Forrige Side–Petrography ||Neste Side–Vulkansk Aske Ressurser ved Fylkeskommune
Bruker av Vulkansk Aske–Nåværende og Potensielle
I det siste, og inntil ganske nylig daglig bruker av vulkansk aske har vært basert på dens fysiske egenskaper av fin størrelse og angularity av partikler, friability, og lys farge, som illustrert i dens bruk som en som sliter og som topping på bituminous matt veier., I de siste årene i økende oppmerksomhet har blitt gitt til kjemisk eller pyrochemical egenskaper av vulkansk aske som et alkalisk aluminium silikat flux i keramikk og som en pozzolanic additiv å sement i betong blandinger. I Usa i 1934 antall sysselsatte for bruk i slipemidler var åtte ganger så stor som det som brukes som sement, tilslag og pozzolanic blanding. I 1945 mengder ansatt i disse to store bruker var nesten lik. I 1947 mengde brukt med sement var fire og en halv ganger så stor som det som brukes for slipende formål (Barr, 1949)., Den mest omfattende bruk av pumicite eller vulkansk aske i betong har vært på vestkysten. Kun små mengder har blitt brukt i Kansas for dette formålet, og tonnasjen ikke vises i statistikken på Kansas produksjon. I den grad kommersiell produksjon i Kansas er i stor grad for slipende bruker, mengden som brukes til disse formålene er klart vist i publisert statistikk. De tidligste tall tilgjengelig på Kansas produksjon for året 1916 når 23,804 tonn ble produsert. Topp-produksjon ble nådd i 1923 med en total av 51,907 tonn og fra 1923 til 1940 var ganske jevn., Rapportert utgang varierte fra 35,385 tonn i 1925 til 49,760 tonn i 1929, og den gjennomsnittlige produksjonen for 17-års periode var 41,953 tonn. Etter en nær-gjennomsnitt år 39,215 tonn i 1940, 1941 produksjon gikk ned til 23,659 tonn, men etter 1945 var kommet tilbake til 47,484 tonn–overskrider den forrige 17-års gjennomsnitt. Siden 1945 produksjonen har falt kraftig. Som tidligere nevnt, disse produksjon av statistikk er tilgjengelig kun på kommersiell produksjon, og det er sannsynlig at tonnasjen som er brukt av State Highway Avdeling vesentlig overstiger det som utvunnet av kommersielle produsenter., I ett innskudd alene vi anslår at minst på 25 000 tonn har blitt fjernet av Motorveien Avdeling for bruk på svart-top veier.
Slipemidler
Vulkansk aske har blitt brukt som et slipende i Usa for ca 50 år. I 1903 hele produksjonen av 885 tonn i dette landet var fra Nebraska. Ved 1911 vulkansk aske ble rapportert av U.S. Geological Survey som blir utvunnet i Kansas, men produksjonen tallene var skjult under overskriften av diverse elementer. I 1916 en figur av 23,804 tonn ble gitt for Kansas. Det utvilsomt mest av denne tonnasjen ble brukt i slipemidler.,
Som en slipende vulkansk aske er tilpasset for bruk som en polering, skylling og rensing agent på grunn av sin renhet, angularity, og moderat hardhet (5.5 6.0 på Mohs skala). En stor andel av vulkansk aske brukt som et slipende har gått inn scouring forbindelser som Gamle nederlandske Cleanser. Tidligere ble disse forbindelsene ble består i stor grad av vulkansk aske blandet med små mengder såpe pulver eller andre vaskemidler. Vulkansk aske er også brukt som en slipende i mekanikk lim inn såpe, rengjøringsmidler hånd såper, og gummi blekkutviskere., Veldig fine blitsen brukes i noen tannkrem og pulver, og minus-200-mesh blitsen har blitt brukt for polering plate glass. Vulkansk aske kan brukes i stedet for pulverisert pimpstein når sistnevnte materialet er egnet. Disse bruker inkluderer polering av metaller, tre og lakkert tre utførelser. Andre slipende bruksområder inkluderer polering pulver for bein, celluloid, og hard gummi, og i tannleger tape.
