Характеристики базальтовой и минеральной ваты 

Перейти к содержимому

Сегодня на современном строительном рынке можно обнаружить широкий выбор различных утеплителей. Среди этого количества самыми востребованными материалами для утепления можно считать: минеральную либо базальтовую вату. Поэтому сегодня портал Beton-Area.com поможет узнать что лучше минвата или базальтовая вата.

Базальтовая вата и ее особенности

Базальтовая вата в качестве основы имеет стекловолокно, которое производится из габбро — базальтовой породы в результате переплавки. Плита из такого материала значительно отличается от листа минеральной ваты. Но не стоит думать, что такой материал значительно лучше минеральной ваты. Оба этих материалов имеют свои плюсы и минусы.

Базальтовая вата имеет следующие технические характеристики:

1. Итак, подобный материал не имеет в своем составе токсичных веществ. Поэтому при горении этот материал не выделяет в атмосферу едкого дыма.
2. На утеплителе из базальтовой ваты не образуются загрязнения.
3. Базальтовая вата не боится воздействия грибковой плесени.
4. Подобный материал не боится высоких температур. Кроме того, материал очень легко и удобно транспортировать на абсолютно любые расстояния.

Добавить вышесказанное, нужно лишь длительным сроком эксплуатации, который при соблюдении всех установленных моментов может увеличиться на 50 лет.

Утеплитель из базальтовой ваты будет отличаться низкой степенью звукопроводности. Поэтому такой материал подойдет для звукоизоляции различных помещений. Утеплитель из базальтовой ваты считается невзрывоопасным веществом, поэтому его можно смело использовать для изоляции горячих и агрессивных сред.

Химический состав базальтового утеплителя не содержит известняковых пород и доломита. Поэтому такой материал  не представляет интереса для грызунов.

• Базальтовая вата отличается особенным строением. Волокна этого утеплителя могут располагаться в вертикальном и горизонтальном направлении. Благодаря такому строению, подобный материал характеризуется высокой степенью жесткости.
• Базальтовая вата обладает водоотталкивающими свойствами. Поэтому этот материал, может пропускать влагу не накапливая ее в своем составе.

Выше мы назвали все достоинства этого материала. Как видите, их существует предостаточное количество. Но не нужно забывать о недостатках базальтовой ваты. Теперь нужно назвать именно их.

Итак, к минусам можно отнести в первую очередь высокую цену материала. Другим недостатком является состав самого материала. К примеру, утеплитель на основе базальтовой ваты «Изовер» имеет большое количество швов. По этой причине могут быть  снижены  важные теплоизоляционные качества.

Другим отрицательным моментом подобного материала является высокий уровень прочности. В некотором роде использование во время производства фенольной связующей может сделать материал с экологической точки небезопасным утеплителем.

Чем отличается базальтовая вата от других утеплителей

Если рассмотреть базальтовую вату повнимательнее, то можно увидеть другие преимущества этого материала, которые существенно отличаются от преимуществ других подобных утеплителей.

Самым важным моментом является низкий уровень биологической и химической пассивности. Этот фактор выгодно отличает базальтовую вату от стекловаты и прочих подобных материалов.

Вата, которая имеет в своем составе базальт характеризуется  хорошей пластичностью. Более того, благодаря такой структуре во время монтажа материал не осыпается.

Исходя из этих характеристик следует сказать, что сырье обладает значительным объемом и имеет хорошие характеристики прочности. Поэтому такой материал выделяется повышенными теплоизоляционными качествами.

Нужно сказать, что все утеплители, которые производятся на основе минеральных веществ раздражают у человека, который с ними работает верхние слизистые пути. Поэтому работать с подобными материалами можно лишь только в специальных защитных средствах. Ведь только лишь в таком случае есть возможность обезопасить себя и всех окружающих от неприятного воздействия такого материала.

Особенности минеральной ваты

Про минеральную вату можно сказать многое. Однако сейчас нужно перечислить главные характеристики такого материала для утепления. Итак, минеральная вата отличается: низкой плотностью и сравнительно небольшим весом. Кроме того, такой материал формирует небольшую нагрузку на любую конструкцию.

Какой материал лучше всего выбрать

В первую очередь нужно сказать, что минеральная вата отличается сравнительно небольшой стоимостью. А вот стена, утепленная  базальтовым  покрытием обойдется в несколько раз дороже.

• Минеральная вата отличается меньшим объемом. При транспортировке она занимает меньше места. Кроме того мин вата  быстро восстанавливает свою форму даже после повреждения во время сложной транспортировки.
• Минеральная вата — это более пластичный утеплитель, который может использоваться даже на неровных поверхностях.

Если вы хотите знать ответ на вопрос, какой материал выбрать для утепления? Нужно прежде всего определить условия эксплуатации. Если вы желаете купить долговечный и экономичный вариант утеплителя, то в таком случае нужно выбрать базальтовую вату. Действительно, такой материал отличается продолжительным эксплуатационным сроком. Кроме того, базальтовую вату можно использовать для утепления абсолютно любых частей жилища. К примеру, подобным материалом утепляют: пол, стены и даже потолок.

Читайте полезный материал: Строительные материалы для внутренней отделки дома
В общем, если сравнить все характеристики обоих материалов, то можно с уверенностью сказать, что эти утеплители  имеют похожие свойства. Базальтовая вата может свободно находиться в абсолютно любых условиях. Поэтому этот утеплитель разрешается  эксплуатировать любым удобным способом. Многие люди учитывают такие характеристики, поэтому исходя из этого они отдают предпочтение именно этому утеплителю.

Похожая запись

Adblock
detector

Технические характеристики базальтовой ваты Технониколь, Роквул, Кнауф

admin | 19. 09.2017 | Базальтовая вата, Утепление дома | Комментариев нет

Базальтовая вата – это волокнистый материал, изготовленный из сырья неорганического происхождения. В процессе расплавления в него добавляется связующее вещество органического происхождения. В качестве сырья используются базальтовые горные породы (габбро, диабаз), благодаря чему образовывается базальтовая вата высочайшего качества, срок службы которой превышает 50 лет. Сферы применения материала разнообразны: утепление фасадов жилых зданий, помещений с повышенной влажностью, изоляция транспортных средств, трубопроводов, противопожарная защита конструкций.

Содержание статьи о технических характеристиках базальтовой ваты

• Технические характеристики изделий на основе базальтовой ваты
• Характеристики базальтовой ваты ведущих производителей
• Свойства базальтовой ваты
• Видео про особенности утеплителя

Технические характеристики изделий на основе базальтовой ваты

1. Низкая теплопроводность.

Пористоволокнистая структура обеспечивает высокие теплоизолирующие качества материала. Теплопроводность составляет от 0,032 до 0,045 Вт./мК.

Волокна базальтовой ваты имеют небольшую длину и расположены хаотичным образом. Это обуславливает высокие механические характеристики материала – стабильность формы и прочность. Изделия из базальтовой ваты во время эксплуатации не подвергаются температурной деформации и не дают усадки.

2. Водостойкивающие свойства.

Один из главных параметров базальтовой ваты – водостойкость (при воздействии воды материал хорошо сохраняет свои свойства). Для увеличения этого показателя изделия из базальтовой ваты пропитываются специальными составами, что значительно улучшает водоотталкивающие качества. Естественно, это повышает стоимость утеплителя.  Водопоглощение по объему не более 1-5%. Естественно, эта характеристика также зависит от марки базальтовой ваты.

3. Высокая паропроницаемость.

Изделия из базальтовой ваты обладают высокой паропроницаемостью. Это объясняется тем, что материал имеет пористо-волокнистую структуру. Этот эффект важен для любых строительных конструкций, потому что теплоизоляция базальтовой ватой не препятствует движению через наружные стены пара, при этом влага не скапливается в ограждающих конструкциях. Это существенно продлевает срок службы конструкций. Паропроницаемость базальтовой ваты составляет около 0,3 мг/(м·ч·Па).

4. Негорючесть.

Изделия на основе базальтового волокна на синтетическом связующем компоненте не распространяют пламя, не дымят, малоопасные по токсичности. Базальтовое волокно не горит. Горючесть изделий определяется количеством органического компонента в составе материала. Изделия, содержащие органическое связующее менее 5%, являются негорючими. Если связующее составляет больший процент от общей массы, относится к слабогорючим материалам.

5. Прочность на сжатие. 

Также не менее важная характеристика – прочность на сжатие, что имеет решающее значение при использовании материала для утепления рулонных плоских кровель, на которые в процессе эксплуатации идут высокие сжимающие нагрузки. Негорючие жесткие плиты из базальтового волокна соответствуют необходимым требованиям к данным конструкциям. Прочность на сжатие при 10% деформации в зависимости от марки материала от 8 до 60 кПа.

Используя утеплитель из базальтовой ваты в системах фасадного типа с тонким штукатурным слоем очень важное значение имеет прочность на отрыв слоев. По стандартам Европы, этот показатель должен быть выше 15 кН/ м?. Существующим требованиям соответствует жесткая базальтовая вата.

7. Плотность.

Использование базальтовой теплоизоляции в навесных вентилируемых фасадах, на скатных кровлях следует учитывать показатель плотности материала, который должен составлять около 100 кг/м?. Это позволяет избавиться от сползания материала и выдувания волокон. Есть материалы с меньшей и высшей плотностью: от 40 до 200 кг/м?. Выбор базальтовой ваты по этой и другим характеристикам осуществляется в зависимости от использования материала.

Характеристики базальтовой ваты ведущих производителей

Вся информация о плотности, теплопроводности, прочности и других характеристиках базальтовой ваты для большей наглядности представлена в таблицах.

Базальтовая вата Технониколь

Марка	Теплопроводность, Вт/м*С	Сжимаемость, % не более	Паропроницаемость, мг/(м.ч.Па) не менее	Водопоглощение по объему, % не более	Плотность, кг/м3
РОКЛАЙТ	0,037-0,041	30	0.3	2	30-40
ТЕХНОЛАЙТ	0,036-0,041	20	0.3	1,5	30–38
ТЕХНОБЛОК	0.035	8	0.3	1,5	40-50
ТЕХНОВЕНТ	0,036-0,039	2	0.3	1,5	10
ТЕХНОФЛОР ГРУНТ	0,034-0,043	8	0.3	1,5	81–99
ТЕПЛОРОЛЛ	0,036-0,041	55	0.3	2	25-35
ТЕХНОФАС	0,038-0,042	45	0.3	1	131–159
ТЕХНОАКУСТИК	0,035-0,040	10	0. 3	1,5	38-45

Базальтовая вата Роквул

Марка	Теплопроводность, Вт/м*С	Плотность, кг/м3	Группа горючести
ROCKMIN	0.039	26	НГ
ROCKMIN Plus	0.037	31	НГ
DOMROCK	0.045	20	НГ
SUPERROCK	0.035	35	НГ
PANELROCK	0.036	65	НГ
WENTIROCK max нижн. слой	0.036	50	НГ
WENTIROCK max верх. слой	0.036	90	НГ
ROCKTON	0.036	50	НГ

Базальтовая вата Кнауф

Материал	Теплопроводность, Вт/м*С	Плотность, кг/м3	Паропроницаемость, не меньше, мг/мчПа
Nobasil LSP	0. 036	35	0.55
Nobasil FKD-S	0.036	110	0.55
Insulation	0,035-0,041	50	0.55

Свойства базальтовой ваты

На строительном рынке предложена базальтовая вата различных производителей, отличающаяся высокими теплоизоляционными характеристиками, долговечностью и прочностью.

Теплоизоляционные характеристики базальтовой ваты

Базальтовые утеплители имеют низкую теплопроводность. Высокий уровень теплоизоляции предопределяется мелковолокнистой структурой. Тонкие взаимно-переплетающиеся волокна – это результат расплава базальтовых пород при чрезвычайно высоких температурах. На качество материала влияет градиент плотности в объеме и толщина волокна. При данной технологии производства возможно содержание пор и воздушных каналов до 95 % от всего объема материала. Теплопроводность неподвижного воздуха очень мала. Именно этот фактор является гарантом теплоизоляционных свойств базальтовой ваты. Она незаменима в строительстве, утеплительных работах и других областях.

Долговечность материала

Срок службы минваты составляет более 50 лет. Благодаря уникальному химическому составу материал обладает высокой устойчивостью к температурным колебаниям, негативному воздействию влаги и агрессивной химической среды. Он инертен практически ко всем строительным материалам, клеям, растворам. Повышенная поликонденсация связующих веществ делает минвату экологически чистым продуктом. Она не опасна ни для здоровья людей, ни для окружающей среды, поэтому может использоваться для теплоизоляции жилых зданий.

Уровень прочности

Базальтовый утеплитель отличают превосходные физико-механические свойства, а благодаря высокой устойчивости к нагрузкам и деформации его можно применять в многослойных системах.

Как говорилось ранее, минеральная вата – это устойчивый к воздействию повышенных температур материал. Она сохраняет свои первоначальные физические и химические характеристики при температуре до +400 С. При температуре +1090 С начинается незначительное разрушение структуры. Это значение считается порогом устойчивости материала.

Каталоги продукции и инструкции по монтажу ведущих производителей

Изовер

Каталог ISOVER ВентФасад

Каталог ISOVER Классик Плюс

Каталог ISOVER Классик

Каталог продукции ISOVER для Сауны

Каталог продукции ISOVER СкатнаяКровля

Каталог продукции ISOVER ШтукатурныйФасад

Инструкция по монтажу фасадной теплоизоляции

Каталог продукции ISOVER на основе каменного волокна

Каталог продукции ISOVER на основе стекловолокна

Утепление скатных кровель и мансард

Кнауф

Инструкция по монтажу теплоизоляции «Вентилируемый фасад»

Инструкция по монтажу системы теплоизоляции «Скатная кровля»

Каталог профессиональных решений по тепловой, пожарной и звуковой защите зданий

Натуральный утеплитель для частного домостроения, каталог продукции

Новое поколение натуральных безопасных утеплителей от Кнауф

Ursa

URSA теплоизоляция из минерального волокна

Каталог утеплителей Урса – Скатные крыши

Каталог утеплителей Урса – Плоские крыши

Каталог утеплителей Урса – Навесные вентилируемые фасады

Каталог утеплителей Урса – Полы и перекрытия

Каталог утеплителей Урса – Перегородки

Каталог утеплителей Урса – Штукатурные фасады

Каталог утеплителей Урса – Трехслойные наружные стены из камней, блоков и жел

Каталог утеплителей Урса – Каркасные стены и стены из сэндвич-панелей

Каталог утеплителей Урса – Стены подвалов и фундаменты

Видео про особенности утеплителя

Об авторе

admin

Adblock
detector

Технические характеристики базальтовой (каменной) ваты

Минеральный базальтовый утеплитель — ничто иное, как каменная вата. Материал заметно превосходит разновидности минеральной ваты — стекловату и шлаковату, как в отношении эксплуатационных свойств, так и по характеристикам. Утеплитель безопасен для человека, просто монтируется, отличается продолжительным сроком службы.

Содержание

• 1 Как получают базальтовый утеплитель?
• 2 О свойствах минерального утеплителя
• 3 Уровень теплопроводности на высоте
• 4 Стойкость к влаге — вне конкуренции
• 5 Паропроницаемость — для расширения области применения
• 6 Устойчивость к высоким температурам
• 7 Звукопоглощение — акустика выше среднего
• 8 Прочностные характеристики — о показателях утеплителя
• 9 Устойчивость к агрессивным средам — важный параметр
• 10 Экологичность и безопасность — вне сомнений
• 11 Область применения утеплителя: когда уместны плиты и маты

Как получают базальтовый утеплитель?

Процесс изготовления базальтовой ваты аналогичен процессу создания материала в природных условиях.

На идею разработки и внедрения технологии человека натолкнули вулканы. После их извержения на земле оставались лава, позднее преобразующаяся в прочные волокна под влиянием ветра. Именно эти волокна сегодня являются основной каменной ваты для утепления.

Так же, как и в природных условиях, базальтовые породы плавят в печи при температуре от 1500 градусов Цельсия, после чего остужают в специальных вращающихся барабанах мощной воздушной струей. Готовая базальтовая вата в зависимости от размеров представляет собой волокна с толщиной до 7 микрон и длиной до 5 см.

Для повышения прочности и упругости волокон, производитель добавляет связующие компоненты, после чего повторно нагревает материал до 300 градусов с последующим двукратным прессованием.

О свойствах минерального утеплителя

Минеральная базальтовая вата — современный, высокотехнологичный материал, представленный в разных размерах с набором качественных характеристик, отличных от других изоляторов. К ним относят:

• низкую теплопроводность;
• устойчивость к влаге;
• паропроницаемость;
• шумопоглощение;
• пожаростойкость;
• устойчивость к воздействию биологической и химической сред;
• экологичность;
• продолжительность срока службы.

Каждое из этих свойств делает утеплитель практически универсальным, а главное — практичным и безопасным.

