Prev Pagina-Petrografie ||Pagina Următoare–Cenușă Vulcanică Resurse de Județ
Foloseste de Cenușă Vulcanică–Prezent și Potențial
În trecut și până foarte recent șeful folosește de cenușă vulcanică s-au bazat pe proprietățile sale fizice de bine dimensiunea și unghiului de particule, friabilitate, lumină și culoare, așa cum este ilustrat în utilizarea sa ca un abraziv și ca topping pentru bituminoase matt drumuri., În ultimii ani, o atenție sporită a fost acordată chimice sau pyrochemical proprietăți de cenușă vulcanică ca alcalină, silicat de aluminiu fondant în ceramică și ca un pozzolanic aditiv pentru ciment în amestecuri de beton. În Statele Unite, în 1934, cantitatea utilizată pentru utilizarea în abrazive a fost de opt ori mai mare decât cea utilizată ca agregat de ciment și amestec pozzolanic. În 1945, cantitățile utilizate în aceste două utilizări majore erau aproape egale. În 1947 cantitatea utilizată cu ciment a fost de patru ori și jumătate mai mare decât cea utilizată în scopuri abrazive (Barr, 1949)., Cea mai extinsă utilizare a pumicitului sau a cenușii vulcanice în beton a fost pe coasta de Vest. Numai cantități mici au fost utilizate în Kansas în acest scop, iar tonajul nu apare în statisticile privind producția Kansas. În măsura în care producția comercială din Kansas este în mare parte destinată utilizărilor abrazive, cantitatea utilizată în aceste scopuri este prezentată în mod clar în statisticile publicate. Cele mai vechi cifre disponibile pe producția Kansas sunt pentru anul 1916 când 23,804 tone a fost produs. Producția maximă a fost atinsă în 1923 cu un total de 51.907 tone, iar din 1923 până în 1940 a fost destul de constantă., Raportat ieșire a variat de la 35,385 tone în 1925 la 49,760 tone în 1929, și producția medie de 17 ani a fost 41,953 tone. În urma unui apropiat-mediu anul de 39,215 tone în 1940, 1941, producția a scăzut la 23,659 tone, dar până în 1945 a revenit la 47,484 tone-depășind anterior de 17 ani, în medie. Din 1945, producția a scăzut brusc. Astfel cum s-a menționat anterior, aceste statistici privind producția sunt disponibile numai pentru producția comercială și este probabil ca tonajul utilizat de Departamentul autostrăzilor de stat să depășească în mod substanțial tonajul exploatat de producătorii comerciali., Într-un singur depozit estimăm că cel puțin 25.000 de tone au fost eliminate de către Departamentul de autostrăzi pentru a fi utilizate pe drumurile negre.
abrazive
cenușa vulcanică a fost folosită ca abrazivă în Statele Unite de aproximativ 50 de ani. În 1903, întreaga producție de 885 de tone din această țară era din Nebraska. Până în 1911, cenușa vulcanică a fost raportată de U. S. Geological Survey ca fiind minată în Kansas, dar cifrele de producție au fost ascunse sub titlul de articole diverse. În 1916, o cifră de 23.804 tone a fost dată pentru Kansas. Fără îndoială, cea mai mare parte a acestui tonaj a fost folosită în abrazive.,ca cenușă vulcanică abrazivă este adaptată pentru a fi utilizată ca agent de lustruire, curățare și curățare datorită fineții, unghiului și durității moderate (5,5 până la 6,0 pe scara Mohs). O mare parte din cenușa vulcanică folosită ca abraziv a intrat în compuși de spălare, cum ar fi demachiantul olandez vechi. Anterior, acești compuși erau compuși în mare parte din cenușă vulcanică amestecată cu cantități mici de pulbere de săpun sau alți detergenți. Cenușa vulcanică este, de asemenea, utilizată ca abrazivă în săpunurile de pastă mecanică, săpunurile abrazive de mână și ștergătoarele de cauciuc., Cenușa foarte fină este utilizată în unele pastă de dinți și pulbere, iar cenușa minus-200-ochiuri a fost utilizată pentru lustruirea sticlei plăcii. Cenușa vulcanică ar putea fi utilizată în loc de piatră ponce sub formă de pulbere ori de câte ori materialul din urmă este potrivit. Aceste utilizări includ lustruirea metalelor, lemnului și finisajelor din lemn lăcuit. Alte utilizări abrazive includ pulberi de lustruire pentru OS, celuloid și cauciuc dur și în banda stomatologică.prelucrarea cenușii vulcanice pentru utilizări abrazive include în mod obișnuit numai uscarea și cernerea particulelor grosiere, a agregatelor de particule și a contaminanților incidentali., Această practică este posibilă datorită fineții naturale a materialului. Ecran analize cu privire la 96 de probe (Tabelul 4) arată că o medie de 93.6 la sută trece de 100 de ecran ochiurilor de plasă și că o medie de 76,3 la sută trece un 200-ecran ochiurilor de plasă. Materialul Minus-200-mesh constituie mai mult de 80 la sută în 34 din cele 96 de probe. Analizele Subsieve pe 12 probe (Tabelul 3) indică faptul că diametrul median al particulelor este în medie de 34 microni, ceea ce este echivalent cu mai mic de 400 de ochiuri. Clasificarea aerului este utilizată în unele cazuri, în special în cazul în care sunt necesare grade de 200 de ochiuri sau mai fine., Deși cenușa vulcanică este rareori supusă măcinării pentru a reduce dimensiunea particulelor, este ușor susceptibilă la măcinarea uscată într-o moară cu bile sau cu pietriș.
