Serat Basalt

Serat basalt adalah bahan anorganik buatan yang diperoleh dari mineral alami dengan melelehkan mereka dan kemudian mengubahnya menjadi serat. Tergantung pada pabrikan, material dapat diperoleh dengan atau tanpa bahan tambahan.

Produksi serat basalt

Produksi serat basal didasarkan pada perolehan lelehan basal di tungku peleburan dan aliran bebasnya melalui perangkat khusus yang terbuat dari platina atau logam tahan panas. Tungku peleburan bisa berupa listrik, gas atau dengan pembakar minyak. Sebagai bahan baku untuk produksi serat basal, digunakan batuan basalt yang komposisi kimianya rata-rata adalah sebagai berikut (% massa): SiO2 (47,5-55,0); TiO2 (1.36-2.0); Al2O3 (14.0-20.0); Fe2O3 + FeO (5.38-13.5); MnO (0,25-0,5); MgO (3.0-8.5); CaO (7.0-11.0); Na2O (2.7-7.5); K2O (2.5-7.5); P2O5 (tidak lebih dari 0,5); SO3 (tidak lebih dari 0,5); breed lainnya (tidak lebih dari 5).

Serat basalt
Serat basalt

Teknologi produksi BNV adalah proses satu tahap: meleleh, homogenisasi basal dan ekstraksi serat. Basalt dipanaskan hanya sekali, yang memungkinkan Anda untuk mendapatkan produk yang diinginkan – BNV. Pengolahan lebih lanjut dari BNV menjadi bahan dilakukan menggunakan “teknologi dingin” dengan biaya energi rendah.

Jenis dan properti

Ada dua jenis utama serat basal – pokok dan kontinyu. Salah satu parameter terpenting dari serat basal stapel adalah diameter serat individu. Tergantung pada diameter serat dibagi menjadi:

  • mikro-tipis, dengan diameter kurang dari 0,6 um;
  • ultra-tipis, dengan diameter 0,6-1,0 μm;
  • super tipis, dengan diameter 1 hingga 3 μm;
  • serat tipis dari batuan, mewakili lapisan serat yang disusun secara acak dengan diameter 9 hingga 15 μm dan panjang 3 hingga 1500 mm;
  • serat menebal dengan diameter 15 sampai 25 μm dan panjang 5 hingga 1500 mm. Mereka diperoleh baik dengan metode hembusan vertikal pencairan melalui udara (BPV) dan dengan metode sentrifugal;
  • Satu produksi produksi serat kasar dikenal dengan cara sentrifugal. Berolahraga dalam bentuk kanvas, menusuk tikar, piring berdasarkan berbagai zat astringen. Serabut menebal banyak digunakan sebagai dasar filter untuk sistem drainase struktur hidraulik;
  • serat tebal, – serat yang disusun secara acak dengan panjang dari 5 hingga 3000 mm, diameter dari 25 hingga 150 μm, kekuatan tarik dari 120 hingga 650 MPa;
  • serat kasar, serat partikulat yang relatif longgar dengan panjang serat 3 hingga 15 mm, diameter 150 hingga 500 μm, kekuatan tarik 200 hingga 350 MPa, luas permukaan spesifik 28 hingga 280 cm2 / g. Serat tahan korosi dan dapat digunakan sebagai pengganti logam untuk memperkuat bahan berdasarkan astringen.

Diameter serat secara signifikan mempengaruhi sifat yang paling penting dari produk dari itu: konduktivitas termal, penyerapan suara, kepadatan, dll. Diameter serat juga mempengaruhi sifat pernapasan dari serat basalt.

Serat basal, dibuat dari batu alam, memiliki indikator ketahanan kimia yang sangat baik. Serat dengan diameter 16-18 mikron memiliki ketahanan 100% terhadap air, 96% terhadap alkali, 94% asam. Modulus elastisitas serat berkisar dari 7 hingga 60 GPa, kekuatan tariknya adalah 600 hingga 3500 MPa.

Aplikasi

Tergantung pada diameter, serat digunakan untuk berbagai tujuan:

  • mikro-tipis – untuk filter pemurnian yang sangat halus dari media dan cairan gas-udara, serta produksi kertas tipis dan produk khusus;
  • Ultrathin – ultralight untuk pembuatan isolasi panas dan suara-menyerap produk, kertas, filter halus dan lingkungan cair-gas;
  • superthin – untuk memproduksi tikar perlindungan suara panas berumbai dan suara menyerap (BZM, ATM) produk, kertas karton (TC-1, TC-4), yang multilayer nonwoven termal isolasi bahan stitch-terikat, strip isolasi memanjang dan TOWS (HSP-8, HSP-20 , BTSH30) hydrophobized lembut isolasi piring, filter dan lain-lain. Perlakuan panas khusus serat prima basalt memungkinkan untuk memperoleh bahan mikrokristalin dengan sifat yang berbeda dari serat konvensional. serat mikrokristalin dari penggunaan konvensional suhu 200 ° C, untuk tahan asam – 2,5 kali, dan hygroscopicity mereka adalah 2 kali lebih rendah.

