پوکه معدنی و کابرد آن در صنایع مختلف

پوکه معدنی یک دانه سبک آتشفشانی بسیار متخلخل است که از زمان های قدیم به عنوان یک ماده ساینده در تمیز کردن (مانند سنگ پا) استفاده می شده است. همچنین از این ماده به عنوان سنگدانه سبک در واحدهای بنایی پیش ساخته، بتن ریزی، عایق صدا و ساخت کاشی و گچ، سدسازی، صنایع نساجی، داروسازی، پزشکی و … استفاده می شود. فوران های بزرگ آتشفشانی می توانند اطراف خود را با بیش از ۱۰۰ متر پوکه پر کنند. و گرد و غبار و خاکستر را به شدت به هوا بفرستند. نکته جالب اینجاست که پوکه معمولا در تمام قاره ها یافت می شود و مناطق وسیعی در سراسر جهان آن را تامین می کنند.

از گدازه های آتشفشانی تا پوکه معدنی

پوکه یک کانی picroclastic است که در زمان سقوط تقریباً مایع بود و به سرعت سرد شد که فرصتی برای بلور شدن نداشت. هنگامی که این ماده مایع جامد شد، بخارات محلول در آن به طور ناگهانی آزاد می شود و کل جرم تبدیل به کف می شود و بلافاصله یکپارچه می شود. اگر تحت فشار بیشتر سرد شود، یک شیشه جامد یا ابسیدین تشکیل می شود.

در واقع اگر قطعات ابسیدین (سنگ غنی از سیلیکات) را در بوته ای حرارت دهند تا ذوب شوند، با آزاد شدن گازهای حل شده در آنها به پوکه تبدیل می شوند. هر نوع گدازه ای، در صورت مساعد بودن شرایط، ممکن است حالت پوکه به خود بگیرد، اما بازالت و آندزیت در این حالت به اندازه تراکتیت و ریولیت ظاهر نمی شوند.

کریستال های کوچک مواد معدنی در بسیاری از سنگ های پوکه وجود دارد. رایج ترین آنها فلدسپات، اوژیت، هورنبلند و زیرکون هستند. حفره های پوکه (وزیکول ها) گاهی گرد هستند و بسته به جریان گدازه های جامد شده، ممکن است کشیده یا لوله ای باشند. در پوکه ای که در میان سنگ های آتشفشانی قدیمی تشکیل شده است، حفره ها معمولاً با ذخایر معدنی ثانویه که توسط آب وارد می شود پر می شوند. شیشه رشته ها، الیاف و پارتیشن های نازک بین وزیکول ها را تشکیل می دهد. پوکه ریولیت و تراکیتی سفید، سنگ آندزیت اغلب زرد یا قهوه‌ای و بازالت‌های پوکه (مانند آنهایی که در جزایر هاوایی یافت می‌شوند) سیاه هستند.

پوکه معدنی

پوکه معدنی در واقع سنگی آذرین و بسیار متخلخل است که در هنگام فوران های آتشفشانی انفجاری تشکیل می شود. به عنوان سنگدانه در بتن سبک، به عنوان سنگدانه در محوطه سازی و به عنوان ساینده در محصولات مختلف صنعتی و مصرفی استفاده می شود. تخلخل بسیاری از نمونه ها به اندازه ای زیاد است که می توانند روی آب شناور شوند تا زمانی که به آرامی به پایین فرو رفته و ته نشین شوند.

وزیکول ها سرنخی از چگونگی تولد پوکه معدنی هستند

منافذ و فضاهای متخلخل (معروف به وزیکول) در پوکه سرنخی از نحوه تشکیل آن است. وزیکول ها در واقع حباب های گازی هستند که در طی سرد شدن سریع ماگمای کفی غنی از گاز در سنگ به دام افتاده اند. این ماده به سرعت سرد شده است، به طوری که اتم های مذاب نمی توانند خود را در یک ساختار کریستالی قرار دهند. بنابراین، پوکه یک شیشه آتشفشانی بی شکل است که به عنوان یک “معدنی” شناخته می شود.

برخی از ماگماها در حالی که تحت فشار هستند حاوی درصدی گاز محلول از نظر وزنی هستند. یک لحظه بایستید و به آن فکر کنید. وزن گاز در سطح زمین بسیار ناچیز است، اما این ماگماهای تحت فشار می توانند چندین درصد وزنی گاز در محلول داشته باشند.

