Технические характеристики базальтовая теплоизоляция: Технические характеристики базальтовой (каменной) ваты

Базальтовая вата — технические характеристики

Основой для синтеза базальтовой ваты являются расплавы горных пород. В массу могут быть добавлены элементы известняка или шихты, обеспечивающие её большую текучесть; материал в этом случае называют базальтовой минеральной ватой. Многим известно на практике, насколько хороша базальтовая вата, технические характеристики материала позволяют применять ее для различных целей.

Данный утеплитель применяется для различных строительных конструкций. Материал производится в нескольких вариантах: маты, плиты, цилиндры. Выбор зависит от целевого назначения. Наиболее удобно использовать плиты, маты обеспечивают более мягкую теплоизоляцию, но сильных нагрузок они не выносят.

Технические характеристики и преимущества базальтовой ваты

Базальтовое волокно изготавливается из естественного сырья. Это значит, что использовать данный утеплитель экологично. Многообразие значимых для эксплуатации параметров во многом является причиной широкого применения материала при теплоизоляционных работах.

К основным свойствам относятся:

• Теплопроводность. Величина данного параметра для базальтовой ваты составляет от 0,032 до 0,048 Вт/мК. Это низкое значение. Как известно, чем ниже этот показатель, тем сильнее материал сберегает тепло. Если провести сопоставление, то 10-сантиметровый слой базальтовой ваты по своим теплоизоляционным свойствам приравнивается к кладке из кирпича толщиной 117 см.
• Плотность материала. Для базальтовой ваты данное значение весьма вариативно, оно может составлять от 30 до 100 кг/м³. Такая величина способствует минимизации тепловых потерь. В зависимости от плотности каждый вид материала имеет свое целевое назначение. Благодаря такой многоплановости, базальтовой ватой можно утеплять как нагруженные (например, пол), так и ненагруженные элементы сооружения (крыша, чердачные помещения).
• Виброустойчивость. Данное свойство связано с особенностями структуры волокон материала. Чем длиннее используемые волокна, тем качественнее утеплитель.
• Устойчивость к температурным воздействиям. Базальтовая вата может применяться в расширенном диапазоне температурных перепадов, она выдерживает колебания от -270 до +900⁰С. Материал очень стоек даже при длительном контакте с высокими температурами.
• Гидрофобность. Базальтовая вата не вбирает в себя воду, это обуславливает длительный срок её службы. Период эксплуатации материала достигает 70 лет. Гигроскопичность базальтовой ваты составляет менее 1%, она не подвержена деформациям при контакте с влагой, это обеспечивает её долговечность и прочность.
• Механическая прочность. Любой утеплитель должен быть рассчитан на то, чтобы выдерживать определённые нагрузки. Не является исключением и базальтовая вата, технические характеристики её в этом отношении очень высоки. Материал имеет достаточно жёсткую структуру. Это связано с разным направлением волокон. Некоторые волокна расположены вертикально, другие – горизонтально.
• Уровень звукоизоляции. Данный утеплитель обеспечивает надёжное поглощение ударных и воздушных шумов.

Применение материала

В настоящий момент одним из наиболее универсальных утеплителей является базальтовая вата, технические характеристики и эксплуатационные свойства наделяют её рядом несомненных достоинств.

Данный материал широко используется при обустройстве различных типов сооружений. Утеплитель характеризуется хорошей проницаемостью для паров, поэтому её применяют при обустройстве кровли, мансардной части, фасада. Материал способствует выведению водяного пара наружу.

Также базальтовая вата может быть применена под влажную штукатурку, при теплоизоляционных работах для любых видов крыш, для утепления перекрытий. Чтобы улучшить свойства материала, его снабжают стеклохолстом, а также специальной фольгой для экранирования теплового излучения.

Безопасность материала

Важно понимать, что базальтовая вата имеет природное происхождение, поэтому её применение не представляет угрозы для здоровья человека. Материал не выделяет вредных веществ сам по себе.

Однако вызывают опасения фенолформальдегидные смолы, используемые в производстве. В свободном виде это токсичные химические соединения. Тем не менее, при соблюдении технологии изготовления эти вещества находятся в связанном состоянии и не проникают в окружающую среду.

Поэтому необходимо уделять достаточное внимание выбору качественной фирмы-производителя, от этого во многом зависит удобство проживания и здоровье близких людей.

Базальтовый утеплитель, технические характеристики каменной ваты

Технические характеристики утеплителей на базальтовой основе

Инновационные строительные технологии сегодня позволяют получать высококачественный базальтовые утеплители для стен по хорошим ценам и без применения синтетических добавок.

Как производится каменная вата

Такой материал, как каменная вата, в качестве средства для теплоизоляции люди изобрели минимум полтора столетия назад. Просто подметили после извержения вулкана, что при сильном ветре лава сбивается в  похожие на шерсть пучки. В скором времени начали создаваться специальные производства по изготовлению каменной ваты для утепления. Сегодня у нас в России наиболее известны такие марки, как роквул (rockwool), технониколь, изорок (izoroc), эковер и другие.

Базальтовый утеплитель для стен выпускается во множестве разных форм и видов, включая фольгированные теплоизолирующие материалы

Так вата из базальта получила широкое распространение в качестве средства эффективной теплоизоляции. Спрессованные маты из каменной ваты легко подгоняются — она не только хорошо может сохранять форму, но также служит прекрасным изолятором шумов, в чем можно легко удостовериться.
Современную каменную вату изготавливают из базальтов и шлаков (отходов металлургии), что предопределяет ее основные качественные характеристики и цену.

 Специфические характеристики

• Негорючесть. Материал проявляет устойчивость к возможным возгораниям. Производители утверждают, что базальтовая вата не возгорается в силу того, что изготовляется из горных вулканических пород, а технологии ее производства предполагают получение негорючего теплоизолирующегоматериала.  В итоге теплоизоляция изделиями из базальтовой ваты выдерживает высокие температуры вплоть до 1000 градусов  и даже открытый огонь.  Данное свойство базальтовых утеплителей учитывается при   теплоизоляции трубопроводов, транспортирующих носители с высокими температурами;
• Гидрофобность. Матам, плитам, рулонам на основе базальтовой ваты присущи водоотталкивающие свойства. Это делает базальтовый утеплитель подходящим для использования  в помещениях, где предполагается повышенная влажность (бани, бассейны).
• Хорошая паропроницаемость. Базальтовая изоляция славится также тем, что пропускает сквозь свою толщу водяные пары, образуемые внутри помещений.  Такая паропроницаемость способствует комфортному микроклимату внутри дома.
• Звукоизоляция. Базальтовые ваты, как было замечено, гасят звуковые колебания, поэтому использование материала для этих целей более чем уместно;
• Прочность. Причиной тому считается хаотичность в расположении волокон. В результате чего материал «умудряется» сохранять форму даже при больших нагрузках при низких удельных плотностях. Прочность базальтовых утеплителей на сжатие, понятно, зависит от плотности. Минеральная вата, как говорят иные производители, может быть даже до до 220 кг/куб.м, (правда, мне лично такие показатели в жизни пока не попадались). Но факт тот, что данный показатель важен и нормируется он в строительстве строго, особенно в фасадных и кровельных системах. Именно устойчивая стабильность формы и  структурная прочность базальтовой минваты считают залогом надежной теплоизоляции разного рода конструкций в продолжение всего эксплуатационного срока.
• Устойчивость к разного рода химическим и биологическим компонентам и средам. Каменная вата есть вещество  химически пассивное. Поэтому она не ведет к коррозиям входящих с ней в контакт металлов, не поражается грибковой инфекцией и плесенью. Способность минераловатной продукции на базальтовой основе сохранять пассивность к воздействиям разного рода агрессивных реагентов в течение длительного срока службы особенно ценится тогда, когда утепляются сооружения и  коммуникации технического назначения. Да и грызунам она малоинтересна.
• Цена на базальтовый утеплитель для стен может быть разной, чтобы не переплачивать, изучите вопрос внимательнее, выберите наиболее оптимальный для вас вариант.

Как уже было сказано, основное сырье для производства ваты — базальт, вещество природного происхождения. На этом основании производители говорят исключительно о «натуральности» продукта и даже о его экологичности. Всё бы хорошо.
Но качестве связующего компонента для придания материалу нужной прочности (и достаточной плотности) в производстве применяют фенолформальдегидные смолы. На этом основании многие из конкурентов (и оппонентов) минераловатного производства строят свою доказательную базу об исключительной вредности минваты для здоровья.

Где же истина?

