Недостатки и преимущества базальтовой ваты: преимущества и недостатки волокна, технические характеристики и области применения

Содержание

преимущества и недостатки волокна, технические характеристики и области применения

Выбирая для утепления своих домов, трубопроводов, промышленных объектов или оборудования теплоизоляционные материалы, многие потребители останавливают свой выбор на материалах с волокнистой структурой. Наиболее популярной и востребованной является базальтовая вата, имеющая отличные технические характеристики. Ее составляющие в несколько раз превосходят минеральную вату по диапазону рабочих температур, паропроницаемости и сроку эксплуатации.

Базальтовая вата – описание, плюсы и минусы

Изготавливается базальтовая вата путем плавления базальта, доломита, диабаза, известняка, глины и добавления связующих веществ в виде неорганических минералов. Прочность и эластичность утеплителю придается термической сушкой и вакуумной прессовкой. Влагоотталкивающие свойства базальтовой вате обеспечивают гидрофобные составляющие.

Преимущества теплоизоляционного материала

По сравнению с другими минеральными утеплителями базальтовая или каменная вата обладает массой достоинств:

  1. Высокая прочность. Благодаря этому свойству, материал можно использовать для отделки фасадов с применением мокрого способа. Для этого утеплитель устанавливают на поверхность, а затем армируют и штукатурят.
  2. Полная пожаробезопасность. Изготовленная при температуре в тысячу градусов, базальтовая вата не горит и подвергается плавлению.
  3. Высокие звукоизоляционные свойства.
  4. Устойчивость к температурным деформациям. Это позволяет применять утеплитель в качестве изоляции объектов, имеющих поверхности с высокой температурой.
  5. Малая усадка.
  6. Большой срок эксплуатации. При правильном монтаже свои свойства утеплитель сохраняет в течение пятидесяти лет.
  7. Химико-биологическая стойкость. Это означает, что базальтовый материал хорошо противостоит химическому воздействию и непригоден для жизни грызунов.
  8. Легкость монтажа.

К недостаткам этого утеплителя относятся:

  • водопроницаемость;
  • при его применении внутри помещения значительно уменьшается пространство помещения;
  • ломкость – при монтаже базальтовую вату нельзя перегибать.

Базальтовая вата – характеристики

При выборе этого материала в качестве утеплителя, необходимо обратить внимание на его технические характеристики.

Теплопроводность

Высокие теплоизолирующие качества материал имеет за счет пористоволокнистой структуры. Его теплопроводность может быть от 0,032 до 0,045 Вт/мК. Это соответствует уровню обыкновенного или экструдированного пенополистирола, вспененного каучука и пробки.

Базальтовое волокно обладает высокими механическими характеристиками. Это объясняется небольшой длиной ее волокон и расположением их в хаотичной форме. Поэтому во время эксплуатации утеплитель не дает усадку и не подвергается деформации.

Паропроницаемость

Каменная вата имеет пористо-волокнистую структуру, за счет чего обладает высокой паропроницаемостью. Эта характеристика очень важна при утеплении любых конструкций. При применении ваты пар беспрепятственно проходит через наружные стены, а, значит, влага в окружающих конструкциях не скапливается. Это продлевает срок службы зданий и изделий, утепленных базальтовой ватой.

Плотность

Утеплитель выпускается с разной плотностью, которая может быть от 40 до 200 кг/м2. Для использования каменного волокна на скатных кровлях или навесных вентилируемых материалах, необходимо выбирать утеплитель, имеющий плотность в 100 кг/м2. Такой материал не будет сползать, и в нем не будут выдуваться волокна.

Благодаря разной плотности базальтовой ваты, ее можно использовать для утепления как ненагруженных, так и нагруженных конструкций, то есть крыш и полов.

Прочность на сжатие

В зависимости от вида утеплителя, прочность на сжатие базальтовой ваты при 10% может составлять от 8 до 60 кПа. Эта характеристика материала важна при использовании его для утепления рулонных плоских кровель. Жесткие плиты материала для этих конструкций соответствуют необходимым требованиям. Очень важное значение имеет и прочность на отрыв слоев. Этот показатель должен быть не меньше, чем 15кН/м2. Базальтовая вата этим требованиям соответствует.

Звукоизоляция

Минеральный утеплитель способен приглушать идущие вдоль стен вертикальные звуковые волны, благодаря чему комната изолируется от исходящего снаружи шума. Материал, поглощая звуковые волны, уменьшает время реверберации. Это означает, что шума будет неслышно и в соседних с изолированной комнатой помещениях.

Впитывание влаги

Базальтовая вата, пропитанная специальными маслами, обладает свойством гидрофобности, то есть попадающая на материал вода не проникает внутрь. Благодаря этому теплоизоляционные свойства утеплителя не меняются. Не более 2% составляет водопоглощение минеральной каменной ваты по объему. Обычная же минеральная вата способна впитывать в себя изрядное количество воды, что значительно уменьшает ее теплоизоляционные свойства. Поэтому, если необходимо утеплить баню, сауну или другое влажное помещение, то выбор лучше всего остановить на базальтовой вате.

Безопасность

Материал изготавливается из натурального сырья, который соединяется с помощью формальдегидной смолы. Бытует мнение, что фенол опасен, но не в этом случае. Еще на стадии изготовления испарения фенола крайне малы, а во время производства утеплителя он полностью нейтрализуется.

В отличие от минеральной стекловаты, волокна, изготовленные из базальта, не колются, не царапаются и не вызывают аллергических раздражений.

Разновидности базальтовой ваты

Как таковых разновидностей этого утеплителя нет. Различается он только по техническим характеристикам и применением для тех или иных работ.

  1. Мягкая базальтовая вата изготавливается их очень тонких волокон, создающих множество полостей, в которых удерживается воздух, являющийся препятствием на пути тепловых потерь. Применяется мягкий утеплитель там, где на него не предполагаются высокие нагрузки. С его помощью можно теплоизолировать стены по каркасной технологии, вентилируемые фасады и тому подобные поверхности.

  2. Каменная вата средней плотности

    чаще всего применяется для утепления вентилируемых фасадов. Используют ее и в качестве звуко-, тепло- и пожароизоляции вентиляционных каналов. Материал со средней плотностью можно использовать и вместо мягкой ваты, однако, следует иметь в виду, что стоит он дороже.

  3. Жесткая базальтовая вата используется для утепления поверхностей, на которые предполагаются большие нагрузки. Это может быть заливка теплой стяжки пола, утепление стен с последующей их штукатуркой и другие подобные работы.

  4. Фольгированная базальтовая вата может иметь одностороннее или двухстороннее покрытие фольгой. Такой утеплитель обеспечивает конструкции двойную теплоизоляцию. Связано это с тем, что материал не только не пропускает тепло за свои пределы, но и, отражая его, направляет внутрь помещения. Фольгированное волокно является универсальным материалом, поэтому применяется при любых обстоятельствах для утепления любых конструкций.

  5. Цилиндрические утеплители из базальтовой ваты производятся и применяются специально для труб, диаметр которых превышает 50 мм.

Изготавливаться базальтовый материал может в виде матов, рулонов или в бесформенном виде. Отличаться он может и по толщине, которая влияет на способность ваты проводить тепло и на ее технические характеристики. Максимальная толщина минерального утеплителя может быть более 100 мм. Конечно, такой толстый утеплитель имеет большой эффект теплоизоляции, однако, монтировать его не очень удобно. Поэтому чаще всего используется более тонкий материал, который устанавливается в несколько слоев.

Где применяется базальтовое волокно

Область применения этого минерального утеплителя имеет довольно внушительный список

.

  1. Материалом можно утеплять полы, потолки, стены.
  2. В зависимости от вида и плотности утеплителя его можно обшивать любыми отделочными материалами, штукатурить, закладывать под стяжку или внутрь стен.
  3. Использовать утеплитель можно и для теплоизоляции помещений с повышенной влажностью.
  4. Изготавливаемые из базальтовой ваты цилиндрические изделия применяются для утепления труб, изолируя их от окружающей среды.
  5. Применять минеральный утеплитель можно и для звукоизоляции помещений.
  6. Так как базальтовая вата не горит и не плавится, ее часто используют в качестве противопожарной защиты различных конструкций.
  7. Минеральный утеплитель нашел свое применение и во многих областях народного хозяйства. Так, например, он используется при изготовлении некоторых видов грузовых автомобилей.

Если встает вопрос, какой утеплитель выбрать, то следует ориентироваться на предполагаемый способ монтажа и сферу применения базальтовой ваты. Например, для утепления нежилого чердака достаточно будет материала с плотностью не выше 40 кг/куб. м.

На сегодняшний день строительные рынки предлагают большой выбор марок базальтовой ваты, технические характеристики которых немного отличаются друг от друга. Однако все типы этого вида утеплителя отличаются хорошей прочностью и длительным сроком эксплуатации.

Рассматривая вопрос монтажа теплоизоляторов, здесь лидирующие позиции занимает стекловата, благодаря легкой и безопасной укладке, конечно, при соблюдении мер безопасности (респираторная маска, очки, рукавицы), к тому же процент осыпания волокон намного ниже.

Добавки, которые используют при изготовлении стекловаты привлекают грызунов, а базальтовому утеплителю это не грозит. Далее, стекловата имеет невысокую плотность, и усаживается со временем, чего не скажешь о каменном утеплителе, ведь он сохраняет объем на весь срок использования.

В любом случае оба теплоизоляционных материала имеют право на жизнь, ведь потребности и условия использования могут быть разные, здесь уже берется во внимание конкретный случай.

Базальтовый утеплитель – его особенности, преимущества и недостатки

Базальтовый утеплитель – его особенности, преимущества и недостатки

Теплоизоляционные материалы на минераловатной основе сохраняют свои лидерские позиции на белорусском рынке строительных материалов. Утеплители из каменной ваты представляют собой волокнистые изделия с высоким сроком службы и отличными теплотехническими характеристиками. Их применяют для снижения тепловых потерь в кровлях, наружных стенах, перекрытиях, трубопроводах. Широкая сфера применения минваты обусловлена тем, что она не слеживается, не гниет, не разлагается, не горит и не выделяет вредных веществ.

Преимущества базальтового волокна

К преимуществам минваты из базальтового супертонкого волокна относятся следующие свойства:

  • Низкая теплопроводность. Данный показатель обусловлен наличием большого количества микропустот между хаотично переплетенными волокнами. Внутри этих ячеек воздух находится в неподвижном состоянии, поэтому отсутствуют процессы теплопередачи путем конвекции. Так как толщина самих волокон очень небольшая, общая теплопроводность минераловатного изделия низкая (и это несмотря на то, что он изготавливается из натурального камня).
  • Стойкость к экстремально низким и высоким температурам. Каменное волокно выдерживает замораживание до -265 градусов и нагрев до +900 градусов, сохраняя при этом свою форму. За счет высокой огнеупорности минераловатные изделия из базальтового волокна обеспечивают защиту от распространения огня в здании.
  • Низкий показатель влагопоглощения. Каменные волокна не впитывают воду и не притягивают микроскопические капли, так как утеплитель проходит обработку гидрофобизаторами (влагоотталкивающими составами). В то время как параметр влагопоглощения обычной стекловаты равен 10%, у каменной ваты этот показатель составляет всего 1%.
  • Стойкость к воздействию химических веществ. За счет каменной основы минеральная вата устойчива к влиянию кислот, щелочей, нефтепродуктов, неорганических растворителей, солей. Утеплители из базальтового волокна не вступают в реакцию с металлическими и деревянными конструкциями.
  • Высокая упругость. Изделия из супертонкого волокна не слеживаются и способны восстанавливать первоначальную форму после устранения механических нагрузок. Такие утеплители заполняют собой полости и труднодоступные участки внутри утепляемых конструкций. За счет упругости материал плотно примыкает к поверхностям, предотвращая образование «мостиков холода» в виде щелей, зазоров.
  • Биостойкость. Несмотря на волокнистую структуру, минеральная вата не поражается грибком и плесенью. Это обусловлено тем, что внутри каменной ваты отсутствуют компоненты, являющиеся благоприятной средой для жизнедеятельности микроорганизмов. Кроме того, минвату обрабатывают антисептическими препаратами, которые уничтожают бактерии и грибок.
  • Экологичность. Базальтовое волокно не выделяет опасных для человека веществ, не имеет повышенного радиоактивного фона, не разлагается на составные компоненты. Изделия из минеральной ваты можно использовать для утепления жилых помещений. При наличии гидроизоляционной и пароизоляционной пленки отсутствует вероятность попадания волокон внутрь здания, поэтому данный способ утепления не является вредным для здоровья людей и для окружающей среды.

