelelő. Ezek közé tartozik a polírozó fémek, fa, lakkozott fa felületek. Egyéb csiszolóanyagok közé tartozik a csiszoló porok csont, celluloid, kemény gumi, valamint a fogorvosok szalag.
a vulkanikus hamu csiszolóanyag-felhasználásra történő feldolgozása általában csak a durva részecskék, részecskék aggregátumai és véletlen szennyeződések szárítását és kiszűrését foglalja magában., Ez a gyakorlat az anyag természetes finomsága miatt lehetséges. Képernyő elemzések a 96 minták (4. Táblázat) azt mutatják, hogy átlagosan 93.6 százaléka halad egy 100-háló képernyőn, hogy átlagosan 76.3 százaléka áthalad egy 200-háló képernyőn. A mínusz-200 szembőségű anyag a 96 minta közül 34-ben több mint 80 százalékot tesz ki. A 12 mintán végzett Subsieve-analízisek (3.táblázat) azt mutatják, hogy a részecskék átlagos átmérője átlagosan 34 mikron, ami kisebb, mint 400 háló. A levegő osztályozását bizonyos esetekben alkalmazzák, különösen akkor, ha 200 szembőségű vagy finomabb fokozatra van szükség., Bár a vulkáni hamut ritkán őrlésnek vetik alá a részecskeméret csökkentése érdekében, könnyen érzékeny a száraz őrlésre egy golyóban vagy kavicsos malomban.
kerámia
vulkanikus hamu vagy pumicit, vulkanikus üveg apró szilánkaiból áll, amelyek nagyjából egy földpátból és kvarcból álló fritnek felelnek meg. Meglepő, hogy egy ilyen összetételű anyag olyan kevés figyelmet kapott a kerámia területén dolgozó munkavállalóktól., Az Állami Földtani Intézet kerámia laboratóriuma 1937-ben és 1938-ban több vizsgálatot is végzett vulkáni hamu felhasználásával kerámia mázakban és testekben, a munkát röviden Plummer foglalta össze (1939). Ezt megelőzően az Egyesült Államokban a vulkáni hamu kerámia felhasználásával végzett egyetlen munkát Preston (1935) jelentette a vulkáni hamu üveg tételekben történő felhasználásáról. A Plummer 1939-es jelentésének közzététele után felhívtuk a figyelmet arra a tényre, hogy hasonló munkát tettek közzé a Journal of the Canadian Ceramic Society által Worcester (1934)., Worcester Kanadai vulkáni hamut használt kerámiatestekben és mázakban, amelyek eredményei némileg hasonlóak a Kansas hamuval kapott eredményekhez a felmérési laboratóriumban. További kísérletek Kansas vulkáni hamu mázak számoltak be röviden Carey (1948). Az elmúlt három évben számos vizsgálatot végeztek vulkáni hamu mázakon és kerámiatesteken. Az eredményeket egy későbbi időpontban teszik közzé a geológiai felmérés közlönyében.
Kansas vulkáni hamu a földpátnál alacsonyabb hőmérsékleten olvad., A földpát pirometrikus kúpja a 4 kúptól a 10 kúpig terjed, általános átlaga 8-9 kúp (2240° – tól 2280° F-ig). Kansas vulkáni hamu minták vizsgált van egy pirometrikus kúp ekvivalens kezdve kúp 06 hogy kúp 4, egy általános átlag szomszédságában kúp 03 hogy 01 (1975° hogy 2030° F.). Ez a fúziós hőmérséklet-különbség a vulkáni hamu számára külön gazdasági előnyt jelent, a kerámiaművészet területén pedig lehetővé teszi a kívánatosnak tartott alacsonyabb hőmérsékletek használatát.,
kerámia mázak
a különböző lerakódásokból származó Kansas vulkáni hamu kémiai összetétele rendkívül egységes, amint az a 2.táblázatban megadott 54 minta elemzéséből is kitűnik. Valószínű, hogy a talált eltérések nagyrészt olyan szennyeződéseknek köszönhetők, mint a kvarc, a kalcit és az agyag.
a Lincoln megyei lelőhelyről (LV-1) származó vulkáni hamut széles körben használják mázas és kerámiatest-tesztekben, mivel könnyen hozzáférhető, és kémiai összetétele megközelítőleg a Kansas-i hamulerakódások átlaga. A hamu összetételét az alábbiakban adjuk meg.,
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., Mivel a vulkáni hamu nagyobb arányban tartalmaz szilícium-dioxidot az alumínium-oxiddal és az RO csoporttal, a földpát esetében nem lehetséges a vulkáni hamu azonos tömegének helyettesítése. Nagyjából 100 rész vulkanikus hamu helyettesíthető 70 rész földpáttal és 30 rész cserepes kovakővel. A helyettesítés pontosabb módját az 5. táblázat tartalmazza. Ez a táblázat az oxidok molekuláris arányain alapul mindkét anyagban, és szükségessé teszi a földpát, a kovakő és a vékonybajszú tőkehal eltávolítását, valamint a vulkáni hamu és a gömb agyag hozzáadását.