Думается, там, где ей и положено быть, — посередине.
Стоит ли опасаться выделений от фенольных связующих в процессе эксплуатации сооружений, утепленных базальтовой ватой? — Решение принимает сам пользователь. Но прежде чем это сделать, изучите материалы и аргументы обеих сторон.
Так, например, в ответ на нападки оппонентов современные производители базальтового материала парируют, что  не следует опасаться выделения фенолов при эксплуатации базальтовой минваты —это безосновательно, так как в процессе производства каменно-ватный утеплитель проходит цикл полной нейтрализации фенола — на этом основании в соответствии с международной классификацией, утеплители из базальтовой ваты относят к числу одних из наиболее экологически безопасных материалов.

В зависимости от сфер применения современные изготовители ваты выпускают ее в самых различных марках, различной плотности, с самым разнообразным набором технических характеристик. Но главные качества базальтовой ваты, о которых мы сказали выше, остаются так или иначе неизменными и, как правило, они и есть суть свойства, присущие всем без исключения маркам базальтового утеплителя любой плотности.

Об этом спрашивают часто. Чтобы ответить на этот вопрос достаточно объективно, надо иметь в виду два аспекта.

1. Во-первых, для этого еще стоило бы провести определенные исследования и тесты. Понятное дело, что представители каждой марки хвалят свое, не особенно опираясь порой на объективные показатели. Надеюсь, вскорости, после  детального изучения представлю сравнительный анализ, обзор конкретных характеристик и сделаю кое-какие выводы.
2. Во-вторых, надо понимать, что лучше для одного не означает лучше для другого. А цели и задачи у всех разные. Так что из них и надо исходить.

В основном россияне выбирают из таких марок, как роквул, эковер, технониколь, изорок. Так, например, для фасада неплохие отзывы имеет базальтовый утеплитель марки Эковер Вент Фасад – теплоизолятор на синтетическом связующем, изготовляемый из минваты на основе горных габбро-базальтовых пород.

видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности теплоизоляционных плит, картона, технические характеристики, цена, фото

Самым распространенным теплоизолятором из всего разнообразия существующих видов утеплителей на сегодня является базальтовая теплоизоляция Даль Мол. Теплопроводность базальтовых плит составляет 0,035-0,043 Вт/(м*К), такие хорошие показатели позволяют плитам отлично сохранять тепло.

Теплоизоляция из базальта

Базальтовые плиты

Базальтовые плиты

Характеристики

Технические характеристики базальтовой теплоизоляции, в частности базальтовых плит:

• Низкая теплопроводность. Использование утеплителя из базальта позволит создать комфортные условия для проживания и поможет сохранить тепло зимой и получить прохладу в летний зной;

Делаем жилье комфортным

• Плохое водопоглощение. Эффективность любого утеплителя в значительной степени зависит от способности впитывать влагу. Волокна базальтовой ваты негигроскопичны, даже при погружении материала в воду объем влаги, которую он впитает, не превысит 2%;

Влага не впитывается

• Хорошая паропроницаемость. Именно благодаря хорошей способности к пропусканию пара базальтовая вата позволяет создать здоровый микроклимат и увеличить долговечность конструкции;

Все сухо и красиво

• Устойчивость к деформации. Способность материала сохранять геометрические характеристики позволяет избежать образования мостиков холода;

Ищем проблемные места

• Отличная звукоизоляция. Благодаря волокнистой структуре базальтовые утеплители обладают хорошими характеристиками звукоизоляции и применяются для уменьшения ударного и воздушного шумов;

  Ничего не слышно

• Пожарная безопасность. Данный материал отвечает жестким требованиям НПБ 244-97 и могут использоваться в любых строительных конструкциях;

Такого не будет

• Экологическая безопасность. Благодаря своему составу базальтовая вата совершенно безвредна для здоровья человека.

Безопасно для проживания

Область применения

Теплоизоляционные плиты на базальтовой основе применяют в различных типах конструкций:

1. в вертикальных конструкциях;
2. в наклонных конструкциях;
3. в горизонтальных конструкциях;

Базальтовые теплоизоляционные плиты широко используются для утепления чердачных перекрытий, мансард, полов, фасадов.

Утепление чердака

Пример

Рассмотрим порядок работ с базальтовыми плитами на примере по утеплению фасада.

Инструкция по утеплению фасада своими руками:

1. Производится удаление краски и штукатурки, которые плохо держатся на фасаде;

Что плохо держится – удаляем

2. Выполняется заделка трещин;

Заделываем трещины

3. Наносится слой грунтовки;

Грунтуем поверхность

Обратите внимание!
Грунтовку наносят кистью, связано это с тем, что валиком равномерно нанести грунтовку невозможно.
Валик применяют только при работе с белой грунтовкой.

4. Закрепляется цокольная планка;

Закрепляем стартовую планку

Обратите внимание!
Крепление цокольной планки выполняется через каждые 30 см, при этом не допускается монтаж профилей внахлест.
Это необходимо для обеспечения плотного прилегания планки к поверхности.

5. Приклеиваются теплоизоляционные базальтовые плиты. Для приклеивания применяют специальные растворы, которые наносятся сначала тонким слоем, а затем поверх него наносится основной слой. Приклеивание выполняют со смещением вертикальных швов.

Готовим плиты к приклеиванию

Важно!
Для улучшения адгезии при наклеивании плит их прикладывают к стене и немного смещают в сторону.

6. Закрепляется утеплитель. Для закрепления базальтовых плит применяются дюбеля с пластиковой головкой и металлическим стержнем. Длина дюбеля должна как минимум на 50 мм превышать толщину утеплителя;

   Закрепляем утеплитель

7. Выполняется защита углов. Для защиты внешних углов используются пластиковые уголки с сеткой. Для тупых или острых углов используют рулонный профиль;

Так выглядит уголок с сеткой

8. Делается армирование поверхности. Армирование выполняют путем нанесения раствора шпателем, причем толщина слоя должна составлять около 3-4 мм. Естественно за один раз такой слой наносить нельзя, поэтому армирование происходит несколько дней, нанося несколько слоев в день;

Уголок уже подсох

9. Выполняется оштукатуривание. Слой штукатурки помогает защитить объект от погодных условий. До нанесения штукатурки армирующий слой должен полностью высохнуть. Чтобы избежать видимых стыков не следует делать перерывы в работе над сплошным участком.

Готовый «пирог»

Для оптимального просыхания слоя штукатурки его необходимо защитить от солнца, ветра и дождя.

Соблюдение данной методики позволит получить надежное и прочное покрытие для утепления вашего фасада.

Базальтовый картон

Следующим материалом, на который следует обратить особое внимание, является теплоизоляционный базальтовый картон.

Он выпускается двух видов:

1. фольгированный;
2. нефольгированный.

Виды картона

Характеристики

Технические характеристики этого материала также уникальны:

• огнестойкость, температура применения до +700⁰ С;
• низкая гигроскопичность;

  Материал не горит

• отличная паропроницаемость;
• устойчивость к микроорганизмам и грызунам;
• устойчивость к вибрациям и термоокислительному старению;
• срок службы порядка 50 лет.

Область применения

Базальтовый теплоизоляционный картон применяют:

• для теплоизоляции бытовых конструкций и оборудования, например при строительстве саун, печей;

Сауна утеплена

• для теплоизоляции оборудования и трубопроводов в промышленности;

  Изоляция труб

• для теплоизоляции систем приточной вентиляции, в случае применения фольгированного картона.

Изоляция вентиляции

Пример

Рассмотрим пример по теплоизоляции печи, установленной в деревянном доме.

После монтажа печи в полкирпича следует выполнить следующие работы:

• тщательно обработать прилегающую часть деревянной стены средством от возгорания и грунтовкой;

Средство от огня

• наложить слой огнеупорной мастики или жидкого стекла;

Жидкое стекло

• закрепить слой войлока, пропитанного в глине толщиной 5 мм;

Войлок натуральный

• закрепить слой фольгированного базальтового картона толщиной 5 мм;
• оставив воздушный зазор в 20-30 мм, закрепить 3 слоя базальтового картона по 5 мм;
• закрыть всё листом оцинковки.

Осталось закрепить лист нержавейки

Такой экран наверняка защитит деревянную постройку от возгорания и может быть применен в бане или сауне.

Шнур базальтовый

Базальтовый теплоизоляционный шнур, как видно из названия – это теплоизоляция из базальтового волокна. Получают его путем перекрестного скручивания базальтовых холстов с высокой плотностью.

Разделяют на 2 вида:

• шнур, оплетенный базальтовым ровингом;
• шнур, оплетенный стеклянным ровингом.

Базальтовый шнур

Характеристики

Технические характеристики у шнура такие же, как имеют все теплоизоляционные материалы на основе базальтового волокна. Самое главное его отличие состоит в том, что температура применения базальтового шнура составляет порядка +1000 ⁰С. Цена на шнур варьируется в широких пределах и зависит от марки, плотности и длины.

Разные шнуры

Шнур Батис

Область применения

Базальтовый шнур идеально подходит для:

• изоляции различных тепловых агрегатов и систем;
• изоляции трубопроводов сложной конфигурации в различных отраслях промышленности;
• изоляции термических аппаратов;
• изоляции стыков различных панелей.