 

Фото из открытых источников, носит иллюстрационный характер

Помимо, вышеуказанных преимуществ, базальтовые волокна имеют химическую инертность, доступны в цене и имеют достаточно продолжительный срок службы.

Основные виды базальтовых плит

На сегодняшний день, промышленность выпускает базальтовую вату следующих видов:

  • В рулонах;
  • В плитах;
  • Без формы. Для ее нанесения вам понадобится специальное пневматическое оборудование.

 

Особых разновидностей материала нет. Имеющаяся разница между некоторыми видами обусловлена сферой использования базальтового утеплителя, а также техническими характеристиками изделий. Каждый вид приспособлен для выполнения своей, определённой задачи.

Недостатки базальтовых утеплителей

Несмотря на то, что материал обладает многими достоинствами, у него есть ряд недостатков, на которые стоит обратить пристальное внимание. Так вы застрахуете себя от возможных разочарований, нивелируете возможные отрицательные моменты. К ним относят:

  • Наличие стыков между плитами. При укладке нужно обаятельно обращать внимание на стыки между плитами, ведь большое расстояние увеличивает теплопотери;
  • Способность к паропропусканию. Способность, которая делает материал малопригодным для использования в некоторых областях. Утепляя подвал дома или цокольный этаж здания, лучше применять пенополистирол;
  • Монтаж с использованием средств защиты. Хотя сам материал экологичен, монтаж плит нужно делать в респираторе, чтобы мельчайшие частицы каменной пыли не попали внутрь при вдыхании. Использование индивидуальных средств защиты защитит от этого.

 

Как видно недостатков по сравнению с целым рядом преимуществ базальтовых утеплителей практически нет или они легко решаются.

Вывод

Базальтовые каменные плиты – современный материал, который позволяет создать в здании высокоэффективную систему защиты от теплопотерь в различных видах зданий, в том числе быстрвозводимых. Материал может использоваться для создания защиты от пламени. Минерально базальтовый утеплитель не нужно защищать от воды. Каменная базальтовая плита обладает многими другими достоинствами. Для укладки ваты используйте респиратор, а помещение изнутри защищайте специальной мембраной.

  • Назад
  • Вперёд

Базальтовая плита в двери: плюсы и минус

Плюсы и минусы > Ремонт и строительство > Базальтовая плита в двери: плюсы и минус

При установке входных дверей важным вопросом является их наполнение и утепление. На рынке стройматериалов широкий ассортимент минеральных, синтетических утеплителей для дверей. Они различаются показателями теплопроводности, огнеупорности, экологичности. Одним из востребованных утеплителей считают базальтовую вату. В статье рассмотрим ее характеристики, положительные и отрицательные стороны.

Характеристики базальтового наполнителя

Утеплитель производят с помощью переплавки базальтовых, доломитовых, диабазных пластов, глины, известняка. При температуре 1500оС расплав переплавляется в виде тонких волокон, соединяется с неорганическими минералами для улучшения их сцепки.

Длина волокон составляет 2-10 мм, диаметр – не более 7-8 мм. Прочную, эластичную базальтовую плиту получают путем вакуумного прессования волокон, их тепловым просушиванием. С помощью гидрофобных составляющих плиту наделяют влагоотталкивающими свойствами.

Наполнитель не обладает разновидностями, он отличается параметрами, сферой применения для определенной работы:

  1. Для создания мягкой ваты применяются тонкие волокна с полостями. Они способствуют задержке воздуха, он предотвращает тепловые потери. К применению мягкого наполнителя прибегают в сфере отсутствия высоких нагрузок. Он подходит для теплоизолирования стен, вентилируемых фасадов.
  2. Ватой средней жесткости подходит для тепло-, пожароизоляции, им звукоизолируют вентиляционные каналы.
  3. Жесткой ватой утепляют поверхности, которые подвергаются большим нагрузкам. Ею утепляют заливной пол, стены с последующей обработкой.
  4. Фольгированный наполнитель обеспечивает конструкцию двойной теплоизоляцией. Фольга предотвращает выпускание тепла наружу, сохраняя тепло внутри. Фольгированной плитой утепляют любые конструкции.
  5. Цилиндрическими базальтовыми утеплителями оснащают трубы диаметром 5 см.

На рынке стройматериалов базальтовый утеплитель представлен рулонами, матами, ватным комком. Продукция имеет разную толщину – она определяет показатели теплопроводимости, другие параметры ваты. Наиболее толстый минеральный утеплитель имеет толщину 10 см. Он обеспечивает отличную теплоизоляцию, но неудобен в монтаже. Для удобства строители монтируют вату небольшой толщины в 2-3 слоя.

Положительная сторона базальтовых плит

От других минеральных утеплителей базальтовую плиту отличает ряд достоинств:

  • Твердость и крепость материала. Плиты делают из базальта – застывшей вулканической магмы и известняка – осадочного минерала. Повышенная крепость позволяет отделывать ватой фасады мокрым способом. Для этого плиту необходимо прикрепить к стене, армировать, проштукатурить.
  • Повышенные показатели пожаробезопасности. Плита из базальта изготовляется при 1500оС, устойчива к возгоранию.
  • Отличная звукоизоляция. Хорошие акустические характеристики обеспечиваются разнонаправленным хаотичным расположением волокон. Это огораживает здание от шума с внутренней и наружной стороны.
  • Экологичность. Мельчайшие частицы базальта не попадают в органы дыхания, в ткани эпидермиса, в отличие от стекловаты. Современный утеплитель отличается повышенной прочностью, крепким соединением волокон.
  • Небольшой уровень усадки.
  • Повышенная стойкость к температурному деформированию. Благодаря этому минеральными плитами утепляются объекты с поверхностями высоких температур.
  • Материал способствует сохранению тепла в доме, улучшению звукоизоляции. Отличная теплоизоляция возникает из-за невысокой теплопроводности атмосферы. Благодаря разнонаправленной волокнистой структуре теплые воздушные массы внутри наполнителя не передвигаются.
  • Низкое водопоглощение. Для повышения гидрофобности плит используются гидрофобизирубщие добавки. Это повышает водоотталкивающие свойства, понижает показатели водопоглощения.
  • Долгий эксплуатационный срок. Правильный монтаж позволяет сохранить все свойства материала на протяжении 30-50 лет.
  • Высокие показатели химико-биологической устойчивости. Вата предотвращает химическое воздействие, не подходит грызунам для проживания.
  • Легко монтируется.

Для пропитки плиты из базальта используются специальные масла, повышающие гидрофобность. Минеральная вата имеет низкий показатель водопоглощения – 2-2,5% от общего объема. Утеплитель эффективно применять для бани, сауны, другого влажного помещения.

Отрицательная сторона базальтовой ваты

Помимо массы недостатков плиты из базальта имеют недостатки:

  • Материал является водопроницаемым – влага может проникать внутрь, но при этом она не сохраняется надолго. Даже намокнув на 35-40%, наполнитель обладает высокими теплоизоляционными способностями.
  • Базальтовая плита – дорогостоящий продукт, использующийся для изготовления дверей премиального сегмента.
  • При монтировании толстого утеплителя пространство комнаты может уменьшиться.
  • Волокна материала тонкие, во время установки утеплителя важно не оказывать на него чрезмерное давление – в противном случае он деформируется.
  • В составе имеется связующий компонент фенол. Современное изготовление минеральных плит происходит по бесфенольной технологии, но в утеплителе старого образца фенол все же остается.

Минеральный утеплитель изготовляют из природных горных пород, соединяют формальдегидной смолой. Наличие фенола в вате не делает материал крайне опасным – вещество испаряется в процессе изготовления. Поэтому материал можно использовать в качестве утеплителя входных дверей.

Заключение

Базальтовая плита обладает волокнисто-пористой структурой, имеет высокий уровень паропроницаемости. Пары свободно проходят через наружную сторону стен, предотвращая скапливание влаги в конструкции.

Для утепления влажных помещений, участков с нагреваемыми поверхностями рекомендовано использовать плиты из базальта. Материал надежно утепляет входную дверь, предотвращает попадание в дом влаги, сырости, заглушает шумы с наружной стороны. Высокая стоимость базальтовой ваты компенсируется отменными характеристиками и долгим сроком эксплуатации.

Базальтовое волокно | свойства, производственный процесс

Md. Apel Hossain 14:42:00

Базальт волокно — это компонент, изготовленный из тончайших волокон базальта, сочетание плагиоклаз, пироксен и минералы оливина, похожие на стекловолокно, имеют физико-механические свойства лучше, чем у стекловолокна, но значительно дешевле карбона. Это зеленый, здоровый и экологически чистый высокотехнологичный продукт из волокна, который производится без загрязнения окружающей среды. это широко используется в военных и гражданских делах для изготовления платьев и других вещей. Он имеет большое теоретическое значение, но также и большое стратегическое значение. для укрепления 9базальтовое волокно 0005 и его соединения. По сравнению со стекловолокном, углеродным волокном и арамидным волокном базальтовое волокно имеет хорошие механические свойства. свойства, кислотно-щелочной стойкость, отличные электрические свойства, высокая волна проницаемость, непроводимость, отличная звукоизоляция и теплоизоляция производительность.

На основе на вышеперечисленных преимуществах сочетание базальтового волокна и подложки может улучшить свойства материала. На основании вышеперечисленных свойств базальт волокно и его композиты могут быть превращены в высокотемпературные и низкотемпературные защитная одежда и звукоизоляционные материалы, используемые при звукопоглощении и теплоизоляционной промышленности. Может широко использоваться для изготовления тормоза, электрические, электромагнитные и ее уникальные свойства. Он используется в качестве огнезащитный текстиль в аэрокосмической и автомобильной промышленности и может быть используется в качестве соединения для производства таких продуктов, как штативы для фотоаппаратов.

Свойства базальтового волокна

i. Базальтовое волокно – компонент, изготовленный из тончайших волокон базальта

ii. Диаметр волокна (мкм): 9

iii. Его удельный вес: 2,65

vi. Обладает высокой термостойкостью (термостойкостью) и пониженной горючестью

v. Он имеет низкую прочность при температурах от -200 до 250 ° C и до +700-900°С и повышенной влажности.

VI. Его рабочая температура (°C): от –200 до + 900

vii. Обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами

viii. Звукоизоляция для 400–1800 Гц: 80–95%

xi. Обладает отличной адгезией к полимерным смолам и каучукам

x. Обладает относительно высокой механической прочностью, стойкостью к истиранию и эластичностью

xi. Прочность (Н/текс): 0,67–0,93

xii. Удлинение волокна при разрыве (%): 3,1

xiii. Его начальный модуль (Н/текс): 30–35

xiv. Обладает высокими диэлектрическими свойствами

хv. Восстановление влаги (%): 1

xvi. Обладает низким водопоглощением

xvii. Обладает высокой химической стойкостью (особенно к концентрированным кислотам на основе материалы)

xviii. Он экологически чистый и нетоксичный.

Базальт источник волокна

Базальт магматическая горная порода, образованная в результате быстрого остывания лавы на поверхность планеты. Это самая распространенная горная порода в земной коре. Характеристики базальтовой породы зависит от источника лавы, скорости охлаждения и исторического воздействия материал. Высококачественные волокна изготавливаются из базальтовых месторождений с равномерным химический макияж. Производство базальта и стекловолокна аналогично. Единственный сырой Материал, необходимый для производства базальтового волокна. Это неразорванное волокно Образуется в результате плавления вулканического базальта при температуре около 1500°C. Хотя температура, необходимая для изготовления волокна из базальта, выше, чем у стекла, некоторые исследователи сообщают, что требуется меньше энергии из-за теплового однородность волокон, изготовленных из базальта.


Производственный процесс

Базальт волокно изготовлено из одного материала, базальтового щебня, из тщательно отобранного карьерный источник. Базальт с высокой кислотностью (содержание кремнезема более 46%) и низким содержанием железа содержание считается предпочтительным для производства волокна. в отличие от других композиты, такие как стекловолокно, в основном, никакие материалы не добавляются во время его производство. Базальт просто промывают, а затем плавят.

