پوکه معدنی و کابرد آن در صنایع مختلف

پوکه معدنی، دانه های سبک آتش فشانی بسیار متخلخل است که از گذشته تاکنون به عنوان ساینده در تمیز کردن (مثل سنگ پا)، استفاده می شود. این ماده همچنین به عنوان یک سنگ دانه سبک در واحدهای سنگ تراشی پیش ساخته، بتن سازی، عایق صوتی و ساخت کاشی و گچ، سدسازی، صنایع نساجی، داروسازی، پزشکی و غیره استفاده می شود. فوران های بزرگ آتش فشان می توانند اطراف خود را با بیش از ۱۰۰ متر پوکه پرکرده و گردوغبار و خاکستر را به شدت به هوا بفرستند. موضوع جالب توجه اینجا است که پوکه معمولاً در تمامی قاره ها وجود دارد و مناطق گسترده ای در سراسر دنیا تأمین کننده آن هستند.

از گدازه های آتش فشانی تا پوکه معدنی

پوکه معدنی پیکروکلاستیک است که در لحظه ریزش تقریباً مایع بوده و آن قدر سریع خنک شده است که دیگر فرصتی برای تبلور آن نبوده است. هنگامی که این مواد مایع جامد شده است، بخارهای محلول در آن ناگهان آزادشده اند و کل توده به کف تبدیل شده و بلافاصله یکپارچه شده است. اگر تحت فشار بیشتری خنک می شد، یک شیشه جامد یا ابسیدین تشکیل می شد.

در حقیقت، اگر تکه های ابسیدین (سنگی غنی از سیلیکات) در یک بوته داغ شوند تا زمانی که ذوب شوند، با آزاد شدن گازهای محلول در آنها به پوکه تبدیل می شوند. هر نوع گدازه، در صورت مساعد بودن شرایط، ممکن است حالت پوکه ای به خود بگیرد، اما بازالت و آندزیت به دفعات در این حالت مانند تراکتیت و ریولیت ظاهر نمی شوند.

بلورهای کوچک مواد معدنی در بسیاری از پوکه ها وجود دارد. متداول ترین آن ها فلدسپات، اوگیت، هورنبلند و زیرکون است. حفره های (وزیکول) پوکه گاهی گرد می شوند و بسته به جریان گدازه جامد شده، ممکن است کشیده یا لوله ای نیز باشند. در پوکه هایی که در میان سنگ های آتش فشانی قدیمی تشکیل شده است، حفره ها معمولاً با رسوبات مواد معدنی ثانویه ای که بانفوذ آب وارد می شوند، پرشده اند. شیشه، رشته ها، الیاف و پارتیشن های نازک بین وزیکول ها را تشکیل می دهد. پوکه های ریولیت و تراخیت، سفیدرنگ، پوکه های آندزیت اغلب به رنگ زرد یا قهوه ای و بازالت های پوکه ای (مانند آن در جزایر هاوایی وجود دارد) سیاه رنگ می شوند.

پوکه معدنی درواقع سنگی آذرین و بسیار متخلخل است که در هنگام فوران های آتش فشانی انفجاری شکل می گیرد. از آن به عنوان سنگ دانه در بتن سبک، به عنوان سنگ دانه در محوطه سازی و به عنوان ساینده در انواع محصولات صنعتی و مصرفی استفاده می شود. تخلخل بسیاری از نمونه های آن به اندازه ای بالا است که می توانند روی آب شناور شوند تا زمانی که به آرامی به ته آب رفته و ته نشین شوند.

وزیکول ها سرنخی برای چگونگی تولد پوکه معدنی

منفذها و فضاهای متخلخل (معروف به وزیکول) در پوکه، سرنخی برای چگونگی شکل گیری آن است. وزیکول ها درواقع حباب های گازی هستند که طی خنک سازی سریع ماگمای کف دار غنی از گاز، در سنگ گرفتار شدند. مواد به سرعت خنک شده اند، به طوری که اتم های مذاب قادر به چیدمان خود در یک ساختار بلوری نبوده اند؛ بنابراین، پوکه یک شیشه آتش فشانی آمورف است که به عنوان ماده معدنی» شناخته می شود.