Утепляем трубу

Обратите внимание!
Базальтовый шнур рекомендуется для замены запрещенного во многих странах асбестового шнура, так как не содержит никаких токсических веществ.

Пример

В качестве простого примера по использованию шнура рассмотрим фото утепления различных трубопроводов.

Утепляем трубы

Схема утепления

Промышленный объект

Вывод

Каким базальтовым утеплителем воспользоваться зависит от конкретного случая и требуемых параметров. Только точный расчет и соблюдение инструкций позволит максимально эффективно использовать материал и раскрыть все его положительные характеристики. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Basalt — обзор | Темы ScienceDirect

9.4.2 Термостойкость

Термин «термостойкость» обозначает стабильность всех свойств волокна под воздействием тепла, что означает повышение температуры. Фактически, большинство синтетических волокон из органических полимеров плавятся, горят и разлагаются при температурах до 300 ° C. По сравнению с этими синтетическими волокнами базальтовые волокна обладают высокой термостойкостью. Базальтовые волокна — это неорганические волокна, они не горят, а температура плавления составляет около 1350–1450 ° C [14].По этой причине термостойкость базальтовых волокон можно считать превосходной. Однако, если для обзора задано техническое свойство, такое как прочность волокна, даже при более низких температурах сообщается об изменении свойств волокна.

Помимо температуры плавления, в литературе также упоминаются другие температуры, которые, как утверждается, являются термическими ограничениями для использования базальтовых волокон. Обзор различных температур, найденных в литературе, показан на рис. 9.8 [15,41,42].Хорошо видно, что термическое ограничение значительно ниже температуры плавления. Упомянутая рабочая температура по данным King et al. находится при 700 ° C, что составляет лишь половину температуры плавления [15]. Сильные различия в различных температурах ограничения температуры, вероятно, вызваны двумя причинами. Во-первых, сильная вариативность в различных типах материалов из базальтового волокна. Во-вторых, изменение в приложении и параметр, важный для этого приложения.

Фиг.9.8. Обзор различных температур для базальтовых волокон в качестве теплового ограничения использования. Приведенные температуры взяты из разных источников: температура размягчения из Ref. [41], рабочая температура из справ. [15], а также другие температуры, представленные на рисунке из [15]. [42].

Однако даже воздействие более низких температур может повлиять на свойства базальтовых волокон. Даже температурное воздействие 400 ° C, нанесенное всего на 2 часа, может значительно снизить прочность базальтовых волокон [39,43].Militiky et al. сообщили даже о значительном снижении прочности базальтовых волокон, нагретых до температуры 300 ° C [32] (рис. 9.9). В этих экспериментах прочность волокна определялась при температуре нагрева и после охлаждения при комнатной температуре, как сообщили Overkamp et al. [28].

Рис. 9.9. Влияние температуры нагрева на долговечность базальтовых волокон [32].

В основном два фактора несут ответственность за снижение прочности базальтовых волокон. Во-первых, разложение нанесенных проклеивающих агентов, как описано выше.Во-вторых, процессы кристаллизации в волокне [44]. В процессе прядения базальтового волокна формируются базальтовые волокна с большим количеством аморфной поверхности для достижения наилучших механических свойств. В случае кристаллизации аморфные участки удаляются, а прочность волокна снижается.

Кристаллизация базальтовых волокон в основном определяется содержанием в них оксида железа. Предполагается, что под действием тепла начинается кристаллизация аморфных участков в присутствии оксида железа.В результате процесс кристаллизации охватывает все волокно, начиная с поверхности волокна и продвигаясь внутрь волокна [45].

Влияние оксида железа связано с процессами окисления, происходящими при более высоких температурах. Оксид железа (II) (FeO) окисляется до оксида железа (III) (Fe ₂ O ₃ ). Вероятно, поэтому кристаллизация базальтовых волокон начинается с поверхности базальтовых волокон, где кислород воздуха присутствует в качестве окислителя [26].Помимо окисления до Fe ₂ O ₃ , образование магнетита (Fe ₃ O ₄ ) также считается частью процесса кристаллизации базальтовых волокон [43].

Одним из основных применений базальтовых волокон является их использование в армированных волокнами композитных материалах. Таким образом, логично обсудить термическую стабильность базальтовых волокон в таких композитах. Соответствующее исследование, в котором сравниваются различные стекловолокна и базальтовые волокна, проведено Cerny et al.[46]. Они утверждали, что в термостойкой матрице базальтовое волокно может выдерживать температуру до 550–600 ° C. Однако даже при более низкой температуре 400 ° C может происходить значительное уменьшение модуля упругости при растяжении. Это изменение характеристик при растяжении объясняется процессами кристаллизации, но также следует учитывать границу раздела волокон и матрицы [46].

9.4.3 Кислотостойкость

Кислоты могут разрушать базальтовые волокна. Воздействие соляной кислоты (HCl) приводит к выщелачиванию нескольких ионов металлов (например.g., ионы железа, магния, кремния, алюминия и кальция) с поверхности волокна. Эти выщелоченные ионы замещаются протонированием кислоты, что приводит к образованию силанольных групп Si-OH на поверхности волокна [43]. Однако также было высказано предположение, что присутствие силанольных групп также защищает волокно от дальнейшего прогрессирующего гидролиза. Пленка силанольных групп может покрывать микротрещины в волокне и тем самым восстанавливать прочность волокна [43].

Другие исследования с соляной кислотой (HCl) и серной кислотой (H ₂ SO ₄ ) показали, что прочность базальтовых волокон, следовательно, уменьшается в зависимости от увеличения концентрации кислоты и увеличения продолжительности кислотной обработки [28].В этом исследовании сообщается, что кислотная обработка разлагает проклеивающие вещества, присутствующие на поверхности базальтового волокна. Разумеется, удаление размера также устраняет его положительное влияние на свойства волокна [28].

Можно резюмировать, что базальтовые волокна повреждаются кислотами. Однако по сравнению с щелочными химическими веществами под действием кислот базальтовые волокна полностью не разлагаются. В целом для базальтового волокна можно предположить адекватную кислотную стабильность [47]. Однако сообщалось о другом поведении, особенно для щелочно-стойких базальтовых волокон [48].Эти специальные базальтовые волокна были обработаны в сравнительном исследовании 2 М растворами NaOH и HCl путем кипячения в течение 3 часов. Впоследствии снижение веса волокон и остаточная прочность были определены как параметры, указывающие на характеристики волокна. По обоим параметрам базальтовое волокно было больше повреждено HCl по сравнению с обработкой NaOH [48].

9.4.4 Щелочная стабильность

Щелочные химические вещества могут серьезно повредить базальтовые волокна. Причиной этого, вероятно, является чувствительность соединений оксида кремния к гидролизу в щелочных условиях [49].При прямом сравнении базальтовые волокна обрабатывали разными кислотами и щелочными растворами NaOH. Как следствие, прочность базальтового волокна после щелочной обработки дополнительно снижается по сравнению с кислотной обработкой [28].

Однако сообщалось о различном воздействии различных щелочных химикатов на стабильность базальтовых волокон [50]. Особенно сильные повреждения базальтовых волокон были получены при использовании растворов NaOH и KOH. Под воздействием этих щелочных растворов остаточная прочность базальтового волокна составляла <7% [50].Для сравнения, другие щелочные растворы, содержащие Ca (OH) ₂ или аммиак, не повреждают базальтовые волокна так сильно [50]. Тем не менее, базальтовые волокна обладают лучшей устойчивостью к щелочам, чем обычные стекловолокна, даже если оба являются неорганическими и в основном основаны на оксиде кремния. Вероятно, присутствие глинозема определенным образом стабилизирует базальтовые волокна [50].

Электрическая и звукоизоляция — Свойства базальтового волокна

Электрическая и звукоизоляция

Basfiber ^® имеет хорошую электроизоляцию.Его объемное электрическое сопротивление на порядок выше, чем у стекловолокна E. Basfiber ^® содержит менее 20% проводящих оксидов. Этот электрический оксид не используется в качестве изоляционного материала, но после специальной обработки с калибровкой его угол диэлектрических потерь на 50% ниже, чем у стекловолокна, и его можно использовать в качестве нового тепло- и электрического сопротивления.

Самый эффективный способ снизить потери тепловой энергии — хорошая изоляция. Вне зависимости от применения конструктивных и технологических решений вам хотелось бы использовать легкий, прочный и безвредный продукт.Это характеристики для различных типов теплоизоляционных камер (печи, стерилизаторы и т. Д.), У которых используются волокнистые изоляционные материалы вместе с отражающей изоляцией (фольга).