В основном, Подготовка базальтовых волокон может быть представлена ​​следующими этапами: сырье подготовка материала, плавка камня, однородность плавки, формование волокон, и, наконец, размер приложения. Плавка горных пород для производства базальтового волокна подробнее сложнее, чем подготовка к плавке для производства стекловолокна. Это связано с низкая теплопроводность и низкая прозрачность инфракрасного (ИК) излучение базальтового волокна. ИК-излучение также называют тепловым излучением и компонент, который имеет хорошую прозрачность в тепловом излучении, равномерно теплее и легче разжижается. По этой причине прозрачное стекло легче расплавить, чем ИК-непрозрачный базальт. Для достижения расплава базальта требуется предварительный нагрев до 1450°C. рок. Еще одной проблемой при подготовке к плавке базальта является возможность несовместимость с природным базальтовым камнем. Адекватная температура для отжима Сообщалось, что базальтовое волокно имеет температуру от 1350 до 1420°C.

Базальт волокна обычно имеют диаметр филамента от 10 до 20 мкм над дыхательным предел 5 мкм, чтобы базальтовое волокно можно было правильно заменить асбестом. Они также имеют высокий модуль упругости, что обеспечивает высокую удельную прочность. в три раза больше, чем у стали. Тонкое волокно обычно используется для производства ткани в основном текстильного назначения. Используются толстые волокнистые нити. в обмотках, например, для изготовления баллонов со сжатым природным газом (CNG) или трубы. Самые толстые волокна используются в виде нарезанных прядей для пултрузии, георешетка, однонаправленная ткань, производство мультиаксиальной ткани и бетон армирование. Одно из наиболее вероятных применений сплошного базальта волокна и самым современным направлением на данный момент является производство базальтовой арматуры который в дальнейшем заменяет традиционную стальную арматуру на строительном рынке.

Преимущества базальтового волокна

i. Базальтовое волокно имеет на 15-20% большую упругую способность и модуль упругости, чем другие волокна.

ii. Обладает отличной стойкостью к воде, солям, щелочам и кислотам.

iii. Он безопасен для окружающей среды и основан на природном материале, который начинает во всем мире и не представляет биологической опасности.

iv. Он имеет возможность вторичной переработки.

с. Стоимость его производства очень низкая по сравнению с другими типами волокон.

VI. Температура плавления и рабочая температура до 600 °C.

Базальт недостатки волокна

i. Волокно из базальта дороже Е-стекла.

ii. Американский институт бетона, Канадская ассоциация стандартов, Международная федерация конструкционного бетона и другие международные признанные органы технического кодекса не предоставили конкретный проект руководства по его использованию.

Базальт волоконные приложения

и. Широкий спектр применения базальта и продуктов из него включает его использование в гражданское строительство, автомобилестроение, судостроение, лопасти ветряных турбин и спорт товары.

ii. Его можно использовать из-за его сильного применения в звукоизоляционных конструкциях. материалы, такие как трубы, стержни, фитинги, внутреннее отопление и пол, стены, каркасные стены, кожухи котлов, баки, дымоходы, противопожарные конструкции и т. д.

iii. В производстве используются высококачественные базальтовые ровинги, ткани и режущие нити. производство газовых баллонов, тормозных колодок, глушителей, обшивки потолка и других деталей для внутреннего применения в автомобильной промышленности.

iv. В автомобильных глушителях Toyota используется термостойкое базальтовое волокно.

с. Его продукция может использоваться для химических и износостойких защитных покрытий. для резервуаров, трубопроводов, сосудов высокого давления, фильтров сточных вод и устойчивые к коррозии резервуары и трубы.

Вывод

Базальт волокна имеют большой потенциал стать материалом следующего поколения. Сформированный из однокомпонентного сырья базальтовые волокна превосходят другие волокна по термостойкости, тепло- и звукоизоляционным свойствам, виброизоляции устойчивость, долговечность. Базальтовые волокна и композиты имеют потенциал преимущества для различных приложений. Базальтовое волокно считается экологически чистое и неопасное вещество. Это не новый материал, но его применение, безусловно, было новаторским, и его хорошие механические, химические и термические характеристики позволили использовать его в широком диапазоне от строительства до энергоэффективности, от автомобилестроения до воздухоплавание. Поэтому базальт привлекает все большее внимание в качестве армирующего материала. материала, особенно по сравнению с традиционными стеклянными волокнами.

Хор в исламе

Мэриленд Апель Хоссейн 00:08:00

Хур в исламе Согласно исламскому представлению, хур – это женщины с красивыми глазами с…

Краткий обзор полимерных композитов, армированных базальтовым волокном

ScienceDirect

РегистрацияВойти

Просмотр PDF

  • 9 9 Доступ через  вашего учреждения
  • Том 73, май 2015 г. , страницы 166–180

    https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2014.12.011Получить права и контент

    В последнее время во всем мире наблюдается рост использования экологически чистых натуральных волокон в качестве армирующих материалов для изготовления легких и недорогих полимерных композитов. Одним из таких интересных материалов, который в настоящее время широко используется, является базальтовое волокно, которое является экономически эффективным и обладает исключительными свойствами по сравнению со стеклянным волокном. К важным преимуществам этих композитов относятся высокие удельные механо-физико-химические свойства, биоразлагаемость, неабразивность и др. В данной статье представлен краткий обзор базальтовых волокон, используемых в качестве армирующего материала для композитов, и рассмотрены их как альтернатива использованию стеклянных волокон. В статье также рассматриваются основы химии базальтов и их классификация. Помимо этого, также рассматривается попытка продемонстрировать растущую тенденцию в научных публикациях и активности в области базальтовых волокон. В следующих разделах обсуждается улучшение свойств механической, термической и химической стойкости, достигаемое для применения в конкретных отраслях промышленности.

    С момента своего открытия в 1923 году американскими учеными базальт был засекреченным материалом для военных исследований и широко использовался в обороне и авиации во время Второй мировой войны Соединенными Штатами (США), Европой и Советским Союзом [1] , [2], [3]. На рис. 1 показаны ткани из базальтового волокна и углеродного волокна, которые широко используются. В последние десятилетия растущий исследовательский интерес к использованию базальтовых волокон из-за их повышенных механических свойств вызвал бурю в полимерной промышленности. Эти волокна в настоящее время используются для изготовления легких, высококачественных гибридных композитных материалов для инфраструктурных и гражданских применений [4].

    Как правило, гибридные нанокомпозиты изготавливаются, когда два или более комбинированных инородных материала внедряются или армируются в общую основную матрицу. При таком смешивании двух или более материалов реализуется синергетический эффект, который обеспечивает новые и превосходные свойства материала, такие как улучшенный модуль упругости, пластичность, малый вес и способность замедлять горение [5], [6], [7]. Эти качества уже присутствуют в углеродных волокнах (CF), которые используются во множестве крупномасштабных инженерных приложений, таких как самолеты (гражданские и оборонные), автомобили, судоходство, спортивное оборудование и строительство [8], [9].], [10], [11]. Однако композиты на основе УВ устойчивы к концентрации напряжений из-за хрупкости углеродного волокна [8]. Основным недостатком в производстве углеродных композитов являются затраты на производство, что приводит к использованию очень низких нагрузок. Проблемы слабости и хрупкости в композите (пластик, армированный углеродным волокном-углепластик) могут быть решены методом гибридизации, то есть заменой слоев углеродных волокон пластичными волокнами. Это может привести к снижению затрат и улучшению физических и механических свойств.

    Используя эту технику, можно синтезировать и изготовить новые типы материалов. Например, Park и Jang [12] ввели волокна полиэтилена (PE) вместе с углеродными волокнами в эпоксидную матрицу для изготовления гибридного многослойного композитного материала. В своем эксперименте они выбрали полиэтиленовые волокна из-за их высокого удлинения при разрыве, а также высокой удельной прочности и жесткости. На основании их наблюдений был сделан вывод, что превосходные механические свойства композита на гибридной основе сильно зависят от положения армирующего волокна. Таким образом, всякий раз, когда CF размещался на периферийном (самом внешнем) слое, композит обеспечивал высокую степень прочности на изгиб.

    Исходя из вышеприведенных наблюдений, в настоящее время для изготовления гибридных композитов требуются прочные, легкие, долговечные и экономически выгодные волокна. В настоящее время на рынке доступно несколько органических и неорганических волокон, но многим из них либо не хватает структурной прочности или долговечности, либо они чрезвычайно дороги для использования при умеренных нагрузках. Базальтовое волокно в настоящее время является предпочтительным материалом и представляет собой неорганическое волокно с чрезвычайно хорошим модулем, высокой прочностью, улучшенной деформацией до разрушения, высокой термостойкостью, отличной стабильностью, хорошей химической стойкостью, и оно легко обрабатывается, нетоксичное, натуральное, экологичны и недороги [13], [14], [15], [16], [17], [18]. Базальтовое волокно получают путем экструзии из расплавленной магматической вулканической породы на основе базальта, находящейся в текучей лаве [19].]. Процесс экструзии базальтового волокна очень энергоэффективен и проще, чем у любых конкурирующих волокон. Размеры волокна обычно находятся в диапазоне 10–20 мкм [16], [19]. Некоторые из этих свойств (например, свойства базальта при растяжении и сжатии) лучше, чем у волокон из Е-стекла, а также намного дешевле, чем их углеродные аналоги [20], [21], [22]. Следовательно, базальтовые волокна привлекают все большее внимание как новый тип армирующего материала для изготовления гибридных композитов/ламинатов.

    Основываясь на достоинствах базальтового волокна, существует потенциальное применение в производстве базальто-эпоксидных композитов, которые также легкие и обладают высокими несущими свойствами, полезными в тяжелой автомобильной промышленности. В настоящее время композиты CF находят широкое применение в автомобильной промышленности благодаря своим превосходным механическим свойствам. Использование этого армирующего материала позволяет снизить массу кузова автомобиля на 40–60 %, но стоимость всего процесса в настоящее время экономически нецелесообразна [23]. Таким образом, важно снизить стоимость производства и доставки без потери механических свойств композита на основе углепластика. Как указывалось выше, многообещающая природа, низкая стоимость и эффективные свойства базальтовых волокон могут сделать базальт перспективным кандидатом для армирования в композитах на основе углепластика. Доступно несколько отчетов, в которых сообщается о введении базальтовых волокон с различным армированием в композитные ламинаты. Лопресто и др. [13] исследовали и сравнили прочность на сжатие, модуль Юнга и поведение при изгибе пластиков или полимеров, армированных базальтовым волокном (BFRP), с пластиками, армированными стекловолокном (GFRP), и обнаружили, что базальт лучше и имеет потенциал для замены стекла. Аналогичный отчет был подготовлен Manikandan et al. [24]. С другой стороны, механические, физические и физико-химические свойства армированных волокном пластиков или полимеров были дополнительно улучшены введением посторонних наполнителей, таких как наночастицы [25], [26], [27], волокнистые наполнители [6], [28], так и поверхностными изменениями [29] волокон. В настоящее время очень немногие исследователи проводили поверхностную обработку базальтовых волокон для улучшения их свойств. Другой возможной альтернативой для улучшения свойств базальта, как обсуждалось ранее, является его гибридизация с углеродными волокнами. Это сделало бы его чрезвычайно легким, прочным, экономичным, а также открыло бы многочисленные возможности в мире гибридных композитов [30].

    Кармишано и др. [20] сообщили о более высоком модуле упругости при изгибе и, по-видимому, более высокой межслойной прочности на сдвиг для своих композитов, армированных базальтовым тканым волокном (BWFRC). Они также обнаружили, что изготовленный ими BWFRC имеет аналогичные электрические свойства по сравнению с композитами из E-стекла. Что касается структурных свойств базальтового волокна, имеется несколько отчетов, которые показывают многообещающие возможности материала. Ранее базальт был предпочтительным материалом (в виде волокон) в строительной отрасли и с тех пор широко использовался в качестве внешнего или внутреннего армирования бетонных материалов [18], [31], [32]. Кроме того, базальт также может использоваться в других областях, таких как морские [16], ударопрочные или баллистические [6], [32]. Эслами-Фарсани и др. [33] изготовили композит, измельчив базальтовое волокно и смешав его со смесью полипропилена и глины. Этот подход не только значительно улучшил предел текучести, но и значительно улучшил модуль упругости композита. Поскольку базальт более удобен в использовании и пластичен, его можно вводить в качестве армирования в матрицу в различных формах, кроме волокон. Возможны такие формы, как стержни, стержни и текстильные ткани [6], [18], [19].], [25], [34], [35], [36], [37], [38], [39], [40], [41], [42], [43], [44], [45], [46], [47], [48], [49], [50].