بعضی از ماگماها در حالی که تحت فشار قرار می گیرند دارای چند درصد گاز محلول در وزن خود هستند. لحظه ای بایستید و به آن فکر کنید. وزن گاز در سطح زمین بسیار کم است، اما این ماگماها تحت فشار می توانند حاوی چندین درصد گاز ازنظر وزن در محلول باشند.

این شبیه مقدار زیادی دی اکسیدکربن محلول در یک بطری مهروموم شده نوشیدنی گازدار مانند نوشابه است. اگر ظرف را تکان دهید و بلافاصله بطری را بازکنید، آزاد شدن فشار ناگهانی باعث می شود که گاز با شدت از محلول خارج شود و نوشیدنی از ظرف خارج. ماگماها که تحت فشار گازهای محلول قرار دارند نیز رفتاری مشابه دارند. با شکسته شدن ماگما از سطح زمین، افت فشار ناگهانی باعث خارج شدن گاز از محلول می شود. این همان چیزی است که هجوم عظیم گاز فشارقوی را از دریچه آتش فشان تولید می کند.

این هجوم گاز از دریچه، ماگما را خردکرده و به صورت کف ذوب شده منفجر می کند. کف با پرواز در هوا سریعاً جامد می شود و دوباره به صورت تکه های پوکه یا همان پوکه معدنی به زمین می افتد. بزرگ ترین فوران های آتش فشانی می تواند مقدار بسیار زیادی از مواد را خارج کند. اندازه این مواد می تواند از ذرات ریز گرد و غبارگرفته تا بلوک های بزرگ پوکه به اندازه یک خانه باشد.

مواد تشکیل دهنده پوکه معدنی

فوران های بزرگ آتش فشان می توانند اطراف خود را با بیش از ۱۰۰ متر پوکه پرکرده و گردوغبار و خاکستر را به شدت به هوا بفرستند.

پوکه در درجه اول دی اکسید سیلیکون است، مقداری اکسید آلومینیوم و مقدار کمی از اکسیدهای دیگر. کریستال های معدنی مختلف در بسیاری از پوکه ها وجود دارد. متداول ترین آن ها فلدسپات، او گیت، هورنبلند و زیرکون است. همان طور که پیش ازاین نیز اشاره شد، حفره های (وزیکول) پوکه گاهی گرد می شوند و بسته به جریان گدازه جامد شده، ممکن است کشیده یا لوله ای

نیز باشند. این حفره ها که در بین سنگ های آتش فشانی قدیمی دیده می شوند، معمولاً با رسوبات مواد معدنی ثانویه ای که بانفوذ آب وارد می شوند، پر می شوند. گاهی بلورهایی در پوکه وجود دارند، اما بیشتر ساختار پوکه معدنی آمورف است و لیوان آتشفشانی به نام مینرالوئید تولید می کند.

تشکیل پوکه ها در تماس گازهای آتش فشانی با آب

پوکه معدنی در اکثر مواقع در اثر تماس با آب گدازه تشکیل می شود. این اتفاق معمولاً نزدیک آتشفشان های نزدیک به آب یا زیرآب رخ می دهد. هنگامی که ماگمای گرم با آب تماس می گیرد، خنک سازی سریع و کاهش فشار سریع با تشکیل گدازه حباب را کاهش می دهد. خنک شدن سنگ در زیر نقطه ذوب سنگ بدین معنی است که حباب ها وقتی سنگ بلافاصله پس از تماس با آب به ماده جامد تبدیل می شود، در داخل حبس می شوند. ازآنجاکه پوکه برگشت ناپذیر است، گاهی مانند شیشه است و حباب ها بین دیواره های حباب نازک و شفاف سنگ نگه داشته می شوند.

اگر گازهای آتش فشانی قبل از خنک شدن سریع آن از گدازه بیرون بیایند، پوکه هایی تشکیل می شود که به رنگ روشن است. تخلخل حدود ۹۰ درصدی دارد و چگالی کمتری دارد. scoria با حباب های بزرگ تر و دیواره های حباب ضخیم تر و متراکم تر است و به سرعت غوطه ور می شود.

