При армировании объектов при строительстве можно использовать современный материал — базальтовая сетка. Как и композитная арматура, эта сетка изготовлена из неметаллических волокон. Он поставляется в рулонах и дает отличные результаты в укреплении структуры здания. Базальтовая сетка отличается от стальных аналогов.
Базальтовое волокно является относительным новичком в отношении армированных волокном полимеров (FRP) и конструкционных композитов. Он имеет химический состав, аналогичный стекловолокну, но обладает лучшими прочностными характеристиками и, в отличие от большинства стекловолокон, обладает высокой устойчивостью к щелочам, кислотам и воздействию солей, что делает его хорошим кандидатом для бетонных, мостовых и береговых сооружений.
Базальтовая фибровая шпуля
По сравнению с углеродным и арамидным волокном он обладает более широким диапазоном температур применения от -452 ° F до 1200 ° F (от -269 ° C до + 650 ° C), более высокой стойкостью к окислению, более высокой радиационной стойкостью, более высокой прочностью на сжатие и более высоким прочность на сдвиг (Обратите внимание, что температуры применения FRP ограничены температурой стеклования матрицы, которая ниже, чем температура применения волокон.)
Производство волокон из базальта было исследовано во время холодной войны старым Советским Союзом, и в тот же период в США проводились ограниченные коммерческие исследования и производство. Советы исследовали базальт как источник волокна для баллистически стойких тканей.
Цены на волокна, изготовленные из базальта, выше, чем у стекла из Е-стекла, но ниже, чем у S-стекла, арамидного или углеродного волокна, и по мере роста производства во всем мире его стоимость будет еще больше снижаться.
Источник базальтового волокна
|
|
Базальт — это разновидность магматической породы, образованной быстрым охлаждением лавы на поверхности планеты. Это самая распространенная порода в земной коре. [1] Характеристики базальтовых пород варьируются от источника лавы, скорости охлаждения и исторического воздействия элементов. Высококачественные волокна изготавливаются из базальтовых отложений с равномерным химическим составом.
Производство базальтовых и стеклянных волокон аналогично. Щебень базальтовой породы является единственным сырьем, необходимым для производства волокна. Это непрерывное волокно, полученное путем вытягивания из магматической базальтовой породы при температуре около 2700 ° F (1500 ° C). [2] |
Хотя температура, необходимая для производства волокон из базальта, выше, чем у стекла, некоторые исследователи сообщают, что для производства волокон из базальта требуется меньше энергии из-за равномерности его нагрева.
Механические свойства
| Тип волокна ▸ | Удельный вес ▸ | Прочность на растяжение (кПа) MP | Модуль упругости, кСи (ГПа) ▸ | Напряжение при разрыве, в / в (мм / мм) ▸ |
|---|---|---|---|---|
| базальт | 2,7 | 400-695 (2800-4800) | 12 500-13 000 (86-90) | 0,0315 |
Базальт как волокно, используемое в FRP и конструкционных композитах, обладает высоким потенциалом и привлекает большое внимание из-за его высокой температуры и устойчивости к истиранию. По сравнению с FRP, сделанными из стекла, арамида и углеродного волокна, его использование на рынке гражданской инфраструктуры очень низкое.
| Хотя текущие исследования показывают, что структурное поведение, включая долговременные прогибы из-за ползучести и циклической нагрузки, аналогично стекловолокну, международно-признанные органы кодирования еще не признали базальт в своих кодах. Это ставит использование базальта в невыгодное положение до тех пор, пока Американский институт бетона, Канадская ассоциация стандартов, Международная федерация бетонов (Международная федерация по строительному бетону) и другие не дадут конкретных рекомендаций по проектированию для его использования. Признание и проектирование базальтовых композитов должны продолжать расти, так как исследования подтверждают текущие знания, а органы кодекса принимают его прочностные характеристики. |