К волокнистым изоляционным материалам, получившим широкое распространение, в промышленности следует отнести стеклопластик, а в последнее время появился такой эко-инновационный продукт, как Basfiber ^® , что связано с внедрением современных технологий, позволяющих снизить стоимость его производства и качество. все чаще используются в различных отраслях промышленности.

Basfiber ^® производится из природных горных магматических пород габбробазальтового типа: базальта, диабаза, габбро, амфиболита, андезита путем плавления материала при температуре 1400-1500 ° C и высокотемпературного взрыва 1600 ° C. С высоким потоком газа (300-400 м / с) на дискретных основных штапельных волокнах.

Basfiber ^® Утеплитель из суперсовременных материалов ХХI века, сочетающих в себе экологическую чистоту, природную прочность, пожаробезопасность (негорючесть).Температурный диапазон применения базальтовых волокон составляет от -260 ° С до 900 ° С, у стекловолокна от -60 ° С до 450 ° С, гигроскопичных базальтовых волокон менее 1%, стекла — до 10-20%.

Производство промышленного стекловолокна, особенно нейтрального по составу, может поглощать значительное количество влаги из влажного воздуха. Это влияет на их физико-технические свойства и долговечность и в конечном итоге приводит к разрушению волокон.

Basfiber ^® волокна поглощают низкую, не меняющуюся с течением времени гигроскопичность (0,2-0,3%), благодаря своему химическому составу обеспечивают характеристики термостабильности в долгосрочной перспективе, обладают высокой химической стойкостью и относятся первый гидролитический класс, а по стойкости к кислотам и щелочам намного превосходит стекловолокно.

Недостатками стекловолокна по сравнению с Basfiber ^® является низкая температура + 450 ° C и температура спекания 600 ° C, колючие нитки и выделение мелкой пыли путем механического разрушения изоляции в процессе термоцикла. нагрузки. Прочность Basfiber ^® , за счет высокого модуля упругости, на 35-40% выше прочности стекловолокна — волокно более эластичное, невооруженное.

Материалы из Basfiber ^® имеют гораздо больший ресурс эксплуатации по сравнению с материалами из стекловолокна.Волокна из Basfiber ^® прочно скреплены между собой за счет естественного сцепления. Например, в минеральной вате, где для склеивания используются стекловолокно и карбамидная фенолформальдегидная смола, необходимо строго контролировать концентрацию пара в воздухе рабочей зоны.

Часто задаваемые вопросы по базальту — Умные строительные системы

В. ЧТО ТАКОЕ БАЗАЛЬТ?

A. Базальт — обычная экструзионная вулканическая порода. Базальт — инертная порода, встречающаяся во всем мире, — это общий термин для застывшей вулканической лавы.Безопасный и богатый базальтом камень издавна известен своими тепловыми свойствами, прочностью и долговечностью.

В. ЧТО ТАКОЕ БАЗАЛЬТОВОЕ ВОЛОКНО?

A. Базальтовое волокно — это материал, состоящий из очень тонких волокон базальта. который состоит из минералов плагиоклаза, пироксена и оливина. Он похож на углеродное волокно и стекловолокно, имеет лучшие физико-механические свойства, чем стекловолокно, но значительно дешевле углеродного волокна. Он используется в качестве огнестойкого текстиля в аэрокосмической и автомобильной промышленности, а также может использоваться в качестве композитного материала для производства самых разных продуктов.

В. КАК ПРОИЗВОДИТСЯ БАЗАЛЬТОВОЕ ВОЛОКНО?

A. Базальтовое волокно производится из одного материала, измельченного базальта, из тщательно подобранного карьера, и в отличие от других материалов, таких как стекловолокно, в него практически не добавляются никакие материалы. Базальт просто промывают, а затем плавят. Производство базальтового волокна требует плавления добытой базальтовой породы. Затем расплавленная порода экструдируется через небольшие сопла для получения непрерывных волокон из базальтового волокна. Волокна обычно имеют диаметр нити от 9 до 13 микрон.Они также обладают высоким модулем упругости, что обеспечивает превосходную удельную прочность — в три раза больше, чем у стали.

В. ЧТО ДЕЛАЕТ БАЗАЛЬТ ОСОБЕННЫМ?

A. Превосходная тепловая защита. Наш базальт имеет температурный диапазон от -260 C до +982 C (1800 F) и температуру плавления 1450 C. Волокна идеальны для защиты от огня и изоляционных материалов.
Базальтовые волокна 100% натуральные и инертные . Они были протестированы и доказали, что неканцерогенные и нетоксичные .Искусственные волокна диаметром шесть микрон или меньше считаются опасными для вдыхания.
Долговечность: Прочные и долговечные волокна обладают стойкостью к кислотам, щелочам, влаге и растворителям, превосходя большинство минеральных и синтетических волокон. Они невосприимчивы к ядерному излучению, ультрафиолетовому излучению, биологическому и грибковому заражению.
Волокна и ткань выдерживают тепло и истираются. Они прочнее и стабильнее, чем альтернативные минеральные и стеклянные волокна, и обладают более высокой прочностью, чем стальные волокна во много раз.
Мы сотрудничаем с нашими предприятиями по производству волокна, обеспечивая нашим клиентам надежные и стабильные поставки волоконной продукции по предсказуемым ценам.

В. ЧТО ТАКОЕ BASALT GEO MESH?

A. Basalt Geo-Mesh имеет ряд преимуществ по сравнению с металлическим или стекловолокном, используемым для армирования дорожного покрытия:
• Экологически безопасен.
• Выдерживает очень высокие температуры расплавленного асфальта.
• Очень высокая прочность и долговечность. Устойчив к щелочам и химически инертен.
• Устойчив к коррозии.Не повредит шины при контакте с дорожным покрытием.
• В 2,7 раза легче металлической сетки, что упрощает обращение и снижает транспортные расходы. До 47%> увеличение срока службы асфальтового покрытия на дорогах и автомагистралях.
• Basalt Geo-Mesh также идеально подходит для стабилизации грунтов и насыпей, а также для насыпных покрытий благодаря своей высокой прочности, а также экологической и экологической безопасности.

В. СООТВЕТСТВУЕТ ЛИ BASALT REBAR КОДАМ ACI?

A. Да, базальтовая арматура FRP используется в соответствии с ACI 440.1Р-06. Использование конструкции продиктовано кодом 440.6-08. Он указан в стандарте 440.5-08 и протестирован в соответствии с ASTM D7205 и несколькими другими методами испытаний. Испытания по ASTM базальтовой арматуры из стеклопластика показывают, что базальтовая арматура легко удовлетворяет эксплуатационным требованиям ACI 440.6-08. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о коде ACI для базальтовой арматуры.

В. ДЛЯ ЧЕГО ИСПОЛЬЗУЕТСЯ РАЗБИВАНИЕ БАЗАЛЬТА?

A. Используется для усиления бетонных заливок и отливок. Базальтовые волокна не отслаиваются и прочнее стекловолокна.Базальтовое «рубленое» волокно — это непрерывная нить, отрезанная до заданной длины, подходящей для конкретного применения.
• Они обычно покрываются клеящим веществом / связующим, чтобы сделать их совместимыми с другими материалами и элементами, с которыми он должен сосуществовать с первичным конечным продуктом (например, бетонной смесью).
• Базальтовое волокно хорошо переносит проклейку. Это известно как «смачивание».
• Высокая прочность на растяжение_ Устойчивость к щелочам_ Высокая термическая стойкость
• Отсутствие канцерогенного риска или других опасностей для здоровья
• Абсолютно инертный, не опасный для окружающей среды
• Стойкость к кислотам и агрессивным химическим веществам
• Высокий модуль упругости, обеспечивающий превосходную удельную прочность, в три раза превышающую стальная фибра_ Хорошая сопротивляемость усталости_ Электромагнитная стойкость
Типичное применение нитей рубленого волокна:
• Базальт является лучшим армированием для бетона благодаря его прочности на растяжение и естественной устойчивости к разрушению под действием щелочей.
• Армирование композитов, полиэфирных / эпоксидных смол и пластмасс, используемых в автомобильных кузовных панелях, корпусах лодок, пултрузионных изделиях и т. Д.
• Фрикционные материалы, такие как тормозные колодки и накладки
• Производство базальтового мата / войлока
• Высокотемпературная изоляция области применения
• Пассивные противопожарные материалы
• Наполнитель для гипса и гипсокартона, требующий повышенной пропускной способности, в соответствии со строительными нормами
• Высокоэффективный наполнитель автомобильного глушителя

В.ЧТО ТАКОЕ БАЗАЛЬТКАНАЯ ТКАНЬ?

