Войти
Базальтовое волокно - это материал, изготовленный из очень тонких волокон из базальта, который состоит из минералов плагиоклаза, пироксена и оливина. Он похож на стекловолокно, имеет лучшие физико-механические свойства, чем стекловолокно, но значительно дешевле углеродного волокна. Он используется как огнестойкий текстиль в аэрокосмической и автомобильной отраслях, а также может использоваться в качестве композитного материала для производства таких продуктов, как штативы для фотоаппаратов.
Технология производства BCF (базальтового непрерывного волокна) представляет собой одностадийный процесс : плавление, гомогенизация базальта и извлечение волокон. Базальт нагревается только один раз. Дальнейшая переработка БНВ в материалы осуществляется по «холодным технологиям» с низкими энергетическими затратами.
Базальтовое волокно производится из единого материала - измельченного базальта из тщательно подобранного карьера. Базальт с высокой кислотностью (содержание кремнезема более 46%) и низким содержанием железа считается желательным для производства волокна. В отличие от других композитов, таких как стекловолокно, при его производстве практически не добавляются материалы. Базальт просто промывают, а затем плавят.
Производство базальтового волокна требует плавления измельченной и промытой базальтовой породы при температуре около 1500 ° C (2730 ° F). Затем расплавленная порода экструдируется через небольшие сопла для получения непрерывных нитей из базальтового волокна.
Базальтовые волокна обычно имеют диаметр нити от 10 до 20 мкм, что намного превышает предел дыхания в 5 мкм, чтобы сделать базальтовое волокно подходящей заменой асбесту. Они также имеют высокий модуль упругости, что приводит к высокой удельной прочности - в три раза больше, чем у стали. Тонкое волокно обычно используется в текстильных изделиях, в основном для производства тканых материалов. Более толстое волокно используется при намотке нити, например, для производства баллонов или труб КПГ. Самое толстое волокно используется для изготовления пултрузии, георешетки, однонаправленной ткани, многоосной ткани и в виде рубленой нити для армирования бетона. Одно из самых перспективных применений непрерывного базальтового волокна и самая современная тенденция на данный момент - производство базальтовой арматуры, которая все больше и больше заменяет традиционную стальную арматуру на строительном рынке.
Таблица относится к конкретному производителю непрерывного базальтового волокна. Данные у всех производителей разные, разница иногда бывает очень большой.
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Предел прочности | 2,8–3,1 ГПа |
| Модуль упругости | 85–87 ГПа |
| Удлинение при разрыве | 3,15% |
| Плотность | 2,67 г / см³ |
Сравнение:
| Материал | Плотность. (г / см³) | Предел прочности. (ГПа) | Удельная прочность. | Модуль упругости. (ГПа) | Удельный. модуль |
|---|---|---|---|---|---|
| Стальная арматура | 7,85 | 0,5 | 0,0637 | 210 | 26,8 |
| 2,46 | 2,1 | 0,854 | 69 | 28 | |
| С -стекло | 2,46 | 2,5 | 1,02 | 69 | 28 |
| Э-стекло | 2.60 | 2,5 | 0,962 | 76 | 29,2 |
| 2,49 | 4,83 | 1,94 | 97 | 39 | |
| Кремний | 2,16 | 0,206-0,412 | 0,0954-0,191 | ||
| Кварц | 2.2 | 0,3438 | 0,156 | ||
| Углеродное волокно (большое) | 1,74 | 3,62 | 2.08 | 228 | 131 |
| Углеродное волокно (среднее) | 1,80 | 5,10 | 2,83 | 241 | 134 |
| Углеродное волокно (малое) | 1,80 | 6,21 | 3,45 | 297 | 165 |
| Кевлар K-29 | 1,44 | 3,62 | 2,51 | 41,4 | 28,7 |
| Кевлар K- 149 | 1,47 | 3,48 | 2,37 | ||
| Полипропилен | 0,91 | 0,27-0,65 | 0,297-0,714 | 38 | 41,8 |
| Полиакрилонитрил | 1,18 | 0,50-0,91 | 0,424-0,771 | 75 | 63,6 |
| Базальтовое волокно | 2,65 | 2.9-3.1 | 1.09-1.17 | 85-87 | 32,1-32,8 |
| Тип материала | Модуль упругости | Предел текучести напряжение | Предел прочности |
|---|---|---|---|
| E (ГПа) | fy (МПа) | fu (МПа) | |
| Стальные стержни диаметром 13 мм | 200 | 375 | 560 |
| Стальные прутки диаметром 10 мм | 200 | 360 | 550 |
| Стальные прутки диаметром 6 мм | 200 | 400 | 625 |
| Прутки из BFRP диаметром 10 мм | 48,1 | - | 1113 |
| Прутки из BFRP диаметром 6 мм | 47,5 | - | 1345 |
| Лист BFRP | 91 | - | 2100 |
Первые попытки производства базальтового волокна были предприняты в Соединенные Штаты в 1923 году Пол Дхе, получивший США Патент 1,462,446. Они получили дальнейшее развитие после Второй мировой войны исследователями в США, Европе и Советском Союзе, особенно для военных и аэрокосмических приложений. После рассекречивания в 1995 году базальтовые волокна стали использоваться в более широком спектре гражданских применений.
С 18 октября 2017 года СП 297.1325800.2017 «Фибробетонные конструкции с неметаллической фиброй» введены в эксплуатацию «Правила проектирования», устранившие правовой вакуум в конструкции базальтового армированного фибробетона. Согласно п. 1.1. Стандарт распространяется на все виды неметаллических волокон (полимеры, полипропилен, стекло, базальт и углерод). При сравнении различных волокон можно отметить, что полимерные волокна уступают минеральным по прочности, но их использование позволяет улучшить характеристики строительных композитов.
