Базальт применение: Страница не найдена | Карьеры Украины

Содержание

Камень базальт — свойства и сферы применения горной породы

На Земле первое упоминание об этой породе прослеживается с древнеримских рукописей. Почему разговор о базальте начинается с планеты, на которой зародилось человечество? Потому что в эру космоса этот натуральный камень был обнаружен на Марсе, Венере и Луне. Можно утверждать, что это одна из самых распространенных во Вселенной магматических пород. Название ей дала Африка — в переводе с эфиопского «базальт» означает «темный», или «черный». Но наряду с темными оттенками встречаются залежи с синеватым, зеленоватым или красноватым отливом. В природе они встречаются в виде плитняковых естественных лестниц, шестигранных призм, шаровых образований. Продвигаясь из самого центра Земли вместе с лавой и моментально остывая на поверхности земной коры в глубинах океанов, базальт получал свои основные оттенки, формы и свойства.

Характеристики

Основные характеристики этого натурального камня превосходят свойства гранита по прочности.

В отличие от того же гранита базальт пластичен и поддается термообработке. После дробления и переплавления в печах производится отливка в формах. При этом изделия не только сохраняют, но и упрочивают свойства первоначального материала.

Помимо прочности и плавкости высоко ценятся и другие свойства этой магматической породы:

  • высокая экологичность — камень не содержит никаких опасных веществ и не выделяет их в атмосферу при нагреве;
  • абсолютная устойчивость к перепадам режима влажности и температуры;
  • высокая износостойкость;
  • огнестойкость;
  • низкая электропроводность;
  • способность сохранять тепло и задерживать проникновение звуков;
  • стойкость к агрессивным средам, воздействию химических веществ;
  • долговечность.

Эти свойства обеспечили базальту широкое применение во многих сферах человеческой деятельности.

Применение

Благодаря низкой электропроводности переплавленный базальт используется в электротехнике, радиосвязи, электронной промышленности для отливки изоляторов различного назначения. В химической промышленности используются базальтовая посуда, ванны, краны, поскольку он не реагирует на агрессивные вещества.

В керамическом и стекольном производстве эта горная порода обеспечивает не только прочность изделиям, но и придает им уникальный вид. Именно применение базальтового переплава принесло первоначальную славу английскому фарфоровому заводу Веджвуда, когда там стали выпускать глиняную посуду с черным черепком, так называемую египетскую, или базальтовую. Регулярно встречаются с доказательством применения базальта в промышленности любители боржома — темный цвет бутылкам обеспечивает добавление в массу этой породы.

Наиболее широкое применение камень получил в строительстве — начиная от обустройства дорожного полотна, благоустройства территорий и заканчивая отделочными работами при возведении жилья. Этот натуральный камень используется:

  • в виде щебня с фракциями различного размера — для обустройства подушки под дорожное полотно, железнодорожной насыпи, наполнения бетона;
  • в виде плитки — в интерьере для отделки каминов, лестниц, печей в саунах, укладки пола, в экстерьере — для отделки цоколя, стен;
  • в виде тротуарной плитки — для обустройства садово-парковых пешеходных и велосипедных дорожек, зон барбекю, бассейнов.

Материал великолепно смотрится при отделке памятников и городских скульптур. Брусчатка и бордюрный камень из него выдержат значительные механические воздействия и не изменят своих качеств под воздействием атмосферных явлений. Использование плитки, брусчатки и бордюрного камня из базальта придают территории староевропейский шарм.

Что такое базальт, его свойства и особенности обработки

Базальт: свойства, применение, способы и особенности обработки

Базальт — это камень, который состоит из вулканических и магматических пород. Он отличается прочностью, износостойкостью и поэтому его используют в строительстве и для декоративной отделки. Базальт устойчив к погодным изменениям — из него делают брусчатку, фасады, скульптуры.

Виды базальта

Особенности горной породы зависят от места добычи и последующей обработки. Например, в Азии получают базальт темно-серого асфальтового оттенка. Он подходит для внешней отделки.

У мавританского базальта выше декоративность. Все дело в темно-зеленом цвете с золотыми и белыми вкраплениями. Однако материал чувствителен к перепадам температуры и поэтому его используют для внутренней отделки.

В Китае добывают черный “сумеречный” базальт. У него почти нет вкраплений светлых оттенков. Отличается универсальностью использования.

Есть и другие типы базальта. Поэтому можно подобрать материал под любые цели. Например, для отделки фасадов или стен.

Особенности базальта

Камень отличается цветовым разнообразием: от черного до серых и зеленоватых оттенков. Структура базальта зависит от состава. Так, если в него входят минералы, то при разрезе заметны вкрапления зеленого, белого или серого цвета. Для стекловаты тоже характеры небольшие примеси, но их очень мало.

Для базальта характерная столбчатая отдельность. Это значит, что в структуре просматривать высокие столбы. Они образуются из-за неравномерного остывания лавы. Притом их высота колеблется от нескольких сантиметров до метров. Поэтому рисунок породы выглядит оригинально. Если базальт морской, то тогда вместо столбов образуются отдельные подушки.

Текстура породы должна быть массивной, пористой с миндалевидными образованиями — овальными областями, которые заполняются другими минералами, например, кальцитом или полевым шпатом.

Основные свойства базальта:

  • пластичность;
  • плотность;
  • устойчивость к высоким температурам.

Иногда базальту приписывают магические и целебные свойства. Поэтому из него делают украшения, талисманы, обереги. Однако научного подтверждения этим свойствам нет.

Сфера применения

Базальт пользуется большим спросом в разных сферах. Так, он применяется в качестве щебня. Используют породу и для изготовления базальтового волокна — он отличается хорошими теплоизоляционными свойствами. В некоторых странах базальт служит сырьем для труб и арматуры.

Тем не менее горная порода востребована в строительстве. Базальт плавят при очень высокой температуре, потом разливают по формам и остужают. Готовую плитку используют для мощения дорожек или отделки стен. Материал очень устойчив к механическим повреждениям и поэтому его можно выкладывать в местах с высокой проходимости. К тому же он красивый и стильный.

Из базальта можно сделать облицовочные плиты, бордюры, скульптуры, колоны и многое другое. Благодаря устойчивость к разным веществам порода подходит для отделки фонтанов. Подходит она для укрепления лестниц, арок, прочих конструкций.

Базальт используется в декоративных работах. Так, из него изготавливают столешницы, подоконники, барные стойкие и другие предметы интерьера. Благодаря особой структуре поверхность изделия получается необычной и неповторимой. У базальта выше устойчивость к кислотам и щелочам, поэтому можно не бояться испортить его. Правда, лучше не усердствовать с этим. Темная гамма особенно выигрышно смотрится в помещениях с хорошим освещением.

Особенности обработки

Для работы с базальтом используют специальные станки. На промышленных предприятиях применяют камеры. С помощью обработки можно добиться любых эффектов: от имитации сколов до зеркальной глади. Для всех операций потребуются алмазные диски разного диаметра. Так, если нужно получить простой ровный срез, то используют модель Ø115×1,6×7,5×22,2.

Примеры обработки:

  • Природный скол. Камень распиливают до нужного размера, потом шлифуют все поверхности, кроме лицевой. В случае изготовления ритуального памятника не трогают торец. После долотом делают сколы под разными углами. Перепады могут достигать 200-300 мм, все зависит от желания мастера.
  • Торцевания. Подготавливается плита, после чего она вырезается по определенным параметрам. Все грани стесываются так, чтобы не было острых углов. На производстве для этого применяют фрезы с алмазными насадками.
  • Бучардинование. Используют специальный аппарат — бучард. В него вкладывается отшлифованная плита, после чего поверхность обрабатывается “звездочками” разного размера. Все это помогает сделать базальт “расцарапанным”. Такая поверхность становится нескользкой и искусственно состаренной — это придает ей особую привлекательность.

Учитывайте и фракцию инструмента. Мелкая (1500-3000) подходит для финальной шлифовки и полировки, 500-600 нужна для лощения, а грубая для промежуточной работы. Помимо алмазных дисков применяются и другие инструменты, которые помогают делать тонкие детали.

При желании на базальт можно нанести рисунки и надписи любого уровня сложности. Поэтому его используют для изготовления надгробных памятников. Для этого используется лазерная гравировка.

Обработка и применение базальта

На сегодняшний день базальт — самый крепкий и надёжный материал для строительства, он не менее прочен чем гранит, не подвержен ржавчине, коррозии, температурным перепадам, не проводит электрический ток, износоустойчив, а также не пропускает радиоактивное излучение.

Благодаря своей высокой прочности базальт может использоваться при экстремальных нагрузках, которые не всегда могут выдержать даже металлические трубы.

Виды обработки базальта

Отдельного внимания заслуживают виды обработки базальта.

Существует множество способов обработки базальтов. Благодаря современным технологиям, возможно получить различные поверхности натурального камня.

Базальты обрабатывают как вручную, так и на специальных станках или в камерах (при термообработке камня). Тонкие детали небольшого размера обрабатываются вручную, механическая же обработка используется для конвейерного производства больших плит с необходимой геометрией.

Существуют такие виды обработки базальта: «скала», бучардирование, торцевание, полировка, лощение, термообработка.

Обработка «скала» имитирует сколы природного камня, торцевание придаёт более аккуратный и законченный вид изделиям из базальта за счёт стёсывания острых углов, бучардированием достигают нужной шероховатости, чтобы базальт был нескользким либо эффекта «состаривания» камня («антик»). С помощью лощения добиваются матовой гладкой поверхности изделий.