Behandling av vulkansk aske for slipende bruker vanligvis bare inneholder tørking og siler ut av grove partikler, ansamlinger av partikler, og tilfeldige forurensninger., Denne praksisen er mulig på grunn av den naturlige renhet på materialet. Skjermen analyser på 96 prøver (Tabell 4) viser at et gjennomsnitt av 93.6 prosent passerer en 100-mesh «- skjermen og som et gjennomsnitt av 76.3 prosent passerer en 200-mesh » – skjermen. Minus-200-mesh » – materialet som utgjør mer enn 80 prosent i 34 av 96 prøver. Subsieve analyser på 12 prøver (Tabell 3) viser at median diameter av partikler gjennomsnitt 34 my, noe som tilsvarer mindre enn 400 mesh » -nettingfôr. Air klassifisering er brukt i noen tilfeller, særlig der karakterer på 200 mesh eller bedre er nødvendig., Selv om vulkansk aske er sjelden utsatt for sliping for å redusere partikkelstørrelsen, det er lett utsatt for tørr sliping i en ball eller småstein mill.
Keramikk
Vulkansk aske, eller pumicite, er sammensatt av liten skår av vulkansk glass tilsvarende omtrent et frit består av feldspar og kvarts. Det er overraskende at et materiale med denne sammensetningen har fått så liten oppmerksomhet fra arbeidere i felt av keramikk., Keramikk-laboratoriet i Staten Geologiske Undersøkelse kjørte en rekke tester i løpet av 1937 og 1938 ved hjelp av vulkansk aske i keramiske glasurer og organer, og arbeidet ble oppsummert kort av Plummer (1939). Før den tid de bare er gjort arbeid på keramiske bruker av vulkansk aske i Usa ble rapportert av Preston (1935) om bruk av vulkansk aske i glass grupper. Etter publisering av 1939 rapport fra Plummer vår oppmerksomhet ble kalt til det faktum at tilsvarende arbeid hadde vært publisert i Tidsskrift for den Kanadiske Keramiske Samfunnet ved Worcester (1934)., Strømsgodset brukte Kanadiske vulkansk aske i keramiske organer og glasurer med resultater noe som ligner på de som ble oppnådd med Kansas blits i Undersøkelsen laboratorium. Flere eksperimenter med Kansas vulkansk aske glasurer ble rapportert kort av Carey (1948). I løpet av de siste tre årene, en rekke tester har blitt kjørt på vulkansk aske keramiske glasurer og organer. Resultatene vil bli publisert i et Geologiske Undersøkelse bulletin på et senere tidspunkt.
Kansas vulkansk aske sikringer på en lavere temperatur enn feldspar., Den pyrometric membran tilsvarende feldspars varierer fra kjegle 4 til membran 10, med en generell gjennomsnitt av membran 8 til 9 (2240° til 2280° C.). Kansas vulkansk aske prøvene testet har en pyrometric membran tilsvarende alt fra membran 06 til kjegle 4, med et felleshavari i nærheten av membran 03 til 01 (1975° til 2030° C.). Denne forskjellen i fusion temperatur gir vulkansk aske en klar økonomisk fordel, og i feltet for keramisk kunst tillater bruk av lavere temperaturer ansett som ønskelig.,
Keramiske Glasurer
Den kjemiske sammensetningen av Kansas vulkansk aske fra de ulike innskudd er bemerkelsesverdig ensartet, som kan sees fra analyser av 54 prøvene er gitt i Tabell 2. Det er sannsynlig at variasjoner funnet skyldes i stor grad å forurensninger som kvarts, kalsitt, og leire.
Vulkansk aske fra et innskudd i Lincoln County (LV-1) har vært mye brukt i glasuren og keramiske kroppen tester fordi det er lett tilgjengelig og har en kjemisk sammensetning som er omtrent gjennomsnittet av Kansas blitsen innskudd. Sammensetningen av denne asken er gitt 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 grunn av det faktum at vulkansk aske har en høyere ratio av silika til aluminiumoksid og RO gruppe, en substitusjon av en lik vekten av vulkansk aske for feldspar er ikke mulig. Omtrent 100 deler av vekten av vulkansk aske kan bli byttet ut etter 70 deler feldspar og 30 deler potters flint. En mer nøyaktig metode for substitusjon er gitt i Tabell 5. Denne tabellen er basert på molekylære prosenter av nitrogenoksider i både materialer, og nødvendiggjør å ta ut feldspar, flint, og hvitting, og legge til vulkansk aske og ballen leire.