    Настоящий обзор посвящен широкому использованию базальтовых волокон в качестве стабильного, инертного, экологически чистого и нереакционноспособного армирующего материала, используемого при синтезе и производстве легких композитов с значительно улучшенными механическими свойствами. Также в настоящем обзоре освещены области применения композитов, изготовленных с использованием полимерной матрицы, армированной базальтовым волокном.

    Базальт химически богат оксидами магния, кальция, натрия, калия, кремния и железа, а также следами глинозема. Рис. 2 изображает общее процентное распределение химических компонентов в базальте. Химический состав может отличаться в зависимости от географического распространения. Базальт распространен и составляет до 33% земной коры. Базальтовые волокна изготавливаются из мелкоизмельченного базальта, который плавится при температуре около 1500–1700 °C с получением стекловидной расплавленной жидкости, которая затем экструдируется в виде тонких нитей.

    Волокна химически состоят из минералов пироксена, клинопироксена, оливина и плагиоклаза [51]. На основании вышеуказанного химического состава, если базальт богат кремнеземом и беден натрием, он классифицируется как толеитовый базальт. Если базальт богат натрием и беден кремнеземом, то он классифицируется как щелочной базальт. Далее, если минерал богат глиноземом с концентрацией более 17%, то базальт относится к категории промежуточных между толеитовым и щелочным базальтом. Базальт, богатый магнием, называется бонинит, который имеет чрезвычайно малую концентрацию титана и других микроэлементов [52]. Диаграмма базальтового тетраэдра на рис. 3 изображает распределение минералов в базальте, которое отражает химическую природу и тип базальта, образовавшегося во время геологического события. Основные механические свойства базальтовых волокон (рис. 4) и их сравнение с другими коммерческими волокнами представлены на рис. 5, где показано, что базальт обладает отличной прочностью на растяжение, а также хорошим модулем упругости. При сравнении с другими материалами можно сделать вывод, что большинство выбранных материалов являются дорогостоящими, тяжелыми, химически нестабильными или сложными в обращении и требуют более длительной подготовки и методов отверждения для получения хороших композитов. Напротив, базальт экологически чист, нетоксичен, легок и доступен по цене, что делает его идеальным кандидатом для изготовления композитов для различных применений.

    Фрагменты разделов

    Усиления представляют собой компоненты полимерной матрицы композита, которые помогают улучшить прочность, жесткость, взаимодействие с матрицей, проводимость, термостойкость и стойкость к химической и физической коррозии. Несколько типов армирования используются в различных композитах в зависимости от их применения. Тем не менее, волокна в виде отдельных прядей или пучков также использовались в таких процессах, как намотка нити, но эти волокна расположены и сплетены в виде

    Как обсуждалось выше, армирующие материалы при введении в матрицу улучшают физические свойства композита. В настоящем разделе обсуждаются механические и термические свойства композитов, армированных базальтовым волокном, согласно литературным данным.

    В прошлом многие авторы обсуждали различные области применения базальтовых волокон, особенно в области композитов и конечных применений с высокими эксплуатационными характеристиками. Базальт, будучи экологически чистым веществом, имеет широкий спектр применения. В отличие от обычных асбестовых/стеклянных волокон, которые могут представлять опасность для здоровья, базальтовые волокна неопасны, поскольку их диаметр превышает 6 мкм [13]. Базальтовые волокна также обладают в три раза большей теплоизоляционной способностью, чем асбест. Истирание

    В этом обзоре тенденции исследования использования базальтового волокна в качестве армирующего материала для композитов показали, что с момента его открытия оно в основном использовалось для секретных военных операций, связанных с изготовлением прочного и легкого материала для противоракетных целей и автомобильные и аэрокосмические приложения [13], [43]. В последующие годы были обнаружены новые свойства базальта, когда материал был открыт для гражданских исследований. Было обнаружено, что базальт обладает лучшими свойствами, чем

    Эта работа была поддержана Программой фундаментальных научных исследований через Национальный исследовательский фонд Кореи (NRF), финансируемой Министерством образования, науки и технологий (номер проекта: 2013R1A1A2A10063466).

    Ссылки (178)

    • W. Li et al.

      Механические свойства геополимерного бетона, армированного базальтовым волокном, при ударном нагружении

      Mater Sci Eng

      (2009)

    • Д.П. Диас и др.

      Вязкость разрушения геополимерных бетонов, армированных базальтовыми волокнами

      Cement Concr Compos

      (2005)

    • T. Alomayri et al.

      Характеристика геополимерных композитов, армированных хлопковым волокном

      Compos Part B – Eng

      (2013)

    • V. Fiore et al.

      О механическом поведении BFRP по отношению к смешанным соединениям алюминия AA6086

      Compos Part B – Eng

      (2013)

    • Р. Морент и др.

      Нетермическая плазменная обработка текстиля

      Surf Coat Technol

      (2008)

    • R.H. Newman et al.

      Механизмы разрушения композитов, армированных однонаправленным листовым волокном Phormium.

      Характеристика режима разрушения полиэтиленовых композитов с наполнителем из шелухи кукурузы с помощью акустической эмиссии

      Polym Test

      (2006)

    • B. Ozturk et al.

      Износостойкие свойства гибридных фрикционных материалов, армированных керамическим и базальтовым волокном

      Tribol Int

      (2007)

    • C. Martias et al.

      Влияние добавок стекловолокна, слюды и вермикулита на механические свойства композита на основе гипса при комнатной температуре и во время испытания на огнестойкость

      Композиты Часть B – Eng

      (2014)

    • С. Д. Пандита и др.

      Ударные свойства композиционных материалов, армированных уточной трикотажной тканью

      Compos Sci Technol

      (2002)

  • D. Falconnet et al.

    Прочность на излом уточных трикотажных композиционных материалов

    Композиты Часть B

    (2002)

  • A.P. Mouritz et al.

    Свойства межслойной трещиностойкости в режиме I передовых текстильных стекловолоконных композитов

    Композиты Часть A

    (1999)

  • O.A. Хондкер и др.

    Послеударные характеристики стеклотекстильных композитов, трикотажных по утку, после удара

    Композиты Часть A Леонг

    и др.

    Исследование механических характеристик уточных композитов стекло/эпоксидная смола

    Compos Sci Technol

    (1998)

  • З.М. Хуанг и др.

    Подходы к микромеханическому моделированию жесткости и прочности трикотажных композиционных материалов: обзор и сравнительное исследование

    Композиты Часть A

    (2000)

  • L. Balea et al.

    Механические свойства армированных инъекционных композитов полотняной вязки: влияние нитей и типа волокна

    Compos Part B – Eng

    (2014)

  • D. Kurniawan и др.

    Плазменная полимеризация в тлеющем разряде при атмосферном давлении для обработки поверхности проклеенных композитов базальтовое волокно/полимолочная кислота

    Реакция на многократное воздействие ручной укладки и вакуумной инфузии толстых стеклопластиков

    Int J Impact Eng

    (2008)

  • E. Sevkat et al.

    Ударопрочность полотняных гибридных стеклографитовых/упрочненных эпоксидных композитов

    Compos A Appl Sci Manuf

    (2009)

  • G. Belingardi et al.

    Низкоскоростные испытания на удар многослойного стекловолоконно-эпоксидного матричного композитного материала

    Int J Impact Eng

    (2002)

  • X. Wang et al.

    Низкоскоростные ударные свойства трехмерных тканых гибридных композитов на основе базальта и арамида

    Compos Sci Technol

    (2008)

  • Y. Zhang и др.

    Механические и термические свойства полибутиленсукцинатных композитов, армированных базальтовым волокном

    Mater Chem Phys

    (2012)

  • T. Czigany

    Специальные механические свойства и характеристики армированных полипропиленовых волокон исследование акустической эмиссии

    Compos Sci Technol

    (2006)

  • M.T. Ким и др.

    Влияние углеродных нанотрубок, модифицированных силаном, на поведение при изгибе и разрушении эпоксидно-базальтовых композитов, модифицированных углеродными нанотрубками

    Compos B Eng

    (2012)

  • I.D.G. Ари Субагиа и др.

    Механические характеристики многослойных ламинатов из базальтового волокна и эпоксидной смолы, содержащих микро/наночастицы турмалина

    Композиты, часть B – англ.

    Стеклянные и базальтовые волокнистые тканые композиты, испытанные методом неразрушающего контроля

    Compos Part B – Eng

    (2013)

  • М. Черный и др.

    Механические свойства частично пиролизных композитов с армированием базальтовым волокном полотняного переплетения

    Ceram Int

    (2014)

  • М.Т. Ким и др.

    Влияние поглощения морской воды на характеристики демпфирования вибрации и характеристики разрушения многомасштабных композитов базальт/УНТ/эпоксидная смола

    Compos Part B – Eng

    (2014)

  • Ф. Сарасини и др.

    Ударные характеристики тканых гибридных базальт-углеродных/эпоксидных композитов при падении веса

    Compos Part B – Eng

    (2014)

  • P. Larrinaga et al.

    Нелинейная аналитическая модель композитов на основе базальтового текстильного армированного раствора при одноосном растяжении Ким

    и др.

    Исследование кислородно-плазменной обработки базальтового волокна и ее влияния на свойство межслойного разрушения базальтовых/эпоксидных тканых композитов

    Compos Part B – Eng

    (2011)

  • Q.H. Ван и др.

    Исследование характеристик трения и износа базальтовых композитов, наполненных графитом и нано-SiO

    2

    Mater Des

    (2010)

  • F. Sarasini et al.

    Влияние гибридизации базальтового волокна на ударные характеристики при низкой скорости удара композитов стекло/базальтовая ткань/эпоксидная смола

    Композиты Часть A

    (2013)

  • M.E.M. Mahroug и др.

    Экспериментальный ответ и кодовое моделирование сплошных бетонных плит, армированных стержнями из BFRP

    Compos Struct

    (2014)

  • H. Zhu et al.

    Экспериментальное исследование огнестойкости железобетонных балок, усиленных приповерхностными стержнями из BFRP с высокой Tg

    Compos Part B – Eng

    (2014)

  • М. Урбански и др.

    Исследование железобетонных балок, армированных базальтовой арматурой, как эффективной альтернативы традиционным железобетонным конструкциям

    Proc Eng

    (2013)

  • M. Pearson et al.

    Долговременное поведение предварительно напряженных полимерных стержней, армированных базальтовым волокном Рафтери

    и др.

    Балки из низкопробной клееной древесины, армированные с использованием усовершенствованной компоновки вклеенных стержней из стеклопластика

    Constr Build Mater

    (2014)

  • D. Yeboah и др.

    Поведение стержней из армированного базальтовым волокном (BFRP) полимера, армированного базальтовым волокном (BFRP), скрепленных перпендикулярно волокнам клееного бруса

    Constr Build Mater

    (2013)

  • E. Quagliarini

    Определение характеристик растяжения стержней и канатов из базальтового волокна: первый вклад

    Constr Build Mater

    (2012)

  • Ф. Сарасини и др.

    Гибридные композиты на основе арамидных и базальтовых тканей: режимы ударного разрушения и остаточные свойства

    Характеристики базальтового волокна как усиливающего материала для бетонных конструкций

    Compos Part B – Eng

    (2005)

  • A. Kalam et al.

    Усталостные характеристики композитов волокно/эпоксидная смола плодов масличной пальмы и углеродное волокно/эпоксидная смола

    Compos Struct

    (2005)

  • Q. An et al.

    Электрофоретическое нанесение углеродных нанотрубок на углеродное волокно для получения углеродно-эпоксидных композитов с улучшенными механическими свойствами

    Повышение межслойной трещиностойкости углеродного волокна/эпоксидных ламинатов путем введения наночастиц

    Compos Part B – Eng

    (2012)

  • J.H. Ли и др.

    Прочностные и термические свойства базальтовых/эпоксидных композитов, армированных УНТ

    Mater Sci Eng A – Struct

    (2010)

  • V. Manikandan et al.

    Исследование влияния модификации поверхности на механические свойства полимерных композитов, армированных базальтовым волокном

    Compos Part B – Eng

    (2012)

  • Дж.С. Сабо и др.