Вид обработки «скала» используют при изготовлении ритуальной продукции или облицовочных материалов. Для этого сначала камень раскалывают или распиливают, чтобы достичь необходимого размера, далее уже непосредственно проводят декоративную обработку: с помощью долот различного размера скалываются куски камня. Для облицовки шлифуют все поверхности, помимо лицевой. При изготовлении ритуальных изделий необработанным оставляют торец.

Торцевание применяют при изготовлении мебели, подоконников, различных декоративных элементов и так же, как и обработку «скала» — при изготовлении ритуальной продукции. Для придания более привлекательного вида углы изделия обтёсывают с помощью кантофрезеров по камню вручную, либо на производстве.

Бучардирование придаёт изделиям шероховатость, этот вид обработки тоже используется в производстве ритуальных изделий, а также для облицовки. Для достижения нужного эффекта базальтовые плиты обрабатывают с помощью специального станка — бучарды и насадок с алмазным покрытием.

Лощением возможно добиться эффекта бархатистой матовой поверхности изделий, но при этом гладкой. Такая обработка обычно используется при изготовлении напольных покрытий либо облицовки зданий.

Особого внимания заслуживают изделия из т.н литого базальта — который получается после расплава в печи при температуре 1280 градусов. Расплавленную породу заливают в формы из песка либо железа, а после обжигают в печи до остывания изделий. Литые изделия используются в первую очередь при контакте с агрессивнями поверхностями, а в строительстве для напольных покрытий, при внутренней и внешней отделке помещений, в ландшафтном дизайне.

Применение базальта

Распространено использование базальта в качестве напольных покрытий и при внутренней отделке стен. Базальтовы щебень используется при строительстве зданий как наполнитель в бетонах и при строительстве дорог.

Базальт не впитывает влагу, не реагирует на низкие температуры, поэтому изделия из камня не деформируются зимой. Благодаря своей прочности  базальтовые плиты, использованные для отделки и мощения долговечны. Тонкие отполированные либо лощеные плиты используют для отделки фасадов, постаментов скульптур, малых архитектурных форм (скамейки, родники, фонтаны). Из более тяжёлых камней делают ступени, брусчатку, бордюры.

Также отдельным направлением применения базальтов является изготовление ритуальной продукции: памятники, стелы, надгробия, монументы. Базальтовые изделия надёжны, прочны, красивы и при этом неприхотливы в уходе. Армянские национальные кресты — хачкары используются и как ритуальная продукция и как монументально-памятные изделия.

Камень прекрасно подходит для создания декоративных элементов и позволяет реализовать даже самые сложные проекты и дизайнерские задумки, включая различные фасады, колонны, ступени, лестницы, садовые скульптуры, дорожки, фонтаны, мосты. К тому же базальт превосходно комбинируется со многими материалами: керамикой, металлом, стеклом, что увеличивает диапазон дизайнерских стилей с его участием.

Базальты применяются во многих сферах деятельности человека: это действительно универсальный камень, подходящий по своим свойствам для практического применения.

Базальт в строительстве, дизайне и жизни человека

Базальт в строительстве, дизайне и жизни человека

Горная порода базальт – самая распространённая из всех из магматических пород на земле. В основном образуется как результат плавления магмы.
Базальтовые месторождения разрабатываются в основном открытым способом в карьерах. Для них характерно залегание столбчатыми отдельностями – столбами, что является несомненным удобством при разработке и применении. Но встречается и шаровидное залегание. Порода внешне тёмно-серого или чёрного цвета, но встречается и чисто серый базальт, розовый, бежевый в зависимости от внутреннего химического содержания и примесей. Это очень стойкий и высокопрочный материал. Из-за повышенной твёрдости и трудности в обработке, его использование ограничено. Несмотря на то, что камень относится к труднообрабатываемым породам, он легко раскалывается вдоль столбчатых образований и отлично полируется. Покупателей привлекает на базальт цена и неоспоримые декоративные и строительные качества. Причём они изменчивы не только в разных месторождениях, но и в пределах одной разработки. Это зависит от степени зернистости материала, характера каждой столбчатой отдельности и степени их выветривания. Поэтому из одного месторождения материал может быть использован как строительный щебень, укладочный камень, как волокнистый теплоизолятор, и для производства базальтовых плит. Горная порода базальт для строительства применима в тонко и среднезернистой консистенции чёрных и серо-чёрных оттенков. Это прочный строительный материал для сооружения оснований мостов, особо прочных фундаментов, мощения тротуаров и мостовых. Крупнозернистые разновидности породы быстрее подвержены процессу выветривания, и поэтому не столь прочны для таких видов сооружений. На воздухе порода, светлеет и получается серый базальт с различными вариациями оттенков.
Однако главным видом применения базальтовой породы было и остаётся производство красивых и прочных плит. Этот натуральный и чистый камень пользуется у потребителей большим спросом, и их не останавливает на базальт цена. Плиты применяются в строительстве для наружной облицовки зданий, создания архитектурных композиций. Используются как модный облицовочный материал в создании самых красивых, стильных и современных интерьеров. Камень способен придать поверхности особенную роскошь, что очень ценится в современном дизайне, наполненном искусственными материалами, он способен приблизить нас к подлинной натуральной природе. Это полностью экологически чистый материал. Отделка любого современного интерьера, выполненная из базальтовых плит, всегда достаточно прочна и долговечна, а изделия имеют оригинальный и респектабельный вид. Камень не меняет своего глубоко насыщенного цвета спустя многие века. Самым распространённым в облицовке и декорировании помещений является серый и розовый базальт. Изготавливают облицовочную плитку, которая так удачно подходит для отделки ванных комнат, кухни, декорирования гостиной. Слебы используют для производства столешниц, столов, лестничных ступеней, подоконников. Часто их используют для художественной гравировки. В последнее время применяют для изготовления надгробных памятников, бордюров в ландшафтном дизайне.
Хотелось бы остановиться на лечебных свойствах базальта, так они имеют прямое отношение к облицовке стен. Камень способен усиливать иммунную систему организма. Эта особенность была известна ещё в древности, оттуда же пришёл и способ лечения – стоун-терапия. Лучше всего для этого подходит чёрный и серый базальт. Камень долго способен держать в себе тепло, и его воздействие на организм человека проявляется именно и термическом плане. Вот поэтому так полезно отделывать парные и финские бани этим природным целительным материалом. А вообще считается, что камень объединяет все четыре природные стихии: воздух и воду, землю и огонь. Видимо потому, что изливается из самых недр земли и потому так благодатен для человека.

Republished by Blog Post Promoter

←Все новости

Базальт. Условия образования, разновидности, свойства, области применения и использования базальтовых горных пород.



Образование базальтов, разновидности, свойства и применение



Базальт считается самой распространенной излившейся горной породой на Земле. Чаще всего ее можно обнаружить в виде межплатовых тел или потоков лавы, возникающих после извержения вулканов. Извергнутая из глубин и застывающая на поверхности суши и дне океанов магма образует прочную базальтовую массу, основу которой составляют микроплиты плагиоклазов, клинопироксена, магнетита или титано-магнетита, а также вулканическое стекло.
В составе базальтов обычно присутствуют вкрапления оливина, ортопироксена или роговой обманки.

Химический состав базальтов представлен кремнеземом (45-53 %), щелочными оксидами (до 7 %), оксидами алюминия (14,5-17,9 %), железа (7,3-8,1 %), магния (7,1-9,3 %), кальция (9,1-10,1 %), а также оксидами титана, марганца и свинца в незначительном количестве.

Плотность базальтовых пород может варьировать от 2530 до 2970 кг/куб. м. Температура плавления – 1100-1450 град. С. Прочность на сжатие у различных базальтов может находиться в пределах 60-400 МПа.

Чаще всего базальтные породы имеют темно-серую (дымчатую), черную или зеленовато-черную окраску, в которой присутствуют хорошо заметные мелкие вкрапления кристаллов оливина, светлого плагиоклаза или черного пироксена.
Базальты имеют плотную массивную, пористую или миндалекаменную структуру. Последние обычно называют мандельштейнами и отличаются наличием в структуре характерных миндалин, заполненных кварцем, кальцитом, хлоритом, халцедоном и прочими вторичными материалами (пренит, цеолит, кальций, медь). Мандельштейны образуются в поверхностных слоях застывшей лавы, где из-за вспенивания расплавленной магмы нередко формируются полости (миндалины), которые после застывания заполняются вторичными минералами (на нижнем фото).



По уникальным прочностным, структурным и цветовым показателям выделяются такие виды базальтов, как итальянская “Базальтина”, используемая в архитектурных конструкциях еще со времен Древнего Рима, азиатский базальт, имеющий дымчатую окраску и также используемый в архитектуре, сумеречный базальт черного или темно-дымчатого цвета, добываемый в Китае и считающийся самым износостойким из известных базальтов, мавританский зеленый базальт, имеющий красивую внешность, характеризующуюся темно-зеленым оттенком с оригинальными вкраплениями.

Основная масса базальтов на Земле образуется в срединно-океанических хребтах и формирует основу океанической коры планеты. Кроме того базальтовые горные породы встречаются у активных континентальных окраин и на стыке внутриконтинентальных плит. Очень крупные месторождения базальтов расположены в Индии, на Гавайях (США), в районе крупных вулканов – Ключевская сопка, Везувий, Этна и др. На территории стран СНГ известно более 200 месторождений этого вида горных пород, из которых более 50 разрабатываются.