Tabell 5.,–Vulkansk aske og leire som kreves for en eksakt erstatning av feldspar, flint, og hvitting i glasurer eller keramiske organer. Deler per hundre totalt glasur batch, av vekt.
beregningene ble gjort for Keystone feldspar, Lincoln County vulkansk aske (LV-1), og en Kansas ball clay (O-38-4) som inneholder 64.67 prosent silika, 22.38 prosent alumina, 1.58 prosent jernoksid, 1.32 prosent titan-oksid, 0.27 prosent kalsium oksid, 0.66 prosent magnesium-oksid, 1.11 prosent kalium oksid, og 0.55 prosent natrium oksid. Noe lignende ball clay kunne brukes., Det vil bemerkes at hvis en total av 100 prosent feldspar, flint, og hvitting ble tatt ut av glasur eller kroppen en total av 103.38 prosent vulkansk aske og leire vil bli lagt til som en erstatning. Dette er på grunn av det faktum at aske og leire inneholder en høyere andel av inaktive ingredienser. Selv om slike høye prosenter av feldspar eller vulkansk aske er ikke som brukes i glasurer og keramiske organer, har vi utarbeidet en brukbar glasur som inneholder 95 prosent vulkansk aske., Vanligvis, men andelen av aske som er inkludert i en glasur batch vil ikke overstige 75 prosent, og i de fleste tilfeller keramiske organer er ikke bedre med tillegg av mer enn 25 prosent av vulkansk aske.
Et par vulkansk aske glasur av bevist verdt er gitt nedenfor som en illustrasjon på utvalget av komposisjoner mulig. Følgende glasur forfaller innen rekkevidde av membran 02-1.
glasuren over ble brukt med 5 prosent kommersielle gule flekken for å produsere en god nyanse av gult. Uten flekken med en gjennomsiktig glasur er produsert.,
En veldig enkel glasur innenfor rekkevidde av membran 04 til membran 10 har følgende sammensetning.
| Vulkansk aske | 70 deler av vekt |
| Colemanite | 30 deler av vekt |
| Bentonitt | 5 deler av vekt |
Denne glasuren har en ganske gjørmete farge på grunn av den jernoksid innhold av vulkansk aske. Tillegg på 5 prosent whiting vil forbedre gjennomsiktigheten av glasuren., Hvis glasuren er å bli brukt som en base for fargede glasurer tillegg av 5 prosent av en opacifier som zirkonium silikat vil produsere en varm hvit egnet for dette formålet.
En rå føre glasur som har blitt brukt med stor suksess på en rekke typer av kroppen innen temperaturområdet av membran 07 for membran 04 er gitt nedenfor. Det er sannsynlig at glasuren kan brukes over en mye lengre rekkevidde.
| Røde føre | 35.2 prosent |
| Vulkansk aske | 51.4 |
| Whiting | 8.,4 |
| Sink oksid | 1.0 |
| Florida kaolin | 4.0 |
En høy-temperatur glasur som har produsert gode resultater på en kiselholdige kroppen er gitt nedenfor. Denne glasuren ble brukt på membran 7 og membran 9, men bør kunne brukes fra kjegle 6 til 10. Fargede glasurer kan gjøres ved å legge til rette oksider eller flekker.