Уровень теплопроводности на высоте

Даже самый бюджетный базальтовый утеплитель отличается особым расположением волокон, влияющим на структуру материала. Готовый утеплитель воздушный с многочисленными прослойками между волокнами отлично справляется с сохранением тепла. Именно этим объясняется минимальный коэффициент теплопроводности материала, который колеблется в пределах от 0,032 до 0,048 ватта на метр на Кельвин. Чтобы понимать, что это означает, можно отметить, что базальтовая вата по свойствам аналогична пробке вспененного пенополистирола или каучука.

При сравнении характеристик утеплителя на основе базальтовой ваты с характеристиками других материалов, преимущества первого становятся очевидными.

Так, например, заменить мат толщиной 10 см и плотностью 100 кг на метр кубический сможет керамическая кирпичная стена толщиной в 117 см.

Глиняный кирпич должен иметь толщину в 160 см, только в этом случае он сможет «догнать» базальтовый утеплитель в отношении способности сохранять тепло. Чтобы добиться таких же показателей от силикатного кирпича понадобится выложить стену толщиной в два метра, а деревянные конструкции должны иметь толщину не менее 25,5 сантиметров.

Стойкость к влаге — вне конкуренции

Как самая дорогая, так и более доступная по цене базальтовая вата не впитывают влагу, являясь полностью гидрофобным материалом. Попадая на утеплитель из минваты, жидкость не проникает во внутреннюю часть, тем самым не нарушает функционал.

Обычная минеральная вата таким же свойством похвастать не может. В список технических характеристик шлаковаты и стекловаты — производных минеральной ваты не входит устойчивость к влаге, поэтому материалы не допускаются для устройства теплоизоляции в помещениях с повышенной влажностью.

В то же время базальтовый утеплитель отлично выдерживает испытания влагой на протяжении всего срока службы, может использоваться для изоляции помещений бассейнов и сауны. При контакте с волокнами материала из минеральной каменной ваты, жидкость их обтекает и выходит наружу в виде пара.

Паропроницаемость — для расширения области применения

Традиционно базальтовая вата обладает отличными показателями паропроницаемости. Это свойство является одним из основных преимуществ материала для изоляции. За счет него удается свести риск образования конденсата внутри материала к нулю, что опять же важно для устройства слоя теплоизоляции в помещениях с повышенной влажностью.

Устойчивость к высоким температурам

Помимо минимальной теплопроводности в отношении технических характеристик базальтовая теплоизоляция имеет еще одно преимущество — материал способен противостоять высоким температурам и открытому огню причем с одинаковой интенсивностью как в начале срока службы, так и спустя несколько десятков лет активной эксплуатации.

Материал отвечает требованиям пожаробезопасности, относится к группе негорючих, может использоваться в помещениях с риском воспламенения. Производители каменной ваты заявляют о температуре плавления в 1114 градусов Цельсия, что значительно расширяет область применения материала.

Нужно принимать во внимание, что базальтовая теплоизоляция выпускается не всегда в соответствии с нормами. Некоторые производители, желая снизить себестоимость материала, в избытке добавляют синтетические связующие, что значительно понижает температуру плавления в некоторых случаях вплоть до 450 градусов Цельсия.

Делая выбор в пользу дешевой каменной ваты для теплоизоляции, нужно понимать, что пострадает не только способность к теплопроводности материала, снизятся и уровень его стойкости к высоким температурам.

Дополнительным преимуществом каменной ваты помимо низкой теплопроводности может считаться способность не допускать распространения открытого огня, что позволяет использовать материал для теплоизоляции оборудования, работающего при высоких температурах.

Звукопоглощение — акустика выше среднего

Такой показатель, как плотность базальтовой ваты влияет на вес материала, но не зависит от размеров и тем более не влияет на способность поглощать шум. Плиты независимо от параметров одинаково хорошо справляются с шумопоглощением, изолируя звуковые волны, независимо от типа и источника.

Отличный уровень звукопоглощения в списке технических характеристик минеральной ваты позволяет сделать заключение о возможности использования материала для звукоизоляции помещений.

Прочностные характеристики — о показателях утеплителя

Особенность теплоизоляции на основе каменной ваты — особое расположение волокон внутри в хаотичном порядке, частично в вертикальном положении. За счет этого минеральные утеплители способны справляться с ощутимыми нагрузками.

Например, в случае 10% деформации каменной ваты, изолятор демонстрирует пределы прочности на сжатие до 80 килопаскалей. На итоговые показатели влияет плотность материала. В целом же, можно отметить, что за счет особых прочностных характеристик каменной ваты, срок службы ее продлевается до 50 лет с сохранением геометрической формы, а соответственно и функционала.

Устойчивость к агрессивным средам — важный параметр

Значимая способность минеральной ваты для устройства теплоизоляции — сохранять стойкость к воздействию агрессивных сред на протяжении всего срока службы. Даже при контакте минваты с металлическими поверхностями можно не опасаться появления коррозии, равно как не стоит опасаться и появления плесени, грибка и прочих микроорганизмов, способны разрушить структуры.

Утеплители не только обладают минимальными коэффициентами теплопроводности, но и не гниют, не становятся пристанищем для размножения грызунов. Все эти свойства минеральной каменной ваты позволяют использовать ее для изоляции конструкций и сооружений, эксплуатируемых в особых условиях.

Экологичность и безопасность — вне сомнений

Как уже упоминалось, для изготовления каменной ваты используется в основном натуральное сырье в совокупности с формальдегидными смолами для связки волокон. Дополнительные компоненты нужны для улучшения прочностных характеристик, а то минимальное количество, в котором они включены в лучшие марки утеплителя из минваты, не представляет риска для здоровья.

Если сравнить каменную вату с аналогичными материалами для утепления с0 стекловатой или шлаковатой, то безопасность первой покажется еще более очевидной. Материал не колется, не раздражает кожу и слизистые, может монтироваться без использования защитных средств.

Область применения утеплителя: когда уместны плиты и маты

Теплоизоляцию на основе каменной ваты используют для утепления вертикальных и горизонтальных поверхностей, считая коэффициент теплопроводности наиболее подходящим для создания качественной изоляции.

Кроме того материал применяют для повышения звукоизоляционных свойств помещений, утепляя стены, потолок и пол, для изоляции трубопроводов, помещений и оборудования с особыми требованиями к пожаробезопасности.

Одинаково эффективной будет теплоизоляция из каменной ваты для наружной и внутренней стены дома, фундамента и перегородок, пола и кровли, мансард и чердаков. Для удобства монтажа производители предлагают использовать материал в виде:

• плит;
• цилиндров;
• рулонов с оптимальными размерами.

Первые идеальны для теплоизоляции стен, пола. Матами удобно утеплять фасады, кровлю, мансарды, перегородки, цилиндрами — трубопроводы.

БАЗАЛЬТОВАЯ ВАТА ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, Какие характеристики БАЗАЛЬТОВОЙ МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ самые важные

В данной статье мы рассмотрим вопросы применения в строительстве базальтовой ваты, которая стала довольно популярной благодаря ее уникальным характеристикам.

Базальтовая вата: Технические характеристики.

Базальтовая вата имеет довольно разноплановые характеристики, среди которых как прекрасные противопожарные свойства так и ряд хороших тепло и шумо изоляционных свойств. Базальтовая вата проходила проверки во многих странах по самым разным методикам, в результате чего она была признана негорючей. Это очень важно в строительстве. Сегодня много материалов характеризируются как негорючие, однако, на деле немногие из них оказываются такими. Конечно же чтобы базальтовая вата была действительно противопожарной, необходимо покупать ее только у проверенного производителя.

Теплоизоляционные свойства Базальтовой ваты.

Базальтовая вата имеет отличные теплоизоляционные характеристики, этот материал состоит из волокон, очень тонких по структуре толщиной примерно 3-5 мкм. Все эти волокна переплетаются между собой в хаотическом порядке, образуя таким образом ячейки. Именно эти ячейки обеспечивают замечательные теплоизоляционные свойства базальтовой ваты, ведь в них содержится воздух. Материал имеет небольшую плотность, если сравнивать его с другими строительными материалами. А это значит, что воздуха в нем содержится достаточно много. Теплопроводность базальтовой ваты, если она в сухом состоянии, немного превосходит теплопроводность воздуха, который находится в неподвижном состоянии.

Характеристики базальтовой ваты также включают в себя отличные гидрофобные свойства, материал имеет в своем составе волокна, природа которых уже сама по себе водоотталкивающая. Более того, хорошие производители во время процесса изготовления базальтовой ваты применяют особые добавки, которые увеличивают ее свойства отталкивать влагу. Если сравнивать с другими строительными материалами, то базальтовая вата пар пропускает очень хорошо. И при этом, сама она остается почти всегда сухой. Такое свойство ее очень ценится в строительстве.

Характеристики базальтовой ваты еще – устойчивость к нагрузкам, базальтовая вата прекрасно справляется со всеми нагрузками, оказанными на нее. Ее устойчивость зависит от того, в какой теплоизоляционной системе она применяется. Она может выдерживать нагрузки в сжатие 5-80 кПа при 10-процентной деформации. Именно эта характеристика строительных материалов является очень важным физико-механическим показателем нагруженного в строении материала. Изделия из базальтовой ваты могут быть разными, в зависимости от положения волокон в изделии, его размеров, плотности и количества связывающего вещества.

Характеристики базальтовой ваты от ведущих Российских производителей:

Ниже представлена информация о плотности, теплопроводности, прочности и других характеристиках базальтовой минеральной ваты в виде таблиц.

Базальтовая вата Технониколь

Марка	Теплопроводность, Вт/м*С	Сжимаемость, % не более	Паропроницаемость, мг/(м.ч.Па) не менее	Водопоглощение по объему, % не более	Плотность, кг/м3
РОКЛАЙТ	0,037-0,041	30	0.3	2	30-40
ТЕХНОЛАЙТ	0,036-0,041	20	0.3	1,5	30–38
ТЕХНОБЛОК	0. 035	8	0.3	1,5	40-50
ТЕХНОВЕНТ	0,036-0,039	2	0.3	1,5	10
ТЕХНОФЛОР ГРУНТ	0,034-0,043	8	0.3	1,5	81–99
ТЕПЛОРОЛЛ	0,036-0,041	55	0.3	2	25-35
ТЕХНОФАС	0,038-0,042	45	0.3	1	131–159
ТЕХНОАКУСТИК	0,035-0,040	10	0.3	1,5	38-45

Базальтовая вата Роквул

Марка	Теплопроводность, Вт/м*С	Плотность, кг/м3	Группа горючести
ROCKMIN	0. 039	26	НГ
ROCKMIN Plus	0.037	31	НГ
DOMROCK	0.045	20	НГ
SUPERROCK	0.035	35	НГ
PANELROCK	0.036	65	НГ
WENTIROCK max нижн. слой	0.036	50	НГ
WENTIROCK max верх. слой	0.036	90	НГ
ROCKTON	0.036	50	НГ

Базальтовая вата Кнауф

Материал	Теплопроводность, Вт/м*С	Плотность, кг/м3	Паропроницаемость, не меньше, мг/мчПа
Nobasil LSP	0. 036	35	0.55
Nobasil FKD-S	0.036	110	0.55
Insulation	0,035-0,041	50	0.55

Основные достоинства Базальтовой минеральной ваты это её:

1. Низкая теплопроводность.
2. Водостойкивающие свойства.
3. Высокая паропроницаемость.
4. Негорючесть.
5. Прочность на сжатие. 
6. Плотность.

Другие материалы из этого раздела:

Изменение теплопроводности минеральной ваты со временем

Чтобы жилье было максимально теплым и не приходилось сезонно протапливать улицу, на этапе строительства или при дальнейшей эксплуатации приходится применять изоляционные материалы. Минвата, это материал не только с минимальной теплопроводностью и большим ресурсом к ее достоинствам относятся

Насколько вредна базальтовая вата для здоровья человека

Вред от базальтовой ваты – правда или домыслы? В данной статье мы рассмотрим все аспекты вредности базальтовой ваты и ее влияние на организм человека. Сравним все за и против и вынесем свой вердикт по этому вопросу

Область применения базальтовой минеральной ваты

В статье рассказывается об минеральной вате, изготовленной из базальтового волокна и использующейся для в качестве теплоизоляционного и звукоизолирующего материала в строительстве

Гигроскопичность базальтовой минеральной ваты

Современный теплоизоляционный материал, обладающий уникальными свойствами, сделавшими его максимально востребованным, это минеральная каменная вата. Лучшей каменной ватой признана базальтовая, которая выгодно отличается даже от материалов своего класса, не говоря о других утеплителях. Гидроскопи…

Базальтовая минеральная вата, ее особенности и характеристики

Современный рынок строительных материалов предлагает потребителю широчайших выбор утеплителей. Сейчас наиболее востребованными и распространенными материалами для эффективного и надежного утепления можно считать минеральную и базальтовую вату.

При выборе теплоизолятора важно учесть, какие особенностями и техническими характеристиками обладают эти два материала, так как исключительно данные параметры играют решающую роль в выборе и создании качественного утепления жилища.

• Базальтовая вата и ее особенности
• Преимущества и недостатки
• Отличие базальтовой ваты от других видов утеплителя
• Особенности минеральной ваты
• Какой материал эффективнее

Базальтовая вата и ее особенности

Базальтовый, или каменный, теплоизолятор имеет в своей основе стекловолокно, которое получают с помощью плавления габбаробазальтовой горной породы при высоких температурах. Такой минерал с успехом используется, кроме производства каменной ваты, в дорожном строительстве, изготовлении памятников и скульптур, область применения базальтовой породы довольно широка.

Плитный базальтовый утеплитель имеет с минеральной ватой немалые различия, и утверждение, какой именно утеплитель лучше, не вполне уместно. Да, эти материалы одного класса, однако каждый из них имеет свои недостатки и достоинства друг относительно друга.

В процессе производства стекловолокна, которое составляет основу базальтовой ваты, к нему присоединяют специальные вещества, связывающие стекловолокна, и кроме того, поддерживающие гидрофобизирующие свойства теплоизолятора. С учетом того, что у базальтовой минеральной ваты довольно рыхлая волокнистая структура, этот теплоизолятор эффективнее сохраняет в помещениях тепло.

Кроме того, эта структура утеплителя удерживает воздух между волокнами, что позволяет сохранять необходимый температурный режим, и не имеет значения, прохлада это или тепло — с таким изолятором зимой дома будет тепло, летом же — прохладно.

Преимущества и недостатки

Теплоизолятор, имеющий базальтовую основу, имеет множество достоинств, и среди них необходимо отметить следующие:

• Не подвержен воздействию высокой температуры.
• Не выделяет в процессе нагревания опасные токсичные вещества.
• Удобен при транспортировке.
• Высокая стойкость к загрязнению.
• Продолжительный срок эксплуатации. Базальтовый изолятор способен исправно служить более пятидесяти лет без утраты своих теплоизолирующих свойств.
• Довольно низкая звукопроводимость. Это позволяет эффективно гасить акустические колебания.
• Базальтовый теплоизолятор обладает прекрасной виброустойчивостью.
• Не взрывоопасен, поэтому этот вид утеплителя с успехом применяют при создании теплоизоляции в горячих и агрессивных средах.
• Не боится грызунов.
• Базальтовый теплоизолятор имеет низкий удельный вес, и при этом отличается повышенным уровнем изоляции.

Учитывая особенность структуры, каменный утеплитель имеет превосходную устойчивость к различным механическим воздействиям. Это обусловлено расположением волокон, пролегают они в разных направлениях и под различными углами, что в итоге обеспечивает повышенную жесткость теплоизолирующего материала и, разумеется, с лучшей стороны сказывается на его основных свойствах.

Материал обладает также и отменными водоотталкивающими свойствами. Плитная утеплительная минеральная вата с добавлением базальтовых волокон способна пропускать влагу, при этом не накапливаясь внутри самого материала.

И все же, несмотря на немалое количество достоинств, базальтовая каменная вата не лишена и недостатков. К ним необходимо отнести следующие:

• Стоимость базальтового утеплителя довольно высока, и это причисляет его к разряду малодоступных широким слоям населения материалов.
• Плитный базальтовый теплоизолятор имеет немалое количество швов в местах соединений, и это неудобство в процессе укладки утеплителя становится причиной некоторого снижения теплоизоляционных свойств материала.
• Довольно невысокий показатель прочностных характеристик.
• Некоторые эксперты придерживаются мнения, что применение фенольных веществ в качестве связующих при изготовлении пены делает этот утепляющий материал небезопасным в экологическом плане.
• При укладке утеплителя на базальтовой основе необходимо соблюдать осторожность и надевать респираторную маску с очками, так как стеклочастицы материала от прикосновений к нему осыпаются.

Отличие базальтовой ваты от других видов утеплителя

Рассматривая особенности характеристик базальтового теплоизолятора, становится заметен ряд преимуществ каменной ваты в сравнении с другими теплоизоляционными материалами. Наиболее заметным фактором по праву считается приемлемая степень химической и биологической активности, что позволяет в выгодную сторону отличаться от других утепляющих материалов, к примеру, от той же самой стекловаты.

Утеплитель, в производстве которого используется базальт, имеет особенную структуру с толстыми и короткими волокнами, в результате чего увеличивается уровень пластичности теплоизолятора. Кроме того, сводится к минимуму вероятность осыпания материала в процессе его укладки.