Область применения базальтов очень обширна – от использования в качестве строительного, облицовочного и декоративного камня, до производства базальтовых волокон и сырья для портландцементного клинкера. Из базальтов изготавливают утеплители, отделочную плитку, дымоходы для каминов и печей.

Среди достоинств материалов из базальтовых горных пород следует отметить устойчивость к истиранию, влиянию кислот и щелочей, долговечность, паронепроницаемость, высокая диэлектричность, огнеупорность, термоустойчивость и теплоизоляция, шумопоглощаемость, а также экологичность и декоративность.

* * *

Основные характеристики сиенитов



Применение базальтового волокна в строительстве

Щелочестойкие замасливатели КВ-13, КВ-42 и КВ-41 для волокна Basfiber были разработаны специально для строительных применений. Данные виды замасливателей обеспечивают прекрасную щелочестойкость и хорошую совместимость с бетонами и различными смолами, применяемыми для производства арматуры и других композитных изделий, использующихся в строительстве.

Помимо высокой щелочестойкости, данные виды продуктов имеют намного более высокие механические свойства, чем Е-стекло, и намного более выгодную цену, по сравнению с другими щелочестойкими волокнами.

Все вышеперечисленные преимущества делают эти продукты прекрасной и доступной альтернативой всем щелочестойким волокнам, которые обычно используются на строительном рынке.

 

Применения

Каменный век предлагает широкий ассортимент продуктов для строительства зданий и дорог:

  • Мокрое или сухое рубленое волокно для технологии премикс
  • Специальный ровинг для технологий Spray-Up
  • Высокопрочный ровинг для производства арматуры и пултрузионных профилей
  • Базальтовые маты и ткани для армирования бетона и термоизоляции зданий
  • Сетки для армирования зданий и дорог
  • Штукатурные сетки

 

Преимущества базальтового волокна Basfiber

На сегодняшний день композитные материалы успешно заменяют сталь на строительном рынке. Среди армирующих волокон, волокно Basfiber – лучший выбор для данного применения ввиду его уникальных свойств.

В сравнении со сталью:

  • Отличная комбинация высокой прочности и низкого веса: Базальтовое волокно в 3 раза легче стали и имеет до 2,5 раз выше прочность на растяжение.
  • Химическая и коррозийная стойкость: Базальтовое волокно не ржавеет и имеет стойкость к воздействию ионов соли, химикатов и щелочи в бетоне.
  • Низкая теплопроводность: базальтовое волокно имеет намного более низкий коэффициент теплопроводности, по сравнению со сталью. Это преимущество помогает уменьшить теплопередачу от внутренней части здания к фасаду и повысить эффективность использования энергии.
  • Нулевая электрическая и магнитная проводимость

В сравнении c Е-стеклом:

  • Прочность на растяжение и модуль: Базальтовое волокно Basfiber имеет на 25% выше прочность на растяжение и на 15% выше Модуль Юнга.
  • Химическая стойкость: базальтовое волокно имеет лучшую химическую стойкость, чем Е-стекло.
  • Тепло- и огнестойкость: Температура плавления базальтового волокна на 150 градусов выше, чем у Е-стекла.

Базальтовое волокно для производства арматуры

Армированный бетон это традиционный материал для строительства. Стальная арматура является наиболее распространенным армированием в этом применении, но базальтовое волокно все больше используется для этой цели. Арматура из базальтового волокна значительно улучшает долговечность инженерных конструкций, особенно в коррозийной среде.

Технология:

Базальтовая арматура производится из высококачественного базальтового волокна с помощью комбинации пултрузии и процесса намотки с использованием полиэфирной, винилэфирной или эпоксидной смолы.

Свойства арматурыBasfiber®Е-стеклоСталь 
Прочность при растяжении для арматуры 10 мм, МПадо 1700до 1300550
Модуль на растяжение, ГПа45-5540-46200
Теплопроводность, Вт/(м*К)<0,5<0,560
Плотность, г/см?2,22,37,85

 

 

Пултрузионные несущие профили для мостов и зданий

Пултрузионные несущие профили широко используются для строительства мостов и зданий.

Каменный Век производит высокопрочный ровинг, разработанный специально для пултрузии. Этот продукт имеет высокий текс, низкую разнодлинность и щелочестойкий замасливатель.

 

Армирование фасадов для жилых домов и инфрастуктуры

Использование однонаправленной, биаксиальной и триаксиальной базальтовых тканей для фасадного армирования это выгодный и надежный способ укрепления старых зданий и мостов, а также обеспечения защиты от землетрясений в строительной индустрии.

 

Армирующая сетка

Базальтовые армирующие сетки предназначены для армирования дорог и автомагистралей с целью продления срока службы асфальта. Это достигается за счет уменьшения эффекта трещинообразования в асфальтобетонном дорожном покрытии, вызванного интенсивностью движения, твердением бетона со временем, циклическим изменением температуры.

 Срок службы асфальта между ремонтами может быть существенно продлен. Армирование базальтовой сеткой делает возможным уменьшение толщины асфальто-бетонного покрытия на 20%. Типичные температуры дорожного покрытия не будут вызывать каких-либо потерь прочности или деформацию у базальтовой сетки, как это происходит при использовании синтетического материала. 

Basfiber® значительно превосходит синтетические материалы своей способностью противостоять низким температурам, что чрезвычайно важно для дорог и автомагистралей в северных регионах.

 

Цемент или бетон, армированный рубленным базальтовым волокном

Использование рубленого волокна в этом применении – эффективный способ повысить химическую стойкость, ударную стойкость и стойкость к образованию трещин в цементных панелях или бетоне.

Волокно Basfiber® для цемента производится со специальным замасливателем, чтобы обеспечить хорошую совместимость с различными типами бетонов, высокую щелочестойкость и легкое перемешивание.

Бетон, армированный базальтовым волокном, может увеличить срок службы мостов, автомагистралей, жилых зданий, морских сооружений, туннелей и т.д.

 

Технологии:

    – технология распыления (спрей –ап) и торкретирование

    – заранее приготовленная смесь (премикс)

Что такое базальт? Его применение в интерьере

Базальт – это натуральный высококачественный камень, который чаще всего встречается возле вулканов, где для его образования создаются комфортные условия. Самые большие месторождения данного камня находятся в России, Украине, Америке и на Гавайских островах, причем качество материала везде одинаково высокое, которое сможет в полной степени удовлетворить потребности даже самых требовательных клиентов. В природе базальт встречается в виде пластин, бесформенных и круглых камней, а также потоков лавы, причем каждый вариант имеет свои определенные свойства и особенности, требующие внимательной обработки с целью практичного последующего применения. Более подробную информацию, вы получите здесь: http://kamni.net/.

Существует несколько типов базальта в зависимости не только от месторождения, но и от качества и внешнего вида, что позволяет каждому человеку подобрать для себя именно то, что в полной степени соответствует потребности и сможет предоставить соответствующие технические и практичные свойства. Но помните, что требуется индивидуальное отношение к поставленным задачам в плане выбора, так как в противном случае нет гарантий оригинальности и солидности готового покрытия.

Базальт имеет много особенностей в процессе своего применения, поэтому каждый человек сможет подобрать именно то, что соответствует его потребности и предоставляет массу удобств. Но все же материал нашел свое применение в архитектуре, поскольку оформление поверхностей и создание благодаря ним особой атмосферы – это главное преимущество базальта. Для каминов и стен интерьера такой материал будет наиболее привлекательным вариантом, поскольку солидность в сочетании с натуральными свойствами – это главное преимущество применения подобного сырья для дизайнерского обустройства помещения.

Среди преимущества базальта стоит отметить такие аспекты:

  • Паропроницаемость материала, которая формирует оптимальный микроклиматический режим.
  • Экологическая чистота и безопасность применения.
  • Прочность и надежность.
  • Привлекательный и солидный внешний вид.
  • Долговечность при полноценном сохранении привлекательного и оригинального внешнего вида.
  • Присутствует пожаробезопасность, за счет которой материал не горит и не распространяет в воздухе опасных веществ.