5. táblázat.,– Vulkáni hamu és agyag szükséges a földpát, a kovakő és a vékonybajszú tőkehal pontos cseréjéhez mázakban vagy kerámiatestekben. Alkatrészek száz teljes máz tétel, tömeg szerint.
A számításokat a Keystone földpát, Lincoln Megyei vulkáni hamu (LV-1), majd egy Kansas labdát agyag (O-38-4), amely 64.67 százalék szilícium-dioxid, 22.38 százalék, alumínium-oxid, 1.58 százalék vas-oxid, 1.32 százalék titán-oxid, 0.27 százalék kalcium-oxid, 0.66% – os magnézium-oxid, 1.11 százalék kálium-oxid, valamint 0.55 százalék nátrium-oxid. Bármilyen hasonló golyós agyag használható., Megjegyzendő, hogy ha összesen 100% földpát, flint, de whiting vették ki a máz vagy szervezet összesen 103.38 százalék vulkáni hamu clay volna ki, mint egy csere. Ez annak köszönhető, hogy a hamu és az agyag nagyobb százalékban tartalmaz inaktív összetevőket. Bár a földpát vagy a vulkáni hamu ilyen magas százalékát nem használják mázakban és kerámiatestekben, készítettünk egy használható mázat, amely 95 százalékos vulkáni hamut tartalmaz., Általában azonban a máz tételben szereplő hamu százalékos aránya nem haladja meg a 75 százalékot, a legtöbb esetben a kerámia testek nem javulnak 25% – nál nagyobb vulkáni hamu hozzáadásával.
az alábbiakban néhány bizonyítottan értékes vulkáni hamu mázot adunk meg a lehetséges kompozíciók körének illusztrációjaként. A következő máz a kúp 02-1 tartományában érlelődik.
a fenti mázzal 5 százalékos kereskedelmi sárga foltot használtunk, hogy jó sárga árnyalatot kapjunk. A folt nélkül átlátszatlan máz keletkezik.,
egy nagyon egyszerű máz a 04 kúptól a 10 kúpig terjedő tartományban a következő összetételű.
| a Vulkáni hamu | 70 súlyrész |
| Colemanite | 30 súlyrész |
| Bentonit | 5 súlyrész |
Ez a máz egy meglehetősen sáros színe miatt a vas-oxid-tartalma a vulkáni hamu. Az 5 százalékos vékonybajszú tőkehal hozzáadása javítja a máz átláthatóságát., Ha a mázat a színes mázak alapjaként kell használni, akkor az opálosító, például a cirkónium-szilikát 5% – ának hozzáadása meleg fehéret eredményez, amely alkalmas erre a célra.
a nyers ólommáz, amelyet nagyon sikeresen alkalmaztak számos testtípuson a 07-kúp 04 hőmérsékleti tartományán belül, az alábbiakban található. Valószínű, hogy a máz sokkal hosszabb tartományban használható.
| Red lead | 35,2 százalék | ||
| 51,4 | |||
| 8.,4 | |||
| cink-oxid | 1.0 | ||
| Florida kaolin | 4.0 |
egy magas hőmérsékletű máz, amely kiváló eredményeket hozott egy szilikátos testen. Ezt a mázat a 7-es kúpnál és a 9-es kúpnál használták, de a 6-os kúptól a 10-es kúpig használható. Színes mázak készíthetők a megfelelő oxidok vagy foltok hozzáadásával.