این شبیه به مقدار زیادی دی اکسید کربن محلول در یک بطری مهر و موم شده از یک نوشیدنی گازدار مانند نوشابه است. اگر ظرف را تکان دهید و بلافاصله در بطری را باز کنید، آزاد شدن ناگهانی فشار باعث خروج گاز از محلول و خروج نوشیدنی از ظرف می شود. ماگماها تحت فشار گازهای محلول رفتار مشابهی دارند. هنگامی که ماگما از سطح زمین می شکند، افت فشار ناگهانی باعث خروج گاز از محلول می شود. این همان چیزی است که جریان عظیم گاز تحت فشار را از دریچه تولید می کند.

این هجوم گاز از دریچه، ماگما را خرد می کند و آن را به صورت کف مذاب منفجر می کند. این فوم با پرواز در هوا به سرعت جامد می شود و به شکل پوکه یا پوکه معدنی به زمین برمی گردد. بزرگترین فوران های آتشفشانی می تواند مقدار بسیار زیادی از مواد را به بیرون پرتاب کند. اندازه این مواد می تواند از ذرات ریز گرد و غبار گرفته تا بلوک های بزرگ سنگ پا به اندازه یک خانه متغیر باشد.

مواد معدنی پوکه

فوران های آتشفشانی بزرگ می توانند اطراف خود را با بیش از ۱۰۰ متر سنگ پا پر کنند و گرد و غبار و خاکستر را به شدت به هوا بفرستند.

پوکه عمدتاً دی اکسید سیلیکون است که دارای مقداری اکسید آلومینیوم و مقادیر کمی از اکسیدهای دیگر است. کریستال های معدنی مختلف در بسیاری از سنگ های پوکه وجود دارد. رایج ترین آنها فلدسپات، اوگات، هورنبلند و زیرکون هستند. همانطور که قبلا ذکر شد، حفره های پوکه (وزیکول ها) گاهی گرد هستند و بسته به جریان گدازه های جامد شده، ممکن است دراز یا لوله ای باشند.

همچنین این حفره‌ها که در میان سنگ‌های آتشفشانی قدیمی یافت می‌شوند، معمولاً با ذخایر معدنی ثانویه که توسط آب وارد می‌شوند پر شده‌اند. گاهی اوقات کریستال هایی در پوکه وجود دارد، اما بیشتر ساختار پوکه معدنی بی شکل است و یک شیشه آتشفشانی به نام مینروئید تولید می کند.

تشکیل پوکه در تماس گازهای آتشفشانی با آب

در بیشتر موارد، پوکه معدنی در اثر تماس با آب گدازه تشکیل می شود. این معمولا در نزدیکی آتشفشان های نزدیک آب یا زیر آب رخ می دهد. هنگامی که ماگمای داغ در تماس با آب قرار می گیرد، خنک شدن سریع و فشردگی سریع حباب را با تشکیل گدازه کاهش می دهد. سرد کردن سنگ در زیر نقطه ذوب به این معنی است که حباب ها در داخل آن به دام می افتند، زمانی که سنگ بلافاصله پس از تماس با آب جامد می شود. از آنجایی که پوکه غیرقابل برگشت است، گاهی مانند شیشه است و حباب ها بین دیواره های نازک و شفاف سنگ نگه داشته می شوند.

اگر گازهای آتشفشانی قبل از سرد شدن سریع از گدازه خارج شوند، سنگ پا تشکیل می شود که رنگ روشن دارد. تخلخل حدود ۹۰ درصد و چگالی کمتری دارد. اسکوریا با حباب های بزرگتر و دیواره های حباب ضخیم تر متراکم تر است و به سرعت فرو می رود.

روش حمل و نقل پوکه در جهان

روش حمل پوکه به کاربرد آن بستگی دارد. به عنوان مثال، یک دندانپزشک پوکه معدنی خود را در یک ظرف کوچک ۲ تونسی می خرد. یک تولید کننده صابون یا یک سازنده برد مدار کامپیوتر محموله ها را به صورت پالت بسته بندی شده با کیسه های ۴۴ پوندی (۲۰ کیلوگرمی) دریافت می کند که با کامیون یا کانتینر اقیانوس پیما تحویل داده می شود. برای استفاده از پوکه برای تصفیه آب، ممکن است پوکه به صورت عمده از طریق راه آهن تحویل داده شود. یک کارخانه بتنی باری از سنگ پا را در یک کامیون پنوماتیک دریافت می کند. بنابراین اینکه سنگ پوکه در چه حجمی و به چه شکلی حمل و نقل شود بستگی به کاربرد آن و حجم مورد نیاز برای مصرف دارد.