A. Огнестойкие ткани, сотканные из пряжи из непрерывного базальта, эти ткани производятся различной толщины, веса, рисунка переплетения и техники ткачества в соответствии с требованиями конечного использования.
• Хорошие характеристики адгезии для покрытий
• Негорючие и огнестойкие
• Превосходная прочность на разрыв
• Сохраняет целостность при температурах до 1800F / 982C
• Устойчивость к электромагнитному излучению
Высокоэффективные применения от строительства до одежды:
• Противопожарные завесы для защиты от пожара и локализации (протестированы и сертифицированы в соответствии с BS 476)
• Стеновой ламинат для увеличения времени прогорания в соответствии со строительными нормами и правилами
• Фильтрующий материал для промышленных дымовых труб и мешков
• Защита крыши от опустошение пожара
• Противопожарная одежда
• Армирование композитом
• Электромагнитные экраны

Basalt Fiber

Final Advanced Materials предлагает полный ассортимент продукции из различных видов базальта: базальтовые ленты, войлок, рукава, ткани и т. Д..

Что такое базальтовые волокна?

Базальтовое волокно по своим свойствам намного превосходит стекловолокно. Например, базальтовая ткань, подвергшаяся воздействию пламени горелки Бунзена, покраснеет и может выдержать несколько часов по сравнению с несколькими секундами для стекловолоконной ткани той же плотности. Базальтовые изделия устойчивы к пламени, постоянным температурам до 700 ° C, химическим веществам (кислотам и щелочам), являются очень хорошими акустическими и электрическими изоляторами и обладают хорошими механическими свойствами.

Поскольку базальт сохраняет работоспособность до -260 ° C, его можно использовать как для высоких температур, так и для криогенных применений. Изделия из базальтового волокна особенно популярны в автомобильной промышленности в качестве строительных материалов в виде нетканого ворсистого войлока или в качестве изоляционных материалов для выхлопных труб, например, в виде оболочек, полос или тканей. Кроме того, базальтовое волокно является наиболее экологически чистым жаропрочным материалом , когда речь идет как о его производстве, так и о его переработке.

Производство базальтовых волокон

Базальтовое волокно получают путем пултрузии вулканических пород, плавящихся в доменных печах. Волокно вытягивается, в отличие от экструзии. Этот процесс позволяет создать непрерывное волокно, армированное полимером.

Общие характеристики базальтовых волокон

Механические и физические свойства

Базальтовое волокно имеет лучшие физические и механические свойства, чем стекловолокно или кремнеземное волокно.

Тепловые свойства

Изделия из базальтового волокна выдерживают температуры от -260 ° C до 700 ° C (ленты Z-Rock ^® от Newtex выдерживают до 1095 ° C) и имеют теплопроводность, близкую к теплопроводности стекловолокна 0,031 Вт · м ^-1 . K ^-1 ) и кремнезема (0,038 Вт · м ^-1 . K ^-1 ). Температура стеклования базальта составляет 1050 ° C при температуре плавления 1450 ° C.

Устойчивость к воздействию окружающей среды

Базальтовые волокна обладают высокой устойчивостью к УФ-лучам, химическим веществам (кислотам и щелочам), погодным условиям (особенно влаге), устойчивы к гниению и остаются стерильными.

Преимущества базальтовых волокон

• Хорошая прочность на разрыв (превосходит стекловолокно).
• Нетоксичен и инертен, не выделяет газа и дыма.
• Устойчив к ультрафиолетовому излучению, химическим веществам и остается стерильным
• Отличный диэлектрический изолятор
• Превосходная ударопрочность.
  
• Превосходная тепло- и звукоизоляция.
• Выдерживает температуру от -260 ° C до 700 ° C.
• Дешевле карбона, кевлара ^® и стекловолокна)
  

Сравнительная таблица

* Большинство изделий из базальтовых волокон выдерживают температуру до 700 ° C; однако базальтовые ленты могут выдерживать температуру до 1095 ° C из-за их изготовления.

Применение базальтовых волокон

• Криогеника
• Производство композитов и арматуры.
• Изоляция кабелей и труб.
• Баллистика
• Тепловая и диэлектрическая изоляция.
  

Ассортимент продукции в базальтовых волокнах

Игольчатый войлок

Войлок из базальтовых волокон толщиной от 8 до 16 мкм имеет класс M0 в соответствии с европейским стандартом EN 13-501-1. Они не горят, не плавятся, не выделяют ни дыма, ни токсичных газов, а также являются экологически чистыми и пригодными для вторичной переработки. В основном они используются в качестве электрических и теплоизоляторов.

Рукава

Изготовленные из базальтовых волокон толщиной 8–16 мкм, рукава в основном используются в автомобильной промышленности или для электромеханических применений.По своим термическим и механическим свойствам они превосходят стекловолокно и могут использоваться при производстве композитов. Они также используются для изоляции электрических кабелей и в качестве тепловой защиты для труб и выхлопных газов.

Ленты Z-Rock

Ленты Newtex Z-Rock ^® из базальтового волокна в основном используются в автомобильной промышленности для изоляции выхлопных систем. Они выдерживают постоянную температуру 815 ° C и максимальную температуру 1095 ° C.Эти ленты, произведенные в США, имеют свойства, сравнимые с ZetexPlus ^® , продукты , за исключением того, что они более гибкие и имеют лучшую визуализацию, что означает, что они не заедают во время установки. В основном они используются в автомобильной, аэрокосмической и транспортной отраслях для изоляции кабелей, труб и выхлопных систем.

Ткани

Ткани из непрерывных базальтовых волокон используются в защитных целях, например, в противопожарных целях. Они остаются гибкими и удобными в обращении, даже если теряют свои механические свойства и становятся жесткими при чрезмерном напряжении.Они тяжелее углерода, но дешевле. Эти ткани широко используются в автомобильной промышленности , эти ткани в основном используются для изоляции выхлопных труб и для защиты элементов двигателя . Предлагаем версии с покрытием, используемые для противопожарных преград. Версии без покрытия могут также использоваться в качестве форм при производстве композитов

Физические переменные, включенные в эту документацию, предоставлены только для ознакомления и ни при каких обстоятельствах не являются договорными обязательствами.Пожалуйста, свяжитесь с нашей технической службой, если вам потребуется дополнительная информация.

Все еще обещанный потенциал композитов из базальтового волокна

Базальт в спортивных товарах. Весла для байдарок — одно из многих применений в спортивных товарах, в которых базальтовое волокно сочетает в себе «отдачу» и прочность. Источник | Весла Nimbus

Если вы добываете горную породу, первоначально образовавшуюся в результате быстрого охлаждения лавы, богатой магнием и железом, и найдете способ производить волокна из этой породы, неудивительно, что волокно будет обладать превосходными теплоизоляционными и огнестойкими свойствами. а также очень высокие рабочие температуры.Эти ключевые свойства сделали базальтовое волокно стандартным материалом для изоляционных материалов при высоких температурах, таких как футеровка промышленных печей и огнестойкий трос. Например, производитель базальтового волокна «Каменный Век» (Дубна, Россия) в больших объемах поставляет свою продукцию автомобильной промышленности США для изоляции выхлопных систем, а также производителям термостойких материалов промышленного назначения.

Помимо тепловых свойств, сочетание прочности, ударопрочности и химической инертности базальтового волокна также сделало его привлекательным кандидатом для применения в композитах.Таким образом, остается вопрос: когда полимерные композиты, армированные базальтовым волокном (BFRP), получат значительное проникновение на рынок?

Внутренняя шутка, сообщает Джеймс Стритман, менеджер Advanced Filament Technologies (Хьюстон, Техас, США), заключается в том, что приложениям BFRP «за последние 15 лет оставалось пять лет до крупного прорыва». Advanced Filament Technologies предлагает базальтовое волокно под торговой маркой Sudaglass, первоначально произведенное в Судогде, Россия, а теперь производимое GBF Basalt Fiber Co.(Чжэцзян, Китай). Помимо шуток, осторожный оптимизм может лучше всего описать настроение Streetman — и в более общем плане настроение многих участников BFRP. Например, Ник Генкарелл, директор Smarter Building Systems (Ньюпорт, Род-Айленд, США), описывает рынок BFRP как «очень медленный, плоский, но в последние два года ситуация начала немного открываться». Строительные инженеры начинают более полно понимать необходимость BFRP ».

Явным признаком того, что BFRP может быть готов к росту, являются недавние инвестиции в размере 20 миллионов долларов в строительство первого завода по производству базальтового волокна в Соединенных Штатах.Относительный новичок Mafic (Келлс, графство Мит, Ирландия) строит объект в Шелби, Северная Каролина, и планирует «разогреться» в третьем квартале 2019 года, сообщает Джеффри Томпсон, менеджер по маркетингу Mafic.

Казалось бы, привлекательность эксплуатационных характеристик базальтового волокна и потенциал для значительного проникновения на рынок BFRP высоки. В результате производители базальтового волокна продолжают решительно преследовать этот рынок и сглаживают технические и рыночные проблемы, которые до сих пор не позволяли совершить прорыв.