Ceramica
cenușă Vulcanică, sau pumicite, este compus din bucăți de sticlă vulcanică corespunde aproximativ la o frită format din feldspat și cuarț. Este surprinzător faptul că un material cu această compoziție a primit atât de puțină atenție din partea lucrătorilor din domeniul ceramicii., Laboratorul de ceramică al State Geological Survey a efectuat o serie de teste în anii 1937 și 1938 folosind cenușă vulcanică în glazuri și corpuri ceramice, iar lucrarea a fost rezumată pe scurt de Plummer (1939). Înainte de această dată, singura lucrare efectuată asupra utilizărilor ceramice ale cenușii vulcanice în Statele Unite a fost raportată de Preston (1935) privind utilizarea cenușii vulcanice în loturi de sticlă. După publicarea raportului din 1939 de către Plummer, am atras atenția asupra faptului că o lucrare similară a fost publicată în Journal of the Canadian Ceramic Society de Worcester (1934)., Worcester a folosit cenușă vulcanică Canadiană în corpuri ceramice și glazuri, cu rezultate oarecum similare cu cele obținute cu cenușă Kansas în laboratorul de cercetare. Experimente suplimentare cu glazuri de cenușă vulcanică din Kansas au fost raportate pe scurt de Carey (1948). În ultimii trei ani au fost efectuate o serie de teste pe glazuri de cenușă vulcanică și corpuri ceramice. Rezultatele vor fi publicate într-un buletin de studii geologice la o dată ulterioară.Kansas cenușă vulcanică siguranțe la o temperatură mai scăzută decât feldspat., Conul pirometric echivalent al feldspaților variază de la conul 4 la conul 10, cu o medie generală de con 8 la 9 (2240° la 2280° F.). Probele de cenușă vulcanică din Kansas testate au un con pirometric echivalent variind de la conul 06 la conul 4, cu o medie generală în vecinătatea conului 03 până la 01 (1975° până la 2030° F.). Această diferență de temperatură de fuziune conferă cenușii vulcanice un avantaj economic distinct, iar în domeniul artei ceramice permite utilizarea temperaturilor mai scăzute considerate de dorit.,
glazuri ceramice
compoziția chimică a cenușii vulcanice din Kansas din diferitele depozite este remarcabil de uniformă, după cum se poate observa din analizele a 54 de probe prezentate în tabelul 2. Este probabil ca variațiile găsite să se datoreze în mare parte contaminanților, cum ar fi cuarțul, calcitul și argila.cenușa vulcanică dintr-un depozit din județul Lincoln (Lv-1) a fost utilizată pe scară largă în testele de glazură și ceramică, deoarece este ușor disponibilă și are o compoziție chimică care este aproximativ o medie a depozitelor de cenușă din Kansas. Compoziția acestei cenușă este prezentată mai jos.,
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., Datorită faptului că cenușa vulcanică are un raport mai mare între silice și alumină și grupul RO, nu este posibilă înlocuirea unei greutăți egale de cenușă vulcanică cu feldspat. Aproximativ 100 de părți în greutate de cenușă vulcanică pot fi înlocuite cu 70 de părți feldspat și 30 de părți Olari flint. O metodă mai exactă de substituție este prezentată în tabelul 5. Acest tabel se bazează pe rapoarte moleculare de oxizi în ambele materiale, și necesită scoaterea feldspat, flint, și merlan, și adăugarea de cenușă vulcanică și argilă cu bile.Tabelul 5.,– Cenușă vulcanică și argilă necesare pentru o înlocuire exactă a feldspat, silex și merlan în glazuri sau corpuri ceramice. Părți la sută în total lot glazura, în greutate.