    Статическое разрушение и разрушение ориентированных прерывистых полипропиленовых композитов, армированных минеральным волокном

    Polym Test

    (2003)

  • S. Carmisciano et al.

    Винилэфирные композиты, армированные базальтовым волокном: изгибные и электрические свойства

    Изменчивость механических свойств армированных базальтоволокном полимерных балок, изготовленных методом мокрой укладки

    Mater Des

    (2014)

    • art

      2022, Case Studies in Construction Materials

      В течение последних нескольких десятилетий усиление и восстановление железобетонных (ЖБ) конструкций с использованием армированных волокном полимерных (FRP) композитов считались одним из наиболее перспективных методов достижения требуемой прочности. и срок службы конструкции. Старые конструкции требуют обслуживания и ремонта из-за суровых условий окружающей среды, стихийных бедствий, изменений приложенных нагрузок, коррозии арматуры и плохого обслуживания. Было проведено множество исследований по усилению железобетонных конструкций на изгиб и сдвиг с использованием различных материалов FRP по разным схемам. Внешняя фиксация (EB), анкерная фиксация и поверхностный монтаж (NSM) были основными методами укрепления, которые рассматривались исследователями как экспериментально, так и теоретически. Цель данной работы — дать краткий обзор литературы по изгибу и сдвигу железобетонных балок, армированных материалами FRP по различным схемам. Также была рассмотрена эффективность различных типов материалов и процессов FRP. Кроме того, он иллюстрирует сравнение стоимости различных схем усиления и ограничения усиления FRP. В этом документе также излагаются пробелы в знаниях и возможные направления исследований для структур, усиленных FRP, что приводит к лучшему пониманию и созданию руководящих принципов проектирования.

    • Повышение несущей способности одноболтовых одноболтовых базальтокомпозитных соединений за счет локального усиления места соединения углеволокном исследованы одноболтовые базальтокомпозитные соединения внахлестку. Для изготовления трех типов тестовых конфигураций, а именно эталонного базальтового шва, локализованного утолщенного шва с использованием базальтового волокна и локализованного утолщенного шва с использованием углеродного волокна, была использована технология вакуумного трансферного формования смолы, т.е. -подобный и несэндвич-подобный способ. Эти конфигурации были протестированы при растягивающей нагрузке, а затем исследованы с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Ламинирование и утолщение несколькими слоями одного и того же материала (базальтового волокна) привели к улучшению несущей способности и поглощения энергии на 56,6% и 104,6% соответственно. Когда эти дополнительные слои базальтового волокна для локального утолщения были заменены углеродным волокном, было достигнуто улучшение несущей способности и способности поглощения энергии на 80,2% и 167,3% соответственно.

      СЭМ-изображение показало, что добавление нескольких слоев в месте соединения изменило окончательный вид разрушения со сдвига на межслойное разрушение без существенного влияния на поведение после разрушения. Это исследование показало, что локальная межслойная гибридизация является важным конструктивным параметром болтовых соединений, позволяющим улучшить характеристики подшипника соединения.

    • Влияние дисперсии и распределения волокон на свойства асфальтобетонной смеси при растяжении при изгибе На основе моделирования методом конечных элементов

      2022, Строительство и строительные материалы Прочность асфальтобетонной смеси. Нано-компьютерная томография (нано-КТ) использовалась для изучения реалистичных особенностей распределения базальтовых волокон в асфальтовом растворе. Кроме того, были проведены тесты распределения и согласия, чтобы выяснить форму распределения, которая может хорошо описывать распределение базальтовых волокон. Трехмерные модели волокон с различными формами распределения были созданы в программе конечных элементов ABAQUS. Затем было смоделировано испытание на трехточечный изгиб для анализа влияния дисперсии и распределения волокон на свойства асфальтобетонной смеси при растяжении при изгибе. Результаты моделирования показывают, что модель балки из асфальтобетонной смеси показывает лучшее сопротивление растяжению, когда волокна лучше распределены. Более того, чем больше базальтовых волокон находится в нижней части среднего пролета, тем больше способствует снижению пиковых напряжений в нижней части балки и замедлению растрескивания асфальтобетонной смеси.

    • Химические аспекты применения базальта в цементных композитах

      2022 Строительные материалы

      Базальт относится к материалам, широко применяемым в машиностроении. Продукты на основе базальта распространены в гражданском строительстве, автомобилестроении или судостроении, но их можно найти, например, также в лопастях ветряных турбин или спортивных товарах. Эта статья посвящена химическим аспектам применения базальта в цементных композитах, кажущейся узкой области, которая до сих пор не исследовалась достаточно подробно. Сначала представлен обзор основных применений базальта в цементных композитах. Влияние активных наполнителей, крупных заполнителей и различных видов армирования на функциональные свойства проанализировано на ряде характерных примеров. Затем оценивается химическая активность различных форм базальта в вяжущих матрицах. Механизмы химических взаимодействий базальта с агрессивными средами описаны на общем уровне, чтобы обеспечить руководство для такой оценки. Следовательно, взаимодействие базальта в виде порошка или агрегата и базальтовой арматуры с цементной матрицей определяется с химической точки зрения. Наконец, сформулированы предложения для будущих исследований, вдохновленные выявленными пробелами в текущих знаниях.

    • Динамические характеристики армированных пластиком цементных балок, армированных биологическим материалом

      2022, Цементные и бетонные композиты

      Динамические характеристики конструкций на основе цемента/бетона вызывают все больший интерес в строительной отрасли. Многие виды армирования, например, стальная арматура, армированный волокном полимер, были введены для улучшения механических характеристик конструкции при динамической нагрузке. В этой статье примитивная минимальная поверхность — один из типов структуры тройной периодической минимальной поверхности (TPMS) — используется в качестве армирования балок на цементной основе. Арматурные леса и формы TPMS-Primitive печатаются из термопластичного материала на основе полимолочной кислоты (PLA), а затем заливаются цементным раствором для отливки балок. Численно исследованы различные толщины и линейная функционально градуированная толщина каркасов TPMS-Primitive. Эта конструкция помогает устранять связанные с коррозией отказы традиционной арматуры. Для испытаний на удар изготавливаются три типа балок: одно- и двухслойные армированные балки TPMS-Primitive и одна неармированная балка. Экспериментальные и численные результаты вполне согласуются с точки зрения временной динамики ударных сил, поглощения энергии и характеров разрушения. Результаты исследований показывают, что армированные цементные балки TPMS-Primitive обладают значительной устойчивостью к несущей способности. Изготовление этого типа арматуры может быть достигнуто за счет использования передовых технологий аддитивного производства из переработанного пластика.

    • Оптимизация анкеровки и девиатора для железобетонных балок, предварительно напряженных внешними напрягающими элементами из полимера, армированного базальтовым волокном БФРП) сухожилия. Композитно-клиновой (CW) фиксатор для сухожилий BFRP был впервые разработан. Размеры клина были оптимизированы с помощью анализа методом конечных элементов (КЭ). Дополнительно была создана трехмерная КЭ-модель девиатора-сухожилия, а отношение радиуса кривизны девиатора к радиусу сухожилия (

      R d / R p ) и угол изгиба ( θ ) сухожилия BFRP были оптимизированы. Кроме того, было проведено экспериментальное исследование поведения на изгиб ненапряженной бетонной балки и предварительно напряженной балки с внешними сухожилиями из BFRP. Результаты показывают, что предложенная анкеровка CW достигла коэффициента эффективности анкеровки 85%. Рекомендуемое нижнее предельное значение R d / R p равно 200, а верхнее предельное значение θ составляет 5°. Предварительно напряженная железобетонная балка с внешними сухожилиями из BFRP показала улучшенные характеристики изгиба по сравнению с ненапрягаемой ж/б балкой. Напряжения BFRP в анкерных зонах и натяжения на девиаторах остались нетронутыми при предельной нагрузке на балку. Результаты подтверждают эффективность параметров анкеровки и девиатора.

    Посмотреть все цитирующие статьи в Scopus
    • Исследовательская статья

      Изготовление композитов полипиррол/нанорасширенный графит от

      Интеркаляционная полимеризация in situ и их свойства поглощения микроволнового излучения

      Композиты Часть B: Engineering, Volume 73, 2015, pp. 181-187

      в слои расширенного графита. Морфология и наноструктуры полученных композитов охарактеризованы методами автоэмиссионной сканирующей электронной микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа. Результаты показали, что in situ интеркаляционная полимеризация катиона пиррола в слои расширенного графита может разделить графит на листы нанорасширенного графита. Взаимодействия между полипирролом и графитовым листом также были подтверждены инфракрасной спектроскопией с преобразованием Фурье. Изготовленные нанокомпозиты полипиррол/нанорасширенный графит-1,5 показали очевидное улучшение поглощения микроволн по сравнению с полипирролом или самим расширенным графитом. При толщине 2,7 мм оптимальный пик поглощения достигал -48 дБ на частоте 13,4 ГГц, а ширина полосы, соответствующая потерям на отражение при -10 дБ, составляла 3,4 ГГц (от 13,2 до 16,6 ГГц). Минимальное значение RL достигло −34 дБ при толщине 2,5 мм для полипиррола/нанорасширенного графита-1,5. Кроме того, можно было наблюдать, что полоса поглощения с RL ниже -10 дБ была получена в диапазоне частот 5–18 ГГц для полипиррола/нанорасширенного графита-1,5 толщиной 2–5 мм. Это открыло бы путь к производству легких материалов, поглощающих микроволновое излучение.

    • Научная статья

      Сопротивление истиранию и энергия разрушения бетонов с базальтовым приводятся физико-механические свойства бетонов. Бетоны высокой и нормальной прочности были отлиты путем регулирования отношения воды к цементу 0,45 и 0,60, и в общей сложности было приготовлено десять смесей путем включения в эти бетоны различных количеств и размеров BF. Результаты испытаний показали, что улучшенная прочность на изгиб, энергия разрушения и сопротивление истиранию могут быть получены при использовании BF даже при низком содержании. Однако включение БВ в бетон привело к снижению прочности на сжатие. Установлена ​​достаточно сильная связь между абразивным износом и пустотностью и прочностью бетонов на изгиб.

    • Научная статья

      Изменчивость механических свойств полимерных стержней, армированных базальтовым волокном, изготовленных методом мокрой укладки

      Materials & Design (1980-2015), Volume 56, 2014, pp. 898-906

      Армированный базальтовым волокном полимерные (BFRP) стержни были изготовлены из базальтового волокна, которое было изготовлено из изверженной базальтовой породы. Эти стержни были произведены с использованием нового типа автоматизированного процесса мокрой укладки для потенциального использования в качестве внутреннего армирования бетона. В то время как определение механических свойств BFRP является важным первым шагом, статистическое исследование изменчивости механических свойств имеет решающее значение как для определения гарантированных свойств, так и для контроля качества производства. Цель этого исследования состояла в том, чтобы определить изменчивость механических свойств баров BFRP, чтобы проверить полезность нового процесса. Методы статистического анализа были применены для исследования вариации и распределения набора данных, полученных в результате испытаний на растяжение стержней BFRP. Результаты тестов Колмогорова-Смирнова (K-S) показали, что данные имеют нормальное распределение, соответствующее уровню достоверности 9.9,875%. Это позволит определить гарантированные свойства на основе подходов Американского института бетона (ACI 440. 1R) и Канадской ассоциации стандартов (CSA S806). Исследование показало, что стержни из BFRP, изготовленные с использованием нового автоматизированного процесса мокрой укладки, имеют такие же различия, как и стержни из FRP, изготовленные другими методами. Тем не менее, этот процесс имеет экономическую выгоду по сравнению с традиционным методом пултрузии из-за его простоты и экономической эффективности в результате менее строгого контроля производства.

    • Исследовательская статья

      Огнестойкость композита из базальтового волокна

      Композиты Часть А: Прикладная наука и производство, Том 71, 2015 г., стр. 107-115 в композитах с полимерной матрицей для отдельных применений. В этом исследовании структурная огнестойкость композита из базальтового волокна определяется экспериментально и аналитически и сравнивается с эквивалентным ламинатом, армированным стекловолокном Е. При воздействии того же лучистого теплового потока композит из базальтового волокна нагревался быстрее и достигал более высоких температур, чем ламинат из стекловолокна из-за его более высокой теплоотдачи. Структурная живучесть базальтоволоконного композита при растяжении уступала ламинату из стекловолокна при воздействии того же лучистого теплового потока. Размягчение при растяжении обоих материалов происходило за счет термического размягчения и разложения полимерной матрицы и ослабления армирования волокнами, которые происходят с одинаковой скоростью. Низкая огнестойкость базальтового волокнистого композита в основном связана с более высокой излучательной способностью, из-за чего он становится более горячим в огне.