Keuntungan utama dari jenis serat basalt adalah tidak adanya penyusutan selama operasi. Serat mikrokristalin menghasilkan bahan insulasi panas tahan suhu tinggi, pelat, serta filter untuk menyaring media agresif pada suhu tinggi. Basalt serat superthin (TBF) disiapkan dengan dua metode: Proses duplex ketika awalnya ditarik dari lelehan melalui diameter serat basal utama pemintal dari 250-350 mikron, yang kemudian meningkat aliran gas kecepatan tinggi pada suhu di atas 1600 ° C di superthin a.

Metode kedua adalah hembusan aliran meleleh dengan udara terkompresi, dan suhu lelehan harus minimal 1500 ° C. Metode kedua menghasilkan BTV dengan serat yang lebih pendek dan yang kurang teknologi, tidak mungkin untuk menghasilkan seluruh jajaran produk dari itu.

Dalam industri

Biro teknik Jerman EDAG telah mengembangkan mobil konsep, dalam produksi serat basalt yang digunakan. Kabarnya, “materi membedakan ringan, kekuatan dan ramah lingkungan, apalagi, dalam produksi aluminium akan lebih murah.

Penguatan struktur beton bertulang dengan serat basalt akan serat karbon lebih murah, tes pertama dilakukan NII VSU “INTER / TEK” di Yekaterinburg atas dasar lembaga “UralNIAS”.

Bahan berdasarkan serat basal memiliki sifat penting berikut: porositas, tahan suhu, permeabilitas uap dan ketahanan kimia.

Porositas serat basal dapat mencapai 70% volume atau lebih. Jika pori-pori material diisi dengan udara, maka dengan porositas ini dicirikan oleh konduktivitas termal yang rendah.

Ketahanan termal adalah properti yang sangat penting dari bahan isolasi termal, terutama bila digunakan untuk insulasi peralatan industri yang beroperasi pada suhu tinggi. Stabilitas termal bahan dicirikan oleh suhu aplikasi teknis di mana material dapat dioperasikan tanpa mengubah sifat teknis.

Permeabilitas uap adalah kemampuan material untuk melewatkan uap air melalui pori-porinya. Jika ada pori-pori yang saling berhubungan dalam bahan dari serat basal, mereka melewatkan jumlah uap yang sama dengan udara. Karena permeabilitas uapnya yang tinggi, bahan ini hampir selalu kering selama operasi; kondensasi uap diamati terutama pada lapisan berikutnya, di sisi yang lebih dingin dari pagar.

Ketahanan kimia. Serat basalt memiliki ketahanan yang baik terhadap aksi zat organik (minyak, pelarut, dll.), Serta untuk aksi alkali dan asam.

Karena sifat-sifat ini, serat basal dan bahan-bahan yang didasarkan padanya sekarang semakin banyak digunakan untuk tujuan seperti:

  • insulasi panas dan suara dan proteksi kebakaran di bangunan dan struktur perumahan dan industri, bak mandi, sauna, kabin, dll .;
  • insulasi termal agregat daya, pipa berdiameter besar;
  • insulasi panas kompor gas dan listrik rumah tangga, lemari goreng, dll.
  • pemanasan bangunan yang direkonstruksi dengan instalasi baik dari dalam maupun luar;
  • insulasi atap datar;
  • isolasi kolom oksigen;
  • isolasi peralatan bersuhu rendah dalam produksi dan penggunaan nitrogen;
  • dalam lemari es industri dan ruang dingin, lemari es rumah tangga;
  • dalam panel sandwich tiga lapis bangunan;

Dalam konstruksi

SMU 19 “Mosmetrostroy” digunakan sebagai terowongan, menggunakan lapisan sketsa-beton, diperkuat dengan serat basal.

Penelitian dan produksi perusahaan “Basalt fiber & material komposit pengembangan teknologi co., LTD” ( «BF & CM TD»), didedikasikan untuk pengembangan dan kemajuan teknologi, peralatan proses manufaktur dan organisasi produksi industri basal filamen terus menerus (BCF) adalah desain dan rekonstruksi tungku pemanas peralatan termal dengan aplikasi hasil kerja ini.

Serat basalt

Serat basal (dari Fibra Latin -. Fiber) – serat basalt segmen pendek dimaksudkan untuk penguatan disperse dari campuran semen seperti beton. Diameter serat dari 20 hingga 500 μm. Panjang serat dari 1 hingga 150 mm. Serat basal dihasilkan dari mencairnya batuan jenis basalt pada suhu di atas 1400 ° C.