منابع پوکه معدنی در سراسر قاره ها

پوکه معدنی را می توان در سرتاسر سیاره یافت، زیرا تشکیل آنها توسط آتشفشان های قاره ای و آتشفشان های زیردریایی ایجاد می شود. سنگ های شناور نیز می توانند توسط جریان های آب در اقیانوس ها روی زمین پخش شوند.

همانطور که قبلا توضیح داده شد، پوکه در شرایط خاصی از فوران آتشفشان های انفجاری تولید می شود، بنابراین در مناطق فعال آتشفشانی وجود دارد و از این مناطق استخراج و حمل می شود. ایتالیا و ترکیه در سال ۲۰۱۱ به ترتیب ۴ و ۳ میلیون تن پوکه معدنی تولید کردند. یونان، ایران، شیلی و سوریه دیگر تولیدکنندگان بزرگ یا بیش از یک میلیون تن بودند.

ذخایر زیادی از پوکه در کشورهای آسیایی از جمله افغانستان، اندونزی، ژاپن، سوریه، ایران و شرق روسیه وجود دارد. مقادیر قابل توجهی پوکه را می توان در شبه جزیره کامچاتکا در سمت شرق روسیه یافت. این منطقه شامل ۱۹ آتشفشان فعال است و در نزدیکی کمربند آتشفشانی اقیانوس آرام قرار دارد.

اروپا همچنین یکی از بزرگترین تامین کنندگان پوکه معدنی با ذخایر در ایتالیا، ترکیه، یونان، مجارستان و ایسلند است. ایتالیا به دلیل وجود آتشفشان های فراوان، بزرگترین تولید کننده پوکه در اروپا است. جزایر بادی ایتالیا و جزیره لیپاری کاملاً از سنگ های آتشفشانی مانند پوکه تشکیل شده اند.
این ماده را می توان در سرتاسر آمریکای شمالی از جمله جزایر کارائیب یافت. در ایالات متحده، این سنگ در نوادا، اورگان، آیداهو، آریزونا، کالیفرنیا، نیومکزیکو و کانزاس استخراج می شود. تولید پوکه در ایالات متحده در سال ۲۰۱۱ حدود ۳۸۰۰۰۰ تن به ارزش ۷٫۷ میلیون دلار برآورد شد که تقریباً ۴۶٪ آن در نوادا و اورگان استخراج شد. آیداهو همچنین به دلیل کیفیت و درخشندگی سنگ موجود در ذخایر آن به عنوان بزرگترین تولید کننده پوکه در آمریکا شناخته می شود.

شیلی یکی از تولیدکنندگان پیشرو پوکه در آمریکای جنوبی و جهان است. قلعه Puyehue-Cordón دو آتشفشان حک شده در کوه‌های آند هستند که خاکستر و سنگ پا را در سراسر شیلی و آرژانتین می‌پاشند. فوران این آتشفشان در سال ۲۰۱۱ با پوشاندن تمام سطوح و دریاچه ها از خاکستر و سنگ پا باعث تخریب گسترده ای در منطقه شد.

کنیا، اتیوپی و تانزانیا نیز دارای ذخایر سنگ پا در قاره آفریقا هستند.

آتشفشان Havre Seamount بزرگترین و شناخته شده ترین آتشفشان اعماق اقیانوس روی زمین را در استرالیا ایجاد کرد. این آتشفشان در ژوئیه ۲۰۱۲ فوران کرد اما تا زمانی که تکه های عظیم سنگ معدنی در اقیانوس آرام شناور شد، مورد توجه قرار نگرفت. بیشتر این سنگ های شناور به خشکی در ساحل شمال غربی نیوزلند رسیدند.

پوکه معدنی در ساخت و ساز

در صنعت ساختمان از پوکه معدنی در ساخت بتن و در نمای بیرونی و داخلی ساختمان، در ساخت سقف و محوطه سازی، دیوارپوش، کف ساختمان، شیب بین طبقات، حصار کشی و … استفاده می شود. پوکه برای شیب های ساختمان وزن سبک و تخلخل زیاد این سنگ است، زیرا باعث کاهش وزن ساختمان می شود و تخلخل موجود به عنوان نوعی عایق صوتی و حرارتی در ساختمان عمل می کند.