Исходный материал из базальтового волокна. Быстро остывающая лава образует базальтовую породу, что помогает объяснить превосходные термические свойства базальтового волокна. Производители базальтового волокна ищут источники базальта с неизменным составом и свойствами. Источник | Mafic

Идея создания волокна из базальта не нова; первый патент на производство базальтового волокна был выдан в 1923 году, а его применение в военной технике широко исследовалось в 1950-х и 1960-х годах.Даже крупные производители стекловолокна изучали потенциал базальта, хотя в 1970-х они отказались от этого акцента, чтобы сосредоточить усилия на исследованиях и разработках на более качественном стекловолокне, включая стекло S-2. Хотя интерес к разработке композитов, армированных базальтовым волокном, за эти десятилетия рос и угас, в последние годы он сохраняется и растет.

В отчете MarketsandMarkets Research, опубликованном в июне 2015 года (Пуна, Индия), общий рост рынка базальтового волокна в краткосрочной перспективе, включая композитные и некомпозитные волокна, будет значительным.Согласно отчету, мировой рынок базальтового волокна в 2020 году достигнет 200 миллионов долларов, а совокупный годовой темп роста (CAGR) в период с 2015 по 2020 год составит 13,1 процента. «Мы находимся в процессе обновления нашего существующего исследования рынка базальтового волокна. — говорит Панкадж Кумар Тивари, младший менеджер MarketsandMarkets, — поскольку в 2018 году мы стали свидетелями значительных изменений на этом рынке ». В качестве факторов, способствующих изменению рынка, он называет растущее использование базальтового волокна в гибридных композитах, растущий спрос со стороны автомобильного рынка и привлекательность возможности вторичной переработки базальта в сочетании с его прочностью (которая, как говорят, выше, чем у E-стекла).Тивари также упоминает два конкретных события. В 2018 году Owens Corning (Толедо, Огайо, США) приобрела Paroc Group (Хельсинки, Финляндия), производителя базальтовых изоляционных волокон; Кроме того, Mafic и производитель проклейки волокон Michelman (Цинциннати, Огайо, США) объявили о партнерстве, ориентированном на композиты из базальтового волокна.

Тепловые свойства базальтового волокна представляют интерес не только для применения в некомпозитной изоляции. Возможности BFRP открываются в приложениях, требующих высоких и / или широких диапазонов рабочих температур.Другое свойство — ударопрочность — существенно отличает базальтовое волокно от стекла и углерода. Предварительное исследование Ахенского центра интегративной легкой конструкции и Institut für Textiltechnik der RWTH (Ахен, Германия), например, продемонстрировало примерно на 35 процентов более высокую удельную способность поглощения энергии у базальтовой гибридной дворовой ткани (HYWF) с полиамидом 6. смола по сравнению со стекловолокном HYWF / полиамид 6 и на 17 процентов выше по сравнению с углеродным HYWF / полиамидом 6.

Как материал природного происхождения, базальтовое волокно по своей природе более пригодно для вторичной переработки, чем другие армирующие волокна, и этот фактор учитывается в автомобильной и других отраслях промышленности.

Оксиды железа и алюминия базальтовой породы создают другие благоприятные характеристики. Например, базальтовое волокно обеспечивает лучшую коррозионную и огнестойкость, чем стекло E-glass. Кроме того, недавнее исследование, проведенное Mafic в сотрудничестве с Центром проектов Фраунгофера (Лондон, Онтарио, Канада), подтвердило более высокий модуль упругости, предел прочности на разрыв и прочность на межслойный сдвиг, удельную прочность на 40 процентов и удельную жесткость базальтового волокна на 20 процентов. / Эпоксидные испытательные панели по сравнению с Е-стеклом / эпоксидными панелями, изготовленными с использованием той же смолы и той же технологии изготовления.«Каменный век» сообщает о схожих результатах.

Базальтовое волокно отличается низким водопоглощением, что важно в строительстве и производстве труб. Базальтовое волокно не проводит электричество. Как материал природного происхождения, он по своей природе более пригоден для вторичной переработки, чем другие армирующие волокна, и этот фактор учитывается в автомобильной и других отраслях промышленности. В общем, Gencarelle называет базальтовое волокно «более компактным, зеленым и подлым» и более ударопрочным, чем другие варианты армирования. Эти характеристики указывают на золотую середину для BFRP в окне производительности между композитами из E-стекла и углеродного волокна.Как выразился Томпсон: «Мы пытаемся заполнить разрыв в стоимости и производительности между углеродным и стекловолокном. Этот сегмент рынка жаждал продукта, чтобы заполнить это пространство ».

Лучшее соотношение цены и качества. Узнаваемое благодаря своему уникальному цвету, базальтовое волокно, что более важно, обеспечивает уникальное сочетание рабочих характеристик, которые помещают его в разрыв между ценой и производительностью между стеклом Е и углеродным волокном. Источник | Каменный Век

Сообщается, что переход от углеродного волокна к базальту является более простым экономическим обоснованием, чем переход от E-стекла к базальту, но оба варианта возможны.Что касается углеродного волокна, экономия затрат обычно является основным оправданием перехода на BFRP; Применения, в которых углеродное волокно превышает требования к характеристикам, могут быть удовлетворены с точки зрения затрат, предлагаемых базальтом. В некоторых приложениях также важны различные режимы разрушения углерода и базальта. В то время как углеродное волокно при повреждении имеет тенденцию к катастрофическому «разрушению», а иногда и более чем в одном месте, базальтовое волокно испытывает то, что можно охарактеризовать как более мягкий режим разрушения.Streetman иллюстрирует: «Когда протез ноги из углеродного композита выходит из строя, пользователь падает; с базальтовым композитным протезом пользователь мог бы сесть ».

Несмотря на то, что относительная стоимость базальтового волокна снизилась по мере того, как методы производства стали более эффективными, оно по-прежнему дороже, чем E-стекло — вдвое дороже при применении в больших объемах — поэтому, чтобы приложение могло поглотить это увеличение стоимости, оно должно быть адекватно уравновешенным улучшением характеристик производительности, критичных для приложения.Характеристики, которые могут иметь значение, включают дополнительные механические характеристики, такие как жесткость и прочность, устойчивость к ударам, химическим веществам, коррозии и воде, а также различие в способе разрушения по сравнению со стеклом, которое имеет тенденцию к растрескиванию больше, чем базальт.

Основной метод производства базальтового волокна достаточно прост: так же, как и при производстве стекловолокна, базальтовое волокно экструдируется в нити из расплавленного сырья, в данном случае из добытых базальтовых пород.Эффективность использования базальтового волокна повышается за счет того, что для его создания не требуются вторичные материалы, или, как говорит Генкарелл, «один фунт камня превращается в один фунт волокна». Температура плавления базальта 1500 ° C также сопоставима со стеклом, для которого температура плавления находится в диапазоне от 1400 до 1600 ° C. Поскольку базальт непрозрачен, его труднее нагреть равномерно, чем стекло, и это возникла необходимость в усовершенствовании производства, например, в хранении расплавленного продукта в резервуаре в течение длительного периода, погружении электродов в ванну или двухступенчатой ​​схеме нагрева.Эти достижения были достигнуты и представляют собой хорошо зарекомендовавшую себя технологию на заводах по производству базальтового волокна.

Тот факт, что сырье для базальтового волокна является естественным, приводит к одному серьезному техническому препятствию: непостоянным свойствам сырья. То есть порода, добытая из разных мест, различается по определенному количеству железа, магния и других компонентов. Ключевые параметры изменились на целых 10 процентов. Указывая на то, что стекловолокно сталкивается с той же проблемой в отношении разнообразия сырья, Streetman сообщает: «Мы продвигаемся вперед в предоставлении стандартизированного продукта.”

Заполнение пробела. Данные показывают, что базальтовое волокно предлагает прочность на разрыв, сравнимую с прочностью на разрыв S-Glass, при стоимости, близкой к E-glass. Источник | Mafic

В прошлые годы различия в свойствах базальтового волокна препятствовали потенциальным применениям. «Когда было доказано, что базальт является лучшим волокном для данной области применения, — объясняет Томпсон, — неспособность заказчика полагаться на доступность, качество и стабильность материала означала, что в то время применение не будет коммерциализировано.«Преодолевая эту вариативность,« сырье является одновременно самым важным и наименее важным аспектом нашего процесса », — заявляет Томпсон. «Как только вы определите стабильный источник, это больше не проблема». Mafic использует европейский источник для своего ирландского предприятия. Он будет использовать тот же источник, когда начнет производство в США, но компания также нацелена на нераскрытый источник в США для будущих поставок на завод в США. Все производители волокна тщательно отбирают исходную руду и преквалифицируют ее, что, наряду с улучшением производственного процесса, привело к большей согласованности.