Для сравнения в качестве наиболее популярного аналога можно рассмотреть минеральный теплоизолятор, включающий в себя стекловолокно.

Особенности минеральной ваты

Минеральный утеплитель, в отличие от базальтового, имеет невысокую стоимость. Большое ценовое различие связана во многом с малыми затратами на производственный процесс и сравнительной доступностью материала основы. Минеральная вата транспортируется в упаковках и не требует много места, базальтовый аналог по этому показателю оказывается в очевидном проигрыше. Кроме того, малый вес материала способствует существенному снижению затрат на транспортировку до места применения.

Среди достоинств минеральной ваты выделяют следующие:

• Минеральный утеплитель обладает небольшим весом.
• У нее малая степень плотности.
• Использование минваты создает минимальную нагрузку.
• Отличается высокой степенью химической пассивности и хорошей биологической выносливостью.
• У материала отсутствует склонность к возгоранию.
• Волокна стекловаты приблизительно вдвое длиннее волокон базальтового изолятора, это придает ей отменную эластичность.
• Использование минваты оберегает металл от коррозионного разрушения.
• Применение минерального утеплителя дает возможность использовать ее в конструкциях, имеющих различную геометрию и неровности поверхности.
• Звукоизоляционные характеристики минваты выше, нежели у базальтового утеплителя.

Из недостатков материала стоит отметить большой процент усадки. Этому способствует кристаллизация волокон, составляющих основу минваты, через определенный промежуток времени.

Специалисты рекомендуют при выборе минерального утеплителя в обязательном порядке обращать внимание на его плотность, расположение волокон и толщину материала.

Какой материал эффективнее

После изучения характеристик и особенностей стекловаты и утеплителя с включением волокон базальта, на первый взгляд, становится очевидно, какой материал лучше. Тем не менее стоит их рассмотреть более пристально.

Стекловата более доступна по цене, чем ее базальтовый аналог. При сравнении удобства в транспортировке лидирует опять же минеральная вата в силу меньшего веса и требующая меньше места.

Даже в случае деформации при перевозке, через некоторое время, стекловата принимает первоначальную форму, что можно отнести к плюсам материала.

У стекловаты больший показатель эластичности, что позволяет применять ее на любых поверхностях. Кроме того, не стоит забывать и о лучших звукоизоляционных свойствах в сравнении с каменной ватой.

При сравнении материалов в расчет берется и то, в каких условиях будет применяться теплоизолятор. В одних вне конкуренции будет базальтовый утеплитель, в других, напротив, стекловата.

При сравнении материалов на больший срок службы и лучшую экономичность, более привлекательным вариантом будет утеплитель на основе базальта, который способен прослужить более полувека. Кроме того, его можно эксплуатировать на потолке, под напольными покрытиями, на стенах, укладывать на черновой пол, и делать это можно при любых условиях, не переживая, что материал лишится своих основных свойств, как раз здесь минвата немного уступает.

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.

характеристики, что это такое, какую температуру выдерживает минвата, размеры

Базальтовый ватные утеплители производят из горной породы, кроме основного минерала базальта, в него могут входить другие виды минералов той же каменой группы. Специфика утеплителя в том, что производитель добивается уникального размера волокон, из чего и состоит вата, размеры измеряются в микронах, и все они разбросаны в хаотичном порядке – именно эти качества волокон обеспечивают уникальную теплоизоляцию практически любого помещения.

Ее применяют в самых разных строительных целях, правда для одних работ подойдет один тип, а для других лучше использовать специально пригодных для этих работ тип.

Содержание

• 1 Применение
• 2 Особенности и виды
• 3 Отличия и характеристики
  • 3.1 Как отличить ее от других видов минеральных утеплителей

Применение

• Для утепления потолочных или напольных покрытий подойдут маты из прессованной базальтовой ваты, этим же материалом проводят утепление стен, для дальнейшего оштукатуривания или стяжки, или просто накладывают под декоративные панели;
• Рулонный тип отличный материал для изолирования трубопроводных систем от воздействия холодной температуры, если его монтируют поверхностным методом, а не в земле;
• Свойства и плотность базальтовых изделий позволяют провести качественную звукоизоляцию жилых помещений – структура микроволокон отлично поглощает все поступающие извне звуки, поэтому теплопроводность каменной ваты и минеральной несколько различны;
• Обустройство противопожарной безопасности – вата способна расплавится только при слишком высокой температуре, которую в домашних условиях создать слишком трудно.

Особенности и виды

Производители выпускают несколько разновидностей базальтового ватного утеплителя, который используют в определенной области строительных работ и характеристики утеплителей будут различаться:

• Мягкий тип. Эта вата может применяться в тех местах, в которых не предполагается больших нагрузок, например, при утеплении вентилируемых фасадных конструкций или в строительстве домов каркасным методом. Структура утеплителя складывается из плотно расположенных микроволокон, которые способны отлично поддерживать положительные температуры.Подробнее о том, какой утеплитель лучше для каркасного дома читайте в статье.;
• Жесткие среднего типа. Они нашли применение для обустройства фасадных или вентиляционных конструкций жилого строения, различных теплоотводов;
• Жесткий тип предназначается для обустройства тех мест, в которых впоследствии будет наблюдаться высокая механическая нагрузка, то есть под стяжку армированного потолка или напольного покрытия, под оштукатуривание стенных проемов и других мест;
• Цилиндрические утеплители из базальтовой ваты предназначаются для обустройства водоснабжения жилых помещений, отвода канализации и других труб, смонтированные поверхностным способом;
• Разновидность базальтовой ваты – фольгированные виды. Их могут выпускать тех же типов, но поверх основного слоя монтируется тончайшая алюминиевая фольга, которая улучшает основные качества утеплителя, и перенаправляет теплый поток вовнутрь конструкции.
• Различия по показаниям толщины. И чем это показатель будет больше, тем теплоизоляционные качества будут выше. Производители выпускают материалы с наименьшей толщиной в пределах 100 мм, с подобным утеплителем работать намного удобнее, чем с более толстыми видами, опытные монтажники рекомендуют использовать утеплитель в несколько слоев – это позволит быстро и надежно провести утеплительные работы. Для подбора подходящего утеплителя следует ознакомиться со всеми видами утеплителя для стен.

На видео – чем отличается базальтовая вата от минеральной:

Также могут быть базальтовые ватные утеплители рулонного, плиточного и бесформенного типа, последний используется для работ с пневмомашинами.

Где в доме используется фольгированная базальтовая вата для камина и как это сделать правильно, поможет понять информация из статьи.

А вот какой утеплитель лучше базальтовая или минеральная вата, очень подробно рассказывается в данной статье.

Как правильно и где лучше всего использовать каменную вату технониколь мастер, очень подробно указано здесь в статье: https://resforbuild.ru/paneli/utepliteli/kamennaya-vata-texnonikol-texnicheskie-xarakteristiki.html

А вот вредна ли каменная вата для здоровья и где в доме можно её использовать, рассказывается в данной статье.

Отличия и характеристики

Этот строительный утеплитель обладает особыми свойствами и техническими параметрами:

• Высокие показатели по звукоизоляционным и теплоизоляционным параметрам;
• Отвечает всем противопожарным и огнеупорным требованиям и СНиП;
• Высокопрочность и долговечностью – материал не подвергается гниению, усадке или утруске, остается в неизмененном виде около 30 лет;
• Отличные качественные характеристик и по паропроницаемости – стена домов или крыша будет что называется дышать, то есть налажен воздухообмен на высоком уровне.

На видео – какой утеплитель лучше: базальтовая или минеральная вата:

Прочность утеплителю придают способность к сопротивлению и нагрузкам микроволокон материала, показатель плотности колеблется в пределах от 30 до 100 кг/м³, именно эти параметры плотности задают особые характеристики по жесткости и долголетию утеплителя, он может служить порядка 50 лет в неизменяемом виде. Но стоит отметить, что плотность минваты еще выше. Волокнистый каменный состав отталкивают влажные пары, поэтому он не намокает и всегда будет сухим, удельный вес всегда будет иметь постоянный показатель. По техническим характеристика параметр гигроскопичности равен всего 1 %, поэтому данные теплопроводности остаются в пределах 0,042–0,048 Вт/м³ К. Нередко, чтобы разобраться подходит этот материал или нет, помогает таблица характеристик утеплителей.

Пористость утеплителя позволяет сглаживать любое механическое воздействие тяжелых предметов, порывов ветра или града, также обладает отличными звукоизоляционными показателями благодаря уникальной структуре. Поэтому он незаменим там, где превышение звуковых сигналов извне особо высокое.

Также он незаменим для строений с высокой степенью пожароопасности – для обустройства бань, каминных или традиционных печей, поскольку каменная сущность базальта сама по себе не может загореться, но он может начать плавится, если температурный режим превысит 1000 градусов по Цельсию.

А вот какие технические характеристики минваты изовер существуют, поможет понять информация из данной статьи.

Что собой представляет рулонный утеплитель с фольгой и как правильно его необходимо использовать. можно увидеть в данном видео.

Какие жидкие теплоизоляционные материалы для стен самые лучшие и какими ими пользоваться, подробно рассказывается в данной статье.

А вот какими материалами произвести теплоизоляцию деревянных стен снаружи проще всего и наиболее эффективнее, рассказывается в данной статье.

Какими материалами произвести теплоизоляцию стен снаружи, можно понять перейдя по ссылке.

Как отличить ее от других видов минеральных утеплителей

Присмотритесь внимательнее к составу рулона или плиты – их волокна должна быть мелкими, их легко вытянуть из общей массы. К тому же цвет будет более темным, если, например, сравнивать их с цветом стекловолоконных изделий – они ядовито желтые обычно.

Посмотрите на маркировку – в тех случаях, когда материал представляет химическую угрозу жизни человека, обязательно будет зеленого цвета круглый значок, обозначающий это предостережение, на базальтовых утеплителях он красным крестом зачеркнут, что будет обозначать химическую безопасность для человека и окружающей среды.

На видео- отличия базальтового волокна и минеральная вата:

Стоимость погонного метра или единицы прессованного материала будет выше, чем у других минеральных аналогов, это обуславливается рядом экологических и практических причин, которые и влияют на окончательную стоимость. Но высокая себестоимость может окупиться отличными качествами долговечностью, вам не придется через 5 лет менять утеплительный слой, а это сказывается на окупаемости материала.

Каменная базальтовая вата по определению не может быть слишком легкой – множество микроволокон создают особую плотность, что приводит к увеличению массы единицы материала.

Базальтовое волокно

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

Что такое базальтовые волокна?

Базальтовое волокно обладает свойствами, намного превосходящими свойства стекловолокна. Например, базальтовая ткань, подвергнутая воздействию пламени горелки Бунзена, покраснеет и выдержит несколько часов по сравнению с несколькими секундами для стеклоткани той же плотности. Изделия из базальта устойчивы к огню, постоянной температуре до 700 °C, химическим веществам (кислотам и основаниям), являются очень хорошими звуко- и электроизоляционными материалами и обладают хорошими механическими свойствами.

Поскольку базальт остается функциональным при температуре до -260 °C, его можно использовать как при высоких температурах, так и в криогенных условиях. Изделия из базальтового волокна особенно популярны в автомобильной промышленности, в качестве строительных материалов в виде нетканого иглопробивного войлока или в качестве изоляционных материалов для выхлопных труб, например, в виде оболочек, полос или тканей. Кроме того, базальтовое волокно является самым экологически чистым материалом , устойчивым к высоким температурам , как при производстве, так и при переработке.

Производство базальтового волокна

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

Общие характеристики базальтовых волокон

Механические и физические свойства

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

Тепловые свойства

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

Устойчивость к воздействию окружающей среды

Базальтовые волокна обладают высокой устойчивостью к ультрафиолетовым лучам, химическим веществам (кислотам и основаниям), погодным условиям (особенно влаге), не подвержены гниению и остаются стерильными.

Преимущества базальтовых волокон

• Хорошая прочность на разрыв (превосходит стекловолокно).
• Нетоксичный и инертный, не выделяет газа и дыма.
• Устойчив к ультрафиолетовому излучению, химическим веществам и остается стерильным
• Превосходный диэлектрический изолятор
• Отличная ударопрочность.
  
• Отличная тепло- и звукоизоляция.
• Выдерживает температуру от -260 °C до 700 °C.
• Дешевле, чем углерод, кевлар ^® и стекловолокно)
  

Сравнительная таблица

Свойства	Блок	Базальт	Электронное стекло	Силикат
Плотность	г/см 3	2,75	2,6	2. 10
Коэффициент линейного расширения	x10 -6 /К	5,5	5,3	0,5
Макс. рабочая темп.	°С	600	550	1000
Максимальная пиковая температура	°С	700 – 1095*	700	1 200
Теплопроводность при 20 °C	Шм -1 . К -1	0,035	0,8-1,0	0,04

*Большинство изделий из базальтовых волокон выдерживают температуру до 700 °С; однако базальтовые ленты благодаря своей технологии изготовления выдерживают температуру до 1095 °C.

Применение базальтовых волокон

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

Ассортимент продукции в базальтовых волокнах

Игольчатый войлок

Изготовленный из базальтовых волокон размером от 8 до 16 мкм, войлок имеет класс M0 в соответствии с европейским стандартом EN 13-501-1. Они не горят, не плавятся, не выделяют дыма и ядовитых газов, экологически безопасны и подлежат вторичной переработке. В основном они используются в качестве электрических и теплоизоляционных материалов.

Втулки

Изготовленные из базальтовых волокон 8-16 мкм, втулки в основном используются в автомобильной промышленности или для электромеханических приложений. Они обладают тепловыми и механическими свойствами, превосходящими свойства стекловолокна, и могут использоваться в производстве композитов. Они также используются в изоляции электрических кабелей и в качестве тепловой защиты для труб и выхлопных газов.

Z-Rock

^® Ленты

Newtex Z-Rock ^{® 9Ленты из базальтового волокна 0032} в основном используются в автомобильной промышленности для изоляции выхлопных систем. Они выдерживают постоянную температуру 815 °C и пиковую температуру 1095 °C. Произведенные в США, эти полосы имеют свойства, сравнимые с ZetexPlus ^® продуктами , за исключением того, что они более гибкие и имеют лучшую визуализацию, что означает, что они не заедают во время установки. Они в основном используются в автомобильной, аэрокосмической и транспортной отраслях для изоляции кабелей, труб и выхлопных систем.

Ткани

Ткани, изготовленные из непрерывных базальтовых волокон, используются в защитных целях, таких как противопожарные барьеры. Они остаются гибкими и удобными в обращении, даже если теряют свои механические свойства и становятся жесткими при чрезмерном натяжении. Они тяжелее углерода, но все же дешевле. Эти ткани широко используются в автомобильной промышленности , эти ткани в основном используются для изоляции выхлопных труб и для защиты элементов двигателя . Мы предлагаем версии с покрытием, используемые для противопожарных преград. Версии без покрытия также можно использовать в качестве форм при изготовлении композитов

Физические переменные, включенные в эту документацию, предоставляются только в качестве указания и ни при каких обстоятельствах не являются договорными обязательствами. Пожалуйста, свяжитесь с нашей технической службой, если вам нужна дополнительная информация.

• Вложения

FINAL Advanced Materials предлагает полный ассортимент базальтовой ткани для применения при высоких температурах

Полное описание

FINAL Advanced Materials предлагает полный ассортимент базальтового войлока для применения при высоких температурах

Полное описание

Муфты базальтовые изготавливаются из базальтовых волокон от 8 до 16 мкм. Они особенно устойчивы к огню, химическим веществам и экстремальным температурам от -260°C до 815°C. Используется для изоляции электрических кабелей и в качестве тепловой защиты труб.

Полное описание

Final Advanced Materials предлагает ленты из базальтового волокна Z-Rock®, устойчивые к температурам до 1095°C. Эти ленты устойчивы к инфракрасному излучению, химическим веществам и истиранию и в основном используются для изоляции кабелей, труб и выхлопных систем.

Полное описание

Странные и чудесные свойства базальтового волокна

Не совсем микроскопические нити базальтового волокна создаются путем нагревания базальта, обычной вулканической породы до 1500°C, и пропускания расплавленной породы через тонкое сопло. Полученный материал обычно либо вплетают в термостойкую ткань, либо используют для армирования материалов. При использовании для армирования полимеров полученный материал дешевле углеродного волокна и прочнее стекловолокна. Однако группа ученых во главе с профессором Пэн-Ченг Ма из Синьцзянского технического института физики и химии изучает более интересные области применения базальтового волокна, в том числе то, как его можно использовать для блокировки электромагнитного излучения, очистки разливов нефти, обнаружения структурных повреждений. из армированных полимеров и, возможно, даже станет предпочтительным материалом для изготовления лунной базы.

Знаете ли вы, что есть камень, который можно превратить в волокна, достаточно прочные для изготовления ткани? Нет, я не вру: базальт, вещество, из которого состоит более 90% всех вулканических пород, можно расплавить и переработать в волокна.