همچنین از پوکه معدنی برای تزیین و دکوراسیون داخلی ساختمان ها استفاده می شود. این سنگ ها در رنگ ها و اندازه های متنوع و زیبا در طبیعت وجود دارند و ماده اولیه بسیار مناسبی برای دکوراسیون داخلی محسوب می شوند.

بلوک سازی و دیوار آماده سازی یکی دیگر از کاربردهای پوکه معدنی در ساختمان است. استفاده از این بلوک های آماده باعث افزایش سرعت ساخت می شود و این موضوع در دنیای امروز بسیار مهم و مقرون به صرفه است. ماده اصلی در ساخت بلوک ها همین سنگ های پوکه هستند و شاید بتوان وزن سبک بلوک های آماده را به این موضوع ربط داد.

آخرین کلمه

پوکه معدنی در واقع سنگی آذرین و بسیار متخلخل است که در هنگام فوران های آتشفشانی انفجاری تشکیل می شود. هجوم گاز از دریچه، ماگما را می شکند و آن را به کف مذاب تبدیل می کند. فوم به سرعت در حال پرواز در هوا جامد می شود و به صورت تکه های سنگ پا به زمین می افتد. بزرگترین فوران های آتشفشانی می تواند مقدار بسیار زیادی از مواد را به بیرون پرتاب کند. اندازه این مواد می تواند از ذرات ریز گرد و غبار گرفته تا بلوک های بزرگ سنگ پا به اندازه یک خانه متغیر باشد.

سنگ پوکه به عنوان سنگدانه در بتن سبک، به عنوان سنگدانه در محوطه سازی و به عنوان ساینده در محصولات مختلف صنعتی و مصرفی استفاده می شود. پوسچول ها معمولاً رنگ پریده دارند و دارای رنگ های سفید، کرم، آبی یا خاکستری تا سبز، قهوه ای یا سیاه هستند. هنگامی که گازهای آتشفشانی ساطع می شوند، حباب هایی ایجاد می کنند که در شیشه در داخل ماگمای چسبناک با سرد شدن باقی می مانند. این محصول رایج فوران های انفجاری (تشکیل پلینی و ایگنیمبریت) است و معمولاً مناطقی را در قسمت های بالایی گدازه های سیلیسی تشکیل می دهد. تخلخل ۶۴ تا ۸۵ درصد حجمی است و احتمالاً سال ها قبل از غرق شدن در آب شناور می شود.

پوکه معدنی را می توان در سرتاسر سیاره یافت، زیرا تشکیل آنها توسط آتشفشان های قاره ای و آتشفشان های زیردریایی ایجاد می شود. سنگ های شناور نیز می توانند توسط جریان های آب در اقیانوس ها روی زمین پخش شوند. مناطق مختلف آسیا، اروپا، آفریقا، آمریکا و استرالیا از منابع غنی پوکه هستند و ایران یکی از تامین کنندگان پوکه در جهان محسوب می شود.

علاوه بر کاربردهای مختلف پوکه در سدسازی، صنایع نساجی، پزشکی و دارویی و … یکی از مهمترین کاربردهای این سنگ در ساختمان سازی می باشد. در صنعت ساختمان سازی از پوکه در ساخت بتن، در نمای بیرونی و داخلی ساختمان، در ساخت سقف و محوطه سازی، دیوارپوش، کف ساختمان، شیب بین طبقات، حصار کشی و … استفاده می شود.

دلیل استفاده از پوکه برای شیب های ساختمان وزن سبک و تخلخل زیاد این سنگ است زیرا باعث کاهش وزن ساختمان می شود و تخلخل موجود به عنوان نوعی عایق صدا و حرارت در ساختمان عمل می کند. همچنین استفاده از پوکه در تزئینات ساختمان نیز به دلیل تنوع رنگ و اندازه این سنگ بسیار متداول است. بلوک و دیوارهای آماده یکی دیگر از کاربردهای پوکه در ساختمان است. استفاده از این بلوک های آماده باعث افزایش سرعت ساخت می شود و این موضوع در دنیای امروز بسیار مهم و مقرون به صرفه است.