Исторически производство базальтового волокна контролировалось вручную, но производители волокна повышают качество и единообразие своей продукции, добавляя автоматизированный контроль. Генкарелле сообщает, что фабрика по производству базальтового волокна, которую он представляет, сертифицирована по стандарту ISO 9000. «Они делают упор на контроле качества сырья на всем протяжении всего процесса», — отмечает он. Он считает, что нижний предел отклонения составляет около 3 процентов, что, по общему признанию, может быть слишком высоким для применения в аэрокосмических конструкциях.Но есть и другие рыночные возможности, в том числе для применения в спортивных товарах, протезировании, криогенике и энергетике.

Что касается рынка, производители базальтового волокна сообщают, что сегодня самым большим препятствием является нормативное регулирование. «Многие области строительной индустрии, — объясняет Стритман, — могут использовать только материалы, которые были включены в кодекс». Он упоминает Министерство транспорта Флориды как орган, который был «более дальновидным» и приближается к стандартам принятия базальтовых композитов.Генкарелл также отмечает, что Американский институт бетона признал, что базальтовая арматура соответствует требованиям института для арматурных стержней. Тем не менее, впереди еще много работы, прежде чем строительство и другие отрасли добьются широкого признания кодов базальтовых композитов.

Наконец, и это, пожалуй, наиболее важно, производители базальтового волокна оказались на рынке «уловки-22», особенно в том, что касается текущих применений E-стекла. Большой объем многих таких применений означает, что текущее использование волокна превышает текущие возможности, которые могут начать производство базальтовых волокон.Даже если базальтовое волокно технически лучше всего подходит для применения, производители композитов не хотят брать на себя обязательства по дизайну BFRP, если они не знают, что могут получить достаточно продукта. И наоборот, поскольку для ввода в эксплуатацию крупного завода по производству базальтового волокна требуется от двух до четырех лет, инвесторы в базальтовые технологии хотят быть уверенными в том, что рыночный спрос будет на месте, когда завод будет запущен.

Текстиль базальтовый. Производители базальтового волокна разработали технологии калибровки и обработки волокон, достаточные для создания полного спектра тканей для композитных материалов.Источник | Mafic

Если поставщики базальтового волокна могут указать на одно приложение, которое особенно хорошо предвещает рост BFRP, это будет арматура. Как и арматура из стекловолокна, базальтовая арматура значительно легче обычной стальной арматуры, «фактически более чем на 70 процентов», — говорит Генкарелл. «Один человек может легко поднять 100-метровую катушку 10-миллиметровой базальтовой арматуры». «Преимущества перед стеклянной арматурой включают естественную стойкость базальта к ржавчине и коррозионным жидкостям и химическим веществам», — продолжает он. Это делает его подходящим для морских применений, химических заводов и других потенциально агрессивных сред.«Кроме того, влага из бетона не отслаивается, поэтому он не требует специального покрытия, такого как стеклопластиковые стержни», — добавляет он. Gencarelle также подчеркивает соответствие коэффициента теплового расширения базальтовой арматуры и бетона. Тот факт, что он не проводит ток, делает базальтовую арматуру хорошим вариантом для зданий, в которых размещаются МРТ или операции с интенсивным использованием данных.

Gencarelle сообщает о проделанной работе по привлечению фабрик по пултрузии базальтовой арматуры в США, отмечая, что такой шаг поможет увеличить долю рынка базальта как за счет избежания тарифов, так и за счет того, что эти заводы смогут конкурировать за проекты, в которых указан U.Арматура изготовлена ​​из С.

Еще одна растущая область применения базальтового волокна — это композитные трубы.

Работа в сфере регулирования продолжается. Базальтовая арматура включена в национальные строительные нормы и правила и широко используется в строительной отрасли таких стран, как Россия, Украина и Китай. «В некоторых других странах, таких как США, Канада, Великобритания, Италия и Польша, базальтовая арматура широко используется там, где сертификация не требуется, например, в бассейнах и садовых дорожках», — говорит Олег Кузякин, коммерческий директор компании Каменный Век.В этих странах ведутся серьезные работы по сертификации базальтовой арматуры. «В некоторых европейских странах, таких как Германия и Франция, этот процесс более дорогостоящий, длительный и сложный, чем в других, — добавляет Кузякин, — но мы наблюдаем рост интереса к базальтовой арматуре и в этих странах».

Более спорадическая активность характерна для других приложений и сегментов рынка. Уличный человек отмечает, например, что автомобильные компании использовали панели BFRP, состоящие из рубленого волокна и термопластической матрицы, чтобы улучшить ударопрочность и устойчивость к коррозии.Однако эти программы подошли к концу, и Streetman ничего не знает о какой-либо текущей работе BFRP в производственных автомобильных приложениях. Кузякин подтверждает: «Заказчики хотят использовать наше волокно для производства различных типов панелей для грузовых автомобилей, а также в автомобильных деталях, изготовленных из полипропилена или полиамидной смолы, но это пока не коммерческие проекты».

В Индии, России и Корее рубленое базальтовое волокно «Каменный век» используется для изготовления тормозных колодок. Компания также сообщает, что значительное количество ее волокна используется в баллонах для сжатого природного газа (СПГ) для автобусов и грузовиков, а также в жилых помещениях.

Еще одна растущая область применения — композитные трубы. Компания Wavin Ekoplastik (Костелец-над-Лабем, Чешская Республика) разработала полипропиленовую трубу со слоем, армированным базальтовым волокном, которая демонстрирует улучшение сопротивления давлению при высоких температурах на 50% и улучшение расхода на 20% по сравнению с трубой. базовая труба из стекловолокна / полипропилена.

Австралийский партнер Каменного Века Basalt Fiber Tech (Мельбурн, Австралия) поставляет базальтовые ткани для морского применения, а также во многих спортивных товарах используется волокно компании, хотя Кузякин отмечает, что в настоящее время это не очень объемные рынки.«Больший потенциал с точки зрения объема имеет применение ветроэнергетики», — сообщает Кузякин. «Wind — одно из самых известных приложений. Мы считаем это стратегически важным, но долгосрочным, поскольку очень длинные, сложные и дорогостоящие процедуры сертификации и квалификации ».

Крупный план лопастей для байдарки Nimbus показывает базальтовые волокна. Источник | Весла Nimbus

Протезы и ортезы, как упоминалось ранее, выигрывают от большей «отдачи» базальтового волокна.В статье CW за ноябрь 2018 года сообщается об одном таком приложении от Coyote Designs (Бойсе, Айдахо, США). Некоторые клиенты компании обнаружили, что композиты из углеродного волокна с полимером неудобно жесткие, а протезы страдают от большого количества отказов из-за растрескивания. Интересно, что еще одним фактором, сделавшим переход на базальт привлекательным, было то, что, в отличие от производства из базальтового волокна, производство из углеродного волокна включало в себя маски, защитное снаряжение и системы сбора пыли для здоровья и безопасности.BFRP улучшил изгибные свойства протеза и значительно снизил частоту отказов.

В спортивных товарах часто используется гибридная углеродно-базальтовая конструкция, чтобы получить преимущества каждого типа волокна. Цифровой журнал Basalt Today изобилует примерами, в том числе ракетками для бадминтона Wilson (Чикаго, Иллинойс, США), сноубордами Niche (Холладей, Юта, США) и веслами для байдарок Nimbus Paddles (Хериот-Бэй, Британская Колумбия, Канада).

Будущее кажется близким

Хотя существенный прорыв в области BFRP еще не произошел, прогресс, похоже, наблюдается по всем необходимым направлениям: производственная эффективность и мощность, глобальное присутствие, проектирование и разработка продукции, а также регулирующая деятельность.«Мы думаем, что сегодня находимся в фантастическом месте, — заявляет Томпсон, — и наши клиенты демонстрируют нам, что они тоже в это верят, своим уровнем инвестиций и желанием увидеть, как наш объект в США будет запущен».

Предвидя значительные изменения в ближайшие 12–24 месяцев, Томпсон заключает: «Мы очень рады стать дополнительным составным инструментом в наборе инструментов».

Последние разработки в композитах из базальтового волокна:

• В марте 2020 года компания Technical Fiber Products (TFP) представила вуаль из базальтового волокна, предназначенную для высокопроизводительных огнестойких композитов.
• В июне 2019 года компания Anisoprint выпустила новое базальтовое волокно для использования в своих 3D-принтерах с непрерывным волокном.
• В июне 2019 года немецкая компания Lipex Engineering GmbH объявила о планах строительства нового завода по производству базальтового волокна в России.
• В мае 2019 года композит из базальтового волокна выиграл конкурс NASA 3D Printed Habitat Challenge.

(PDF) Оптимизация микроструктуры и изоляционных характеристик базальтовых волокон

Журнал строительной инженерии xxx (xxxx) xxx

13

[15] G.Лебедева А. Исследование технологических свойств горных пород Карелии как сырьевого материала

для производства минеральной ваты, Стеклосодержащая керамика. 64 (2007) 360–362.