Интерес к материалам из базальтового волокна в 1960-х годах был кратковременным, в основном вокруг богатых базальтом регионов США и Советского Союза. Считалось, что эти тканые нити, сделанные из камня, можно использовать в качестве армирования пластмасс, что значительно улучшит характеристики соответствующих композитов. Но к 19Интерес к 70-м годам угас, и от базальтового волокна почти отказались в пользу стекловолокна и углеродного волокна.

Это волокно переживает возрождение в последние годы благодаря его превосходным механическим свойствам по сравнению со стекловолокном и низкой цене по сравнению с углеродным волокном, а также его безвредности для окружающей среды. Поэтому неудивительно, что базальтовое волокно нашло различные применения в транспорте, строительстве и других областях, чаще всего в качестве армирующего материала для пластика и бетона. Базальтовое волокно также может похвастаться экологически чистым производством и легкой переработкой, высокой устойчивостью к химическим веществам и широким диапазоном рабочих температур, что делает его подходящим в качестве безопасной замены асбеста.

Под напряжением: поиск лучшего базальта

Несмотря на недавний интерес, исследования, направленные на улучшение свойств базальтовых волокон, едва ли многочисленны по сравнению с обилием информации, связанной с их аналогами: стеклянными и углеродными волокнистыми материалами. Исследовательская группа под руководством профессора Пэн-Чэн Ма из Синьцзянского технического института физики и химии Китайской академии наук является одной из исследовательских групп, продвигающих прогресс в этой области.

Одной из неясностей, связанных с базальтовым волокном, является контроль его прочности на растяжение. Производимое базальтовое волокно, как правило, имеет более низкую прочность на разрыв, чем теоретически должно быть. Считается, что этот эффект возникает из-за дефектов, таких как микроскопические царапины, кристаллы и пустоты, но что вызывает образование этих дефектов?

Различные формы и применение базальтового волокна.

В 2019 году группа профессора Ма опубликовала статью, в которой установила связь между химическим составом базальтовых волокон и их механическими свойствами. Сравнив образцы семи различных базальтовых волокон, произведенных китайскими производителями, команда обнаружила, что химический состав на самом деле оказывает доминирующее влияние на прочность на растяжение.

Поскольку базальтовое волокно изготавливается непосредственно из базальтовой породы, отрегулировать его так же просто, как тщательно подобрать базальт с правильным составом. Базальт может различаться по составу, но в основном состоит из смеси оксидов кремния, железа, алюминия, кальция и магния. Команда Ма обнаружила, что базальт с более высоким содержанием Al ₂ O ₃ привело к получению волокон с более высокой прочностью на растяжение. Они также обнаружили, что волокна с большим количеством Fe ²⁺ и меньшим количеством Fe ³⁺ обладают лучшими свойствами, которые можно контролировать, выполняя производственный процесс в инертной атмосфере. В обоих случаях можно было наблюдать микроструктурные дефекты этих композиционных изменений с помощью электронной микроскопии.

Группа также обнаружила, что проклейка — вещество, наносимое на волокна после изготовления — может защитить конструкции, буквально заполняя микроцарапины и трещины на поверхности этих волокон, тем самым повышая прочность базальтового волокна.

Завод по прядению волокна.

Обнаружение структурных повреждений

Команда профессора Ма также внесла ценный вклад в некоторые из наиболее уникальных свойств базальтового волокна. В исследовании 2017 года они нанесли тонкий слой нанокомпозитов на основе углерода на поверхность базальтовых волокон с помощью процесса химического осаждения из паровой фазы. Базальтовое волокно обычно обладает электроизоляционными свойствами, но, нанеся тонкий слой углерода на поверхность нити из базальтового волокна и внедрив ее в полимер, команда Ма обнаружила, что углеродный слой позволяет нити проводить электричество.

Этот материал также проявлял эффект, известный как пьезосопротивление, т. е. сопротивление материала менялось по мере того, как материал подвергался деформации, что, как считается, является результатом разрыва волокон в материале. Это интригующее свойство может означать, что базальтовые волокна с углеродным покрытием можно использовать как для усиления, так и для контроля структурных повреждений в композитах.

ЭМ-экранирование с помощью нанотрубок

В другом исследовании группа Ма разработала метод выращивания углеродных нанотрубок непосредственно на поверхности ткани из базальтового волокна. Путем наслоения полученного материала и отверждения слоев в многослойную ткань команда создала материал с превосходными свойствами электромагнитного экранирования.

Углеродные нанотрубки составляют большую часть электромагнитной защиты, но известно, что нанотрубки сами по себе трудно равномерно распределить по полимеру, поскольку они склонны слипаться. Синтезируя нанотрубки непосредственно на базальтовых волокнах, профессор Ма и его команда смогли решить эту проблему: поскольку нанотрубки прикреплены к большим базальтовым волокнам, они не могут повторно агломерироваться во время обработки нанокомпозитов.

«Сейчас команда рассматривает более амбициозное применение базальтового волокна для строительства лунной базы».

Потенциальное применение: утилизация разливов нефти

Другое исследование, проведенное группой в 2019 году, подтвердило возможность создания супергидрофильного вещества из базальтового волокна. Супергидрофильные материалы характеризуются тем, как они взаимодействуют с водой: когда вода встречается с их поверхностью, а не образует капли, вода растекается в виде тонкой пленки. Поэтому эти материалы очень желательны для разделения смесей нефти и воды. Материал был создан путем покрытия базальтовых волокон натуральным продуктом, извлеченным из глюкоманнана конжака, водорастворимого материала, полученного из корней слоновьего батата, который используется для приготовления тофу.

Под водой этот материал показал себя суперолеофобным, что означает, что он очень эффективно отталкивает масла, в то же время впитывая воду. Кроме того, материал не подвергался воздействию агрессивных кислотных или щелочных жидкостей, а это означает, что он может работать в суровых условиях — потенциально даже в качестве барьерного материала, используемого для локализации и очистки разливов нефти. Самое главное, этот материал экономичен и экологичен: он намного дешевле, чем дорогие альтернативы на основе наночастиц, и сделан из растений и камней.

В поисках Луны

Совсем недавно команда искала более амбициозные варианты применения материалов из базальтового волокна. Учитывая высокую стоимость отправки материалов в космос, очень желательно иметь возможность строить из местных материалов, если людям когда-нибудь удастся обустроить постоянное место жительства на Луне. Учитывая, что базальт встречается по всей Луне, группе профессора Ма было интересно узнать, можно ли обработать лунный камень для создания непрерывного базальтового волокна для использования в строительстве лунной базы.

Команда использовала имитатор лунного грунта, который, как они подтвердили, имел сходный химический состав с базальтом, найденным на Земле. Расплавив и вращая имитатор лунного грунта, команда подтвердила, что лунный грунт можно эффективно преобразовать в непрерывное волокно с пределом прочности на разрыв более 1400 МПа, сравнимым с прочностью коммерческих базальтовых волокон, найденных на Земле.

Какие отрасли больше всего выиграют от усовершенствования материалов из базальтового волокна?
Базальтовое волокно используется в транспортной, строительной и композитной промышленности. Ожидается, что он станет идеальным материалом для строительства многофункциональной лунно-марсианской базы для исследования дальнего космоса.

 

Ссылки

• Cai, DL & Ma, PC (2019). Базальтовое волокно с гидрогелевым покрытием с супергидрофильными и подводными суперолеофобными характеристиками для разделения нефти и воды. Композиты Коммуникации , 14, 1–6.
• Чанг, Си Юэ, С Хао, Би Син, Д и Ма, ПК (2020). Прямой рост углеродных нанотрубок на базальтовом волокне для защиты от электромагнитных помех. Углерод , 167, 31–39.
• Хао, Б. Фёрстер, Т. Мэдер, Э и Ма, ПК. (2017). Модификация базальтового волокна с использованием пиролитического углеродного покрытия для сенсорных приложений. Композиты Часть A: Прикладная наука и производство , 101, 123–128.
• Син, Д Си, XY и Ма, ПК (2019). Факторы, определяющие предел прочности базальтового волокна. Композиты Часть A: Прикладная наука и производство , 119, 127–133.
• Xing, D Xi, XY Guo, ZS Yue, X Hao, B Liang, CG Gu, YZ Chen, T Wang, R & Ma, PC (2020). Изучение возможности изготовления непрерывного волокна с использованием имитатора лунного грунта. Scientia Sinica Technologica , 50, 1625–1633.

DOI
10.26904/RF-138-1776309329

Цели исследования

Этот проект направлен на разработку базальтового волокна с высокими эксплуатационными характеристиками, способ повысить техническую ценность волокнистого материала с помощью инновационной концепции.

Финансирование

Программа Western Light Китайской академии наук (проект №: 2019-JCTD-001), директор Фонда XTIPC-CAS (грант №: 2016PY005)

Соавторы

• Профессор Ичжуо Гу, Бейханский университет, Китай
• Профессор Тао Чен, Нинбоский институт технологии и инженерии материалов, Китайская академия наук, Китай
• Г-н Руи Ван (генеральный директор), CAS-Realnm Separation Science and Technology Company, Китай
• Профессор Эдит Мэдер и доктор Кристина Шеффлер, Лейбниц
• Д-р Сергей Гутников и профессор Богдан Лазоряк, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Россия

Bio

Пэн-Чэн Ма в настоящее время является профессором Синьцзянского технического института физики и химии Китайской академии наук (XJIPC-CAS). Его исследования сосредоточены на полимерных композитах/нанокомпозитах, науке о волокнах и технологии. Он является членом Королевского химического общества (Великобритания) и Гумбольдта (Германия), а также молодым ученым, спонсируемым Китайским обществом композитных материалов.

Peng-Cheng Ma

Контактный телефон
Синьцзянский технический институт физики и химии
Китайская академия наук
No. 40–1, South Beijing Road, Urumqi 830011, China

E: [email protected]. ac.cn
T: 86-991-6992225
W: http://people.ucas.ac.cn/~mapc

Инженерные свойства композитов на основе цементно-песчаного остатка, армированного базальтовым волокном

Материалы (Базель). 2020 апрель; 13(8): 1952.

Опубликовано в сети 21 апреля 2020 г. doi: 10.3390/ma13081952

, ¹ , ^{1, *} и ²

Информация об авторе Примечания к статье Информация об авторских правах и лицензиях Заявление об отказе от ответственности

Вымирание в исследованиях, направленных на то, чтобы найти больше устойчивые ресурсы в строительном секторе. Более ранние исследования раствора и бетона показали, что зольный остаток и базальтовое волокно являются независимыми альтернативными вяжущими в секторе бетона. Это исследование направлено на использование смесей зольного остатка и базальтового волокна в качестве альтернативных композитов на новой основе в чистом цементном тесте. Прочностные и долговечные свойства двух различных процентных долей зольного остатка (40 % и 50 %) и трех объемных долей базальтового волокна (0,3 %, 0,75 % и 1,5 %) были использованы при трех периодах выдержки (7, 28 и 56). дней). Для измерения физических свойств зольно-цементных паст, армированных базальтом, были проведены измерения текучести, массы сухой единицы, пористости и водопоглощения на 7, 28 и 56 сутки отверждения. Кроме того, механические свойства композитов определялись испытаниями на прочность при неограниченном сжатии и на прочность при изгибе. Наконец, для оценки долговечности были проведены испытания композитов на стойкость к сульфатам и морской воде через 28 и 56 дней отверждения. Результаты показали, что добавление базальтового волокна улучшает физико-механические и химические свойства пасты вплоть до предельной добавки базальтового волокна (объемная доля 0,3%), где, как указано выше, наблюдалось неблагоприятное воздействие. Очевидно, что наблюдаемые результаты могут привести к разработке стратегий устойчивого развития в бетонной промышленности за счет использования зольного остатка и базальтового волокна в качестве альтернативного вяжущего.

Ключевые слова: зольный остаток, базальтовое волокно, паста, прочность, долговечность, устойчивость

Быстрый рост урбанизации и строительных работ привел к увеличению спроса на строительные материалы, т.е. заказа на производство, в результате чего в процессе образуются вредные материалы, такие как парниковые газы. Эти последствия привлекли внимание ученых и правительств к идее устойчивого или чистого производства, например, использование отходов побочных продуктов в качестве замены цемента. Несмотря на то, что были проведены интенсивные исследования и сделано много разработок в области устойчивых материалов, они до сих пор не получили широкого распространения по разным причинам, таким как высокие затраты на обработку и отсутствие полного понимания механических и инженерных свойств этих материалов. материалы. Однако, согласно статистике [1], строительные работы и строительство зданий потребляют около 60 % сырья, извлекаемого из литосферы, и, по оценкам, используют до 40 % мирового потребления энергии. Кроме того, строительные работы были признаны одной из отраслей с самым высоким уровнем выбросов углерода [2] из-за производства, обработки и транспортировки строительных материалов [3,4]. Предыдущие исследования показали, что 50% CO ₂ выбросов во всем мире происходят от секторов производства цемента [5]. В последнее время во всем мире растет тенденция замены таких материалов устойчивыми добавками, такими как отходы. Некоторыми из обычно используемых устойчивых добавок являются зольный остаток [6,7] и мраморная пыль [8,9].

Зола угольного остатка является побочным продуктом, производимым в основном на угольных электростанциях; таким образом, утилизация золы угольного остатка в бетонной промышленности может быть экономичным и устойчивым методом ее утилизации [10]. В целом считается, что зольный остаток отрицательно влияет на удобоукладываемость бетона [11,12]. Тем не менее, в некоторых опубликованных исследованиях сообщается об увеличении работоспособности при использовании зольного остатка в качестве замены природного песка [13,14]. Вонгкео и др. [15] исследовали влияние замены портландцемента на БА, показав, что смеси БА имеют улучшенную объемную плотность, теплопроводность, а также прочность на изгиб и сжатие. Кроме того, исследование Айдына [16] эффектов добавления БК в чистую цементную матрицу показало, что композиты с заменой БК до 70% демонстрируют подходящие физико-механические свойства для использования в строительстве.

Бетон является основным материалом, используемым в растущем секторе строительства. Однако бетон известен своей хрупкостью, что вдохновило ученых на поиск методов решения этой проблемы. Одним из популярных решений является использование волокнистой арматуры в бетонной матрице, которая представляет собой упрочняющий материал, который может улучшить прочность бетона на сжатие, а также сопротивление сдвигу и разрушению. За последние годы были достигнуты успехи и достигнуто лучшее понимание поведения фибробетона благодаря обширным исследованиям, которые проводились и продолжаются в этой области; в последнее время эти материалы производятся для гидротехнических и гражданских зданий по всему миру. Сталь, углерод, стекло и полимер [17] являются одними из самых популярных типов этих волокон. Наиболее часто используемым полимерным волокном является полипропилен. Воздействие этих волокон на цемент интенсивно изучалось. Многие исследователи [18,19,20,21,22,23,24] сообщили об увеличении прочности на сжатие и изгиб при добавлении волокон в цементные композиты. Валерия и Нардинокки [18], например, наблюдали уменьшение усадки при высыхании при добавлении волокна в цементные композиты. Более того, Хванг и соавт. [25] сообщили об улучшении показателей прочности на изгиб, показателей ударной вязкости, пластического растрескивания и ударопрочности в результате добавления натуральных волокон в цементные композиты.

Базальтовое волокно – одно из самых популярных волокон во всем мире. Это материал, который обычно изготавливается из тонких волокон базальта. Это волокно по форме похоже на стекловолокно (GF). Однако он обладает лучшими физико-химическими свойствами, чем ГФ; кроме того, сообщается, что он лучше влияет на свойства бетона [26]. Кроме того, цена базальта дешевле по сравнению с углеродным волокном, что делает его идеальной заменой углеродному волокну. В последнее время базальтовые волокна стали широко применяться в гражданском и гидротехническом строительстве [26]. Что касается бетона, было проведено множество исследований по поведению базальтового волокна на долговечность и прочность бетона. Хан и др. [27] исследовали свойства бетонных смесей, обогащенных базальтовой и стальной фиброй, и сообщили об улучшении механических свойств бетона до 0,68% включения базальта. Авторы также наблюдали снижение работоспособности до 74%. Сан и др. [26] также исследовали добавление в бетон как короткой, так и длинной базальтовой фибры, обнаружив, что прочность бетона на сжатие и растяжение при раскалывании увеличивалась при добавлении фибры до 2% по объему и после этого начинала снижаться, в то время как прочность на изгиб сохранялась. увеличивается с увеличением объема волокна. Авторы также обнаружили, что короткие волокна более эффективны для повышения прочности бетона. Сим и др. [28] сообщили, что базальтовое волокно работает лучше, чем стекловолокно, в условиях ускоренного атмосферного воздействия и обеспечивает более высокую устойчивость к температуре, чем стекловолокно. Гамаль и др. [29] провел еще одно исследование, касающееся использования базальтовой фибры в бетонном строительстве. Они сообщили, что использование базальтовых волокон помогло сохранить и улучшить прочность бетона, подвергающегося воздействию растительных и минеральных масел. Бетон, армированный базальтовым волокном, выдерживает кислотное, химическое и солевое воздействие, приводящее к снижению прочности бетона. Донг и др. [30] оценили потенциал использования базальтовых волокон для улучшения механических свойств бетона, изготовленного из переработанных сейсмических отходов. Авторы также установили, что использование базальтовых волокон может компенсировать снижение механических свойств при увеличении коэффициента замещения отходов. Точно так же Ван и соавт. [31] предложили использовать базальтовое волокно с нанокремнеземом для улучшения механических свойств бетона на вторичном заполнителе.