    • Научная статья

      Механические свойства базальтовых волокон и их адгезия к полипропиленовым матрицам

      Композиты Часть Б: Машиностроение, Том 67, 2014 г., стр. 233-238

      Данная работа направлена ​​на изучение механических свойств базальта волокна и их адгезия к полипропиленовым (ПП) матрицам. Испытания на растяжение отдельных нитей использовались для расчета прочности различных типов волокон, характеризующихся различными поставщиками и обработкой поверхности. Испытания на фрагментацию одиночных волокон (SFFT) использовались для расчета критической длины волокон в матрице гомополимера полипропилена и в матрице полипропилена, модифицированной малеиновым ангидридом. Было показано, что на прочность на растяжение волокон не оказывает существенного влияния происхождение или обработка поверхности. Только волокна без какой-либо проклейки демонстрируют очень низкие механические свойства. С другой стороны, было показано, что прочность на растяжение сильно зависит от длины нити. Теория Вейбулла использовалась для расчета подгоночных параметров σ 0 и β , которые были необходимы для экстраполяции предела прочности при растяжении на критическую длину, определенную методом SFFT. Это позволило рассчитать адгезионные свойства базальтовых волокон. Было показано, что адгезия волокна к матрице зависит как от наличия проклейки на поверхности волокна, так и от модификации матрицы.

    • Исследовательская статья

      Механические характеристики многомасштабных базальтовых волокнисто-эпоксидных ламинатов, содержащих микро/наночастицы турмалина

      Композиты, часть B: Engineering, Volume 58, 2014, pp. 611-617

      Исследованы изгибные свойства эпоксидного композитного ламината, армированного базальтовым волокном (БФА). Ламинаты ТМ/базальт/эпоксидная смола были изготовлены путем пропитки тканых базальтовых волокон эпоксидной смолой, смешанной с частицами ТМ, посредством вакуумного формования смолы. Испытания на растяжение и изгиб проводились в соответствии со стандартами ASTM. Поверхности изломов охарактеризованы методами сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной спектроскопии. Результаты показали значительное улучшение как прочности на растяжение, так и прочности на изгиб и модуля, когда частицы турмалина были включены в базальт/эпоксидный композит. Наилучший результат был получен при загрузке TM поверхностно-активным веществом (т. е. C4) в количестве 1 мас. %, что показало увеличение примерно на 16 % как прочности на растяжение, так и прочности на изгиб, а также увеличение модуля прочности на растяжение и изгиб на 27,4 % и 153,3 %, соответственно, по сравнению с чистым базальт/эпоксидный композит. Улучшенные характеристики ламинатов ТМ/базальт/эпоксидная смола объясняются хорошей дисперсией частиц ТМ в эпоксидной матрице, обеспечивающей увеличенную площадь поверхности для сильного межфазного взаимодействия и хорошей передачи нагрузки.

    Просмотреть полный текст

    Copyright © 2014 Elsevier Ltd. Все права защищены.

    Отличие и особенности материала

    Минеральная вата отечественного или импортного производства применяется при строительстве зданий, производстве автобусов, поездов, катеров, бани утепляют ватой и многое другое. Минеральная вата и базальт относятся к категории строительных утеплителей, получаемых из неорганических веществ. Но в обиходе минеральную вату обычно называют стекловатой.

    Содержание

    1. Особенности базальтовой ваты
    2. Преимущества и недостатки утепления базальтовой ватой
    3. Особенности минеральной ваты
    4. Какой материал лучше

    Особенности базальтовой ваты способность хорошо сохранять форму и способность сохранять форму

    Базальтовая вата легкие нагрузки

    Базальт – один из самых твердых камней; из него делали памятники в Древнем Египте. Наиболее распространенным базальтовым продуктом в строительстве является вата. На первый взгляд, его производство — сложный процесс. Для его получения расплавленный камень расщепляется на длинные и тонкие волокна под воздействием высокой температуры.

    Вещество имеет пористую структуру, насыщено кислородом, негорючее, паропроницаемое, но малогигроскопичное — почти не впитывает влагу. Базальтовая минеральная вата легко режется, но сохраняет форму и выдерживает небольшие нагрузки. Это определяет его широкое применение. Незаменим для вентилируемых фасадов. Находясь круглый год под воздействием холода, влаги, снега, отрицательных или высоких температур, утеплитель не разрушается и выполняет свою теплосберегающую функцию. Однако она не покрыта мембранами и пленками.

    Базальтовая вата используется в строительных конструкциях практически во всех областях снаружи и внутри здания. Благодаря низкой гигроскопичности ей выгодно утеплять бани, сауны. Монтируется на вентилируемые фасады в составе сэндвич-панелей. Применяются для изоляции трубопроводов, работающих в различных условиях – от -120 градусов до +700 градусов по Цельсию. Благодаря своей огнеупорности и легкости материал используется для изоляции конструкций от нагревательных элементов — дымоходов печей и каминов, для отделения топки от основной кладки.

    Огнестойкость – одна из особенностей каменной ваты

    У этого материала больше плюсов, чем минусов. Это связано со свойствами исходного материала – базальт является одним из самых твердых камней, с которым трудно работать. В виде ваты сохраняет свои свойства. Она выделяет гораздо меньше пыли, чем стекловата, благодаря более прочным волокнам. Достоинства материала:

    Базальтовая вата со временем накапливает влагу

    Несмотря на широкий спектр применения, огнестойкость, звукоизоляцию, базальтовая вата имеет и недостатки:

    • Высокая цена.
    • Менее прочный, чем пенополистирол.
    • Паропроницаем, поэтому со временем накапливает влагу.
    • При резке и укладке выделяет небольшое количество пыли, поэтому необходимо носить респиратор.

    Минеральная изоляционная плита жестче, чем вата. Минвату можно отпускать в упаковках или навалом. По своим характеристикам они одинаковы, но если нужно утеплить стену, для укладки предпочтительнее плита.

    Базальтовая вата во многом похожа на другие теплоизоляторы из неорганических материалов. Но он будет отличаться от аналогичных материалов следующими аспектами:

    • Легче в монтаже, чем стекловата. Стекловолокно приходится помещать в респиратор, плотный костюм, так как волокна могут попасть в дыхательные пути, на кожу и вызвать раздражение. При работе с базальтовым аналогом такие меры не нужны.
    • Базальтовая вата выдерживает нагрев до 1100 градусов, при нагреве до 700 градусов она долго не меняет своих свойств, а стекловата начинает менять свою структуру уже при 300 градусах.
    • Изоляция более экологична, выделяет меньше вредных веществ.
    • Стоимость выше, чем у стеклянных аналогов.

    Особенности минеральной ваты

    Минеральная вата является хорошим теплоизолятором

    К этой категории строительных материалов относятся: шлаковата, полученная из отходов металлургической промышленности, стекловата из расплавленного кварцевого песка и каменная вата, в том числе базальтовая. Все эти виды устойчивы к огню; для их воспламенения потребуется несколько сотен градусов. Для сравнения, популярный утеплитель из пенополистирола тлеет уже при 85 градусах. Вата обладает отличной звукоизоляцией. Каменная вата меньше всего впитывает влагу, стекловата требует влагоизоляции, иначе, впитав воду, она практически полностью теряет свои теплоизоляционные свойства.

    Минваты являются хорошими теплоизоляторами, их применяют в различных частях зданий и транспортных средств, в том числе и на кораблях. Они просты в обработке, имеют малую плотность и малый вес, поэтому удобны при транспортировке. Небольшой слой такого утеплителя по своим теплоизоляционным характеристикам (но не по прочности) подобен кирпичной стене.

    Каменная вата при соблюдении технологического процесса безвредна для здоровья. Стекловата чаще используется в промышленных зданиях, так как она более вредна. Его волокна легко рвутся, попадая в дыхательные пути или на кожу, вызывая раздражение.

    Какой материал лучше

    Утеплитель из стекловолокна сильно крошится и вызывает аллергию

    Какой сорт выбрать зависит от конкретной задачи, поставленной перед утеплителем. Стекловата дешевая, но сильно крошится, вызывает аллергию, поэтому в жилых помещениях ее не используют. При строительстве бизнес-центров в Москве и других городах минеральная вата используется для утепления фасадов, стен и других конструктивных элементов. Строители выбирают базальтовый утеплитель, так как он более устойчив к погодным условиям.

    Основное отличие базальтовой минеральной ваты – короткие и толстые волокна в ее структуре, что делает материал более устойчивым к нагрузкам. Благодаря низкому влагопоглощению подходит для помещений с повышенной влажностью – душевых, саун, бань. Несмотря на наличие в составе фенола, он считается экологически чистым, поэтому используется в жилых помещениях и офисах для утепления стен, звукоизоляции перегородок, утепления крыш.


    Базальтовая вата обладает повышенной механической прочностью, не крошится. Его предпочтительнее использовать для дверей, как наиболее прочный, устойчивый к динамическим нагрузкам. По остальным характеристикам пожарной безопасности, звуко- и теплоизоляции другие виды минеральной ваты аналогичны.

    Более экологичная арматура — GreenBuildingAdvisor

    В настоящее время вы найдете два типа арматуры: стальную арматуру и композитную (неметаллическую) арматуру. Композитная арматура изготавливается из углеродного волокна, стекловолокна или базальта. Углеродное волокно имеет непомерно высокую стоимость (от 40 долларов за кг), что делает его непрактичным для большинства применений. Стекловолокно имеет ограничения по производительности и более сильное воздействие на окружающую среду, чем базальт, который также является самым прочным из трех материалов. Фото предоставлено Basanite Industries, LLC.

    Подробнее Руководство по продукту

    Немногие строители уделяют столько внимания экологизации своих строительных практик, чтобы использовать арматуру, но для тех, кто это делает, арматура BasaFlex BFRP предлагает более экологичную и коррозионностойкую альтернативу обычной арматуре. Продукт изготовлен из обильной вулканической породы. По словам Фреда Тингберга, представителя Basanite Industries, их бетонная арматура «примерно на четверть легче стали и в два с половиной раза прочнее». Под прочным он подразумевает, что материал обладает более чем в два раза большей прочностью на разрыв, чем сталь. В то же время, будучи на минеральной основе, он имеет термический коэффициент, аналогичный бетону, что позволяет избежать трещин от напряжения, которые образуются во время циклов замораживания-оттаивания из-за разной скорости расширения бетона и стали. Неагрессивная базальтовая арматура популярна для бассейнов, волноломов и прибрежного строительства.

    Композитная арматура BasaFlex выпускается в размерах от № 2 (1/4 дюйма) до № 8 (1 дюйм) и длиной 10, 20 и 40 футов.

    Базальт, основной ингредиент BasaFlex, является магматическая горная порода, образовавшаяся в результате остывания лавы. В нем высокое содержание магния и железа. Среди наиболее распространенных минералов на Земле он составляет 90% всех вулканических пород на нашей планете. Римляне использовали базальт в своем строительстве. Основанная на базальте крыша Пантеона остается крупнейшим в мире бетонным куполом без опоры спустя 2000 лет после постройки. Плотный, но упругий базальтовый заполнитель, встроенный в цилиндрические стены, обеспечивал прочность на растяжение, необходимую для того, чтобы удерживать вес купола, направленный наружу, подобно тому, как «обручи бочки скрепляют деревянные планки (или доски) вместе», — пишет Александр Хан в своей книге 9.0176 Математические экскурсии по великим зданиям мира. Огромный бетонный фундамент Пантеона также содержит базальт.

    Basanite также производит линейку базальтовых волокон, используемых в качестве добавки к бетону. Цена: Связка из 50 футов (5 10-футовых стержней) базальтовой арматуры 5/8 (6 мм) стоит 49,95 долларов на Concrete Exchange. В то время как армирующая сетка (например, сетка 6.6.10.10. WW) продается квадратными метрами по цене 11,55 долларов США. А на Бетонной бирже 3-фунтовый. мешок CX Basalt Concrete Reinforcement стоит 34,9 доллара США.5. Фото предоставлено Basanite Industries, LLC.