(Visited 142 times, 1 visits today)

14.08.2017

Применение базальтового волокна | Basfiber

Продукт Технологии обработки Материал Приложение
Ровница Пултрузия без обмотки Арматура (арматура) Строительство
Пултрузия Пултрузионные профили Строительство
Ткачество Ткани, тесьма См. «Ткани и ленты» ниже
Сшивание УД, нетканые материалы двухосные, многоосные, ленты
Шитье / плетение + пропитка Сетки арматурные, георешетки, холсты Строительство
Напыляемый / торкретбетон Бетон, армированный базальтовыми волокнами Строительство
Обмотка накала Баллоны КПГ Автомобильная промышленность
Обмотка накала Коррозионностойкие трубы высокого давления Химическая, нефтяная и другие отрасли промышленности
Текстурирование Наполнитель глушителя Автомобильная промышленность
Текстурирование Теплоизоляция Строительство
Плетение без текстурирования Рукава теплоизоляционные для выхлопных систем Автомобильная промышленность
Рубленая нить Технология премиксов Бетон и цемент, армированный базальтовыми волокнами Строительство
Компаундирование с термопластическими смолами Детали из армированного термопласта Автомобильная промышленность
Компрессионное формование Колодки тормозные и диски сцепления Автомобильная промышленность
Экструзия термопластов Трубы ПП Горячее водоснабжение
Кардочесание и пробивка игл Коврики и войлоки иглопробивные Тепло- и звукоизоляция в строительстве
«Бумажная» технология Фата Детали из термопласта для автомобильной промышленности
Крученая пряжа Ткачество Ткани, тесьма См. «Ткани и ленты» ниже
Плетение без текстурирования Рукава теплоизоляционные для выхлопных систем Автомобильная промышленность
Плетение Канаты для теплоизоляции Строительство
Ткани и тесьма Вакуумная инфузия, RTM и др. Различные части для лодок, автомобилей и мотоциклов Морская и автомобильная промышленность
Вакуумная инфузия, RTM и др. Лыжи и палки, скейтборды, доски для серфинга, теннисные ракетки и многое другое Товары для спорта и отдыха
Пултрузия, вакуумная инфузия, RTM Пултрузионные профили и конструкционные панели Строительство
Разное Термобарьеры противопожарные Промышленность, строительство
Вакуумная инфузия Лопасти ветрогенератора Энергетика
Разное Промышленные фильтры Промышленность
Компрессионное формование, RTM и др. Баллистическая композитная броня Баллистическая
Разное Тепло- и звукоизоляция Различное применение

(PDF) Применение базальта и его продуктов в гражданском строительстве

Применение базальта и его продуктов в гражданском строительстве

Машиностроение

Джуби Эльза Санни1, Рия Энн Варгезе2, Сагар S3, Суджин П. Джон4, Решма Кассим5

1 , 2,3,4 Ученый UG, Департамент гражданского строительства, инженерный колледж SAINTGITS, Керала, Индия

5 Доцент, факультет гражданского строительства, инженерный колледж SAINTGITS, Керала, Индия

Реферат – Базальт – это обычная порода которых в изобилии можно найти в

по всему миру.Хорошие механические свойства базальта делают его

особенно подходящим для многих областей применения. Высокая прочность и некоррозионная природа базальта

делают его более применимым в железобетонных конструкциях

в морской среде. Изделия

из базальта также могут быть эффективно использованы при строительстве мостов

мостов, автомагистралей, жилых и промышленных

зданий. Эта статья посвящена исследованию продуктов из базальтовой породы

, таких как заполнитель, волокно, сетка и арматура, а также ее широкому применению в строительстве.Кроме того, в этой статье сравниваются характеристики

этих продуктов с традиционными строительными материалами

. Эти продукты обладают потенциалом для решения крупных

проблем в гражданском строительстве и делают строительство легким и экономичным.

Ключевые слова: базальт, бетон, армирование, арматура, волокно,

заполнитель, сетка

1. ВВЕДЕНИЕ

Базальт представляет собой экструзионную вулканическую породу, образующуюся в результате охлаждения и кристаллизации магмы

.Из-за большого количества

оксидов магния и оксида кальция и очень низкого количества

более светлых силикатных минералов, он обычно черный в цвете

. Иногда в базальтах

могут появляться оранжевые или красные цвета из-за ржавого соединения железа на этом конкретном базальте.

Есть также несколько светлых базальтов, которые образуют

, когда базальтовая магма содержит большее количество кальция и

минералов натрия.Базальтовая порода может быть использована для производства различных изделий типа

, таких как базальтовая арматура, базальтовые ткани, рубленые базальтовые нити

, непрерывные базальтовые нити и сетка из базальта

. Некоторые из потенциальных применений этих базальтовых композитов

включают укрепление грунта, мосты и шоссе, промышленные полы

, армирование пластиковыми полимерами, модернизацию

и восстановление конструкций.

В этой статье основное внимание уделяется изучению некоторых применений базальта

и продуктов из него.В морской среде вероятность появления коррозии

в бетонной конструкции очень высока. В таких ситуациях

может привести к затвердеванию поверхности бетона, растворению цемента

и появлению трещин, что приводит к снижению прочности

и отрицательно сказывается на его надежности и долговечности конструкции бетона

. Использование неагрессивных, неметаллических продуктов из базальта

,

может полностью уменьшить эту проблему. Они нетоксичны и экологически безопасны.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Sudha et al. (2019) изучали механические свойства, такие как прочность на сжатие

,

, прочность на разрыв базальтового армированного бетона

,

в стыке колонн балок. Поведение соединения колонны балки

с 0,75%, 1% и 1,25% базальтового волокна

было исследовано при циклическом нагружении. Результаты показали, что соединение

балки и колонны показывает лучшие характеристики при добавлении

базальтовых волокон.Исследование пришло к выводу, что добавление базальтовой фибры

в бетон повысит изгиб,

сжатие, прочность на разрыв и ударную вязкость бетона

. Также это уменьшит размер трещин при выходе из строя

[1].

Rathod et al. (2013) изучали прочность на изгиб и прочность на сжатие

бетона, армированного базальтовой фиброй

,

и обычного бетона. Отдельные образцы были отлиты

с содержанием 1% и 2% базальтового волокна.Результаты показывают, что прочность на изгиб и сжатие

образцов с базальтовым волокном

выше по сравнению с обычным бетоном. Кроме того,

при добавлении 2% волокна прочность на изгиб за 14 дней

увеличилась примерно с 40% до 50%, а прочность на сжатие через 28 дней

увеличилась примерно с 83% до 92% [2].

Кишор и др. (2015) сосредоточили внимание на влиянии содержания заполнителя базальта

и его комбинации с заполнителем известняка

в бетонной смеси.В этом исследовании использовались различные процентные сочетания

базальта и известняка.

Прочность на сжатие, удобоукладываемость, удельный вес, Лос-Анджелес

Анхелес были проведены испытания на истирание для оценки характеристик базальтового заполнителя

в бетонных смесях. Результаты испытаний

пришли к выводу, что бетонная смесь с базальтовым заполнителем на

более обрабатываема, чем известняковый заполнитель, а также более высокая прочность

достигается за счет введения базальтового заполнителя в бетонные смеси

[3].

Локеш и др. (2015) оценивают эксплуатационные характеристики

стальной арматуры и базальтовой арматуры в бетонных балках. Были проведены испытания

для определения прочности балки на изгиб и сдвиг.

Из сравнительного исследования армированной стали и базальта

балки было обнаружено, что балки со стержнями из BFRP

демонстрируют меньший прогиб, имеют более высокую прочность на изгиб и жесткость

, чем балки со стальной арматурой.Связь между базальтовой арматурой

и бетоном также была хорошей. Результаты испытаний

подтверждают, что стержни из BFRP могут быть использованы в качестве отличной альтернативы стальным стержням

в бетонных балках [4].

Urbanski et al. (2013) определяет разницу и ограничения

базальтовой арматуры в бетонных конструкциях по сравнению со стальной арматурой

. В этом исследовании сравнивались отклонения и трещины

базальтовой армированной балки и армированной стальной

балки. Было обнаружено, что разрушение базальтовой армированной балки

не произошло внезапно, а

имеет значительно более высокий прогиб по сравнению со стальной армированной балкой

из-за более низкого модуля упругости стержней из BFRP.

Кроме того, средняя ширина трещины в 3-4 раза больше, чем у стальной армированной балки

. Это исследование также указывает на то, что прогиб

,

и ширина трещины являются основными факторами, которые необходимо учитывать при проектировании базальтовых железобетонных балок

[5].

Hulin et al. (2013) исследовали влияние сетки BFRP

на огнестойкость тонких бетонных плит с высокими эксплуатационными характеристиками.

Производительность образцов с сетками BFRP была

IJERTV9IS060321 (Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.)

Vol. 9 Выпуск 06, июнь-2020

Применение базальтовых непрерывных волоконных материалов | Базальтовое непрерывное волокно

Страница 3 из 3

Базальтовое волокно имеет определенные области применения благодаря своим свойствам. Поскольку базальтовое волокно отличается химической и термической стабильностью, этот материал можно использовать там, где использование других материалов неэффективно. Например, базальтовое волокно может быть использовано в производстве геотекстиля, армирующих материалов, высокотемпературных фильтров, материалов для автомобильной промышленности, армирующих сеток, композитных материалов, для армирования бетонных строительных конструкций и дорожных асфальтобетонных покрытий, а также для производства водонепроницаемых материалов. Компании, которые используют стекловолокно и углеродное волокно для производства композитных материалов, могут использовать для этой цели базальтовое волокно.

Данные о материалах на основе базальтового непрерывного волокна, изделиях из этих материалов и отраслях промышленности, в которых используются материалы

Материал Продукт Промышленность
Сырье: базальтовое непрерывное волокно диаметром 6-9 мм
Ровинг из базальтового волокна
Базальтовая крученая нить для текстильной промышленности
Трикотажное полотно
Тканое полотно
Изоляционное полотно, сетка
Тонкое армирующее полотно
Электроизоляционные материалы (рулон пластмассы, печатные платы)
Облицовочные и огнезащитные материалы
Электротехническая промышленность
Электронная промышленность
Химическая промышленность
Производство пластмасс и строительных материалов
Сырье: базальтовое непрерывное волокно диаметром 10… 15 м м
Базальтовый ровинг
Ткань и сетки для ровницы
Холст
Рубленое волокно
Игольчатый войлок
Фасонные изделия из базальта
Прутки и арматура из базальта
Фитинги
Трубы
Контейнеры
Рубленые волокна для армирования пластмасс
Армирующая ровинговая ткань
Геотекстиль для армирования дорожных покрытий, геосеток, защиты берегов
Теплоизоляционные изделия из войлока
Электротехническая промышленность
Химическая промышленность
Промышленность строительных материалов Производство пластмасс и строительных материалов
Энергетика
Машиностроение
Автомобильная промышленность
Судостроение
Сырье: базальтовое непрерывное волокно диаметром 15… 19 м м
Базальтовый ровинг
Холст
Рубленое базальтовое волокно
Арматурные сетки
Ровинговое полотно для базальтопластических изделий
Бетон и покрытия, армированные Рубленым волокном
Армирующий материал для тормозных колодок
Геотекстиль
Промышленность строительных материалов
Машиностроение
Автомобильная промышленность
Дорожное строительство
Промышленное строительство
Сырье: непрерывное базальтовое волокно диаметром более 19 м м
Рубленое волокно Материал для армирования бетонных и асфальтобетонных дорожных покрытий Машиностроение
Промышленность строительных материалов
Дорожное строительство
Промышленное строительство

Строительство.