| Vulkansk aske | 39.9 prosent |
| Whiting | 8.4 |
| magnesiumkarbonat | 7.3 |
| Barium karbonat | 4.,9 |
| Ball clay (O-38-4) | 28.5 |
| Flint | 10.0 |
Vulkansk aske glasurer er brukt i minst tre keramikkverkstedene i Staten og ved en rekke skoler. Administrerende fordel ved bruk av vulkansk aske er den lave kostnaden, selv om det er lagt fordeler av en uvanlig lang skyte-området og det faktum at fargene i vulkansk aske glasurer er litt mykere enn de som oppnås med vanlige materialer. Kansas keramikkverkstedene også finne at annonsering bruk av vulkansk aske glasurer tiltrekker seg kunder.,
Keramiske Organer
substitusjon av vulkansk aske i keramiske glasurer for tilsvarende mengder av andre materialer gir svært liten forskjell i den endelige glasur, selv om avfyring temperaturen kan være litt lavere på grunn av den overraskende lave fusion temperatur på blitsen. I keramiske organer, men resultatene er ikke så forutsigbar. Generelt er resultatene mer gunstig enn det som ville være forventet., En rekke test organer med ulike typer leire og skifer og med varierende mengder av vulkansk aske tyder på at fra 7 til 15 prosent vulkansk aske tillegg til en skifer eller rød-skyting leire kroppen senker vitrification temperatur, økende avfyring rekkevidde for en modnet kroppen, og produserer en større stivhet i ware ved høyeste temperatur., Disse kvalitetene produsert av vulkansk aske tillegg tillater økonomien i bruk av drivstoff og redusere tap i ovnen på grunn av den mindre kritisk temperatur krav og evne til ware å stå opp under sin egen vekt ved maksimal temperatur er oppnådd i ovnen. Ikke alle leire og skifer reagere med like gode resultater. Noen materialer er dratt bare i at avfyring temperaturen er redusert. Fordelene av vulkansk aske tillegg til kloakk rør organer har fått betydelig oppmerksomhet., En gruppe av leire anlegg operatører sponset et prosjekt på Engineering Eksperiment Stasjon ved Ohio State University for å teste verdien av anskaffelser av vulkansk aske til kloakk rør organer. J. O. Everhart, forskning professor ansvaret for dette prosjektet, som er rapportert til oss som klare fordeler ble oppnådd ved bruk av vulkansk aske., I et brev som er vedlagt rapporten Everhart oppsummerer virkninger av vulkansk aske som følger: «Det ser ut til å ha en noe stabiliserende innflytelse på mix som vi har lagt det, og kan være av betydelig verdi for bruk i lokal leire og skifer blander har et kort avfyring rekkevidde. Vi tilskriver denne innflytelsen til det faktum at det utgjør en svært viskøs glass som fortsatt er det over en lang spekter av temperaturer.»F. K. Pence (personlig kommunikasjon) av University of Texas rapporter som svært gunstige resultater er realisert fra bruken av vulkansk aske i en kloakk rør kroppen i en Texas anlegg.,
Noe lignende resultater er oppnådd med tillegg av vulkansk aske til keramikk eller whiteware organer, men i dette tilfellet skjøt farge på kroppen er mørk, litt av jern innhold av aske. Bruk av vulkansk aske i mengder alt fra 10 til 25 prosent senker skyte temperatur som kreves, eller å se på saken fra en annen vinkel, det gjør det mulig for kunst potter hvis høyeste temperatur er begrenset til å produsere hardt sparken ware som ikke lekke eller mani. Generelt støping egenskaper av keramikk organer er forbedret med tillegg av vulkansk aske., Dette skyldes i stor grad størrelsen og formen på partiklene. Minst ett keramikk i Kansas er ved hjelp av vulkansk aske med Kansas leire i casting kroppen og gir en vitrified ware på membran 4.
Glass og glassemaljer
Vulkansk aske utfører samme funksjon i glass og glassemaljer som det gjør i keramiske glasurer. På grunn av den jernoksid på om lag 1,5 prosent bruk av vulkansk aske i disse produktene er begrenset. Vulkansk aske har vært seriøst vurdert som en ingrediens i fiber glass grupper og i skum glass hvor liten mørkere farge er av mindre betydning., Hvis det er brukt i produksjonen av fiber glass problemet med å hindre oppløsning av platinum dør av jern finnes i aske ville ha til å være løst.
laboratorieforsøk med vulkansk aske som en ingrediens i glasserte emalje ble gjort av en av de store produsentene av sanitærutstyr. Laboratoriet rapportert som krem-farget og elfenben-farget emalje produsert med tillegg av vulkansk aske var litt overlegen de produsert med feldspars, men som på grunn av avstanden blitsen ville ha for å bli sendt til sine planter lagrer ikke i kostnadene ville bli realisert.,
Lett Tilslag og Mobile Blokker
Oklahoma Geologiske Undersøkelse har undersøkt muligheten for å produsere cellulære produkter som ligner på Foamglas, og en ekstremt lett samlede bestående av oppsvulmet individuelle partikler av vulkansk aske (Burwell, 1949). Mobil produktet ble produsert ved oppvarming vulkansk aske til en høy temperatur i ildfaste former. Den resulterende produktet, som ble kalt «pumicell» av Oklahoma Undersøkelsen, er et glass som inneholder små frakoblet cellene i luften. Det har høy isolerende verdi, og kan sages eller spikret., Bulk tetthet av produktet varierer fra 45 til 90 kilo per kubikkmeter foten i forhold til en sann egenvekt 2.34 å 2.48, som tilsvarer en tetthet på 146 155 pounds per kubikk fot. Volumet av lukkede celler i produktet var så mye som 56.8 prosent av totalen.