Disperse penguatan dengan serat basal meningkatkan indeks produk berikut:

  • Kekuatan dampak – hingga 500% (indikator ini mencirikan kerapuhan material dan diperkirakan oleh jumlah
  • pekerjaan yang harus dikeluarkan untuk menghancurkan material);
  • ketahanan terhadap abrasi – hingga 300%;
  • kekuatan tarik di lentur – hingga 300%, untuk membelah – hingga 200%, kompresi – hingga 150%, untuk peregangan aksial – hingga 150%;
  • membatasi ketahanan retak – hingga 250% (gambar ini mencirikan kemampuan serat untuk mencegah terjadinya dan penyebaran retakan, karena penguatan tiga dimensi);
  • tahan beku – hingga 200%;
  • ketahanan korosi – hingga 500% (ini dicapai karena tidak adanya retakan dan memiliki efek mengurangi kedalaman karbonisasi);
  • resistensi kavitasi – hingga 400%;
  • tahan air – hingga 150%.

Ruang lingkup aplikasi

  • struktur hidrolik;
  • fasilitas yang beroperasi di lingkungan korosif;
  • pembangunan di daerah yang berbahaya secara seismik;
  • jalan raya dengan lalu lintas padat;
  • jembatan;
  • pembangkit listrik tenaga nuklir dan fasilitas penyimpanan limbah radioaktif;
  • lantai massal, pipa beton, dll.
  • Peralatan olahraga (snowboards, ski, dll.)

Manfaat aplikasi

Serat basalt meningkatkan ketahanan retak 3 kali, kekuatan belahan dada – 2 kali kekuatan dampak – 5 kali, yang memungkinkan untuk menggunakannya secara efektif dalam pembangunan konstruksi tahan gempa, fasilitas ledakan-bukti dan benteng militer. Karakteristik serat basalt memungkinkan untuk menggunakannya untuk pembangunan radio-struktur bentuk kompleks.

Dalam industri, pengecoran basalt digunakan sebagai pelapis untuk mencegah abrasi. Mekanisme kerja serat di lantai industri serupa, serat mencegah abrasi. Ketahanan terhadap abrasi meningkat setidaknya tiga kali dan, karenanya, umur lantai menjadi tiga kali lipat. Indikator yang sangat penting untuk jenis kelamin adalah beban kejut. Serat basal memungkinkan untuk meningkatkan beban dampak lebih dari 5 kali.

Memenuhi semua persyaratan kualitas untuk lantai industri: resistensi yang tinggi terhadap berbagai jenis beban (random, shock, dinamis, abrasive), ketahanan yang baik terhadap suhu rendah, ketahanan yang sangat tinggi terhadap serangan kimia.

Keuntungan dari lantai disediakan atas dasar serat basalt dapat mencakup konsumsi rendah dari baja dan beton, waktu kecil dan kompleksitas rendah kerja pada menuangkan, mencegah pembentukan retak pada tahap produk pemadatan, memperoleh penguatan volumetrik, struktur tiga dimensi, pengurangan substansial dalam ketebalan lantai beton sambil mempertahankan kekuatan karakteristik.

Keuntungan utama dari hydroconstructions dibuat dengan penggunaan serat basal:

  • daya tahan;
  • ketahanan abrasi tinggi;
  • resistensi dampak tinggi;
  • ketahanan beku tinggi;
  • ketahanan korosi yang tinggi;
  • peningkatan resistensi air.

Tidak seperti serat basal dari logam terdiri dalam kenyataan bahwa, pertama-tama, serat basalt tidak memiliki produk di efek negatif dari katoda, karena tidak menderita korosi. Dengan volume, satu diameter serat logam dari 1 mm sesuai dengan lebih dari 600 serat basalt, dimana luas permukaan di serat basalt 25 kali lebih lama. Berat jenis serat logam 7,8 t / m³, dan basal – 2,8 t / m³. Ini berarti bahwa menurut beratnya, serat diperlukan 2,7 kali lebih sedikit dan produk berdasarkan serat basal lebih ringan. Produk berdasarkan serat basal bersifat radio-transparan dan tidak memiliki efek trafo.

Karena adhesi lemah dari logam matriks dan semen, serat logam untuk meningkatkan anchor melepaskan konfigurasi yang berbeda: bergelombang, dengan ujung pipih dan membungkuk. produk serat basal memiliki adhesi tinggi dengan batu semen, dan tidak memerlukan perubahan tambahan pada konfigurasi serat.

Batu semen dan serat basalt memiliki koefisien ekspansi termal, berbeda dengan serat logam. serat dispersi penguatan basal dari massa beton meningkatkan keuletan dan mengurangi pembentukan retak susut, dan tidak seperti jala baja, yang memiliki nilai hanya setelah beton telah retak, serat mencegah pembentukan retak di beton bahkan pada tahap ketika dalam keadaan plastis.

Komentar Semudah di Facebook
Serat Basalt
5 (100%) 1 vote