    Несмотря на то, что это древний строительный материал, базальт используется для изготовления арматуры всего девять лет. Представленный на рынке США компанией Kodiak Rebar в 2013 году, этот материал изготавливается путем плавления изверженной породы в печи при температуре 1700°C; затем из него формируют длинные волокна путем выдувания из него нити — подобно тому, как из силикатной породы изготавливают стекловолокно. В отличие от производства стеклопластика, для которого требуется ацетон и перекись метилэтилкетона, базальтовая арматура не имеет токсичных химических добавок. По словам Тингберга, арматура на основе базальта имеет менее 1/10 углеродного следа стали, а базальт оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду в оценке жизненного цикла (LCA) по сравнению с другой арматурой из FRP (армированного волокном полимера), в том числе изготовленной со стекловолокном.

    Базальт представляет собой 90% всей вулканической породы на Земле (и на всех планетах нашей Солнечной системы). Таким образом, он остается обильным материалом.
    Что делает его «экологичным»

    Базальтовое волокно считается экологичным материалом, поскольку его производство требует меньше энергии, чем альтернативы из стекловолокна и стали. Каждый килограмм базальтового волокна, использованный вместо соответствующего количества стали, экономит более 9 кВт/ч первичной энергии. Базальтовое волокно также является биосовместимым материалом, а значит, не имеет ограничений на переработку. В отличие от стали, базальтовая арматура и сетка не требуют разделения; бетон может быть переработан за одну обработку. Кроме того, он имеет меньший вес, что снижает затраты на транспортировку углерода. [Источник]

    Базальтовая арматура производится из тысяч базальтовых волокон, пропитанных эпоксидной смолой, которая полимеризуется при прохождении через производственную линию при повышенных температурах. Здесь показана производственная линия ООО «Базальт Инжиниринг» по производству полимерной арматуры Bastech, армированной базальтовым волокном. Компания продает пакет из 10 8 футов. Прутки №4 (13 мм) за 40,32 доллара США. Фото предоставлено производителем.

    Плюсы: Базальтовая арматура не только зеленая, но и легкая, с ней проще обращаться, она полностью устойчива к ржавчине и морской воде. Он также устойчив к экстремальным перепадам температуры, ультрафиолетовым лучам и щелочной среде. Мы знакомы с мостами, подпорными стенами и строительными конструкциями с пятнами ржавчины, просачивающимися из трещин в бетоне — пятнами, которые свидетельствуют о структурном износе встроенной стали. Эта деградация не происходит с волокнами на основе базальта. Долговечность — самый сильный аргумент базальтовой арматуры для использования в тяжелой инфраструктуре. Ожидаемый срок службы бетонных плит со стальной арматурой для использования в мостах составит 25 лет. Однако срок службы панелей с армированием FRP составляет не менее 75 лет (Марек Урбански и др., Procedia Engineering, т. 57, 2013 г., стр. 1183–119).1).

    Минусы: Базальтовая арматура дороже, чем обычная стальная арматура, и базальтовые стержни не могут делать резкие изгибы, такие как углы 90°; они полагаются на фитинги для достижения поворота. Поскольку материал на минеральной основе не является проводником, его нельзя использовать для заземления Ufer. Несмотря на высокую прочность на растяжение, базальтовые стержни не соответствуют эластичности стали (75 против 200). Другими словами, прочность базальтового волокна в поперечном направлении низка по сравнению с очень высоким сопротивлением в продольном направлении, что ограничивает его использование в некоторых вертикальных конструктивных элементах высотных зданий — ограничение, с которым никогда не столкнется большинство строителей жилья.  

    ______________________________________________________________________

    Фернандо Пагес Руис — строитель и сертифицированный ICC инспектор по жилым домам, занимающийся разработкой норм.

    Избранные блоги

    Размышления энергетического ботаника Посмотреть больше

    Рассмотрение вопроса об использовании энергии в жилых помещениях
    • г.

    Руководство по продукту Посмотреть больше

    • г.

    Преимущества и недостатки распространенных типов изоляции

    Преимущества и недостатки распространенных типов изоляции

    Изоляция является важным компонентом дома и на рабочем месте. Он не только поддерживает комфортную и постоянную температуру воздуха, но и хорошая изоляция поможет снизить ваши счета за электроэнергию.

    Существует несколько типов изоляционных материалов для вашего дома, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы. Когда вы принимаете решение о том, какой тип теплоизоляции вы должны установить в своем доме или на рабочем месте, рассмотрите следующие преимущества, недостатки и информацию об установке:

    Вот наиболее распространенные типы изоляционных материалов:

    Стекловолокно

    Когда вы рассматриваете самые популярные типы теплоизоляционных материалов, вы можете сразу подумать о стекловолокне, и не зря. Стекловолокно является одним из наиболее часто используемых строительных изоляционных материалов и часто используется для изоляции кондиционеров. Это вещество изготовлено из стеклянных волокон, выдутых или пряденных для образования изоляции.

    • Преимущество : Самый распространенный, негорючий, устойчивый к воздействию влаги и эффективно блокирующий поток тепла.
    • Недостатки : При непосредственном контакте с ним может сильно раздражать кожу и легкие.
    • Установка : Довольно просто, и вы можете сделать это самостоятельно. Как правило, стекловолокно поставляется в виде войлоков, одеял и насыпных материалов, которые можно поместить между стойками и балками.

    Целлюлоза

    Если вы ищете более экологичные виды теплоизоляции, обратите внимание на целлюлозу. Этот тип изоляционного материала содержит до 85% переработанных материалов, которые измельчаются и превращаются в изоляционные материалы. Из целлюлозы часто делают сыпучий утеплитель, который подходит для компактных помещений.

    • Advantage : Экологически чистый, так как изготовлен из органической переработанной бумаги и картона.
    • Недостатки : Несмотря на то, что он обработан для защиты от влаги и вредителей, его изоляционная способность значительно снижается, когда он поглощает влагу. В результате целлюлозную изоляцию необходимо заменять примерно каждые пять лет.
    • Установка : Устанавливается путем вдувания или заливки в нужное место, что облегчает заполнение областей необычной формы.

    Каменная вата (также называемая минеральной ватой)

    Минеральная вата бывает двух видов: шлаковата и каменная вата. Минеральная вата состоит из натуральных материалов, таких как базальт или диабаз. Минеральная вата — это тип изоляционного материала, который часто превращается в изоляцию из войлока.

    • Преимущество : Огнестойкий, так как он способен выдерживать чрезвычайно высокие температуры, а также устойчив к шуму. Сравнимо со стекловолокном.
    • Недостаток : Минеральная вата дороже и не так распространена, как другие изоляционные материалы.
    • Установка : Этот теплоизоляционный материал монтируется в виде листов в стены.

    Напыляемая пена

    Хотя мы рассмотрели три распространенных типа изоляционных материалов, стоит обсудить еще несколько; один из них — жидкая пена для распыления. На выбор предлагается два вида распыляемой пены: пена с открытыми порами и пена с закрытыми порами.

    Этот тип теплоизоляции состоит из химикатов, образующих пенообразный материал, и идеально подходит для незавершенных стен. Как следует из названия, изоляция из напыляемой пены часто распыляется или впрыскивается в область, которая расширяется и затвердевает.

    • Advantage : Распыляемые/вспененные материалы отлично подходят для облицовки и изоляции существующих стен, участков неправильной формы или для обхода препятствий. Они также энергоэффективны.
    • Недостаток : Жидкий пенополиуретан не очень густой и со временем сжимается, отрываясь от каркаса.
    • Установка : Небольшие количества поставляются в контейнерах для распыления, но если вам нужны большие количества, вам, возможно, придется приобрести распылитель под давлением.

    Пенопластовые плиты

    Пенопластовые плиты — еще один тип теплоизоляционного материала, из которого изготавливают обычные бытовые изоляторы. Этот материал идеально подходит для незавершенных стен, таких как стены фундамента и подвала.

    • Преимущество : Может утеплить почти любую часть вашего дома.
    • Недостаток : Может быть дорогостоящим при установке на готовые/существующие стены.
    • Установка : Жесткие панели устанавливаются в помещениях вашего дома.

    Натуральные волокна

    Натуральные волокна, такие как овечья шерсть, хлопок и солома, можно использовать в качестве теплоизоляции для вашего дома. Однако перед использованием в качестве изоляции эти материалы должны пройти химическую обработку.

    • Advantage : Изготовлен из переработанных натуральных материалов.
    • Недостаток : Материалы из натуральных волокон должны пройти химическую обработку перед использованием в качестве изоляции.
    • Установка : Эти материалы часто превращаются в войлок или панельную изоляцию.

    Дополнительные способы повышения энергосбережения

    Теплоизоляция — не единственный способ сэкономить на энергозатратах! Правильная система кондиционирования воздуха для вашего дома или рабочего места является обязательным условием.

    Дополнительную информацию можно найти в нашем блоге и центре знаний. Если вы находитесь в районе Метро Атланта, обратитесь к специалисту по ОВКВ, который может удовлетворить ваши потребности в ОВКВ для жилых и коммерческих помещений.

    Выбор лучшего утеплителя для вас

    У теплоизоляционных материалов есть свои преимущества и недостатки, но также крайне важно учитывать фактический тип утепления, который лучше всего подходит для вашего дома. Сыпучие, одеяла, войлок и рулоны также имеют свои плюсы и минусы. Например, изоляция из войлока доступна в предварительно нарезанных размерах, а рулоны могут поставляться с крафт-бумагой, которая действует как паро- и воздухонепроницаемый барьер.

    Однако вашему дому может понадобиться нечто большее, чем новая теплоизоляция, чтобы чувствовать себя тепло и комфортно. Если вам требуется аварийный ремонт системы отопления в Атланте, позвоните в компанию Gagne, чтобы получить услуги по отоплению жилых помещений. Наши профессиональные специалисты по ОВиК имеют опыт, чтобы отремонтировать вашу систему отопления в соответствии с вашими потребностями.

    Если в Альфаретте, штат Джорджия, возникла аварийная ситуация с системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, свяжитесь с Gagne сегодня!

    Арматура из базальтового волокна | Monolithic.org

    МЫ ПЕРЕЕЗЖАЕМ В ПОСЕЩАТЬ MONOLITHICDOME.COM & MONOLITHIC.RU | ПОДРОБНЕЕ

    Изображение 1 — Щитовой вулкан на северо-востоке Нью-Мексико с глубокими отложениями базальта.


    Марина Пресли • Опубликовано • Ссылки

    Строительная отрасль узнает о существовании арматурных стержней из армированного волокном пластика. Арматура из стекловолокна присутствует на рынке уже некоторое время, проникая туда, где стальная арматура не работает. Первые распространенные приложения использовались в агрессивных средах и местах, где наведенные поля, возникающие в результате стальных железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию высоких уровней радиочастотного излучения, представляют собой проблему. В настоящее время в этой области появилась новая разработка – арматура из базальтовых непрерывных нитей.

    Базальт — обычная вулканическая порода, встречающаяся по всему миру в местах извержения вулканов, выбрасывающих лаву на поверхность. На самом деле он присутствует повсюду на глубине под поверхностью — во всем мире есть слой базальтовой породы под осадочной или метаморфической породой, которая обнажается на поверхности. Там, где он присутствует на поверхности из-за вулканической активности, он доступен в больших количествах. Щитовой вулкан, изображенный на изображении 1, находится на северо-востоке Нью-Мексико, имеет длину около 20 миль и глубину 3000 футов в базальтовых отложениях, образовавшихся в результате извержений в течение миллионов лет.

    Одно это сооружение могло бы поддерживать обширную промышленность по производству базальтовых волокон в течение многих десятилетий.

    Базальтовая порода в настоящее время добывается для многих целей, включая использование в качестве основы для дорог. Повсюду, где распространен базальт, он используется вместо известняка в качестве общей основы для строительства. На изображении 2 показан действующий карьер в структуре вулкана.

    Базальт обычно существует в виде толстых плит, соответствующих глубине первоначальных потоков лавы, и имеет вертикальные трещины в потоке. В некоторых случаях медленное охлаждение вызывает развитие восьмиугольных структур в базальтовых слоях.