Ахмад и Чен [32] исследовали водо- и жаропрочность растворов, содержащих различные пропорции базальтовых волокон и микрокремнезема. Они сообщили об увеличении сопротивления за счет увеличения количества микрокремнезема и волокон, а также об уменьшении пористости. Падалу и др. [33] исследовали использование армированного базальтом раствора для укрепления кошельков. Усиленные кошельки показали в четыре раза большую прочность, в 29 раз большую деформируемость и в 139 раз большую энергопоглощающую способность. Фену и др. [34] также изучали динамическое поведение растворов, армированных базальтовыми и стеклянными волокнами, исследуя их влияние на поглощение энергии и прочность на растяжение. Они сообщили об увеличении поглощения энергии при высоких напряжениях при добавлении волокон, в то время как на коэффициент динамического увеличения добавление волокон существенно не повлияло.

В этом исследовании для исследования физических, механических и прочностных свойств Композиты лабораторного производства. В литературе, насколько нам известно, нет исследований, посвященных чистому цементному тесту, обогащенному базальтовым волокном. Это исследование состояло из комплексных лабораторных испытаний в течение трех периодов отверждения (7, 28 и 56 дней). Кроме того, приготовленные композиты состояли из зольного остатка с высоким коэффициентом использования. Композиты могут быть многообещающими альтернативными связующими в бетонном секторе и могут использоваться в качестве альтернативных композитов на новой основе. Прочностные свойства этих композитов оценивались в реальных условиях. Образцы были погружены в раствор морской воды и сульфата для проверки их работоспособности. В литературе все исследования сосредоточены на свойствах растворов и бетонов; кроме того, ни один из них не состоял из чистого цементного теста, обогащенного базальтовым волокном. Это исследование заполнит пробел в исследованиях в этой конкретной области.

2.1. Материалы

2.1.1. Цемент и зольный остаток

Обыкновенный портландцемент CEM 1-42.5N, в соответствии с Турецким институтом стандартов (TS EN 197-1), был использован для приготовления цементных паст в этом исследовании. Этот цемент имеет крупность по Блейну 305 м ² /кг и удельный вес 3,15. Потеря воспламенения для этого цемента составляет 2,5.

Отработанный зольный остаток был собран с кирпичного завода после процесса сжигания. Уголь использовался для сжигания в печи при температуре около 1100°С. Оставшуюся золу собирали со дна печи. Перед использованием зольный остаток просеивали через сито 1,18 мм и получали мелкий порошок. Затем этот порошок сушили в печи при температуре около 100°C, чтобы гарантировать отсутствие влаги. Полученный порох имеет потери при воспламенении 3,9.. Химические составы этих материалов приведены в .

Таблица 1

Химический состав как используемого цемента, так и зольного остатка.

Oxides (%)	Cement	Bottom Ash
SiO 2	21. 7	57.3
Al 2 O 3	4.8	28.1
Fe 2 O 3	3.9	6.1
CaO	63.6	1.4
MgO	0.3	0. 2
K 2 O	0.3	0.8
SO 3	1.4	0.7
LOI a	2.1	3.2

Open in a separate window

^a Потери при прокаливании.

2.1.2. Базальтовое волокно

Базальтовое волокно, используемое в этом исследовании, было получено от Dost Kimya Ltd. , Стамбул, Турция. Удельный вес базальтового волокна 2,60 г/см ³ . Длина базальтового волокна 24 мм, диаметр 15 мкм. Модуль упругости и предел прочности базальтового волокна составляют 89 ГПа и 4840 МПа соответственно. Модуль упругости измеряет жесткость материала и связан с атомными связями и не зависит от прочности. В целях обеспечения качества обычно можно использовать предел прочности на растяжение. Для этого от производителя были получены модуль упругости и предел прочности базальтового волокна. Базальтовые волокна, обладающие более высокой прочностью на растяжение, обычно обладают более высокой прочностью на изгиб. Результаты экспериментов также показали, что базальтовые волокна обладают хорошей совместимостью с композитами на основе цемента. показано использованное базальтовое волокно.

Открыть в отдельном окне

Базальтовое волокно, использованное в данном исследовании.

2.2. Подготовка образцов

Смеситель Хобарта (емкость 2,5 л, Вашингтон, США) использовали для приготовления чистых композитов на основе цементной пасты. Золовой остаток, цемент и базальтовое волокно смешивали в сухом виде в течение 30 с, и в течение 30 с медленно добавляли водопроводную воду. Свежую пасту помещали в формы, а затем уплотняли вибростолом в течение 1 мин. Через 24 ч образцы извлекали из форм и отверждали в воде до возраста испытаний (7, 28 и 56 сут).

Кастальдо и др. [35] использовали коэффициент запаса неопределенности, чтобы преодолеть влияние экспериментальных неопределенностей на оценки. Это важно, особенно для композитов на основе цемента. Из-за опасений по поводу безопасности зданий в секторе бетонного строительства без долгосрочных данных о производительности или информации о новых композитах, производимых здесь, существует нежелание одобрять эти материалы в этом секторе. Авторы считают; однако в секторе устойчивого строительства использование альтернативных промышленных отходов вместо цемента является обязательным для сокращения выбросов углекислого газа.

Кроме того, как уже говорилось, необходимо разработать альтернативные подходы к строительству зданий, чтобы свести к минимуму углеродный след и дать возможность тем новым связующим, которые легко разрабатываются в лабораторных исследовательских программах, сделать мир лучше. Имеющиеся в настоящее время стандарты, используемые в материалах на основе цемента, не подходят для тех новых вяжущих, которые в основном производятся из отходов. Таким образом, эти стандарты должны быть изменены, или для конкретного сектора могут быть приняты совершенно новые процедуры испытаний.

Кубические формы размером 50 мм ³ использовали для изготовления образцов прочности на сжатие. Призмы из раствора размером 40 мм × 40 мм × 160 мм использовались для образцов на прочность на изгиб. Использовали стандарт ASTM C109M-20 [36] для испытаний на прочность на сжатие и стандарт ASTM C348-19 [37] на прочность на изгиб. Для испытаний на прочность на сжатие и прочность на изгиб было изготовлено по шесть образцов для каждого возраста отверждения (7, 28 и 56 дней) и для каждой группы смесей. Использовалась цифровая установка для испытаний на сжатие и изгиб с нагрузкой 200 кН, которая была разработана для композитов на основе цементного теста. Испытательная установка состояла из жестких стоечных рам с камерой для гидравлических испытаний, ЖК-графическим цифровым управлением и блоком считывания. Машины зафиксировали нагрузку-деформацию со временем. Для измерения прочности на изгиб использовалась нагрузка в центральной точке. Для обоих испытаний регистрируется разрушающая нагрузка в кН, которая автоматически преобразуется в напряжение путем деления его площади. Скорость нагружения составляла 0,5 кН/с при испытаниях на прочность при сжатии, а скорость деформации составляла 0,05 мм/мин при испытаниях на прочность при изгибе.

Соответствующий автор опубликовал статьи [16,38], которые касаются 100% зольного остатка и 100% чистого цемента. Однако в данном исследовании в качестве эталонных авторы рассматривали две основные группы смесей: цементное тесто, состоящее из 40 % и 50 % зольного остатка в качестве эталонных групп и обогащенное тремя объемными долями базальтового волокна (0,3 %, 0,75 % и 1,5 %). Программа испытаний состоит из двух групп смесей, одна с зольностью остатка 40% (серия 40-0), а другая с 50% (серия 50-0). Каждая группа включает различное содержание базальтового волокна от 0% до 1,5% по объему. 40-0,3 соответствует серии смесей, состоящей из 40% зольного остатка и 0,3% базальтового волокна, а 50-0,75 соответствует серии смесей, состоящей из 50% зольного остатка и 0,75% базальтового волокна. Соотношение вода-вяжущее (w/b) поддерживалось постоянным для всех групп смесей на уровне 0,37 для достижения необходимого уровня удобоукладываемости для предотвращения неправильного уплотнения.

Было отлито по шесть образцов для каждого возраста испытаний (7, 28 и 56 дней) и для каждой группы смесей для измерения физических свойств композитов. Эксперименты по определению кажущегося удельного веса и водопоглощения проводились в соответствии с процедурой ASTM C127-15 [39]. Консистенцию приготовленных смесей определяли с помощью таблицы текучести в соответствии с методикой ASTM C230M-14 [40]. Сульфатостойкость композитов оценивали по методике ASTM C88-18 [41] и Ferraris et al. [42] исследование. Хотя известно, что стандарт ASTM C88-18 [41] измеряет стойкость агрегатов к сульфатам, подход в этом методе был объединен с подходом Феррариса и др. [42] для измерения сульфатостойкости. Соответствующий автор ранее публиковал публикации по этому модифицированному методу; кроме того, мы считаем, что этого передового подхода достаточно для измерения сульфатостойкости композитов на основе цемента. Подход заключается в измерении потерь массы композитов, которые продолжаются до диспергирования, и в определении того, насколько эти потери отличаются от основной массы. Лабораторные композиты погружали в раствор Na 9 с концентрацией 50 г/л.0358 2 SO ₄ раствор. Образцы подвергали воздействию раствора сульфата до появления трещин. В конце каждого цикла образцы извлекали из раствора сульфата и сушили в печи при температуре около 105°С. Изменения массы регистрировали в каждом цикле. Композиты были погружены в морскую воду (полученную непосредственно с морского берега), чтобы смоделировать реальные условия на площадке и оценить характеристики изготовленных в лаборатории композитов в реальных условиях. Для испытаний в морской воде образцы погружали в морскую воду на одну неделю, и применялась та же процедура для испытаний на сульфаты. Испытания продолжались до появления первой видимой трещины. Затем регистрировали массовые изменения. Для каждого возраста отверждения (28 и 56 дней) и для каждой группы смесей было приготовлено по шесть образцов для оценки стойкости композита к сульфату и морской воде. показаны как изгибные, так и кубические образцы, приготовленные в лаборатории, содержащие зольный остаток и базальтовое волокно.

Открыть в отдельном окне

Золосодержащие композиции, обогащенные базальтовым волокном: ( a ) образцы на изгиб; ( b ) кубические образцы.

3.1. В документе «Влияние базальтового волокна на физические свойства»

показаны значения текучести для зольно-цементных паст, армированных базальтом. Увеличение количества зольного остатка снижает текучесть выше 0,3% базальтового волокна. Это связано с более крупными частицами зольного остатка. Межчастичное трение препятствует движению. Добавление базальтового волокна улучшает сыпучесть смесей для обеих групп золошлаковых смесей при низкой объемной доле (0,3%). Однако при выходе за пределы добавки 0,3% базальтового волокна значения текучести в группах смесей 40-0 имеют тенденцию к снижению. Снижение текучести начинается при уровне базальтового волокна 0,75% в смесях 50-0. Поглощение доступной воды из-за большой площади поверхности базальтового волокна вызвало незначительное снижение значений потока, особенно выше 0,3%. Кроме того, базальтовое волокно может поглощать больше цементного теста при большой объемной доле. Однако сцепляемость композитов улучшилась при добавлении базальтового волокна. Аналогичные результаты были получены у Li et al. [43], Цинь и соавт. [44] и Садрмомтази и соавт. [45]. Кроме того, говорят, что композиты пригодны для обработки, если значения текучести составляют примерно 150 мм [46]. В этом исследовании все группы смесей, кроме групп смесей 40-1,5, имели значения текучести ниже 150 мм (содержащие 1,5% базальтового волокна). Тем не менее, эта группа смесей также может быть легко отлита в формы без дополнительного мастерства. В этом исследовании использовалась только одна длина базальтового волокна (6 мм). Встречаются также базальтовые волокна длиной 12 и 24 мм. Одно исследование, проведенное на бетоне, показало, что увеличение длины базальтового волокна приводит к более заметному снижению удобоукладываемости [47]. По результатам испытаний на текучесть все композиты можно считать устойчивыми. Считается, что добавление базальтового волокна улучшает консистенцию смеси и снижает энергозатраты при литье. Это может быть положительным дополнением к базальтовым волокнам, особенно при опалубке на месте; это также требует меньшего мастерства. Если процентное содержание базальтового волокна будет поддерживаться на уровне 0,3%, это позволит максимизировать эксплуатационные характеристики композитов. Принимая во внимание группы со смесью 40-0,3, было рассчитано увеличение расхода на 32% по сравнению с группами со смесью 40-0, и это увеличение составило 11% по сравнению с группами со смесью 50-0. Кроме того, текучесть имеет тенденцию к снижению при добавлении базальтового волокна более 0,3% в группах смесей 40-0, но эта тенденция не наблюдается при добавлении базальтового волокна 0,75% в группах смесей 50-0. Группы смеси 50-0 показывают меньшее снижение по сравнению с группами смеси 40-0. Уменьшение потока при более высокой объемной доле волокон (1,5%) составляло приблизительно 32% для групп со смесью 40-0 и 14% для групп со смесью 50-0. Это может быть связано с увеличением количества тонкодисперсного материала в группах смесей 50-0, которые содержат меньше цемента по сравнению с группами смесей 40-0. Когда базальтовое волокно используется в большом объеме (1,5%), оно обеспечивает большее сопротивление сдвигу против течения. Базальтовое волокно, состоящее из нитей и большой площади поверхности, требует большего количества воды для затворения и большего количества цементного теста для покрытия всех частиц.

Открыть в отдельном окне

Значения текучести для зольно-цементных паст, армированных базальтом.

показывает значения удельной массы в сухом состоянии (DUW) для зольно-цементных паст, армированных базальтом, через 7, 28 и 56 дней отверждения. Значения DUW уменьшаются с возрастом отверждения. Наибольшее снижение (около 10%) было зарегистрировано в группах, получавших смесь 40-1,5. Базальтовое волокно снижает значения DUW для обеих групп смесей по сравнению с контрольным образцом. Среднее снижение для всех серий составило около 7%. Снижение более выражено при больших объемных фракциях. Возможно, это связано с тем, что при введении базальтового волокна в систему требуется больше пасты для покрытия. Это приводит к снижению плотности композита. Снижение плотности может быть связано с более высоким содержанием пустот. В однородном материале, независимо от проводимых испытаний, удельный вес всегда постоянен. Однако, если композиционный материал производится, в котором дополнительный материал имеет меньший удельный вес по сравнению с исходным материалом, удельный вес матрицы соответственно уменьшается по отношению к содержанию дополнительного материала. Известно, что поровые структуры в матрице образуются в результате реакции гидратации. Однако снижение DUW было выше в группе с большим количеством цемента (серия 40-0). Это также может служить доказательством того, что большее образование пасты приводит к большему уменьшению. Те же результаты можно найти в [31,44]. Композиты классифицировались как легкие, если их плотность была ниже 2000 кг/м 9 .0031 3 . Легкие композиты обычно имеют хорошие механические характеристики и превосходную долговечность. На основании значений DUW все композиты можно отнести к категории легких материалов; кроме того, композиты могут быть альтернативным устойчивым строительным материалом для строительного сектора.

Открыть в отдельном окне

Сухой удельный вес зольно-цементных паст, армированных базальтом, на 7, 28 и 56 сутки отверждения.

показывает значения пористости для зольно-цементных паст, армированных базальтом, через 7, 28 и 56 дней отверждения. Пористость уменьшается с возрастом отверждения. Скорость снижения увеличивается после 28 дней. Это связано с медленной реакцией частиц зольного остатка. Добавление базальтового волокна снижает пористость при низкой объемной доле (0,3%). При добавке базальтового волокна свыше 0,3% значения пористости имеют тенденцию к увеличению. Плотность композитов становится менее эффективной при объемной доле базальтового волокна 0,3%, что может привести к образованию большего количества пустот. Кроме того, прибавки базальтового волокна требуют большего количества цементного теста, так как постоянный объем пасты для более пористой матрицы всех смесей может образовываться при больших объемных долях. Кроме того, снижение дисперсионной способности волокон и цементного теста может вызвать увеличение значений пористости. Еще одним фактором такого увеличения можно считать увеличение водопотребности за счет добавления базальтового волокна, особенно при более высокой объемной доле. При низких объемных долях группы смеси 40-0,3 и 50-0,3 демонстрируют улучшение на 8% и 5% в более позднем возрасте соответственно. Это улучшение значений пористости было ниже в ранний период отверждения. Это ожидается из-за более медленной реакции групп зольного остатка. Увеличение пористости составило примерно 12% в раннем возрасте, которое становится 15% в более позднем возрасте в группах смесей 50-1,5. Однако в смешанных группах 40-1,5 года эти значения составляли 2% и 8% для раннего и позднего возраста соответственно. Результаты совместимы с результатами испытаний на водопоглощение (WA). Совместимые результаты можно найти в [44,46,48,49].