Дорожно-сейсмостойкое строительство

Конструкционные и отделочные материалы, армирующие материалы для асфальтобетонных покрытий дорог, автомобильных дорог и взлетно-посадочных полос; арматурные сетки. См. Статью Информация о применении базальтовой рубленой фибры для армирования бетона и асфальтобетона.

Пруток и арматура базальтопластические. Дополнительная информация Руководство Научно-исследовательского института железобетона, г. Москва, РФ.

Геотекстиль, георешетки. Применение материалов на основе базальтового волокна в дорожном строительстве.
Базальтопластические композиты, кровельные материалы, гидроизоляционные материалы для строительства.

Промышленность строительных материалов:
  • Фибра базальтовая рубленая для армирования бетонных и асфальтобетонных конструкций, наливных полов, финишного покрытия
  • Арматурные сетки, гидроизоляционные материалы для кровли и подземных сооружений
  • Коррозионно-стойкие изоляционные материалы с прочностью, превышающей прочность нержавеющей стали
  • Негорючие и пожаробезопасные композиционные материалы для атомных электростанций, нефтеперерабатывающих и химических заводов, теплоизоляционных перегородок в многоэтажных домах.

Гидротехнические сооружения : армирующие материалы для плотин и морских платформ, антикоррозионные материалы. Сооружения портов, морские платформы – арматурные и конструкционные материалы из базальтопластов; лакокрасочные покрытия мостов, тоннелей; гидроизоляционные покрытия для железобетонных конструкций; негорючие и термостойкие лакокрасочные покрытия.

Коммунальная техника : композиты, трубопроводы большого диаметра для водоснабжения и канализации, элементы канализации, фильтры для сточных вод на очистных сооружениях.

Машиностроение : композитные материалы, конструкционные материалы, конструкции, пригодные для среды с сильными вибрациями и переменной нагрузкой, сетки для усиления отрезного круга, звукоизоляционные материалы, теплоизоляция теплового оборудования, фильтры для очистки отходящих газов от пыли и пыли. промышленные стоки.

Автомобилестроение : теплоизоляционный материал для изготовления автомобильных глушителей, панелей, экранов, пластмассы, армирующего материала для обуви и дисков, конструкционных пластмасс, негорючих композитных материалов, кордов для автомобильных покрышек, рубленого волокна для армирования пластмасс и т. Д. .Ровинг BCF используется при производстве топливных баков, баллонов со сжиженным газом и сжатым газом. Антикоррозионный, быстро и износостойкий. Покрытия днищ автомобилей.

См. Ст. Применение базальтовых непрерывных волоконных материалов в автомобилестроении.

Судостроение : водостойкие композитные материалы и изделия, тепло- и звукоизоляция для судовых установок, оборудования; теплоизоляционные плиты для корпусов судов и моторных отсеков, конструкционные материалы.Малое судостроение: для изготовления корпусов и надстроек судов, а также нержавеющих, армированных лакокрасочных покрытий корпусов судов и надстроек

Вагоностроение : конструкционные композиты и изделия, негорючие тепло- и звукоизоляционные материалы вагонов; армирование конструкционных пластиков, негорючих материалов, электроизоляционных материалов; противоизносное лаковое покрытие

Авиационная промышленность : композитные материалы для кабин и элементов конструкции, теплоизоляционные и звукоизоляционные материалы, закрытые гидроизоляционными тканями для двигателей и фюзеляжей, конструкционные композитные и жаропрочные материалы, игольчатые перфорированные маты BCF для газоперекачивающих агрегатов.

Энергетика : теплоизоляционные материалы для парогенераторов и паровых турбин, электроизоляционные материалы, жилы проводов для высоковольтных линий электропередачи, негорючие теплоизоляционные и конструкционные материалы для атомной энергетики, противорадиационные материалы.

Химическая промышленность – производство химически стойких материалов и изделий, таких как: трубы, резервуары для агрессивных жидкостей, кислот, щелочей, химических удобрений, пестицидов, ядовитых веществ.Химически стойкое покрытие резервуаров, трубопроводов, металлоконструкций, железобетонных конструкций. Фильтры для очистки от пыли, фильтры отходящих газов и промышленных отходов, высокотемпературные фильтры.

Нефтехимическая промышленность – химические и износостойкие покрытия резервуаров, трубопроводов, нефтепроводов; негорючие покрытия и композиты; огнестойкие композиты и изоляционные материалы; нефтяные трубы.

Металлургия – теплоизоляционные материалы для теплового оборудования, печей, рекуператоров, трубопроводов; фильтры из БНВ для фильтрации расплава металлов при литье; фильтры для очистки отходящих газов от пыли на горно-обогатительных комбинатах; фильтры для сточных вод

Криогенная техника : теплоизоляционные материалы для оборудования для производства сжиженных газов, в том числе: жидкий кислород, азот и др.



Базальтовые армированные волокном материалы и конструкционные применения в гражданском строительстве

Использование композитных материалов, благодаря их интересным физико-механическим свойствам, в настоящее время широко распространено во многих областях машиностроения, с передовыми техническими приложениями в гражданском, механическом , аэрокосмические и биомедицинские сценарии.

На самом деле, разработка композиционных материалов была темой интенсивного интереса в последние десятилетия, но концепция использования двух или более элементарных материалов, объединенных для образования составляющих фаз композитного твердого тела, использовалась с тех пор. процессы структурного проектирования были впервые использованы сознательно или бессознательно [1], [2], [3].Древние еврейские рабочие во время своего правления фараонами смешивали измельченную солому и глину для производства кирпичей с повышенной механической прочностью. Японские воины-самураи выковали свои мечи из многослойного металла, используя полосы стали для прочности и полосы железа для гибкости. Монголы (1200 г. н.э.) изобрели первый составной лук, полученный из дерева, кости и клея животных.

В рамках современных передовых композитных материалов, возникших в эпоху пластика, одним из наиболее важных с точки зрения конструкции является их армированный волокном материал.В этом случае использование волокон с определенными физическими свойствами и расположенных в соответствии с подходящими рисунками в матрице заделки позволяет создавать функциональные материалы, характеризующиеся желаемыми уровнями прочности и жесткости в сочетании с эффективными химическими и физическими свойствами. Матрица обычно состоит из полимерных смол (например, эпоксидной смолы, винилэфирной или полиэфирной термореактивной пластмассы), хотя металлы (например, алюминий) или строительный раствор / бетон также используются в конкретных конструкционных приложениях.Что касается широко распространенных армированных волокном материалов, волокна в основном состоят из стекла, углерода, арамидных соединений, хотя другие волокна могут использоваться для структурных применений. В этом контексте можно упомянуть растительные волокна (на основе, например, хлопка, конопли, джута и льна), древесные волокна (обычно отличные от растительных), минеральные волокна (например, на основе асбеста) [4] , [5], [6].

Кроме того, использование волокон, произведенных из расплавленной базальтовой породы, приобрело в последние годы все больший интерес в результате хороших физико-химических свойств, которые могут быть достигнуты [7], [8].Фактически, базальтовые волокна демонстрируют хорошие свойства прочности и жесткости также при высоких температурах, долговечность, высокую стойкость к кислотам и растворителям, низкое водопоглощение, замечательные тепло- и звукоизоляционные свойства, хорошую обрабатываемость, а также процесс их изготовления, как правило, значительно. дешевле углеродных и стеклянных волокон [8], [9], [10], [11], [12], [13]. Более того, базальт широко доступен в природе с четко определенным химическим и минералогическим составом [14], он не токсичен с воздухом или водой, негорюч, взрывобезопасен и обычно характеризуется высоким уровнем содержания экологичность и возможность вторичной переработки, в результате чего получается экологически чистый неорганический материал с высокими эксплуатационными характеристиками.Следовательно, можно сохранить базальтовые волокна и композитные материалы, изготовленные из них, чтобы обеспечить успешное соотношение между качеством и стоимостью по сравнению с другими типами волокон, такими как волокна на основе стекла и углерода. Соответственно, хотя базальт не является новым материалом (поскольку базальт римской эпохи использовался как брусчатка и строительный камень), его современное применение, несомненно, можно сохранить как новаторское и удобное во многих промышленных и строительных областях. В частности, с использованием базальтовых нитей можно производить различные виды ровницы, рубленых нитей и крученых нитей. Также могут быть поставлены различные виды тканых и нетканых материалов, однонаправленные и многоосные ткани. Все эти продукты полностью совместимы с различными типами смол (например, эпоксидные, фенольные, полиэфирные, винилэфирные), что позволяет производить полимеры, армированные базальтовым волокном (BFRP), и они не страдают от возможного выделения воздухопроницаемых частиц, опасных для здоровья человека (как по асбесту).