calculele au fost făcute pentru Keystone feldspat, Lincoln County cenușă vulcanică (PK-1), și o Kansas minge de lut (O-38-4) conțin 64.67 la sută siliciu, 22.38 la sută alumină, 1,58 la sută oxid de fier, 1,32 la sută oxid de titan, de 0,27 la sută oxid de calciu, 0,66 la sută oxid de magneziu, 1,11 la sută oxid de potasiu, și 0,55 la sută oxid de sodiu. Orice argilă cu bile similare ar putea fi folosită., Se va observa că, dacă un total de 100 la sută feldspat, flint și merlan au fost scoase dintr-o glazură sau corp, un total de 103.38 la sută cenușă vulcanică și argilă ar fi adăugate ca înlocuitor. Acest lucru se datorează faptului că cenușa și argila conțin un procent mai mare de ingrediente inactive. Deși astfel de procente ridicate de feldspat sau cenușă vulcanică nu sunt utilizate în glazuri și corpuri ceramice, am pregătit o glazură utilizabilă care conține 95% cenușă vulcanică., În mod obișnuit, totuși, procentul de cenușă inclus într-un lot de glazură nu va depăși 75%, iar în majoritatea cazurilor corpurile ceramice nu sunt îmbunătățite prin adăugări de mai mult de 25% cenușă vulcanică.câteva glazuri de cenușă vulcanică de valoare dovedită sunt prezentate mai jos ca o ilustrare a gamei de compoziții posibile. Următoarea glazură se maturizează în intervalul conului 02-1.glazura de mai sus a fost folosită cu 5% pată galbenă comercială pentru a produce o nuanță bună de galben. Fără pată se produce o glazură opacă.,o glazură foarte simplă în intervalul conului 04 până la conul 10 are următoarea compoziție.
| cenușă Vulcanică | 70 părți în greutate |
| Colemanite | 30 părți în greutate |
| Bentonita | 5 părți în greutate |
Aceasta glazura are o destul de culoare plin de noroi din cauza oxid de fier conținut de cenușă vulcanică. Adăugarea a 5 procente de merlan va îmbunătăți transparența glazurii., Dacă glazura va fi utilizată ca bază pentru glazuri colorate, adăugarea a 5% dintr-un opacifiant, cum ar fi silicat de zirconiu, va produce un alb cald adecvat în acest scop.
o glazura de plumb brut, care a fost folosit cu succes pe un număr de tipuri de corp în intervalul de temperatură de con 07 la con 04 este prezentat mai jos. Este probabil ca glazura să poată fi utilizată pe o gamă mult mai lungă.
| Rosu | 35.2 la sută |
| cenușă Vulcanică | 51.4 |
| Merlan | 8.,4 |
| oxid de Zinc | 1.0 |
| Florida caolin | 4.0 |
O temperatură ridicată, glazura care a produs rezultate excelente pe o silicioase corpul este dat mai jos. Această glazură a fost utilizată la conul 7 și conul 9, dar ar trebui să fie utilizabilă de la conul 6 la 10. Glazurile colorate pot fi făcute prin adăugarea oxizilor sau petelor corecte.