Открыть в отдельном окне

Значения пористости зольно-цементных паст, армированных базальтом, на 7, 28 и 56 сутки отверждения.

показывает значения водопоглощения (WA) для зольно-цементных паст, армированных базальтом, через 7, 28 и 56 дней отверждения. Значения WA имеют тенденцию к снижению с возрастом отверждения. Увеличение количества зольного остатка также увеличивает значения WA. Это можно объяснить тем, что добавка базальтового волокна увеличивает пористость при большой объемной доле. Кроме того, из значений текучести видно, что добавление базальтового волокна снижает значения текучести из-за более высокой поглощающей способности смесей, обогащенных базальтом. Значения WA имеют тенденцию к увеличению после уровня добавления 0,75% базальтового волокна для обеих групп смесей. Однако увеличение значений WA больше в смесях 50-0 по сравнению со смесями 40-0. В раннем возрасте добавление 1,5% базальтового волокна вызывало снижение значений WA на 16% и 18% при рассмотрении групп смесей 40-0 и 50-0 соответственно. Это связано с тем, что частицы золы имеют более высокую склонность поглощать больше воды. Группы смеси 50-0 состояли из большего количества зольного остатка. В более позднем возрасте обе смешанные группы демонстрируют одинаковое поведение. Аналогичные результаты были обнаружены в [31,45].

Открыть в отдельном окне

Показатели водопоглощения для зольно-цементных паст, армированных базальтом, на 7, 28 и 56 сутки отверждения.

3.2. В документе «Влияние базальтового волокна на механические свойства»

показаны значения прочности на сжатие без ограничений для зольно-цементных паст, армированных базальтом, через 7, 28 и 56 дней отверждения. Добавление базальтового волокна увеличивает прочность на сжатие. Однако это увеличение уменьшалось при добавлении базальтового волокна выше 0,75%. Кроме того, увеличение капиллярных пор может вызвать снижение прочности при более высокой объемной доле базальтовых волокон, так как эти волокна в большей степени влияют на капиллярную пористость, а не на гель-пористость из-за большой площади поверхности; таким образом, при малых объемных долях может быть достигнута большая прочность. Большее гелеобразование за счет частиц зольного остатка в композитах также способствует увеличению прочности на сжатие. В данном исследовании использовалось базальтовое волокно длиной 6 мм. Это также может быть фактором увеличения силы. Эта длина базальтового волокна, по-видимому, лучше уплотняется и демонстрирует превосходную адгезию с цементным тестом. Аналогичные результаты сообщаются в [26,27,29]. Среднее увеличение с 7 до 56 дней составило примерно 27% для обеих групп смеси. Скорость увеличения была выше при низкой объемной доле. Объемная доля базальтовых волокон выше 0,3% показала более низкую скорость увеличения. Это может быть связано с ослаблением связи при высоком базальтовом волокне, увеличением водопоглощения и пористостью композитов. Скорость улучшения UCS была выше в группах смеси 50-0,75 по сравнению с группами смеси 40-0,75 для всех возрастов отверждения. Однако серия 40-0,75 показала более высокую силу во всех возрастных группах. Это согласуется с результатами теста на пористость. По сравнению со смесями 50-0,75 прирост UCS составил 65% через 56 дней, а для смесей 40-0,75 при том же возрасте отверждения он составил 57%. При более высокой объемной доле базальта (1,5 %) значения UCS значительно снизились на 51 % за семь дней для серии 40-1,5, и это снижение составило 48 % для серии 50-1,5. При рассмотрении прироста UCS в группах смесей 40-0 и 50-0 при 7- и 56-дневном периодах отверждения это составило 39% и 34% соответственно. По сравнению со значениями пористости базальтовое волокно снижает значения пористости на 10% и 9% в группах смесей 40-0 и 50-0 соответственно. Увеличение содержания базальтового волокна свыше 0,75% может привести к снижению прочности на сжатие. Это может быть связано с увеличением количества пор в композитах. Снижение значений UCS может быть связано со снижением значений потока, которые показывают неравномерную дисперсию за пределами 0,75%. При большой объемной доле сила сцепления между базальтовым волокном и цементным тестом снижается. Потеря способности удерживать матрицу и развитие трещин на поверхности волокна-матрицы приводит к снижению значений UCS и FS при высокой объемной доле (1,5 %). Локализованное напряжение на кончике волокна сужает поры, и может образоваться больше трещин. Эти трещины позже открылись и стали больше. Таким образом, эффект моста вызывает внезапное снижение механических характеристик. По мере увеличения дополнительного уровня базальтового волокна увеличивается количество ионов кальция в системе. Это приводит к образованию большего количества геля, который заполняет имеющиеся поры в матрице. Таким образом, композиты обладают большей прочностью по сравнению со смесями без базальтового волокна. Наконец, в одном исследовании [48] упоминается, что увеличение прочности на сжатие связано с аморфным характером базальтового волокна.

Открыть в отдельном окне

Значения прочности на сжатие без ограничений для зольно-цементных паст, армированных базальтом, через 7, 28 и 56 дней отверждения.

показывает значения прочности на изгиб (FS) для зольно-цементных паст, армированных базальтом, через 7, 28 и 56 дней отверждения. Здесь сообщалось о той же тенденции, что и в прочности на сжатие. Добавление базальтовых волокон уплотнило матрицу, и образовались лучшие связи. Добавление базальтового волокна кажется эффективным до объемной доли 0,75%; за пределами этого значения сообщалось о снижении FS. Потеря кольматирующего эффекта и ослабление матричных связей между цементными пастами приводит к затруднению уплотнения при более высоких скоростях и снижению FS. Кроме того, добавление базальтового волокна влияет на текучесть композитов и, таким образом, снижает удобоукладываемость и FS на всех этапах отверждения. При рассмотрении значений FS базальтовое волокно более эффективно в группах смесей 50-0,75 по сравнению со смесями 40-0,75 при всех возрастах отверждения. Улучшение FS было рассчитано как 65% и 57% для групп смеси 50-0,75 и 40-0,75 соответственно. Скорость увеличения значений FS была несколько ниже (т.е. примерно 30%) для обеих групп смесей, не состоящих из базальтового волокна, при периоде отверждения от 7 до 56 дней. При всех объемных долях обе смеси показали увеличение по сравнению с композитами без волокон. Самые высокие улучшения были отмечены в группах с 0,75% базальтовой смеси. На всех дополнительных уровнях значения FS имеют тенденцию к увеличению. Увеличение значений FS показало, что существует хорошая связь между базальтовым волокном и цементным тестом. Другая причина, по которой значения FS не снижаются выше 0,75%, может быть связана с тем, что большее количество базальтовых волокон расположено близко друг к другу. Другой эффект может быть связан с увеличением количества продуктов гидратации, образующих лучшее сцепление с базальтовым волокном. Кроме того, при более высокой объемной доле есть много волокон, которые перекрывают действие. Поскольку базальтовое волокно состоит из кремнезема и оксида кальция, ожидается, что оно будет демонстрировать лучшие механические характеристики. Образование геля гидрата силиката кальция приводит к более высокой прочности на сжатие и изгиб. Кроме того, базальтовые волокна имеют аморфную структуру. Это может способствовать формированию уплотненной матрицы с однородной дисперсией базальтового волокна в цементном тесте. Салони и др. [48] ​​сообщили, что базальтовое волокно действует как заполнитель и образует прочные матричные свойства, тем самым повышая прочность. Аналогичные результаты можно найти в [44,45,46,48,50,51].

Открыть в отдельном окне

Значения прочности на изгиб зольно-цементных паст, армированных базальтом, на 7, 28 и 56 сутки отверждения.

3.3. Влияние базальтового волокна на свойства долговечности В документе

показано испытание на стойкость к сульфатам зольно-цементных паст, армированных базальтом, через 28 и 56 дней отверждения. Интересно, что сульфатостойкость улучшается при добавлении базальтового волокна для всех объемных долей. На самом деле сопротивление определяется структурой пор и количеством волокна. Добавление базальтового волокна улучшает сцепление композитов на основе цементного теста. Механизмы соединения базальтовых волокон удерживают матрицу вместе и не допускают ослабления связей. Скорость расширения уменьшается с увеличением количества базальтового волокна для обеих групп смесей. Среднее снижение расширения за счет добавления базальтового волокна составило 30% для всех групп смесей. Улучшение может быть связано с уплотнением матрицы и увеличением значений FS. Это доказывает, что сульфат-ионы не оказывали неблагоприятного воздействия на базальтовое волокно. Увеличение количества зольного остатка снижает устойчивость к сульфатам. Использование 0,75% базальтового волокна показало на 44% меньшее расширение через 28 дней в серии 40-0,75 и на 21% в серии 50-0,75. При рассмотрении тех же групп при повышении содержания базальтового волокна до 1,5 % эти значения рассчитывались как 51 % и 46 %. Однако сравнение механических характеристик с использованием базальтового волокна выше 0,75% снижает значения прочности на сжатие и изгиб. Аналогичные выводы можно найти в [46,52].

Открыть в отдельном окне

Испытание на сульфатостойкость зольно-цементных паст, армированных базальтом, через 28 и 56 дней отверждения.

показывает испытание на стойкость к морской воде зольно-цементных паст, армированных базальтом, через 28 и 56 дней отверждения. Добавление базальтового волокна уменьшает потерю веса морской водой и повышает химическую стойкость композитов. Незначительная потеря веса из-за воздействия морской воды была зарегистрирована как для смесей, так и для возрастов отверждения. Сопротивление становится выше в более позднем возрасте с помощью базальтового волокна. Вторая группа контрольных смесей (серия 50-0) имеет более высокую потерю веса морской водой. Однако добавление базальтового волокна уменьшает это увеличение. Причина в основном связана с добавлением базальтового волокна, которое блокирует каналы с открытыми порами и связность пор и, таким образом, уменьшает диффузию ионов в композиты. Серия 50-1,5 более устойчива к морским атакам по сравнению со смешанными группами 40-1,5; серия смесей 40-1,5 показала улучшение на 70% через 56 дней, и это значение было увеличено до 88% для серий смесей 50-1,5 при том же периоде отверждения по сравнению с группами смесей без базальтового волокна. При рассмотрении групп со смесью 40-0,75 улучшение было ограничено 36% через 56 дней. Однако это было 79% на 50-0,75. Имеется мало информации о химической стойкости композитов, состоящих из базальтового волокна [46,47,52].

Открыть в отдельном окне

Испытание на стойкость к морской воде зольно-цементных паст, армированных базальтом, через 28 и 56 дней отверждения.

Базальтовое волокно можно считать экологическим материалом, так как оно производится из базальтовой породы, которая естественным образом встречается в земной коре. Базальт — это природная горная порода, в изобилии встречающаяся по всему миру; он используется в производстве базальтового волокна по низкоэнергоемкому процессу. Благодаря высокой прочности на растяжение и превосходным модулям, его эффективность в композитах на основе цемента делает его идеальным кандидатом в строительном секторе. Поскольку он считается экологически чистым материалом, авторы полагают, что его использование в будущем возрастет. Это поможет улучшить стратегии устойчивого развития для всех стран. Здесь, в этом исследовании, обогащенные базальтом цементные пасты из зольного остатка доказали свои превосходные характеристики против воздействия сульфатов и морской воды. Кроме того, композиты обладают отличными механическими свойствами. Использование золошлаковых отходов для производства композитов на основе цементного теста, возможно, может оказать благотворное воздействие на окружающую среду. Зольный остаток, использованный в этом исследовании, можно рассматривать как замещающий цемент с высоким уровнем (40% и 50%). Авторы также считают, что композиты могут быть устойчивыми и экологически чистыми. Результаты экспериментов показали, что базальтовое волокно хорошо работает с золошлаковыми композитами.

Несмотря на то, что большое количество глины и другого природного сырья используется в каменных работах, таких как производство кирпича, блоков и тротуарной плитки, авторы считают, что использование природного сырья истощает наши ресурсы; таким образом, зольный остаток можно эффективно и удовлетворительно использовать в строительном секторе для сокращения выбросов двуокиси углерода. Однако его использование в строительной отрасли все еще невелико. Кроме того, использование зольного остатка или других промышленных отходов в таких применениях, заявленных или контролируемых применениях с низкой прочностью в строительном секторе, имеет большой потенциал для достижения устойчивого развития строительной отрасли и сокращения углеродного следа. Авторы также считают, что их использование в конструкционных бетонных приложениях обеспечивает более устойчивый подход в бетонном секторе. Тем не менее, необходимо провести дополнительные исследования, особенно для тех приложений, чтобы проверить правила безопасности.

Авторы проверили характеристики своих композитов на основе зольного остатка на основе цемента с помощью различных испытаний, таких как физические, механические и прочностные. Кроме того, авторы оценили композиты цементной пасты с зольным остатком в соответствии с действующими международными стандартами и попытались оптимизировать характеристики наших композитов на основе упомянутых тестов. На основании экспериментов в этом исследовании можно сделать следующие выводы:

• (1)

  Добавление базальтового волокна улучшает удобоукладываемость композитов при меньшей объемной доле. После добавления 0,3% базальтового волокна снижение значений текучести было зарегистрировано для всех групп смесей.

• (2)

  Пористость композитов увеличивается с увеличением объемной доли базальтового волокна. На компактируемость волокна отрицательно влияет объемная доля выше 0,3%.

• (3)

  Сухой удельный вес композитов относится к легким. Производимые композиты обладают превосходной физической, механической и химической стабильностью, что делает их альтернативным устойчивым строительным материалом. Кроме того, пропорции смеси в этом исследовании могут помочь в разработке стратегий устойчивого развития в бетонной промышленности за счет использования зольного остатка и базальтового волокна в качестве альтернативного связующего.

• (4)

  Добавление базальтового волокна увеличивает водопоглощение обеих групп смесей более чем на 0,3% объемной доли. При введении в систему базальтового волокна требуется больше цементного теста. Это влияет на пористую систему композитов.

• (5)

  Добавление базальтового волокна увеличивает прочность на сжатие и изгиб. Обе силы имеют тенденцию к снижению выше 0,75% объемной доли.

• (6)

  Добавление базальтовых волокон, по-видимому, эффективно для химической стабильности. Базальтовое волокно повышает устойчивость композитов к сульфатной и морской воде.

• (7)

  Для лучшего понимания этих новых композитов на основе чистых цементных паст, содержащих базальтовое волокно и промышленные отходы, необходимо провести микроскопическое исследование. Авторы считают, что образование гидратов силиката кальция и диспергирование базальтового волокна в матрице определяет общее поведение композитов и требует дальнейшего изучения.

Авторы благодарят за помощь Бирола Карамана, предоставившего материалы для настоящего исследования. Авторы также благодарят редакцию «Материалы» за мотивацию, поддержку и поддержку при подготовке рукописи.