Eksperimentelle oppblåsthet av Kansas vulkansk aske i laboratoriet av Staten Geologiske Undersøkelse av Kansas indikerer at Kansas ash har samme oppblåsthet egenskaper som Oklahoma-materiale.,
Den lette samlet produsert i laboratoriet av Oklahoma Geologiske Undersøkelse er lik utvidet perlite, selv om den metoden som brukes til å «pop» vulkansk aske var ikke den samme som brukes for å utvide perlite. Vulkansk aske ble utvidet ved å innføre en strøm av vulkansk aske i luften inntak av en inspirator-type gass-brenner. Produktet består av blanke perler som inneholder ett eller flere bobler. Mesteparten egenvekt «poppet» vulkansk aske varierer fra 0.22 å 0.088, tilsvarende en bulk tetthet alt fra 5.5 til 13.7 pounds per kubikk fot., Produkter laget av dette materialet isolerer mot overføring av varme -, lyd, og elektrisitet. Det kan brukes i akustisk og isolerende gips, mur styret, lette blokker og plater.
Staten Geologiske Undersøkelse av Kansas har vært i stand til å produsere en lignende utvidet eller «poppet» produktet fra Kansas vulkansk aske av Pleistocenepoken alder. Forsøk på å lage et lignende produkt fra Pliocene blits var ikke vellykket. For ytterligere testing er planlagt, og resultatene vil bli publisert i en Undersøkelse bulletin i 1952.,
En utvidet vulkansk aske produktet lik perlite er produsert i Hutchinson, Kansas, under handelsnavnet navnet Mira-Colite. Den metoden som brukes for produksjon av dette stoffet er ikke kjent i detalj.
Betong
Om 1,800 år siden Romerne gjorde en sement som består av to deler av volum vulkansk aske, og en del slaked lime. Seaworks bygget med dette pozzolanic sement er i bruk i dag. Den Romerske eller pozzolanic sement er ekstremt langsom-innstillingen hvis laget med slaked lime. For å unngå dette er forkastelig har moderne pozzolanic sementer er laget med Portland sement., Sementer av denne typen er av spesiell interesse fordi de er imot oppløsningen av sjøvann og i noen tilfeller minimere reaksjon av noen typer kiselholdige aggregater med alkalier til stede i Portland sement. Vulkansk aske, i tillegg til den naturlige sementering egenskaper, tjener formålet med en fin samlet som fyller tomrom mellom fin sand tilslag og sement. I betong laget med vulkansk aske så mye som 50 prosent av sement kan bli erstattet av blitsen, selv om en mindre andel som ofte er brukt.
Ifølge for å Barr (1949, s., 752) den viktigste bruken av vulkansk aske (pumicite) er for tilslag til betong og dens bruk som et tilsetningsstoff i betong er sement for å oppnå stadig større betydning. I 1945 nesten like mengder av vulkansk aske og pimpstein ble produsert for bruk i slipemidler og i betong. I 1947, 4.5 ganger så mye av de samme materialene som ble brukt i betong som ble ansatt for slipende formål.,
Diverse Bruker
Vulkansk aske er brukt som administrerende ingrediens i noen feiende forbindelser, som en isolasjon i pakking vann og damp rør, henger kjeler, og som en løs fylle isolasjon i vegger og tak. Det er også brukt som fyllmasse eller fortynner i maling og som en transportør for plantevernmidler. Vulkansk aske har blitt brukt til rensing og avklaring av oljer ved filtrering. Det er sannsynlig at dette delvis endret vulkansk aske er brukt for sistnevnte formål.,
i Løpet av de siste par årene State Highway Avdelingen har produsert store mengder av vulkansk aske fra minst åtte groper i Kansas. Dette er brukt i stor grad for topp dressing på «black top» eller bituminous matt veier. Det er sannsynlig at i Kansas mer blits brukes for dette formålet enn i noen annen stat.