| cenușă Vulcanică | 39.9 la sută |
| Merlan | 8.4 |
| carbonat de Magneziu | 7.3 |
| carbonat de Bariu | 4.,9 |
| Minge de lut (O-38-4) | 28.5 |
| Flint | 10.0 |
cenușă Vulcanică glazuri sunt utilizate în cel puțin trei olari în Stat și de un număr de școli. Principalul avantaj în utilizarea cenușii vulcanice este costul redus, deși există avantajele adăugate ale unui interval de ardere neobișnuit de lung și faptul că culorile din glazurile de cenușă vulcanică sunt oarecum mai moi decât cele obținute cu materialele convenționale. Kansas Olari găsi, de asemenea, că publicitatea utilizarea glazuri de cenușă vulcanică atrage clienții.,
corpuri ceramice
substituirea cenușii vulcanice în glazurile ceramice cu cantități echivalente de alte materiale produce o diferență foarte mică în glazura finală, deși temperatura de ardere poate fi ușor mai scăzută datorită temperaturii surprinzător de scăzute de fuziune a cenușii. Cu toate acestea, în corpurile ceramice, rezultatele nu sunt atât de previzibile. În general, rezultatele sunt mai benefice decât ar fi de așteptat., Un număr de test de organisme cu diferite tipuri de argile și șisturi și cu diferite cantități de cenușă vulcanică indică faptul că de la 7 la 15 la sută cenușă vulcanică completări la o șist sau roșu-ardere lut corpului scade temperatura de vitrificare, creșterea gama de tragere pentru o scadență de corp, și produce o mai mare rigiditate în ware la temperatura maximă., Aceste calități produse de adaosurile de cenușă vulcanică permit economia în utilizarea combustibilului și reduc pierderile în cuptor datorită cerințelor mai puțin critice ale intervalului de temperatură și capacității vasului de a se ridica sub propria greutate la temperaturile maxime atinse în cuptor. Nu toate argilele și șisturile reacționează cu rezultate la fel de favorabile. Unele materiale beneficiază numai prin faptul că temperatura de ardere este redusă. Beneficiile adăugărilor de cenușă vulcanică la corpurile conductelor de canalizare au primit o atenție considerabilă., Un grup de operatori de instalații de lut a sponsorizat un proiect la stația experimentală de inginerie de la Universitatea de Stat din Ohio pentru a testa valoarea adăugărilor de cenușă vulcanică la corpurile conductelor de canalizare. J. O. Everhart, profesor de cercetare responsabil de acest proiect, ne-a raportat că s-au obținut beneficii clare prin utilizarea cenușii vulcanice., Într-o scrisoare care însoțește raportul, Everhart rezumă efectele cenușii vulcanice după cum urmează: „se pare că are o influență oarecum Stabilizatoare asupra amestecului la care l-am adăugat și ar putea avea o valoare considerabilă pentru utilizarea în amestecurile locale de argilă și șisturi cu un interval scurt de ardere. Atribuim această influență faptului că formează o sticlă foarte vâscoasă, care rămâne astfel pe o gamă lungă de temperaturi.”FK Pence (comunicare personală) de la Universitatea din Texas raportează că rezultate foarte benefice sunt realizate din utilizarea cenușii vulcanice într-un corp de conducte de canalizare într-o fabrică din Texas.,
rezultate oarecum similare sunt obținute cu adaosuri de cenușă vulcanică la ceramică sau corpuri albe, deși în acest caz culoarea arsă a corpului este ușor întunecată de conținutul de fier al cenușii. Utilizarea cenușii vulcanice în cantități cuprinse între 10 și 25 la sută scade temperatura de ardere necesară sau pentru a privi problema dintr-un alt unghi, face posibil ca olarul de artă a cărui temperatură maximă este limitată să producă obiecte cu ardere tare care nu se scurg sau nebun. În general, proprietățile de turnare ale corpurilor de ceramică sunt îmbunătățite prin adăugarea de cenușă vulcanică., Acest lucru se datorează în mare măsură dimensiunii și formei particulelor. Cel puțin o ceramică din Kansas folosește cenușă vulcanică cu argilă Kansas în corpul de turnare și produce un vas vitrificat la conul 4.cenușa vulcanică îndeplinește aceeași funcție în sticlă și în emailuri vitroase ca și în glazuri ceramice. Datorită oxidului de fier de aproximativ 1,5%, utilizarea cenușii vulcanice în aceste produse este limitată. Cenușa vulcanică a fost considerată în mod serios ca ingredient în loturile de fibră de sticlă și în sticla spumoasă, unde întunecarea ușoară a culorii are o importanță minoră., Dacă este utilizat în producția de fibră de sticlă, problema prevenirii dezintegrării morilor de platină de către fierul prezent în cenușă ar trebui rezolvată.studiile de laborator cu cenușă vulcanică ca ingredient în smalțul vitros au fost făcute de unul dintre principalii producători de obiecte sanitare. Laboratorul a raportat că emailurile de culoare crem și fildeș produse cu adaosuri de cenușă vulcanică au fost ușor superioare celor produse cu feldspați, dar că, datorită distanței, cenușa ar trebui să fie expediată la plantele lor, nu s-ar realiza economii de costuri.,