Области применения изделий из базальтового волокна чрезвычайно широки, включая их применение в автомобильной и авиационной промышленности, военно-морском и гражданском строительстве, спортивном оборудовании, системах ветряных турбин [8], [15].Что касается автомобильной промышленности, высококачественные базальтовые ровницы, ткани и рубленые нити часто используются, например, при производстве систем хранения топлива, тормозных колодок, глушителей и обшивок потолка. Кроме того, базальтовые ровницы отлично подходят для изготовления различного спортивного инвентаря, включая лыжи, сноуборды и велосипеды. Благодаря своим хорошим электроизоляционным свойствам базальтовые волокна также используются для изготовления печатных плат, а также для сверхтонкой прочной изоляции электрических кабелей и подземных каналов.Благодаря высокой стойкости к коррозии и УФ-излучению в сочетании с хорошими механическими свойствами, композиты BFRP и ткани и ткани на основе базальтового волокна успешно используются в качестве структурного армирования при производстве лопастей ветряных турбин и в судостроении.

Также доступен широкий ассортимент продукции для гражданского применения [16]. Базальтовые волокна используются для создания инновационных строительных материалов, определяемых как правильная смесь бетонной матрицы с короткими (штапельными) или резаными (рублеными) базальтовыми волокнами для улучшения отношения прочности материала к массе [3].Композиты на основе волокон и базальта используются для замены асбеста почти во всех его возможных применениях. Базальтовые нити и волокна применяются для изготовления: высокопрочных ровингов для пултрузионных несущих деталей и арматурных стержней; тканые ткани для тепло / звукоизоляции и противопожарной защиты; георешетки для армирования дорог и земель; лепные сетки для армирования и ремонта стен [16].

Растущее использование композитных материалов на основе базальтовых волокон в области гражданского строительства требует соответствующей нормативной базы, определяющей технические спецификации и правила проектирования, с разграничением случаев применения на новых или существующих конструкциях.На сегодняшний день европейские технические правила и многие национальные руководства относятся к композитным материалам в целом или, в лучшем случае, относятся к традиционным композитам (на основе стекла, углерода или арамида), для которых доступны обширные экспериментальные исследования [17]. Стремясь предоставить аналогичный вклад и доказательства для композитов на основе базальта в гражданском применении, недавно были предприняты большие исследовательские усилия, которые привели к ряду экспериментальных и аналитических исследований. Среди них первые попытки определения конкретных технических руководств можно найти в [18], [19], [20], [21], [22], [23], [24], [25], [26] , [27], [28], [29], [30], [31], [32].

Для последовательного и сравнительного сбора самых последних результатов, предложенных как экспериментальными, так и аналитическими подходами, в настоящей статье предлагается обновленный обзор современного состояния в области использования базальтовых композитных материалов, армированных волокном, для строительных конструкций. приложения в гражданском строительстве. Работа организована следующим образом. Первая часть (Раздел 2) посвящена базальтовым волокнам, отслеживая – после исторической справки – основные аспекты, касающиеся технологий производства и физико-химических свойств.Во второй части (разделы 3, армированный базальтовым волокном (BFRP), 4 стержня из BFRP, 5 цементная матрица, армированная базальтовым волокном (BFRCM), 6, бетон, армированный базальтовым волокном (BFRC)), механическое поведение и физические свойства различных композитных материалов. реализуются через базальтовые волокна, выясняется их основное участие в гражданских приложениях и обсуждаются наиболее актуальные недавно предложенные результаты.

Формирование волокон из базальтовых пород

Базальт – это название, данное широкому разнообразию вулканических пород.Удельный вес этого материала составляет почти 3, и он может быть чрезвычайно твердым, от 5 до 9 по шкале Мооса. Благодаря такой твердости он имеет превосходную стойкость к истиранию и часто используется в естественном виде в качестве камня для мощения и строительства. Эту магматическую породу можно разделить на две основные группы: известково-щелочные и щелочные базальты. Известково-щелочной металл содержит от 45 до 52 процентов кремнезема. Эта разновидность преобладает среди лав орогенных поясов и охватывает многие тысячи квадратных миль в штатах Айдахо, Орегон и Вашингтон.На Рисунке 1 показана типичная столбчатая формация, в которой часто встречаются базальтовые породы, это вид из района Белого перевала в западном Вашингтоне, США

Рис.1

На этом обнажении базальта в районе Белого перевала в западном Вашингтоне, США, показано типичная столбчатая структура, возникающая в результате охлаждения и сжатия расплавленной лавы. В однородных породах колонны, как правило, имеют шестиугольную форму и могут быть разделены на короткие отрезки поперечным соединением шаров и гнезд, впечатляющий европейский пример этого имеет место на Дороге гигантов в Антриме, Ирландия.

. были хорошо известны в течение длительного времени, менее известно, что базальт может быть сформирован в непрерывное или штапельное волокно, обладающее уникальными химическими, механическими и экономическими свойствами (1).

В многочисленных недавних статьях описывается, как заводы в Восточной Европе производят базальтовое волокно, которое во многих сферах применения превосходит более традиционные материалы, такие как стекловолокно, минеральная вата или асбест (2). Базальтовое волокно используется в качестве изоляционного материала, особенно при высоких температурах (до 900 ° C), формуется в бумагу и картон, а также используется как недорогой строительный картон с уникальными свойствами (3, 4). Базальт является привлекательным сырьем для формования волокон из-за его относительно однородной химической структуры, его широкой доступности во всем мире, отсутствия примесей и, конечно же, способности образовывать волокна в расплавленном состоянии. В недавнем обширном обзоре доступной литературы сделан вывод о том, что производство базальтовых волокон в США было потенциально прибыльной отраслью (5), отсюда и причина этого исследования.

Характеристики формирования волокна

Технология базальтового волокна во многом схожа с технологией стекловолокна. Способность стекла образовывать волокна сильно зависит от его вязкости, которая, в свою очередь, сильно зависит от температуры. По этой причине необходим очень тщательный контроль температуры расплавленного материала.В 1941 году Slayter получил патент на «Механическое вытягивание волокон», в котором была описана концепция использования родий-платинового тигля или втулки с резистивным нагревом (6). Расплавленный поток стекла протягивался через отверстие тщательно продуманной формы в нижней части втулки, а затем превращался в тонкое твердое волокно путем механического вытягивания или продувки воздухом или паром. Родий-платиновый сплав имеет довольно хорошую электропроводность (около 0,10 от меди), что требует использования очень мощного низковольтного источника питания. Подобные методы стеклования, описанные Слейтером в 1941 году, используются сегодня, а также адаптируются европейскими производителями базальтового волокна.

Платина и родий-платиновые сплавы обладают физическими характеристиками, которые делают их уникальными для изготовления втулок для производства волокна. Втулки из платинового сплава устойчивы к коррозионным и эрозионным воздействиям расплавленного стекла, обладают достаточной механической прочностью при используемых рабочих температурах и на самом деле являются наименее дорогим выбором (7, 8).

Обычно для вытяжки волокна расплавленное стекло должно быть в диапазоне вязкости от 500 до 1000 пуаз – при более низкой вязкости стекло слишком жидкое, и на сопле образуются капли, при более высокой вязкости скорость потока стекла слишком низкая. и натяжение волокна во время вытяжки слишком велико. Не менее важны при формовании волокна характеристики кристаллизации расплава. Явления кристаллизации тесно связаны с температурой ликвидуса, температурой максимальной скорости роста кристаллов, вязкостью при температуре ликвидуса и около нее, а также с другими факторами. Температура ликвидуса важна, потому что формирование волокон затруднено или невозможно, когда кристаллизация происходит во время вытягивания волокна. Кристаллы могут образовываться во втулке или отверстии, вызывая засорение, а также могут образовываться на внешней стороне отверстия в расплавленном волокне. В последнем случае они будут содержаться в твердом волокне, создавая слабое пятно или несплошность, что приведет к выходу волокна из строя позже во время обработки. Кроме того, если вязкость стекла составляет всего от 100 до 200 пуаз при температуре ликвидуса, возникают другие трудности; происходит очень быстрое образование кристаллов, и механическое вытягивание волокна будет очень затруднено.С другой стороны, если вязкость расплава составляет около 1000 пуаз при температуре ликвидуса, образование кристаллов будет затруднено и будут существовать благоприятные условия вытяжки.

Поверхностное натяжение также является важным параметром формирования волокна. Если поверхностное натяжение слишком велико, на сопле образуется сферический валик, и вытягивать волокно будет невозможно. Если поверхностное натяжение слишком низкое, материал не будет иметь достаточной прочности для образования расплавленного волокна во время вытяжки. К счастью, добавки диоксида кремния в стекло обычно решают проблемы вязкости и поверхностного натяжения одновременно, а в стекольной промышленности для контроля этих эффектов используется диоксид кремния в количестве 55% и выше.

Если стеклообразный материал не удовлетворяет этим требованиям для вытяжки волокна, волокно все же может быть сформировано путем продувки тонкой струи расплава паром или воздухом. Кажется, что базальт часто не соответствует требованиям вязкости; следовательно, базальтовые волокна можно формировать выдуванием. Вязкость при выдувании обычно составляет около 100 пуаз для тонкого длинного волокна.