[16] К. Буратти, Э. Моретти, Э. Беллони, Ф. Агости, Тепловые и акустические характеристики

оценка новых базальтовых изоляционных панелей для зданий, Энергетические процедуры 78

(2015) 303–308.

[17] М. Батанова, Е. Граменицкий, А. Земцов, Состав и физико-химические свойства

стекловидных базальтовых волокон, в: Материалы международной научной конференции

и практической конференции «Наука и технологии». силикатных материалов — настоящее

и будущее, 2003, стр.243–248. Москва.

[18] N.E. Аблесимов, Ю. Малова В.А., Бондаревский С.И. Реликтовая кристалличность и качество

базальтовых стекол Эберса // Стекло. Керам. 3 (2006) 12–13.

[19] Ф. Асдрубали, Ф. Д’Алессандро, Н. Менкарелли, К. Хорошенков, Звукопоглощение

Свойства тропических растений для использования в помещении, 21-й Международный конгресс

по звуку и вибрации, июль 2014 г., стр. 13–17. Пекин, Китай.

[20] М. Бойч, М. Милетич, Л.Бойич, Оптимизация теплоизоляции для достижения экономии энергии

в доме с низким потреблением энергии (ремонт), Energy Convers. Manag. 84 (2014)

681–690.

[21] А. Кубуле, Т. Комисарова, Д. Блумберга, Методология оптимизации для полного использования

биоресурсов, Энергетические процедуры 113 (2017) 28–34.

[22] J. Schindelin, I. Arganda-Carreras, E. Frize, V. Kaynig, M. Longair, T. Pietzsch,

S. Preibisch, C. Rueden, S. Saalfeld, B. Schmid, Fiji : платформа с открытым исходным кодом для

анализа биологических изображений, Nat.Методы 9 (2012) 676–682.

[23] А. Буадес, Б. Колл, Дж. Морел, Нелокальный алгоритм шумоподавления изображений, в:

Компьютерное зрение и распознавание образов, 2005. CVPR 2005, IEEE Computer

Конференция общества, Сан Diego, California, 2005.

[24] J. Ollion, J. Cochennec, F. Loll, C. Escud´

e, T. Boudier, TANGO: универсальный инструмент для высокопроизводительного анализа трехмерных изображений

для изучение ядерной организации,

Биоинформация 29 (2013) 1840–1841.

[25] Д. Легланд, И. Арганда-Каррерас, П. Андрей, MorphoLibJ: интегрированная библиотека и

плагинов для математической морфологии с ImageJ, Bioinformation 32 (2016)

3532–3534.

[26] С.А. Морс, Базальты и фазовые диаграммы, Springer-Verlag, Нью-Йорк, 1980, с. 943.

[27] A.W. Ангвафо, П.Р. Буллен, Д. Philpott, Proceedings of FEDSM’98, ASME Fluids

Engineering, Division Summer Meeting, Washington, 1998.

[28] F.Trdic, B. ˇ

Sirok, P. Bullen, D. Philpott, Мониторинг производства минеральной ваты с использованием

машинного зрения в реальном времени, R. Time Imag. 5 (1999) 125–140.

[29] Б. Благоевич, Б.

Сирок, Б. ˇ

Стремфель, Моделирование влияния состава расплава на толщину слоя минеральной ваты

, Керамика 48 (2004) 128–134.

[30] STM®, Справочник по технологии производственной линии каменной ваты, Внутренний отчет

STM® Technologies, 2010, стр.1–93.

[31] D.D. Джигирис, А. Волынский, П. Козловский, в кн .: John Wiley and Sons (Ed.),

Принципы технологии производства и свойства базальтовых волокон, Basalt

Волокнистые композиционные материалы и конструкции, Наукова думка, Киев, 1980, с. 54–81.

Нью-Йорк.

[32] В.И. Трёлов, М.Ф. Махова, Д. Джигирис, Сырьевая база для производства ber

в Украине, промышленность конструкционных материалов 6, в: Всесоюз. Науч.

Исслед. Inst. Науч. Тех. Поставить в известность. Эконом. Промышленл. Строит. Матер., Москва,

1992, с. 88.

[33] С.Г. Иваницкий, Ю.М. Чувашов, О. Ященко, Физические свойства горных пород, расплавов

и стекла, Совр. Пробл. Физ. Матер. 17 (2008) 118–125.

[34] R.C. Браун, П. Harrison, Щелочноземельные силикатные ваты — новое поколение теплоизоляции с высокими температурами

, Regul. Toxicol. Pharmacol. 64 (2012) 296–304.

[35] А.Хандошка В., Власова С.Г. Выбор химического состава и сырьевых материалов

для производства базальтовой ваты с заданными характеристиками, Solid

State Phenom. 284 (2018) 1018–1023.

[36] А. Кампопьяно, А. Канниццаро, Ф. Анджелосанто, М. Астоло, Д. Рамирес, А. Олори,

С. Канепари, С. Явиколи, Растворение стекловаты, минеральной ваты и щелочноземельных металлов

силикатная вата: морфологические и химические изменения в bers, Regul. Toxicol.

Pharmacol. 70 (2014) 393–406.

[37] О.С. Татаринцева, Н. Ходакова, Влияние условий производства базальтовых стекол

на их физико-химические свойства и диапазон температур вытяжки

сплошных волокон // Физика стекла. Chem. 38 (2012) 89–95.

[38] А. Кучук, А. Клэр, Л. Джонс, Оценка поверхностного натяжения силикатного стекла

плавится при 1400 ° C с использованием статистического анализа, Glass Technol. 40 (1999) 149–153.

[39] А.Буска, Р. Мачулайтис, №

З. Рудзионис, Новый метод определения макроструктуры изделий из минеральной шерсти

, Матер. Sci. 21 (2015) 303–308.

[40] D. Tam´

as, C. Tibor, Химический состав и механические свойства базальта и стекла

Abers: сравнение, Текст, Res. J. 79 (2009) 645–651.

[41] Т. Юнг, Р. Субраманиан, Усиление базальтового волокна добавлением глинозема, Scripta

Metall. Матер. 28 (1993) 527–532.

[42] Л. Степонайтис, С. V˙

ejelis, С. Вайткус, Анализ структуры и деформаций

механизмов плит из минеральной ваты при сжатии, Матер. Sci. 18 (2012)

192–196.

[43] И. Гнип, С. Вайткус, В. Керю

сулис, С. Вейелис, Прогнозирование деформируемости плит из минеральной ваты

при постоянном сжимающем напряжении, Construct. Строить. Матер. 23 (2009)

1928–1934.

[44] И. Гнип, С. Вежелис, В.Kerˇ

sulis, S. Vaitkus, Прочность и деформируемость плит из минеральной ваты

при кратковременных сжимающих, растягивающих и сдвигающих нагрузках, Construct. Строить.

Матер. 24 (2010) 2124–2134.

[45] М. Домингес, Б. Андерсон, Дж. Сехудо-Л

опез, А. Каррильо-Андр

es, Неопределенность в

теплопроводности изоляционных материалов, Одиннадцатая Международная конференция IBPSA

, Глазго, Шотландия, 2009 г., стр. 27–30.

[46] М.Васина, Д. Хухес, К. Хорошенков, Л. Лапчик, Акустические свойства консолидированных гранулятов глины

// Прикл. Акуст. 67 (2006) 787–796.

[47] В. Чжу, В. Нандиколла, Б. Джордж, Влияние объемной плотности на акустические характеристики

термически скрепленных нетканых материалов, J. Eng. Волокна. Fabr. 10 (2015)

39–45.

[48] К. Асниавати, С. Кимихиро, О. Такеши, Т. Масахиро, О. Тору, М. Росади, К. Кусно,

Пилотное исследование характеристик звукопоглощения куриных перьев как

альтернативный устойчивый акустический материал, Sustainability 11 (2019) 1–11.

[49] П. Ньюэлл, Дизайн студии звукозаписи, Focal Press, Оксфорд, 2008.

[50] Ф. Сувари, Я. Улчай, П. Пурдейхими, Анализ звукопоглощения термически скрепленных нетканых материалов

high-loft, Текст. Res. 86 (2016) 837–847.

[51] Б. Боттерман, Г. Гри, М. Хорниккс, К. Ю., Х. Брауэрс, Моделирование и

оптимизация звукопоглощения древесноволокнистых цементных плит, Прил. Акуст.

129 (2018) 144–154.

[52] Л. Цао, К. Фу, Ю.Си, Б. Динг, Дж. Ю. Пористые материалы для звукопоглощения.

Общ. 10 (2018) 25–35.

[53] Х. Чоу, Г. Сунг, Дж. Ким, Химическая обработка древесных волокон для улучшения звука