    Перед изготовлением базальтовой арматуры необходимо сначала изготовить базальтовые непрерывные нити. Этот процесс начинается с дробления базальтовой породы, как показано выше, на мелкие кусочки, обычно в диапазоне ½ дюйма. Эту породу плавят в больших печах, а затем расплавленную породу вытягивают в тонкие волокна через специальные приспособления из платины и родия. Эти приспособления в промышленности называются втулками. Процесс вытягивания осуществляется с помощью специальных высокоскоростных намотчиков, которые могут поддерживать постоянную скорость волокна, даже если диаметр наматывающего устройства и нагрузка на него увеличиваются по мере накопления волокна. При вытягивании волокна из втулки оно также сильно растягивается, уменьшаясь в диаметре на 90% и более. Кроме того, на расстоянии около 15 футов между втулкой и наматывающим устройством волокно охлаждается из жидкого состояния в твердое стеклообразное состояние, химически описываемое как аморфное твердое вещество. Это охлаждение осуществляется с помощью тумана и, наконец, завершается прохождением через щетку с жидкостями на ней. В некоторых случаях этой жидкостью может быть вода; в других случаях это специальная химическая формула, называемая проклейкой, которая улучшает сцепление волокон с различными смолами.

    Этот процесс позволяет производить нити различного диаметра, причем наиболее распространенные размеры составляют от 9и 22 мкм. (Для сравнения, человеческий волос обычно составляет 100 микрон.)

    Здесь необходимо отметить несколько вещей. Во-первых, в базальтовую породу перед расплавлением не добавляют никаких химикатов или других продуктов. Природный состав некоторых базальтов идеально подходит для изготовления хороших волокон. Стекловолокно, напротив, состоит из смеси многих ингредиентов, некоторые из которых не являются экологически чистыми. Базальтовая непрерывная нить – экологически чистый продукт. И мы никогда не сможем исчерпать запасы базальтовой породы.

    Во-вторых, физические свойства базальтовых нитей весьма привлекательны. По сравнению с E-стеклом, наиболее распространенной формой стекловолокна, базальтовые нити имеют более высокую прочность на разрыв и модуль упругости, гораздо лучшую термостойкость, лучшую устойчивость к кислотным и щелочным повреждениям и не впитывают воду через сердцевину волокна, как стекло. волокна делают.

    По сравнению с углеродными, базальтовые волокна предлагают гораздо более низкую стоимость и полное отсутствие проводимости и индуктивности полей при воздействии радиочастотной энергии.

    В-третьих, по сравнению со сталью базальтовые нити намного прочнее при том же диаметре, в несколько раз легче при той же прочности и невосприимчивы к кислотам, щелочам и коррозии.

    Вот как на этом фоне базальтовые нити превращаются в базальтовую арматуру. Основной процесс называется пултрузией.

    В самом простом описании он работает путем вытягивания нитей из такого количества катушек базальтовой ровницы, сколько необходимо для изготовления готового изделия. Например, чтобы сделать базальтовый стержень диаметром 3/8 дюйма, нужно поместить на стойку, называемую шпулярником, достаточно катушек ровницы, чтобы, когда они все стянуты вместе в плотный цилиндр, диаметр цилиндра был бы 3/8 дюйма. дюйм. В процессе вытягивания ровинги протягиваются через ванну с жидкой смолой и тщательно смачиваются смолой. После смачивания ровинги протягиваются через все более мелкие фильеры и, наконец, проходят через нагретую фильеру, имеющую желаемый окончательный диаметр. Тепло в этой матрице запускает катализирующий процесс, который превращает жидкую смолу в твердый пластик.

    Изображение 3 представляет собой схематическое описание процесса. На этом изображении показано создание плоской пластины, но процесс практически такой же для круглых стержней.

    A показывает шпулярник с катушками волокна, протягиваемый в ванну со смолой, B. Оттуда волокна протягиваются через нагретую головку, C. Весь этот процесс протягивания осуществляется съемниками или тракторами, обычно работающими в тандеме, поэтому, пока один тянущий, другой выстраивается в очередь, чтобы начать процесс тяги, когда первый трактор достигает конца своего хода. Эти тракторы показаны на D. Наконец, после того, как продукт достигает конца машины, он распиливается на отрезки линейной пилой E. Пила движется вместе с линией, чтобы обеспечить равномерную резку.

    Ранние базальтовые стержни имели форму настоящих цилиндров. С опытом стало ясно, что для обеспечения хорошего механического сцепления между арматурой и бетоном требуется более плотная текстура. Наиболее часто используемая система заключается в том, чтобы спирально обернуть полосу нити вокруг арматурного стержня, пока он еще несколько мягкий, и деформировать его спиральным углублением. Другие фабрики скрепляют спираль из базальтовой нити вокруг цилиндрического стержня, чтобы создать поверхность механического соединения. Обе системы, кажется, работают хорошо, и окончательный победитель в этом соревновании еще предстоит определить.

    На изображениях 4 и 5 показаны арматурные стержни обоих типов.

    Еще одно важное соображение заключается в том, что базальтовая арматура может гнуться, но обладает сильной памятью, как пружина. Если вы сгибаете прямую арматуру, она требует большого усилия, а когда вы ее отпускаете, она возвращается к своей первоначальной прямой форме. Это позволяет отгружать базальтовую арматуру определенного размера в бухтах по 100-500 метров. Затем его можно развернуть на рабочем месте и использовать в прямом виде. На изображении 6 показаны мотки арматуры, готовые к использованию на стройплощадке.

    После снятия крышки на изображении 7 показано, как выглядят катушки.

    В стопке слева показано более 4000 футов арматуры. Тем не менее, один человек может легко переместить эту стопку вручную. Эти катушки весят менее 40 фунтов. каждый. Это большое количество стальной арматуры будет весить тонны, и для ее перемещения потребуется вилочный погрузчик.

    Базальтовая арматура также может поставляться в более традиционных прямых формах (см. рис. 8), обычно в связке для удобства обращения.

    Используя достаточное количество тепла, базальтовую арматуру можно безвозвратно согнуть. Тем не менее, вероятно, более практично использовать готовые уголки и другие формы. Изображение 9показывает различные специальные формы, созданные для различных строительных проектов.

    Реальность такова, что базальтовую арматуру можно использовать так же, как и обычную стальную арматуру. Некоторые методы необходимо изменить, но основные процессы остаются прежними. На изображениях 10, 11 и 12 показана базальтовая арматура, используемая в строительных работах.

    Базальтовая арматура явно готова к использованию в качестве замены как стальной, так и стекловолоконной арматуры. Она все же несколько дороже стали, поэтому ее сначала применяют там, где сталь имеет недостатки. Он может быстро заменить нержавеющую сталь и сталь с эпоксидным покрытием по стоимости, когда будут устранены нормативные препятствия. Поскольку его стоимость снижается с объемом производства, у него есть шанс заменить стальную арматуру в целом. Тот факт, что он не вызывает коррозии, дает ему большое преимущество перед сталью. Ясно, что сталь в бетонной конструкции — это разрушение, вызывающее ржавчину, ожидающее своего часа. В конце концов влага попадет в сталь, где бы она ни находилась и как бы хорошо она ни была защищена. Затем он ржавеет, набухает и приводит к разрушению бетона. С базальтовой арматурой этой проблемы можно избежать навсегда.

    Отсутствие скалывания дает еще одно преимущество базальтовой арматуры. Строительные нормы и правила требуют размещения стальной арматуры на расстоянии не менее 3 дюймов от поверхности бетона. Это задерживает время, когда влага проникнет в сталь. Это делает минимальную толщину панели для железобетона не менее 7 дюймов. В этом нет необходимости при использовании базальтовой арматуры. Плиту или панель можно сделать настолько толстой или тонкой, насколько это необходимо для структурной целостности. Если достаточно одного дюйма бетона, панель может иметь толщину один дюйм без риска разрушения из-за растрескивания.

    Таким образом, базальтовая арматура теперь доступна как реальная альтернатива другим системам армирования бетона.


    Об авторе:

    Марина Пресли, бизнес-леди российского происхождения, свободно владеющая английским и славянским языками, впервые заинтересовалась базальтом более 16 лет назад. Из-за ее навыков англо-русского переводчика для нефтяной промышленности г-жа Пресли была приглашена во Владимирскую область России, чтобы помочь предприятиям продвигать свою продукцию в западном мире. Там она посетила завод по производству базальтовых волокон, производивший превосходное базальтовое волокно, но из-за многолетнего плохого управления ему грозило банкротство. В 1998 Г-жа Пресли и несколько акционеров приобрели завод в России. Затем она запустила всемирную маркетинговую кампанию, сделала базальтовое волокно известным в кругах передовых материалов и основала компанию Sudaglass Fiber Technology Inc. в Хьюстоне, штат Техас.

    Фото 2 — Рабочий базальтовый карьер.

    Изображение 3 — Схематическая иллюстрация процесса пултрузии.

    Изображение 4

    Изображение 5

    Изображение 6 — Рулоны базальтовой арматуры готовы к работе.

    Изображение 7 — Развернутые бухты базальтовой арматуры.

    Изображение 8 — Стержни из базальтовой арматуры.

    Изображение 9 — Базальтовая арматура в сборных формах.

    Изображение 10 — Строительная площадка с использованием базальтовой арматуры.

    Изображение 11 — Базальтовая арматура, используемая в бетонном перекрытии.

    Изображение 12 — Базальтовая арматура, устойчивая к коррозии, связана пластиковыми стяжками, а не проволокой.

    Изображение 13

    Базальтовая веревка
    Построив несколько куполов EcoShell из базальтовой ровницы, мы поняли, что нам нужно больше. Итак, работая с Sudaglass, мы придумали эту базальтовую веревку. С ним проще обращаться, и он идеально подходит для куполов EcoShell. Веревка равна 3/4 прутка 4 мм. Он поставляется в рулонах по 10 кг (22 фунта). Из двух рулонов получится EcoShell диаметром 6 метров (20 футов). Это отличный дом или хранилище. Базальтовая веревка для использования в строительстве куполов EcoShell I. С ним легко обращаться и транспортировать, и им гораздо проще пользоваться, чем ровингом.

    Подпишитесь на БЕСПЛАТНОЕ 14-шаговое руководство по началу работы с монолитными купольными домами

    Эл. адрес:


    На пляже Пенсакола поднимается купол дома!

    Несмотря на то, что они посетили девять куполов, Сиглеры хотели бы испытать жизнь в куполе, прежде чем делать крупные инвестиции в его строительство. Увидеть Око бури на острове Салливана было решающим фактором. «Этот дом стал доказательством того, что купола можно строить красиво», — сказала Валери Сиглер.


    Что нужно знать о монолитном купольном доме перед его покупкой!

    Это новинка! Вот обязательная, обязательная к прочтению электронная книга с практической информацией практически обо всем, что связано с проектированием и строительством дома вашей мечты.

    Монолитные планы этажей

    Для купольного дома вашей мечты в нашей библиотеке есть планы этажей самых разных размеров и форм. Этот диапазон размеров включает в себя небольшие уютные коттеджи, а также просторные и эффектные замковые владения и все, что между ними. Но хотя размеры и формы могут различаться, преимущества дома с монолитным куполом остаются неизменными. В дополнение к долгосрочной экономии наши экологически чистые монолитные купола обеспечивают энергоэффективность, защиту от стихийных бедствий и многое другое. На этом веб-сайте есть инструменты и сотни статей, связанных с проектированием куполов. Кроме того, в нашем штате есть профессионалы с опытом и знаниями, которые помогут вам спроектировать точный план этажа, который вам нужен и в котором вы нуждаетесь.


    Тур «Монолитный купол» возвращается — 15 октября 2022 г.

    Тур «Монолитный купол» возвращается! После двух лет отмены пандемии мы наконец можем снова открыть кампус «Монолитный купол» для посетителей. Кроме того, у нас есть купольный дом в Юте, который мы можем показать.

    Готовьтесь к реальным чрезвычайным ситуациям, а не к судному дню

    Когда газета Dallas Observer написала об Исследовательском парке монолитных куполов, они связали купола с подготовкой к судному дню. Это упускает суть. Мы не готовимся к концу времен; мы готовимся к концу… хорошей книги, свернувшись калачиком на диване, мирно читаем, пока снаружи бушует буря.

    Возвращение: наш дом с монолитным куполом на холме

    Когда я писал о подготовке к реальным чрезвычайным ситуациям, я понял, что на этом сайте практически ничего нет о нашем доме, Аркадии.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.