Agregate Ușoare și Celular Blocuri
Oklahoma Geological Survey a investigat posibilitatea de a produce celulare produse similare cu Foamglas și o extrem de agregate ușoare constau umflat particulelor de cenușă vulcanică (Burwell, 1949). Produsul celular a fost produs prin încălzirea cenușii vulcanice la o temperatură ridicată în matrițe refractare. Produsul rezultat, care a fost numit „pumicell” de către Oklahoma Survey, este un pahar care conține mici celule deconectate de aer. Are o valoare izolatoare ridicată și poate fi tăiată sau bătută în cuie., Densitatea în vrac a produsului variază de la 45 la 90 de lire sterline pe picior cub în comparație cu o greutate specifică reală de 2.34 la 2.48, corespunzătoare unei densități de 146 la 155 de lire sterline pe picior cub. Volumul celulelor închise din produs a fost de până la 56,8% din total.balonarea experimentală a cenușii vulcanice din Kansas în laboratorul studiului geologic de Stat din Kansas indică faptul că cenușa din Kansas are aceleași caracteristici de balonare ca materialul Oklahoma.,
agregatul ușor produs în laboratorul Oklahoma Geological Survey este similar cu perlitul expandat, deși metoda utilizată pentru „pop” cenușa vulcanică nu a fost aceeași cu cea utilizată pentru extinderea perlitului. Cenușa vulcanică a fost extinsă prin introducerea unui flux de cenușă vulcanică în admisia de aer a unui arzător de gaz de tip inspirator. Produsul constă din margele sticloase care conțin una sau mai multe bule. Greutatea specifică în vrac a cenușii vulcanice „apărute” variază de la 0,22 la 0,088, corespunzând unei densități în vrac cuprinse între 5,5 și 13,7 kilograme pe picior cubic., Produsele fabricate din acest material izolează împotriva transmiterii căldurii, sunetului și electricității. Poate fi utilizat în tencuieli acustice și izolante, plăci de perete, blocuri ușoare și plăci.Studiul geologic de Stat din Kansas a fost capabil să producă un produs similar extins sau „apărut” din cenușa vulcanică din Kansas de vârstă pleistocenă. Încercările de a produce un produs similar din cenușă Pliocenă nu au avut succes. Sunt planificate teste suplimentare, iar rezultatele vor fi publicate într-un buletin de sondaj în 1952.,un produs din cenușă vulcanică expandată similar perlitului este produs la Hutchinson, Kansas, sub denumirea comercială Mira-Colite. Metoda utilizată pentru producerea acestui material nu este cunoscută în detaliu.aproximativ 1.800 de ani în urmă romanii au făcut un ciment compus din două părți în volum cenușă vulcanică și o parte var stins. Seaworks construite cu acest ciment pozzolanic sunt în uz astăzi. Cimentul roman sau pozzolanic este extrem de lent dacă este făcut cu var stins. Pentru a evita această caracteristică inacceptabilă, cimenturile pozzolanice moderne sunt realizate cu ciment Portland., Cimenturile de acest tip prezintă un interes deosebit deoarece rezistă dezintegrării prin apa de mare și, în unele cazuri, minimizează reacția unor tipuri de agregate silicioase cu alcaliile prezente în cimentul Portland. Cenușa vulcanică, pe lângă proprietățile sale naturale de cimentare, servește scopului unui agregat fin care umple golurile dintre agregatul de nisip fin și ciment. În beton realizate cu cenușă vulcanică la fel de mult ca 50 la sută din ciment poate fi înlocuit cu cenușă, deși o proporție mai mică frecvent este utilizat.conform lui Barr (1949, p., 752) utilizarea principală a cenușii vulcanice (pumicite) este pentru agregatul de beton, iar utilizarea sa ca amestec în ciment pentru beton atinge o importanță din ce în ce mai mare. În 1945 au fost produse cantități aproape egale de cenușă vulcanică și piatră ponce pentru a fi utilizate în materiale abrazive și în beton. În 1947, de 4,5 ori mai mult din aceste aceleași materiale a fost folosit în beton ca a fost folosit în scopuri abrazive.,cenușa vulcanică este utilizată ca ingredient principal în unii compuși de măturare, ca izolație în ambalarea conductelor de apă și abur, a cazanelor rămase și ca izolație de umplere în pereți și tavane. Este, de asemenea, utilizat ca umplutură sau diluant în vopsea și ca purtător pentru insecticide. Cenușa vulcanică a fost utilizată pentru purificarea și clarificarea uleiurilor prin filtrare. Este probabil ca cenușa vulcanică parțial modificată să fie utilizată în acest din urmă scop.,în ultimii ani, Departamentul de autostrăzi de stat a produs cantități mari de cenușă vulcanică din cel puțin opt gropi din Kansas. Acest lucru este folosit în mare parte pentru pansament de top pe „top negru” sau drumuri bituminoase mat. Este probabil ca în Kansas să se utilizeze mai multă cenușă în acest scop decât în orice alt stat.