روش حمل ونقل پوکه در جهان

روش حمل ونقل پوکه به کاربرد آن بستگی دارد. به عنوان مثال، یک دندان پزشک پوکه معدنی خود را در یک ظرف کوچک ۲ تونسی خریداری می کند. یک تولیدکننده صابون یا یک تولیدکننده صفحه مدار رایانه، محموله هایی را به عنوان پالت های بسته بندی شده با کیسه های ۴۴ پوندی (۲۰ کیلوگرم) که از طریق کامیون یا کانتینر اقیانوس پیما دریافت می شود، دریافت می کند. برای استفاده از پوکه برای فیلتراسیون آب ممکن است پوکه از طریق راه آهن و به صورت فله تحویل گرفته شود. یک کارخانه بتن سازی، بار سنگ پوکه را در یک کامیون پنوماتیک تحویل می گیرد. پس این که سنگ پوکه در چه حجم و به چه صورت حمل شود بستگی به کاربرد آن و حجم موردنیاز برای مصرف دارد.

منابع پوکه های معدنی در سرتاسر قاره ها

پوکه معدنی را می توان در سراسر کره زمین پیدا کرد چراکه تشکیل آن ها ناشی از وقوع آتش فشان های قاره ای و وقوع آتش فشان در زیردریاهاست. سنگ های شناور همچنین می توانند توسط جریان های آب در اقیانوس ها در زمین توزیع شوند.

همان طور که قبلاً توضیح داده شد، پوکه ها با فوران آتش فشان های انفجاری تحت شرایط خاص تولید می شوند، بنابراین، در مناطق فعال آتش فشانی وجود دارند و از این مناطق استخراج و حمل می شوند. در سال ۲۰۱۱، ایتالیا و ترکیه به ترتیب ۴ و ۳ میلیون تن تولید پوکه معدنی داشتند. یونان، ایران، شیلی و سوریه نیز دیگر تولیدکنندگان بزرگ یا بیش از یک میلیون تن بودند.

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

اروپا نیز یکی از بزرگ ترین تأمین کننده های پوکه معدنی است با ذخایری که در ایتالیا، ترکیه، یونان، مجارستان و ایسلند دارد. ایتالیا به دلیل آتشفشان های زیاد، بزرگ ترین تولیدکننده پوکه در اروپا است. جزایر ائولی ایتالیا و جزیره لیپاری به طور کامل از سنگ های آتش فشانی مثل پوکه تشکیل شده است.
این ماده را می توان در سراسر آمریکای شمالی ازجمله در جزایر کارائیب نیز یافت. در ایالات متحده، این سنگ در نوادا، اورگن، آیداهو، آریزونا، کالیفرنیا، نیومکزیکو و کانزاس استخراج می شود. تولید پوکه در ایالات متحده در سال ۲۰۱۱ ۳۸۰،۰۰۰ تن تخمین زده شد که ارزش آن ۷.۷ میلیون دلار بود که تقریباً ۴۶٪ آن از نوادا و اورگان استخراج شد. آیداهو به دلیل کیفیت و درخشندگی سنگ موجود در ذخایرش، به عنوان تولیدکننده بزرگ پوکه در آمریکا نیز شناخته می شود.

شیلی یکی از تولیدکنندگان برجسته پوکه در آمریکای جنوبی و جهان است. قلعه Puyehue-Cordón دو آتش فشان منقوش در کوه های آند است که خاکستر و پوکه را در سراسر شیلی و آرژانتین بیرون می کشد. فوران این آتش فشان در سال ۲۰۱۱ با پوشاندن تمام سطوح و دریاچه ها در خاکستر و پوکه، ویرانی گسترده ای در منطقه ایجاد کرد.

کنیا، اتیوپی و تانزانیا نیز در قاره آفریقا دارای برخی رسوبات پوکه هستند.

آتش فشان Havre Seamount بزرگ ترین و شناخته شده ترین آتش فشان عمیق اقیانوس روی زمین را در استرالیا ایجاد کرد. این آتش فشان در ژوئیه ۲۰۱۲ فوران کرد اما تا زمانی که قطعه های عظیم پوکه معدنی در اقیانوس آرام شناور بودند، موردتوجه قرار نگرفت. بیشتر این سنگ های شناور در سواحل شمال غربی نیوزیلند به خشکی رسید.