В российской литературе рекомендуется использовать базальт с вязкостью не менее 90 пуаз при 1700 ° C и не менее 350 пуаз при 1250 ° C (4).Кроме того, требуется температура ликвидуса ниже 1250 ° C. Однако оказывается, что полезные штапельные волокна производятся из материалов с более низкой вязкостью, чем эти рекомендации, и с менее выраженной зависимостью вязкости от температуры. Бывает, что, как будет обсуждено позже, некоторые базальты Тихоокеанского Северо-Запада, США, похоже, удовлетворяют этим требованиям для хорошего формирования волокон.

Обзор важных физических свойств базальта

В таблице дан химический анализ базальтов из нашего местного карьера Уитлоу, другого базальта из Вантаджа, штат Вашингтон, а также анализ базальтов из двух российских месторождений.Также включен химический анализ стекла с высоким и низким содержанием кремнезема. Отмечается, что базальтовые материалы имеют несколько различный состав, с содержанием кремнезема в диапазоне от 48 до 50 процентов, иногда до 53 процентов, со значительными количествами оксидов железа и алюминия, а также кальция и натрия. оксиды. Большинство этих оксидов не присутствует в обычных составах стекла. Наш местный базальт Whitlow Quarry, вероятно, похож по вязкости на российский базальт Янова, в то время как базальт из Vantage, Вашингтон, кажется, в некоторых отношениях похож на состав E-стекла.

Формирование волокна

Использовалась втулка с одним отверстием из 20-процентного родий-платинового сплава. Форма втулки показана на рисунке 2. Втулка имеет емкость размером 2,5 см в квадрате на 6,5 см в длину и с толщиной стенок 1 мм. Важно свести к минимуму толщину стенки, чтобы увеличить общее сопротивление проходного изолятора и тем самым снизить средний уровень электрического тока. Использовалось отверстие диаметром 1 мм и длиной 1,5 мм. Дополнительная расточка, оканчивающаяся окончательной толщиной стенки на выходе 0.25 мм использовалось, чтобы предотвратить любую тенденцию расплавленного базальта подниматься за пределы сопла.

Рис. 2

Втулка из сплава родия и платины, используемая для формирования волокна, состоит из защитной емкости с большими выступами сбоку для электрических соединений и одного отверстия, указанного стрелкой, внизу. Три термопары измеряют распределение температуры вдоль втулки, а четвертая возле отверстия используется для контроля температуры

Химический состав местных и российских базальтов, а также двух стекол, используемых при формировании волокна (ссылки указаны в скобках)

9075 2 5909
Whitlow Quarry, Pullman, Washington (11) Grant County, Vantage, Washington (9) Yanova, U. С.С.Р. (4) Армения, СССР (4) Е-стекло с низким содержанием щелочей (10) Натриево-известковое стекло (10)
SiO 2 49,10 54,30 51,0 45,4 55,2 73,0
Al 2 O 3 13,90 14,30 15,2 3,6 14,8 2.00 14,60 5,9 9,7 0,3 0
FeO 11,98 9,80 8,0 1,3 0 0 “> 5,6 11,1 3,3 3,5
CaO 9,43 8,30 9,3 13,0 18,7 5,5
18,7 5,5
2,80 2,9 3,6 0,3 11,0
K 2 O 1,26 1,20?? 0,2 0,5
H 2 O 0,60 1,55??
TiO 2 3,16 1,75 “> 1,6 0,6

На втулках используются четыре термопары. три для измерения распределения температуры по длине втулки и четвертое, расположенное рядом с отверстием, для контроля температуры.

Электропитание родий-платинового ввода осуществляется от трансформатора 15 кВА с отводами напряжения от 0,8 до 2,5 В. Трансформатор подает ток на ввод до 2000 ампер. Мощность проходного изолятора регулируется на входе трансформатора с помощью S.C.R. на 240 В и 60 А. контроллер мощности, а одна из термопар втулки обеспечивает управление с обратной связью для этого контроллера. Цифровой индикатор термопары показывает температуру ввода. Напряжение и ток (от 0 до 5 вольт и от 0 до 2000 ампер) на вводе также постоянно измерялись.Сам ввод изолирован и поддерживается залитой вокруг него высокотемпературной огнеупорной керамической оболочкой, не содержащей железа.

Электрические соединения проходного изолятора должны быть гибкими, чтобы допускать расширение проходного изолятора, и они должны быть охлаждены, чтобы предотвратить образование легкоплавкого сплава платины с медью в месте соединения проходного изолятора. Три параллельно соединенных жилы кабеля 4/0 используются для подключения каждой шины трансформатора к каждому проходному электроду. Это дает общую допустимую нагрузку по току 1800 ампер.Медный зажим с водяным охлаждением обеспечивает фактическое соединение между кабелем и электродом втулки, как показано на рисунке 3. Под втулкой находится сопло для выдувания волокна и намоточный барабан для непрерывных волокон. Расплавленная струя базальта проходит через центр сопла, и газовый конус высокого давления обдувает струю, превращая ее в волокно.

Рис. 3

В экспериментальной установке для формирования базальтового волокна втулка изолирована пористым огнеупором высокой чистоты.Тяжелые гибкие проводники с водяным охлаждением подключают источник питания к втулке, в то время как форсунка для выдувания волокна и намоточный барабан расположены под втулкой

Чтобы начать фактическое формирование волокон, дегазированные базальтовые шарики сначала были сформированы путем плавления. щебень, взятый с участка Whitlow Quarry, в глиноземном тигле. Эти шарики использовались для зарядки втулки из платинового сплава. При температуре от 1250 до 1300 ° C капля, образующаяся на кончике сопла, может легко втягиваться в волокно, растягивая его стержнем из оксида алюминия.Волокно, вытягиваемое из сопла, показано на фиг. 4. Кончик волокна был прикреплен к вращающемуся барабану, и образовалось некоторое количество непрерывного волокна. Изменяя скорость вытягивания волокна и температуру расплава, можно производить волокна широкого диапазона размеров. Например, при скорости вытяжки 12 метров в секунду и температуре сопла 1325 ° C было получено волокно 7 микрон, а при скорости 4 метра в секунду и 1285 ° C было получено волокно 17 микрон. Было обнаружено, что очень тонкие волокна можно также сформировать, разместив воздушное сопло примерно на 10 см ниже втулки и продув волокна сердцевиной из воздуха под высоким давлением.В результате этого процесса получился штейн из штапельных волокон, который собирался на сетке.

Рис. 4

Базальтовое волокно вытягивается из отверстия втулки. Волокна, имеющие широкий диапазон размеров, могут быть получены в лаборатории, варьируя скорость вытяжки и температуру расплава

Интересно отметить, что с использованием базальтовых мраморов композиции, полученной с завода Vantage, Вашингтон, и того же размер отверстия втулки, волокна вытягивались с большим трудом.

Другой химический состав этого материала, в основном более высокое содержание кремнезема, привел к гораздо более высокой вязкости. Для получения даже медленного потока через единственное отверстие требовалась температура проходного изолятора 1385 ° C, а характеристики вытяжки также были довольно плохими.

Механические свойства базальтовых волокон

На рисунке 5 показано количество вытянутого волокна. Готовое волокно имеет шелковистый блеск и коричневый цвет из-за высокого содержания железа.Исследования под электронным микроскопом, проведенные на волокнах, вытянутых при температуре 1175 ° C, показали наличие большого количества кристаллических включений, в то время как волокна, вытянутые при более высокой температуре 1285 ° C, были красиво гладкими.

Рис. 5

Волокно, произведенное из некоторых базальтовых пород, которые покрывают обширные территории на Тихоокеанском северо-западе США. Хотя не все базальты легко образуют волокна, полученные из них обладают хорошими физическими свойствами

Волокна были протестированы на прочность в тестере на микропрочность.Волокна размером от 8 до 18 микрон, вытянутые при 1285 ° C, показали средний предел прочности на разрыв 1330 МН / м 2 , в то время как волокна размером от 9 до 11 микрон, вытянутые при 1175 ° C, показали средний предел прочности на растяжение всего 660 МН / м 2 . Это значительное снижение прочности, конечно, отражает влияние кристаллических включений при более низкой температуре вытяжки.

Модуль упругости волокна, измеренный с помощью измерений времени распространения волны упругого напряжения, составил 95 GN / м 2 , что значительно выше, чем у E-стекла, обычно составляющего 70 GN / м 2 .

Выводы

Технология стекловолокна была принята для формирования волокон из некоторых базальтовых пород, расположенных на тихоокеанском северо-западе США. Не все базальты в этой области кажутся хорошими волокнообразующими, но производимые волокна обладают хорошими физическими характеристиками.

Предполагается, что существует несколько коммерческих применений, в которых можно было бы с пользой использовать уникальные свойства этого волокна. Изоляционный материал для использования при нормальных и повышенных температурах, армирующее волокно для бетона и замена древесного волокна для формирования строительных плит или панелей – вот несколько разнообразных применений, которые легко приходят на ум.

Вопрос о том, может ли базальтовое волокно экономически конкурировать с широко развитой промышленностью стекловолокна в США, еще предстоит выяснить.