| vulkanikus hamu | 39,9 százalék | |||
| Whiting | 8,4 | |||
| 7,3 | ||||
| bárium-karbonát | 4.,9 | |||
| Ball clay (O-38-4) | 28.5 | |||
| Flint | 10.0 |
vulkanikus hamu mázakat használnak legalább három cserépben az államban és számos iskolában. A vulkáni hamu használatának fő előnye az alacsony költség, bár a szokatlanul hosszú tüzelési tartomány további előnyei vannak, valamint az a tény, hogy a vulkáni hamu mázak színei kissé lágyabbak, mint a hagyományos anyagokkal kapott színek. Kansas fazekasok is úgy találják, hogy a reklám használata vulkáni hamu mázak vonzza az ügyfeleket.,
kerámia testek
a vulkáni hamu helyettesítése a kerámia mázakban egyenértékű mennyiségű más anyag esetében nagyon kevés különbséget eredményez a végső mázban, bár a tüzelési hőmérséklet kissé alacsonyabb lehet A hamu meglepően alacsony fúziós hőmérséklete miatt. A kerámia testekben azonban az eredmények nem olyan kiszámíthatóak. Általában az eredmények előnyösebbek, mint amire számítani lehetett., Számos vizsgálati szervek különböző típusú agyagok, valamint pala, valamint különböző mennyiségű vulkáni hamu azt mutatják, hogy 7-től 15% – a vulkáni hamu kiegészítések, hogy egy pala vagy piros-égetés agyag testet, csökkenti a üvegesítési hőmérséklet, egyre nagyobb a lőtér egy érett testet, ami egy nagyobb merevség a ware a maximum hőmérséklet., Ezek a vulkáni hamu által termelt tulajdonságok lehetővé teszik az üzemanyag-fogyasztás takarékosságát, és csökkentik a kemencében a veszteségeket a kevésbé kritikus hőmérsékleti tartomány követelményei és az áru azon képessége miatt, hogy saját súlya alatt felálljon a kemencében elért maximális hőmérsékleten. Nem minden agyag és pala reagál egyformán kedvező eredményekkel. Egyes anyagok csak akkor részesülnek előnyben, ha a tüzelési hőmérséklet csökken. A vulkanikus hamu hozzáadása a csatornacső testekhez jelentős figyelmet kapott., Az agyagüzemek üzemeltetőinek egy csoportja szponzorált egy projektet az Ohio Állami Egyetem Mérnöki kísérleti állomásán, hogy tesztelje a vulkáni hamu hozzáadásának értékét a csatornacső testekhez. J. O. Everhart, a projektért felelős kutatóprofesszor arról számolt be nekünk, hogy a vulkáni hamu használata határozott előnyökkel jár., A jelentést kísérő levélben az Everhart a következőképpen foglalja össze a vulkáni hamu hatásait: “úgy tűnik, hogy kissé stabilizáló hatással van a keverékre, amelyhez hozzáadtuk, és jelentős értéket jelenthet a helyi agyag-és palakeverékekben, amelyek rövid égési tartományúak. Ezt a hatást tulajdonítjuk annak a ténynek, hogy nagyon viszkózus üveget képez, amely hosszú hőmérsékleti tartományban marad.”F. K. Pence (személyes kommunikáció) a University of Texas beszámol arról, hogy nagyon hasznos eredményeket valósítanak meg a használata vulkáni hamu egy csatornacső test egy texasi növény.,
némileg hasonló eredményeket kapunk vulkáni hamu hozzáadásával a kerámia vagy a fehér edények testéhez, bár ebben az esetben a test tüzelt színét kissé elsötétíti a hamu vastartalma. A vulkáni hamu használata 10-25% – kal csökkenti a szükséges tüzelési hőmérsékletet, vagy egy másik szögből nézve lehetővé teszi az art potter számára, amelynek maximális hőmérséklete olyan kemény tüzelésű edények előállítására korlátozódik, amelyek nem szivárognak vagy őrülnek. Általában a kerámia testek öntési tulajdonságai javulnak vulkáni hamu hozzáadásával., Ez nagyrészt a részecskék méretének és alakjának köszönhető. Legalább egy kansasi kerámia vulkanikus hamut használ Kansas agyaggal az öntőtestben, és egy üvegesített edényt hoz létre a cone 4-nél.
üveg-és üveges zománcok
a vulkáni hamu ugyanazt a funkciót látja el üvegben és üveges zománcokban, mint a kerámia mázakban. A körülbelül 1,5 százalékos vas-oxid miatt a vulkáni hamu használata ezekben a termékekben korlátozott. A vulkáni hamut komolyan a rostüveg-tételek összetevőjeként, a habüvegben pedig olyan összetevőként vették figyelembe, ahol a szín enyhe sötétedése kisebb jelentőségű., Ha szálas üveg előállításához használják, meg kell oldani a platina szétesésének megakadályozásának problémáját a hamuban jelen lévő vas által.
a vulkanikus hamuval, mint az üveges zománc összetevőjével végzett laboratóriumi vizsgálatokat a szaniterek egyik fő gyártója készítette. A laboratóriumi jelentette, hogy a krém-színes, elefántcsont színű zománc előállított kiegészítve a vulkáni hamu volt kissé felülmúlja azokat, amelyeket a feldspars, de a távolság miatt a vaku volna szállítani kell, hogy a növények nem a mentés költsége lenne rá.,
Könnyű Aggregátumok, valamint a Sejtek Blokk
Az Oklahoma Geológiai Felmérés vizsgálta annak a lehetőségét, termelő sejtek termékek hasonló Foamglas, valamint egy rendkívül könnyű összesített álló dagadt egyes részecskék a vulkáni hamu (Burwell, 1949). A celluláris terméket úgy állították elő, hogy a vulkáni hamut magas hőmérsékletre melegítették tűzálló formákban. A kapott termék, amelyet az Oklahoma felmérés “pumicell” – nek nevezett, egy üveg, amely kis leválasztott levegősejteket tartalmaz. Magas szigetelési értékkel rendelkezik, fűrészelhető vagy szegezhető., A termék ömlesztett sűrűsége 45-90 Font / köbméter, szemben a 2, 34-2, 48 valódi fajsúlyával, ami 146-155 Font / köbméter sűrűségnek felel meg. A termékben lévő zárt cellák mennyisége a teljes összeg 56,8 százaléka volt.