Концептуализация, М.Х. и Э.А.; методология, Э.А.; программное обеспечение, MH; проверка, AE, EA; формальный анализ, MH; расследование, М.Х. и Э.А.; курирование данных, MH; написание первоначального проекта подготовки, М.Х. и Э.А.; написание обзора и редактирование, EA и AE; надзор, Э.А.; администрирование проекта, Е.А. и A.E. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Это исследование не получило внешнего финансирования.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

1. Сюй Дж., Дэн Ю., Ши Ю., Хуанг Ю. Двухуровневый подход к оптимизации устойчивого развития и сокращения выбросов углерода в промышленности строительных материалов: пример из Китая. Поддерживать. Города Соц. 2020;53:101828. doi: 10.1016/j.scs.2019.101828. [CrossRef] [Google Scholar]

2. Ван Н. Роль строительной отрасли в устойчивом развитии городов Китая. Среда обитания Интерн. 2014;44:442–450. doi: 10.1016/j.habitatint.2014.09.008. [CrossRef] [Google Scholar]

3. Хорват А. Строительные материалы и окружающая среда. Анну. Преподобный Окружающая среда. Ресурс. 2004; 29: 181–204. doi: 10.1146/annurev.energy.29.062403.102215. [CrossRef] [Google Scholar]

4. Фрей Х.К., Расдорф В., Льюис П. Комплексное полевое исследование использования топлива и выбросов внедорожной дизельной строительной техники. трансп. Рез. Рек. 2010: 69–76. дои: 10. 3141/2158-09. [CrossRef] [Google Scholar]

5. Мехта Б.Ю.П.К., Берроуз Р.В. Строительство прочных конструкций в 21 веке. Индийский конкр. Дж. 2001; 75: 437–443. [Академия Google]

6. Джатурапитаккул С., Черарот Р. Разработка зольного остатка в качестве пуццоланового материала. Дж. Матер. Гражданский англ. 2003; 15:48–53. doi: 10.1061/(ASCE)0899-1561(2003)15:1(48). [CrossRef] [Google Scholar]

7. Курама Х., Кая М. Использование золы сжигания угля в бетонной смеси. Констр. Строить. Матер. 2008; 22:1922–1928. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2007.07.008. [CrossRef] [Google Scholar]

8. Топчу И.Б., Билир Т., Уйгуноглу Т. Влияние содержания мраморной пыли в качестве наполнителя на свойства самоуплотняющегося бетона. Констр. Строить. Матер. 2009 г.;23:1947–1953. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2008.09.007. [CrossRef] [Google Scholar]

9. Вардхан К., Сиддик Р., Гоял С. Влияние мраморных отходов в качестве частичной замены мелких заполнителей на прочность и усадку бетона при высыхании. Констр. Строить. Матер. 2019;228:116730. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.116730. [CrossRef] [Google Scholar]

10. Сингх Н., Шехназдип, Бхардвадж А. Обзор роли золы угольного остатка как альтернативы цементу. Констр. Строить. Матер. 2020;233:117276. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117276. [CrossRef] [Google Scholar]

11. Аггарвал П., Аггарвал Ю., Гупта С.М. Эффект зольного остатка как замены мелкого. Азиатский J.Civ. англ. Строить. Дом. Том. 2007; 8: 49–62. [Google Scholar]

12. Chun L.B., Sung K.J., Sang K.T., Chae S.T. Исследование фундаментальных свойств бетона с добавлением прудовой золы в Корее; Материалы 3-й Международной конференции АКФ; Хошимин, Вьетнам. 11–13 ноября 2008 г.; стр. 401–408. [Google Scholar]

13. Юксель И., Генч А. Свойства бетона, содержащего неразмолотую золу и шлак в качестве мелкого заполнителя. АКИ Матер. Дж. 2007; 104:397–403. [Google Scholar]

14. Коу С. С., Пун К. С. Свойства бетона, приготовленного из мелкозернистого щебня, топочной золы и мелкого вторичного заполнителя в качестве мелкого заполнителя. Констр. Строить. Матер. 2009; 23: 2877–2886. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2009.02.009. [CrossRef] [Google Scholar]

15. Вонгкео В., Тонгсанитгарн П., Пимракса К., Чайпанич А. Прочность на сжатие, прочность на изгиб и теплопроводность автоклавного бетонного блока, изготовленного с использованием зольного остатка в качестве заменителя цемента. Матер. Дес. 2012; 35: 434–439.. doi: 10.1016/j.matdes.2011.08.046. [CrossRef] [Google Scholar]

16. Айдын Э. Новые композиты зольных отходов угольного остатка для устойчивого строительства. Констр. Строить. Матер. 2016; 124: 582–588. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.07.142. [CrossRef] [Google Scholar]

17. Yao W., Li J., Wu K. Механические свойства гибридного фибробетона при низкой объемной доле фибры. Цем. Конкр. Рез. 2003; 33: 27–30. doi: 10.1016/S0008-8846(02)00913-4. [CrossRef] [Google Scholar]

18. Коринальдези В., Нардинокки А. Влияние типа волокон на свойства высокоэффективных композитов на основе цемента. Констр. Строить. Матер. 2016;107:321–331. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.01.024. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

19. Jun L., Yong-sheng J., Cheng J., Zhishan X. Улучшение и механизм механических свойств магниево-аммонийфосфатного цемента с измельченными волокнами. Констр. Строить. Матер. 2020;243:118262. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118262. [CrossRef] [Google Scholar]

20. Фэн Х., Шейх М.Н., Хади М.Н.С., Гао Д., Чжао Дж. Механические свойства цементного композита на основе фосфата магния и калия, армированного микростальной фиброй. Констр. Строить. Матер. 2018; 185: 423–435. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.07.037. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

21. Айдын Э. Данные по физико-механическим свойствам композитов на цементной основе из штапельных волокон. Данные Бр. 2017;14:307–312. doi: 10.1016/j.dib.2017.07.055. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

22. Айдын Э. Армированные скобами цементные пасты большого объема, армированные проволокой. Констр. Строить. Матер. 2017; 153:393–401. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.07.125. [CrossRef] [Google Scholar]

23. Коринальдези В., Нардинокки А., Доннини Дж. Влияние расширителя на характеристики композитов на основе фиброцемента. Констр. Строить. Матер. 2015;91: 171–179. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.05.002. [CrossRef] [Google Scholar]

24. Георгиу А.В., Пантазопулу С.Дж. Влияние длины волокна и характеристик поверхности на механические свойства цементных композитов. Констр. Строить. Матер. 2016; 125:1216–1228. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.09.009. [CrossRef] [Google Scholar]

25. Хван С.Л., Тран В.А., Хонг Дж.В., Се Ю.К. Влияние короткого кокосового волокна на механические свойства, пластическое растрескивание и ударопрочность цементных композитов. Констр. Строить. Матер. 2016;127:984–992. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.09.118. [CrossRef] [Google Scholar]

26. Sun X., Gao Z., Cao P., Zhou C. Испытания механических свойств и многомасштабное численное моделирование бетона, армированного базальтовым волокном. Констр. Строить. Матер. 2019;202:58–72. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.01.018. [CrossRef] [Google Scholar]

27. Хан М., Цао М., Али М. Влияние базальтовых волокон на механические свойства бетона, армированного карбонатом кальция и стальной фиброй. Констр. Строить. Матер. 2018;192: 742–753. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.10.159. [CrossRef] [Google Scholar]

28. Sim J., Park C., Moon D.Y. Характеристики базальтовой фибры как упрочняющего материала для бетонных конструкций. Композиции Часть Б англ. 2005; 36: 504–512. doi: 10.1016/j.compositesb.2005.02.002. [CrossRef] [Google Scholar]

29. Gamal T.S.F., Chiadighikaobi P.C. Сравнительный анализ надежности неразрушающих методов контроля прочности бетона, пропитанного растительным маслом: Базальтовая фибра для повышения прочности бетона. Матер. Сегодня проц. 2019;19:2479–2482. doi: 10.1016/j.matpr.2019.08.113. [CrossRef] [Google Scholar]

30. Dong J.F., Wang Q.Y., Guan Z.W. Материальные свойства бетона, армированного базальтовым волокном, изготовленного из переработанных сейсмических отходов. Констр. Строить. Матер. 2017;130:241–251. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.08.118. [CrossRef] [Google Scholar]

31. Wang Y., Hughes P., Niu H., Fan Y. Новый метод улучшения свойств бетона из переработанного заполнителя: композиционное добавление базальтового волокна и нанокремнезема. Дж. Чистый. Произв. 2019;236:117602. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.07.077. [CrossRef] [Google Scholar]

32. Ахмад М.Р., Чен Б. Микроструктурная характеристика магниево-фосфатного цемента, армированного базальтовым волокном, с добавлением микрокремнезема. Констр. Строить. Матер. 2020;237:117795. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117795. [CrossRef] [Google Scholar]

33. Падалу П.К.В.Р., Сингх Ю., Дас С. Эффективность цементного раствора, армированного базальтовым волокном, для неплоскостного усиления неармированной кладки. Констр. Строить. Матер. 2018;191:1172–1190. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.10.077. [CrossRef] [Google Scholar]

34. Фену Л., Форни Д., Кадони Э. Динамическое поведение цементных растворов, армированных стеклянными и базальтовыми волокнами. Композиции Часть Б англ. 2016;92:142–150. doi: 10.1016/j.compositesb.2016.02.035. [CrossRef] [Google Scholar]

35. Кастальдо П., Джино Д., Манчини Г. Форматы безопасности для нелинейного конечно-элементного анализа железобетонных конструкций: обсуждение, сравнение и предложения. англ. Структура 2019;193:136–153. doi: 10.1016/j.engstruct.2019.05.029. [CrossRef] [Google Scholar]

36. ASTM C109/C109M-20. Стандартный метод испытаний прочности на сжатие гидравлических цементных растворов (с использованием образцов в форме куба размером 2 дюйма или [50 мм]) ASTM International; Уэст-Коншохокен, Пенсильвания, США: 2020. [Google Scholar]

37. ASTM C348-19. Стандартный метод испытаний на прочность на изгиб гидравлических цементных растворов. АСТМ интернэшнл; Уэст-Коншохокен, Пенсильвания, США: 2019. [Google Scholar]

38. Айдын Э., Арель Х.Ш. Замена мрамора в больших объемах цементным тестом: на пути к большей экологичности. Дж. Чистый. Произв. 2019;237:117801. doi: 10. 1016/j.jclepro.2019.117801. [CrossRef] [Google Scholar]

39. ASTM C127-15. Стандартный метод испытаний относительной плотности (удельного веса) и поглощения крупного заполнителя. АСТМ интернэшнл; Уэст-Коншохокен, Пенсильвания, США: 2015. [Google Scholar]

40. ASTM C230-14. Стандартные технические условия на таблицу расхода для использования в испытаниях гидравлического цемента. АСТМ интернэшнл; Уэст-Коншохокен, Пенсильвания, США: 2014. [Google Scholar]

41. ASTM C88-18. Стандартный метод проверки прочности заполнителей с использованием сульфата натрия или сульфата магния. АСТМ интернэшнл; Уэст-Коншохокен, Пенсильвания, США: 2018. [Google Scholar]

42. Феррарис К., Штутцман П., Снайдер К. PCA R&D Ser. № 2486. Ассоциация портландцемента; Скоки, Иллинойс, США: 2006. Сульфатостойкость бетона: новый подход. [Google Scholar]

43. Li L.G., Zeng K.L., Ouyang Y., Kwan A.K.H. Раствор, армированный базальтовым волокном: моделирование реологии на основе толщины водяной пленки и содержания волокна. Констр. Строить. Матер. 2019;229:116857. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.116857. [CrossRef] [Google Scholar]

44. Qin J., Qian J., Li Z., You C., Dai X., Yue Y., Fan Y. Механические свойства магниево-фосфатно-цементных композитов, армированных базальтовым волокном. Констр. Строить. Матер. 2018;188:946–955. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.08.044. [CrossRef] [Google Scholar]

45. Садрмомтази А., Тахмуреси Б., Сарадар А. Влияние микрокремнезема на механическую прочность и микроструктуру базальтовых волокнистых цементных композитов (BFRCC) Constr. Строить. Матер. 2018;162:321–333. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.11.159. [CrossRef] [Google Scholar]

46. Ралегаонкар Р., Гавали Х., Асват П., Аболмаали С. Применение рубленых базальтовых волокон в армированном растворе: Обзор. Констр. Строить. Матер. 2018;164:589–602. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.12.245. [CrossRef] [Google Scholar]

47. Алгин З., Озен М. Свойства самоуплотняющегося бетона, армированного рубленым базальтовым волокном. Констр. Строить. Матер. 2018; 186: 678–685. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.07.089. [CrossRef] [Google Scholar]

48. Салони, Парвин, Фам Т.М. Улучшенные свойства геополимерной пасты на основе золы рисовой шелухи с высоким содержанием кремнезема за счет включения базальтовых волокон. Констр. Строить. Матер. 2020;245:118422. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118422. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

49. Ахмад М.Р., Чен Б. Влияние микрокремнезема и базальтового волокна на механические свойства и микроструктуру раствора из магнезиально-фосфатного цемента (МФЦ). Констр. Строить. Матер. 2018; 190: 466–478. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.09.143. [CrossRef] [Google Scholar]

50. Chidighikaobi P.C. Тепловое влияние на прочность при изгибе керамзитобетона, армированного базальтовым волокном. Матер. Сегодня проц. 2019;19:2467–2470. doi: 10.1016/j.matpr.2019.08.110. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

51. Пехливанлы З.О., Узун И., Демир И. Механические и микроструктурные особенности автоклавного газобетона, армированного автоклавным полипропиленом, углеродом, базальтом и стекловолокном. Констр. Строить. Матер. 2015; 96: 428–433. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.08.104. [CrossRef] [Google Scholar]

52. Афроз М., Патнаикуни И., Венкатесан С. Химическая стойкость и характеристики модифицированного базальтового волокна в бетонной среде. Констр. Строить. Матер. 2017; 154:191–203. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.07.153. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

На пути к принятию на рынке: Понимание характеристик износа полимеров, армированных базальтовым волокном

[Изображение вверху] Базальтовое волокно — это еще один материал, помимо углерода и стекла, который считается армирующим полимерным композитом. Фото: Д. Нисио-Хамане, Flickr (CC BY-NC-SA 2.0)

Несмотря на то, что большую часть своего рабочего дня я провожу за чтением, это остается одним из моих любимых занятий. Разнообразие книг, которые я читаю, охватывает почти все жанры, но особенно мне нравятся книги других научных коммуникаторов на темы, не входящие в мою компетенцию, — другими словами, материалы, помимо керамики и стекла.

Одной из таких книг, которую я недавно закончил, является «Наука и кулинария», новая книга, основанная на популярном курсе Гарвардского университета и edX. Книга подходит к еде с точки зрения материаловедения и предлагает преобразующую оценку кулинарии с молекулярной точки зрения.

Например, авторы подчеркивают, насколько вкус и текстура пищи зависят от того, как вы разделяете и комбинируете цепочки белков, углеводов и молекул жира. Такие реакции часто вызываются с помощью тепла, но вы также можете вызвать изменения в молекулярном составе, вводя в пищу новые ферменты, чтобы вызвать или ускорить химические реакции.

Прочитав книгу, я понял, что приготовление пищи — один из лучших примеров использования композитных материалов в нашей повседневной жизни. Композитный материал производится путем объединения двух или более составляющих материалов с различными физическими и химическими свойствами; полученный композит обладает свойствами, отличными от отдельных элементов.

Хотя композитные материалы окружают нас повсюду, мы часто не знакомы с исходными элементами, использованными для изготовления композита, и поэтому не можем оценить, как комбинация материалов изменила свойства. Но при приготовлении пищи вы можете лично испытать отдельные элементы, объединив их в миске, а затем создать новое блюдо, вкус которого может сильно отличаться от каждого из исходных ингредиентов.

Cooking предлагает наглядный пример того, как композитные материалы могут сильно отличаться от составных элементов. Фото: Марко Верч, профессиональный фотограф, Flickr (CC BY 2.0)

За пределами кухни армированный углеродным волокном полимер — это композитный материал, который может существенно изменить нашу повседневную жизнь. Этот композитный материал, часто называемый «углеродным волокном», в последние десятилетия привлек большое внимание из-за его способности заменить сталь. Комбинация углеродных волокон в полимерной матрице придает этим полимерным композитам желаемые свойства высокой прочности и легкого веса.

Высокая стоимость полимеров, армированных углеродным волокном, ограничивает их широкое применение, поэтому производителям крайне важно снизить стоимость. Исследования в этом направлении дали некоторый успех, но исследователи также рассматривают другие волокна, помимо углерода, которые могут быть полезны для усиления полимерных композитов.

Базальтовое волокно – еще один материал, рассматриваемый в качестве арматуры. Это неорганическое волокно при использовании для армирования полимеров позволило получить композиты, демонстрирующие хорошую прочность, широкий диапазон рабочих температур, хорошую химическую стойкость, отличные тепло- и звукоизоляционные свойства, низкое водопоглощение. Кроме того, базальтовые волокна легко перерабатываются, экологичны и, что немаловажно, недороги.

На сегодняшний день полимеры, армированные базальтовым волокном, не получили широкомасштабного признания на рынке из-за ряда технических проблем, таких как несоответствие свойств сырья и нормативных стандартов. Но прогресс на всех необходимых фронтах — эффективность и мощность производства, глобальное присутствие, проектирование и разработка продукции, нормативно-правовая деятельность — вселил в производителей уверенность в том, что эти материалы будут играть еще более важную роль в будущем.

Трибологические характеристики полимеров, армированных базальтовым волокном, в различных условиях эксплуатации — это один из вопросов, на который производители должны ответить, чтобы преодолеть нормативные требования, препятствующие выходу этих композитов на определенные рынки. Трибология относится к науке о двух взаимодействующих поверхностях в относительном движении и охватывает трение, износ, смазку и связанные с ними аспекты проектирования.

Трибологические характеристики зависят от нескольких факторов, таких как производственный процесс, рабочие параметры и характеристики полимерной матрицы и волокна. Таким образом, определение трибологических характеристик этих композитов при различных условиях работы потребует времени и многочисленных исследований.

Новое открытое исследование, проведенное исследователями из Малайзии и Бразилии, способствует этим усилиям. Они стремились сравнить характеристики трения и износа эпоксидных композитов, армированных стекловолокном или базальтовым волокном, чтобы выявить влияние этих различных волокон на трибологические характеристики композитов на основе эпоксидной смолы.

Исследователи использовали эпоксидную смолу Miracast 1517A, которая представляет собой смолу для ламинирования с низкой вязкостью. Они изготовили композиты, используя обычную филаментную намотку и метод ручной укладки, а затем провели испытания в два этапа:

1. Фиксированная нагрузка, скорость и расстояние в условиях адгезионного, абразивного и эрозионного износа.
2. Однонаправленные и возвратно-поступательные скользящие движения клея по стальному контрагенту, причем первое варьируется в зависимости от коэффициента давления-скорости (0,23 МПа·м/с против 0,93 МПа·м/с), а последний варьировался в зависимости от конфигурации контртела (шар на плоскости или цилиндр на плоскости).