پوکه مدنی در ساختمان سازی

در صنعت ساختمان سازی از پوکه معدنی در ساخت بتن و در نمای بیرونی و همچنین درون ساختمان، درشیب سازی پشت بام ها و محوطه سازی، دیوارچینی، کف ساختمان، شیب میان طبقات، شناژبندی و … استفاده می شود. دلیل استفاده از پوکه برای شیب بندی در ساختمان ها وزن سبک و میزان بالای تخلخل این سنگ است چراکه باعث می شود وزن ساختمان کم تر شده و تخلخلات موجود هم به نوعی عایق صدا و حرارت در ساختمان باشد.

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

بلوک سازی و همچنین ساخت دیوار آماده نیز یکی دیگر از کاربردهای پوکه معدنی در ساختمان است. استفاده از این بلوک های آماده سرعت ساخت وساز را بالا می برد و همین موضوع در دنیای امروز بسیار بااهمیت بوده و مقرون به صرفه است. ماده اصلی در ساخت بلوک نیز همین پوکه ها است و شاید بتوان وزن سبک بلوک های آماده را هم با همین موضوع مرتبط دانست.

کلام آخر

پوکه معدنی درواقع سنگی آذرین و بسیار متخلخل است که در هنگام فوران های آتش فشانی انفجاری شکل می گیرد. هجوم گاز از دریچه، ماگما را خردکرده و به صورت کف ذوب شده منفجر می کند. کف با پرواز در هوا سریعاً جامد می شود و دوباره به صورت تکه های پوکه به زمین می افتد. بزرگ ترین فوران های آتش فشانی می تواند مقدار بسیار زیادی از مواد را خارج کند. اندازه این مواد می تواند از ذرات ریز گرد و غبارگرفته تا بلوک های بزرگ پوکه به اندازه یک خانه باشد.

از پوکه ها به عنوان سنگ دانه در بتن سبک، به عنوان سنگ دانه در محوطه سازی و به عنوان ساینده در انواع محصولات صنعتی و مصرفی استفاده می شود. پوکه ها معمولاً کم رنگ هستند و رنگ آن ها از سفید، کرم، آبی یا خاکستری گرفته تا سبز و قهوه ای یا سیاه متغیر است. وقتی گازهای آتش فشانی متصاعد می شوند، حباب هایی ایجاد می کنند که با خنک شدن در شیشه درون ماگمای چسبناک باقی می مانند. این محصول رایج از فوران های انفجاری (تشکیل دهنده پلینی و ایگنیمبریت) است و معمولاً مناطقی را در قسمت های فوقانی گدازه های سیلیسی تشکیل می دهد. ازنظر حجمی تخلخل ۶۴-۸۵٪ است و احتمالاً سال ها روی آب شناور است تا اینکه درنهایت غرق می شوند.

پوکه معدنی را می توان در سراسر کره زمین پیدا کرد چراکه تشکیل آن ها ناشی از وقوع آتش فشان های قاره ای و وقوع آتش فشان در زیردریاهاست. سنگ های شناور همچنین می توانند توسط جریان های آب در اقیانوس ها در زمین توزیع شوند. مناطق مختلفی در آسیا، اروپا، آفریقا، آمریکا و استرالیا منابع غنی از پوکه ها هستند و ایران نیز در قاره آسیا یکی از همین تأمین کنندگان پوکه در جهان محسوب می شود.

علاوه بر مصارف مختلف پوکه در سدسازی، صنعت نساجی، پزشکی و داروسازی و غیره یکی از مهم ترین کاربردهای این سنگ در ساختمان سازی است. در صنعت ساختمان از پوکه ها در ساخت بتن، در نمای بیرونی و همچنین درون ساختمان، درشیب سازی پشت بام ها و محوطه سازی، دیوارچینی، کف ساختمان، شیب میان طبقات، شناژبندی و … استفاده می شود.

دلیل استفاده از پوکه برای شیب بندی در ساختمان ها وزن سبک و میزان بالای تخلخل این سنگ است چراکه باعث می شود وزن ساختمان کم تر شده و تخلخلات موجود هم به نوعی عایق صدا و حرارت در ساختمان باشد. همچنین استفاده از پوکه در تزئینات ساختمان نیز به دلیل تنوع در رنگ و اندازه این سنگ بسیار مرسوم است. بلوک و همچنین ساخت دیوار آماده نیز یکی دیگر از کاربردهای پوکه در ساختمان است. استفاده از این بلوک های آماده سرعت ساخت وساز را بالا می برد و همین موضوع در دنیای امروز بسیار بااهمیت بوده و مقرون به صرفه است.