A Kansas vulkáni hamu kísérleti puffadása a Kansas állam geológiai felmérésének laboratóriumában azt jelzi, hogy a Kansas hamu ugyanolyan puffadási tulajdonságokkal rendelkezik, mint az Oklahoma anyag.,
az Oklahoma Geological Survey laboratóriumában előállított könnyű aggregátum hasonló a kiterjesztett perlithez, bár a vulkáni hamu “pop” – jához használt módszer nem volt ugyanaz, mint a perlit kibővítéséhez. A vulkáni hamut kibővítették egy vulkáni hamu áramlásának bevezetésével egy inspirátor típusú gázégő levegőbevitelébe. A termék üveges gyöngyökből áll, amelyek egy vagy több buborékot tartalmaznak. A “felbukkant” vulkáni hamu ömlesztett fajsúlya 0,22-0,088 között mozog, ami 5,5-13,7 Font / köbméter sűrűségnek felel meg., Az ebből az anyagból készült termékek szigetelik a hő, a hang és a villamos energia átvitelét. Használható akusztikai és szigetelő vakolatokban, falburkolatokban, könnyű tömbökben és lemezekben.
Kansas állam geológiai felmérése hasonló expandált vagy “felbukkant” terméket tudott előállítani a pleisztocén korú Kansas vulkáni hamuból. A pliocén hamuból hasonló termék előállítására tett kísérletek nem voltak sikeresek. További vizsgálatokat terveznek, az eredményeket 1952-ben egy felmérési közleményben teszik közzé.,
a Perlithez hasonló kiterjedt vulkáni hamuterméket gyártanak a kansasi Hutchinsonban, Mira-colit néven. Az anyag előállításához használt módszer nem ismert részletesen.
beton
körülbelül 1800 évvel ezelőtt a rómaiak két részből álló cementet készítettek, térfogat szerint vulkáni hamu és egy rész mész. Az ezzel a pozzolanic cementtel épített Seaworks ma használatban van. A római vagy pozzolanic cement rendkívül lassú beállítás, Ha készült oltott mész. Ennek a kifogásolható tulajdonságnak a elkerülése érdekében a modern pozzolanic cementeket Portland cementtel készítik., Az ilyen típusú cementek különösen érdekesek, mivel ellenállnak a tengervíz szétesésének, egyes esetekben minimalizálják bizonyos típusú szilikátos aggregátumok reakcióját a Portlandcementben lévő lúgokkal. A vulkáni hamu természetes cementáló tulajdonságai mellett egy finom aggregátum célját szolgálja, amely kitölti a finom homok-aggregátum és a cement közötti üregeket. A betonban készült vulkáni hamu, mint 50 százaléka a cement lehet helyettesíteni a hamu, bár kisebb arányban gyakran használják.
szerint Barr (1949, p., 752) a vulkanikus hamu (pumicite) fő felhasználása a beton aggregátumra vonatkozik, és a beton cementkeverékeként történő felhasználása egyre nagyobb jelentőséggel bír. 1945-ben közel azonos mennyiségű vulkáni hamut és habot állítottak elő csiszolóanyagokban és betonban való felhasználásra. 1947-ben 4,5-szer annyi ilyen anyagot használtak a betonban, mint a koptató célokra.,
a vulkanikus hamut egyes seprőanyagok fő összetevőjeként használják, mint a víz-és gőzcsövek, a kazánok csomagolásának szigetelését, valamint a falak és mennyezetek laza kitöltési szigetelését. Töltőanyagként vagy hígítóként is használják a festékben, valamint rovarölő szerek hordozójaként. Vulkáni hamut használtak az olajok tisztítására és tisztítására szűréssel. Valószínű, hogy ez utóbbi célra részben megváltozott vulkáni hamut használnak.,
az elmúlt néhány évben a State Highway Department készített nagy mennyiségű vulkáni hamu legalább nyolc gödrök Kansas. Ezt nagyrészt a “Fekete Felső” vagy a bitumenes matt utakon történő felső öltözködéshez használják. Valószínű, hogy Kansasban több hamut használnak erre a célra, mint bármely más államban.