Как видно из рисунка, первый этап испытаний показал, что износостойкость композита улучшилась на 60% при армировании либо стекловолокном, либо базальтовым волокном. Однако характеристики композитов, армированных базальтовым волокном, по сравнению со стекловолокном были непоследовательными.

В условиях адгезионного и абразивного износа полимер, армированный стекловолокном, показал лучший износ, чем полимер, армированный базальтовым волокном, с разницей в 18,33% и 22,75% соответственно. «Это может быть связано с более высокой твердостью, полученной композитом [армированный стекловолокном] по сравнению с композитом [полимер, армированный базальтовым волокном], что предотвращает сильное удаление матрицы из-за адгезионного износа», — пишут исследователи. Или малый диаметр базальтовых волокон (9–15 мкм по сравнению с 10–17 мкм для стеклянных волокон) может повлиять на прочность границы раздела волокно–матрица.

Объемы износа чистой эпоксидной смолы (ЭП) и ее композитов, армированных стекловолокном (СФ) и базальтовым волокном (БВ) при различных условиях износа. Предоставлено: Talib et al., Материалы (CC BY 4.0)

Только в условиях эрозионного износа полимер, армированный базальтовым волокном, показал лучший износ, чем полимер, армированный стекловолокном, с улучшением на 9,93%. «Это может быть связано с тепловыми изменениями, которые произошли внутри эрозионного котла. Песчаная смесь, разъедающая поверхность, создает большее трение по мере увеличения расстояния. Следовательно, нагрев может вызвать изменение тепловых и механических свойств стекловолоконной арматуры», — пишут они.

Во время второго этапа испытаний исследователи сделали несколько интересных выводов, в том числе

• Низкий коэффициент трения, зафиксированный при скольжении, не всегда отражает низкую скорость износа композита,
• Полимеры, армированные базальтовым волокном, показали лучшую скорость износа и коэффициент трения, чем полимеры, армированные стекловолокном, при однонаправленном скольжении только при высоких рабочих параметрах, а
• полимеры, армированные базальтовым волокном, показали непостоянную картину улучшения между скоростью износа и коэффициентом трения по сравнению с полимерами, армированными стекловолокном, при возвратно-поступательном скольжении.

В конечном итоге они пришли к выводу, что, хотя свойства трения и износа композитов сильно зависят от условий испытаний, «можно сказать, что [базальтовое волокно] потенциально может заменить [стекловолокно] для использования в трибологических приложениях, поскольку различия между ними по-прежнему сопоставимы».

Статья с открытым доступом, опубликованная в Materials , называется «Влияние условий износа, параметров и скользящих движений на трибологические характеристики эпоксидных композитов, армированных базальтом и стекловолокном» (DOI: 10.3390/ma14030701).

[PDF] Обзор свойств полимерных композитов, армированных базальтовым волокном title={Обзор свойств полимерных композитов, армированных базальтовым волокном}, автор = {Дж. Викас и М. Судхир}, journal={Американский журнал материаловедения}, год = {2017}, объем = {7}, страницы = {156-165} }

• Г. Викас, М. Судхир
• Опубликовано в 2017 г.
• Материаловедение
• American Journal of Materials Science

В последнее время натуральные волокна все чаще используются в качестве альтернативы традиционным синтетическим волокнам (стекло и углеродное волокно), которые оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Среди различных натуральных волокон (растительных, животных, минеральных и т. д.) базальтовые волокна нашли широкое применение в различных областях техники, и было проведено множество исследований по изучению материальных свойств базальтовых волокон путем их армирования полимерными матричными материалами. Базальтовые волокна представляют собой минеральное волокно с… 

basalt.today

Трибологические свойства базальтовых волокон – обзор

В настоящее время натуральные волокна все чаще рассматриваются как альтернатива обычным синтетическим волокнам, оказывающим неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Подъем в рамках использования…

Исследование механических свойств полиэфирных композитов, армированных волокном из базальтовой породы

• Г. Л. Исвара Прасад, Б. С. Кирти Говда, Р. Велмуруган

• Машиностроение

• 2019

Использование натуральных волокон в качестве армирующего материала в композитах показало приемлемые результаты. Композит с равномерно распределенными волокнами с заданной ориентацией используется в обычной практике…

Обзор трибологических свойств полимерных композитов, армированных натуральным волокном

В прошлом в качестве фрикционных материалов отдавалось предпочтение асбесту и меди, поскольку они обладают хорошей способностью рассеивать тепло. , но оказались вредными для окружающей среды. В последнее время больше исследователей…

Механическая и морфологическая характеристика композитов на основе полимолочной кислоты, армированных гибридным волокном базальт/Cissus quadrangularis

• A.A.J. Kumar, M. Prakash

• Материаловедение по замене синтетических волокон экологически чистыми материалами, называемыми натуральными волокнами. Хотя есть много результатов исследований в…

  Гибридные эпоксидные композиты с порошковым и волокнистым наполнителем: обзор механических и термомеханических свойств

  • Д. Матыкевич

  • Машиностроение

    Материалы

  • 2020

  Рассмотрены механические и термомеханические свойства гибридных эпоксидных композитов, модифицированных стеклотканью, углеродом и базальтовым наполнителем.

  Влияние мраморной пыли на механические, морфологические и износостойкие характеристики эпоксидных композитов, армированных базальтовым волокном, для конструкционных применений

  • Abhinay Singh Rajawat, Sanjeev Singh, M. Razman

  • Инженерия, материаловедение

    Полимеры

  • 2022

  Усиление натуральных волокон и наполнителей в полимерной смоле является последней тенденцией, которой следуют исследовательские группы и отрасли для разработки устойчивых композитов. Базальтовое волокно и отходы…

  Приготовление, термический анализ и механические свойства композитов базальтовое волокно/эпоксидная смола

  • К. Карванис, С. Руснакова, О. Крейчи, М. Жалудек

  • Машиностроение

    Полимеры

  • 2020

  Результаты показали, что при увеличении частоты композиты BFRP могут достигать немного более высокой Tg, в то время как при тех же условиях кривая модуля накопления имеет менее крутое снижение на среднем переходе. область, край.

  Исследование механических свойств и износостойкости измельченного углерод-базальтового эпоксидного гибридного композита

  Рубленые углеродные и базальтовые волокна были введены в матрицу из эпоксидной смолы методом ручной укладки. Были изготовлены три композита с фиксированным содержанием углеродного волокна (УВ) (20%) и различным содержанием базальта…

  Изучение механических свойств и теплопроводности углеродных и базальтовых волоконно-армированных гибридных полимерных композитов

  • V. Durga Prasada Rao, N. V. N. Sarabhayya, A. Balakrishna

  • . работа заключается в исследовании механических свойств, а именно, прочности на растяжение и твердости, а также свойств теплопроводности восьми разновидностей углеродно-базальтового гибрида…

    Оценка эффективности строительного раствора, армированного базальтовым волокном, в условиях замораживания-оттаивания и в условиях повышенного содержания хлоридов

    • Yiming Guo, H. Yokota

    • Материаловедение, машиностроение

      Журнал Азиатской федерации бетона

    • 2018

    Смешивание коротких волокон является одним из эффективных методов повышения прочности бетона и повышения прочности бетона на растяжение . Базальтовое волокно — это новый материал, который изготавливается исключительно из базальтовых пород.…

    ПОКАЗАНЫ 1-10 ИЗ 68 ССЫЛОК

    СОРТИРОВАТЬ ПОРелевантность Наиболее влиятельные статьиНедавность

    Краткий обзор полимерных композитов, армированных базальтовым волокном

    • Vivek Dhand, G. Mittal, K. Rhee, Soojin Park, D. Hui

    • Машиностроение

    • 2015

    Механическое поведение базальтовых волокон в композите базальт-УП,15 90Вар 900с 900с Preto, L. Sousa, L. Reis

  • Engineering

  • 2016

  Обзор базальтового волокна и его композитов

  • V. Fiore, T. Scalici, G. Bella, 9052 9052 9052 9052 G. Bella, A. Valenza Машиностроение

  • 2015

  Базальтовое волокно: древний материал для инновационного и современного применения

  • M. King, V. Srinivasan, T. Purushothaman

  • Инженерный известный как «зеленый промышленный материал XXI века», сочетает в себе экологическую безопасность, природную долговечность и многие другие свойства. Это не новый материал, но его…

    Механические и термические свойства полибутиленсукцинатных композитов, армированных базальтовым волокном

    • Yihe Zhang, Yihe Zhang, Heli Wang

    • Материаловая наука

    • 2012

    Исследование базальтового составного старения поведения для применения в транспорте

    • Qiang Li McDonnell

    • Материаловедение

    • 2006

    Новые материалы, такие как базальтовое волокно, обещают инновационное применение на транспорте благодаря документально подтвержденным достоинствам (В. Рамакришнан, Н.С. Толмаре и В. Брик, «Программа NCHRP-IDEA…

    Базальтовое волокно как устойчивая и экономичная альтернатива стекловолокну в листовом формовочном компаунде (SMC)

    • A. Asadi, Ferdinand Baaij, Hendrik Mainka, Michael Rademacher, Jeffrey Y. Thompson, K. Kalaitzidou

    • Engineering

    • 2017

    Характеристики базальтового волокна как упрочняющего материала для бетонных конструкций

    • J. Sim, Cheolwoo Park, D. Moon

    • Материаловедение

    • 2005

    Исследование влияния различных силановых аппретов на механические характеристики базальтоволокнистых композитов с эпоксидными матрицами на биооснове

    • J. M. España, M. Samper, E. Fages, L. Sánchez-Nacher, R. Balart

    • Материаловедение, машиностроение

    • 2013

    В последние годы наблюдается повышенный интерес к разработке материалов из возобновляемых ресурсов. Эта тенденция усилилась в промышленном секторе, где значительно…

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

    • В. Маникандан, Дж. Джэппс, С. С. Кумар, П. Амутхакканнан

    • Материаловедение, машиностроение

    00151 20051 Новый армированный материал для текстильного композита – Базальтовое волокно – Бесплатные технические статьи текстильной промышленности

    Старший преподаватель

    Главный исследователь карьеры Награда для молодого учителя

    (ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГРАНТ AICTE)

    Отдел текстильной инженерии, Технологический факультет,

    М.С. Университет, Калабхаван, Барода: 3, Гуджарат, ИНДИЯ.

    электронная почта: [email protected]

    Базальтовое волокно материал, изготовленный из чрезвычайно тонкие волокна базальта, который состоит из минералов плагиоклаза, пироксена и оливина. Он похож на углеродное волокно и стекловолокно, имея лучшую физико-механические свойства, чем у стеклопластика, но значительно дешевле чем углеродное волокно. Он используется в качестве огнеупорного текстиля в аэрокосмической и автомобильной промышленности. также может использоваться в качестве композита для производства таких изделий, как штативы.

     

    Базальтовые волокна применяются в широком широкий спектр областей применения, таких как химическая, строительная и морская промышленность. отрасли, не говоря уже об оффшорной, ветроэнергетике, транспортной и аэрокосмической отрасли. Это связано с их превосходными свойствами: они не только могут похвастаться хорошая механическая и химическая стойкость, а также отличная термическая, электрическая и звукоизоляционными свойствами.

     

    ХАРАКТЕРИСТИКИ БАЗАЛЬТОВОЕ ВОЛОКНО

    Сырье для базальтового волокна природный минерал, относящийся к семейству вулканических пород. Как минерал, базальт варьируется от темно-серого до черного. Базальтовые волокна являются минеральными. волокна, которые на 100% неорганические. Совместимость волокна с матричными смолами обеспечивается за счет использования органических проклеивающих веществ. Базальт хорошо известен в каменной форме и встречается почти во всех странах мира. Он традиционно используется как щебень в строительстве и дорожном строительстве.

    Волокно состоит из 100 % минеральных непрерывных нитей. Основное внимание уделяется диапазону диаметров нитей от 9 до 13 м. Эти диаметры дают наилучший компромисс между прочностью, эластичностью и стоимостью. Они также безопасно превышают предел в 5 м для невдыхания. Как продукт не представляет опасности для здоровья и окружающей среды, он очень подходит для замена асбеста. Естественный золотисто-коричневый цвет полученного ткани, кстати, могут быть покрыты в декоративных целях.

     

    Основные характеристики арматуры из базальтового волокна.

    • Высокая прочность
    •   Высокий модуль
    • Коррозионная стойкость
    • Высокая термостойкость
    • Расширенный диапазон рабочих температур
    • Простота в обращении

    МЕХАНИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА0311

     

    Удельная прочность (соотношение: напряжение разрыва, деленное на плотность) базальтовых волокон во много раз превышает плотность стальных волокон. Базальт это примерно на 5 % плотнее стекла. Модуль упругости (модуль E, модуль Юнга) базальтовых волокон выше, чем у стекловолокна Е. Это делает базальт волокна и ткани, привлекательные для армирования композитов. Низкий удлинение совершенно эластично до разрыва приводит к размерному очень устойчивые ткани. Базальтовые ткани обладают достаточной эластичностью и драпируемостью. Они обладают хорошей усталостной прочностью. Пряжа имеет низкий коэффициент трения. по сравнению с большинством материалов.

     

    ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

     

    теплоизоляционные панели для производства печатных плат с использованием востребованного базальта. Его химическая стойкость также явно лучше, чем у Е-стекла, что позволяет его использование в химически требовательных и агрессивных средах.

     

     

    Базальтовые волокна могут использоваться в практически все приложения, где используются стекловолокна. .

     

    1.    Наземный и воздушный транспорт

    ► Огнестойкий места в самолетах, поездах, кораблях, метро, ​​

    ► Огнеупорность полы и потолки, чехлы для спасательных жилетов для самолетов

     

    2. Специальность мебель

    ► Огнеупорность матрасы (для больниц, гостиниц и т.д.), пожаробезопасные сиденья

     

    3. Электричество и Электроника

    ► Сила: огонь стойкие компоненты кабельных конструкций, такие как наполнители, оплетки, ленты

    ► Трансформер станции: экраны, защита и изоляция

    ► Мотор изоляция: ленты

     

    4. Конструкция

    ► Огонь защитные панели для стен, пола и потолка. Противопожарные шторы и перегородки внутри и снаружи

    ► Нагревать изоляция в системах отопления, электроэнергетике, мусоросжигательных заводах

    ► Кровля: жесткие и гибкие кровельные покрытия с повышенной огнестойкостью

    ► Огонь защитная одежда

    ► Огонь стойкие напольные покрытия: основа, армирование

    ► Огонь

     

    РЕФЕРЕНЦИИ:

     

    [1] «Нити базальтовые», Dhe, P. Пат. США. № 1 438 428, 12, 19 декабря23. (CA 17, 860; 1923)

    [2] «Процесс формирования базальтового стеклокерамическое изделие», Beall, G. Патент США № 3,557,575, 26 января 1971 г.

    [3] «Стекловолокно, новое издание 1993 г. Таблицы по П.А. Кох. Institut fr Textiltechnik der

    RWTH Ахен, Германия.

    [4] «Базальтовое волокно: новый конкурент стеклу волокна», Р. Дурайсвами, кафедра текстильной технологии, Индийский институт Технология, Нью-Дели, Индия. Популярные пластики, 19 февраля82.

    [5] «Базальтовые волокна» – Иржи Милитки, Владимир Ковачич, Иржи Квицала. Журнал Textiles, выпуск 4, 1998 г.

    [6] “Hitzeschutztextilien aus neuartigen Basalt Filamentgarnen», М. Беднар, М. Хайек VUVL splo. s.r.o., Шумперк, Чечишская Республика. Technische Textilien Jahrgang 43, ноябрь 2000 г.

    [7] «Базальтовые волокна в качестве армирования для композиты», К. Ван Де Вельде, П. Кикенс, Л. Ван Лангенхове, дпт. Текстиль, Гентский университет, Бельгия

    [8] “Barrires au feu en Basalte”

     

    Об авторе:

     

    Автор в настоящее время работает как Старший преподаватель текстильной инженерии, технический факультет и Энгг М. С. Университет Барода, Индия. Недавно она защитила докторскую диссертацию. также был награжден FTA от Всеиндийской текстильной ассоциации и карьерной премии за молодой преподаватель из AICTE.

     

    Во время ее 16-летний академический опыт, она опубликовала более 12 исследований и 20 обзорные статьи, две из которых были отмечены Институтом как лучшие статьи. инженеров и Текстильная ассоциация Индии. Это не считая 10 доклады, представленные на национальных семинарах, и 12 докладов на международных семинарах в разных странах, таких как Манчестер, Лондон, Хорватия, Китай, Швейцария и Корея. Она также реализовала 11 проектов в различных областях текстиля, из которых 5 проектов в области технического текстиля. Области ее исследований включают медицинский текстиль, гибридные нити, электронные элементы управления в текстильной промышленности. машин и дизайн для умной одежды.

     

     

    Чтобы прочитать больше статей о текстиле, Промышленность, Технические Текстиль, Красители и химикаты, Машины, Мода, одежда, Технологии, Розничная торговля, Кожа, Обувь и украшения, Программное обеспечение и общее посетите http://articles.