  • 1

    Chem. Engng. Новости, 1973, 51 , (23), 49; 1974, 52 , (17), 18

  • 2

    Kaswant in Kastellaun, Sprechsaal Keram. Glas Email, 1958, 91 , (24), 577

  • 3

    Г. Д. Андреевская и Т. А. Плиско, Стекло Керам., 1963, 20 , (8), 15

  • 4

    В.А. Дубровский, В.А. Рычко, Т.М. Бачило, А.Г. Лысюк, Стекло Керам., 1968, 25 , (12), 18

  • 5

    RAV Raff, Engng. Мин. J., 1974, 175 , (2), 76

  • 6

    Е. Г. Слейтер и Дж. Х. Томас, Патент США 2,234,986; 1941

  • 7

    E. Preston, Platinum Metals Rev., 1960, 4 , (2), 48

  • 8

    K.Л. Левенштейн, Platinum Metals Rev., 1975, 19 , (3), 82

  • 9

    AA Brock, and BA Grolies, US Ecological Survey, NASA Contract W-15-130, Feb 1973

  • 10

    К.Л. Левенштейн, «Технология производства непрерывных стекловолокон», Эльзевир, Амстердам, 1973

  • 11

    Вашингтонский государственный университет, геологический факультет

  • Применение базальтового волокна в заболоченных территориях с вертикальным потоком для сточных вод с различной степенью загрязнения : Производительность, активность ферментов субстрата и сообщество микроорганизмов

    DOI: 10.1016 / j.biortech.2020.124229. Epub 2020 8 окт.

    Принадлежности Расширять

    Принадлежности

    • 1 Школа гражданского строительства, Юго-Восточный университет, Нанкин, Цзянсу 211189, Китайская Народная Республика.
    • 2 Школа гражданского строительства, Юго-Восточный университет, Нанкин, Цзянсу 211189, Китайская Народная Республика. Электронный адрес: [email protected].
    • 3 Нанкинский научно-исследовательский институт охраны окружающей среды, Нанкин, Цзянсу 210013, Китайская Народная Республика.

    Элемент в буфере обмена

    Цзюнь Сяо и др.Биоресур Технол. 2020 Декабрь.

    Показать детали Показать варианты

    Показать варианты

    Формат АннотацияPubMedPMID

    DOI: 10.1016 / j.biortech.2020.124229. Epub 2020 8 окт.

    Принадлежности

    • 1 Школа гражданского строительства, Юго-Восточный университет, Нанкин, Цзянсу 211189, Китайская Народная Республика.
    • 2 Школа гражданского строительства, Юго-Восточный университет, Нанкин, Цзянсу 211189, Китайская Народная Республика.Электронный адрес: [email protected].
    • 3 Нанкинский научно-исследовательский институт охраны окружающей среды, Нанкин, Цзянсу 210013, Китайская Народная Республика.

    Элемент в буфере обмена

    Полнотекстовые ссылки Опции дисплея CiteDisplay

    Показать варианты

    Формат АннотацияPubMedPMID

    Абстрактный

    Экономичные и экологически чистые субстраты жизненно важны для проектирования искусственных водно-болотных угодий (CW).В этом исследовании изучалось включение базальтового волокна (BF) в CW в качестве субстрата для повышения эффективности очистки, а также сравнительное исследование преимущества активности ферментов и микробного сообщества заболоченных земель, построенных из базальтового волокна (BF-CW), по сравнению с традиционными сооруженными водно-болотными угодьями (C-CW). . Было обнаружено, что добавление BF, очевидно, повысило эффективность удаления азота и фосфора примерно на 10 ~ 25%, особенно при высоком содержании загрязняющих веществ. Дальнейший анализ активности субстратных ферментов показал, что активности дегидрогеназы (DHA), уреазы (UA) и фосфатазы (PST) у BF-CW были выше, чем у C-CW.Более того, высокопроизводительный анализ секвенирования показал, что численность ключевых функциональных бактерий была выше в BF-CW, чем в C-CW, а структура сообщества в BF-CW была более устойчивой к изменениям нагрузки загрязняющих веществ. Эти результаты показали, что BF может быть использован в качестве нового альтернативного субстрата в технологии CW.

    Ключевые слова: Базальтовое волокно; Построенные водно-болотные угодья; Ферментная активность; Микробное сообщество; Подложка.

    Copyright © 2020 Elsevier Ltd. Все права защищены.

    Похожие статьи

    • Керамзит способствует микробной деградации загрязняющих веществ в бытовых сточных водах.

      Ван Цюй, Хан Цюй, Ло Х, Хэ Т, Сюэ Ф, Е З, Чен Ц, Хуан С. Ван Кью и др. Int J Environ Res Public Health. 2020 30 июня; 17 (13): 4692. DOI: 10.3390 / ijerph27134692. Int J Environ Res Public Health. 2020. PMID: 32629780 Бесплатная статья PMC.

    • Оценка эффективности удаления питательных веществ и активности микробных ферментов в системе водно-болотных угодий, построенной из недр.

      Цуй Л., Оуян И, Гу В, Ян В., Сюй К. Cui L, et al. Биоресур Технол. 2013 Октябрь; 146: 656-662. DOI: 10.1016 / j.biortech.2013.07.105. Epub 2013 29 июля. Биоресур Технол. 2013. PMID: 23982062

    • Межвидовое взаимодействие микробов и путь метаболизма азота для очистки городских сточных вод с помощью построенных водно-болотных угодий на основе железа и углерода.

      Хуан Х, Ян Х, Чжу Дж, Ю Дж. Хуанг X и др. Биоресур Технол. 2020 Ноябрь; 315: 123814. DOI: 10.1016 / j.biortech.2020.123814. Epub 2020 10 июл.Биоресур Технол. 2020. PMID: 32682264

    • Обзор: последние разработки субстратов для удаления азота и фосфора в ХС, очищающих городские сточные воды.

      Шен С., Ли Х, Ченг Ф, Чжа Х, Лу Х. Шен С. и др. Environ Sci Pollut Res Int. 2020 Авг; 27 (24): 29837-29855. DOI: 10.1007 / s11356-020-08808-у. Epub 2020 29 мая. Environ Sci Pollut Res Int.2020. PMID: 32472508 Рассмотрение.

    • Глобальное развитие различных надводных субстратов, используемых в построенных водно-болотных угодьях.

      Ян И, Чжао И, Лю Р., Морган Д. Ян Y и др. Биоресур Технол. 2018 Август; 261: 441-452. DOI: 10.1016 / j.biortech.2018.03.085. Epub 2018 29 марта. Биоресур Технол. 2018. PMID: 29627204 Рассмотрение.

    LinkOut – дополнительные ресурсы

    • Источники полного текста

    • Разное

    [Икс]

    Цитировать

    Копировать

    Формат: AMA APA ГНД NLM

    Базальт все еще не продается в предложении для The Fields

    .
    • Эван Шрайбер висит на участке площадью 20 акров в средней долине, который он намерен построить на 135 жилых домов.
      Файл Aspen Times

    • План развития The Fields включает группы жилых домов вокруг открытого пространства.
      Любезное изображение

    Показать подписиСкрыть подписи

    Смена владельца и капитальный ремонт программы разработки The Fields в сельской местности округа Игл не убедили чиновников Basalt поддержать проект.

    Комиссия по базальтовому планированию и зонированию на прошлой неделе проголосовала 5: 1 за то, чтобы убедить округ Игл отклонить заявку на застройку по нескольким причинам. Город также был против заявки, когда она была впервые рассмотрена в 2016 году.

    Базальт и округ Игл заключили соглашение, в соответствии с которым они должны запрашивать рекомендации друг у друга по заявкам на землепользование в средней долине. В данном случае у Basalt нет права вето, а есть только возможность взвесить свои позиции.



    Основным предметом разногласий Basalt является то, что проект находится за пределами Базальтовой Границы городского роста, где рост может быть наиболее легко поглощен из-за близости к Сервисы.

    «(T) Город считает, что предложенная плотность в 135 жилых единиц – это уровень развития города / пригорода, который находится в пределах Границы городского роста, а не в сельской местности, как предлагается», – говорится в письме города.



    The Fields расположены на южной стороне шоссе 82, напротив входа в подразделение Blue Lake. Округ Игл одобрил первый раунд строительства в 2016 году для 110 жилых домов, но разработчики не смогли продвинуть план вперед.

    Эван Шрайбер купил недвижимость в 2019 году и внес значительные изменения, которые, по его мнению, улучшают предложение. Он собирает дома небольшими группами вокруг открытого пространства. Шрайбер добивается одобрения на строительство 135 жилых домов, в том числе 34 доступных по цене единиц жилья или 25% от общего числа. Он считает, что если единицы свободного рынка будут небольшими (в среднем они будут составлять 1521 квадратный фут), они останутся доступными.

    Официальные лица “Базальта” в этом не уверены.

    «(Я) на собственном опыте городка убедился, что, если блок не будет ограничен действием, он не будет в конечном итоге оценен по доступной цене», – говорится в письме Базальта округу Игл.«Примером этого являются таунхаусы Shadow Rock Townhomes, которые были одобрены с высокой плотностью размещения, поскольку единицы были бы более доступными, но текущие рыночные цены на дома Shadow Rock Townhomes колеблются от 800 000 до 1,3 миллиона долларов».

    Должностные лица Basalt также выразили обеспокоенность по поводу формирования трафика, адекватности дорог для обработки трафика, расположения слишком далеко от остановок общественного транспорта, воздействия на школы и отсутствия безопасных пешеходных переходов.

    Узнав о письме Базальта, Шрайбер сказал, что его приложение было создано с использованием указаний из документов планирования округа Игл.

    «Дело в том, что Филдс находится не в городе Базальт, а в округе Игл», – сказал он по электронной почте. «Поскольку мы находимся в округе Игл, перспектива и правила округа Игл являются руководящей структурой для The Fields.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *