базальтовое волокно что это такое

Тонкости нашего дела. Базальт — что это?

Сегодня мы хотим поделиться материалом, опубликованным на сайте basalt.today, рассказывающим о том, что такое базальтовое волокно, откуда появилось, что с ним делать и как его используют в современном мире!

Так как мы — как тюнинг-ателье уже больше 3-х лет используем этот материал в своем производстве, думаю, вам тоже будет интересно почитать обо всем более подробно!

Статья скопирована, поэтому, пользуясь случаем, хотим поблагодарить за данный материал basalt.today/ru/2018/06/16286/

Волокно из базальта: от жерла вулкана до современных композитов
Слава базальтового волокна ещё не так громко звучит в мире, как карбонового или стеклянного, хотя оно обладает целым рядом конкурентных преимуществ.

Базальтовое волокно занимает всё больше ниш в применении благодаря своим свойствам, вытесняя где-то менее прочное стекловолокно, где-то более дорогое углеродное. Высокая устойчивость к истиранию, малый вес, прекрасная механическая прочность, высокая сопротивляемость действию кислот, щелочей и соляных растворов, магнитная и электрическая инертность и ещё множество замечательных качеств наряду с широким распространением сырья для производства делает базальтовое волокно действительно интересным материалом для целого ряда приложений.

Наиболее распространённой породой в составе земной коры является базальт. По своей сути это магма, в расплавленном виде излившаяся из жерл вулканов. Вступив во взаимодействие с атмосферой, она несколько изменяет свои свойства, разливаясь лавовыми потоками, и постепенно остывает. Базальтовые месторождения есть практически во всех странах, их запасы огромны.

Базальтовое волокно. Начало

Базальт как камень использовался человечеством уже давно, но идея производить из него волокно пришла французу Полу Де, который получил патент на своё изобретение в 1923 году в США. Особого ажиотажа изобретение в то время не вызвало, а катализатором для активных разработок в этой сфере стал период Холодной войны в 60-х годах прошлого века. Под грифом секретности США и СССР начали исследовать свойства и возможности применения базальтовых волокон. В первую очередь, конечно, в милитарных приложениях.

Центр разработок СССР базировался в Киеве, где в 80-х годах и был разработан промышленный способ производства базальтового волокна. Тем не менее, несовершенство технологий того времени затормозило исследования практически во всём мире и заставило вернуться к старым проверенным методам использования стекловолокна. Позже на арену выйдет углеродное волокно, весьма дорогостоящее в производстве из-за целого цикла обработок, но с полезными характеристиками для ВПК, что и стало основным толчком для его применения.

Изготовление базальтового волокна происходит в один этап: путём расплавления измельчённого базальта в плавильной печи при температуре 1500 ºС с последующим вытеканием через пластины с воронкообразными отверстиями (фильеры). В зависимости от модификации волокна оно может быть штапельным или непрерывным. Для получения тонких волокон вытекающий из фильер расплав раздувают потоком сжатого воздуха, реже применяют другой метод – разбрызгивают центробежными устройствами. Непрерывное волокно получают, вытягивая застывающий расплав из фильер в нити и наматывая их на катушки. Тонкие волокна осаждаются в виде отдельных супертонких ворсинок, непрерывное волокно — это нить. Стекловолокно изготавливается по аналогичной технологии, но из нескольких компонентов, для базальтового волокна о подготовке сырья и его гомогенизации позаботилась сама природа. Никаких химических добавок – ничего, кроме натурального неметаллического, неорганического сырья.

Базальтовое волокно в композиционных материалах

Высокие показатели устойчивости базальтового волокна к агрессивным средам, высокой температуре и ультрафиолету, негорючесть и электро- магнитная инертность открывает широкие возможности для его использования в различных композиционных материалах. Композит – продукт из нескольких компонентов: матрицы (или связующего) и наполнителя. В качестве наполнителя применяются как собственно волокна (волокнистые композиты) или базальтовая чешуя, так и ровинги, шнуры, ткани, холсты или ленты, полученные из непрерывного волокна (слоистые композиты). Базальтовое волокно в силу своих характеристик может служить наполнителем для широчайшего спектра матриц: металлических, полимерных, деревянных, керамических, бетонов, гипсов и асфальтов.

Варьируя материал связующего и наполнителя, получают продукты с максимально подходящими для конкретного применения свойствами. Базальтокомпозиты на основе термопластов обладают отличными показателями трещиностойкости, ударной вязкости и легко поддаются переработке под действием высоких температур.

Процесс производства композитов с термореактивной матрицей дольше, чем для термопластичных из-за более долгого процесса формования и отвердения матрицы. Поэтому ведущие производители средств передвижения (автомобили, суда, самолёты) сосредоточились на разработке и усовершенствовании термопластов, чтобы в промышленных масштабах получать изделия с параметрами, не уступающие термореактивным композитам.

Для жаростойких базальтокомпозитов в качестве матричного материала используют керамику и металл. Основное применение таких материалов – ракетная и аэрокосмическая отрасли. Над разработкой усовершенствованных волоконно-армированных композитов с алюминиевой матрицей активно работает, например, Калифорнийский государственный политехнический университет в Помоне (США), успешные результаты исследования использования базальтового волокна в качестве наполнителя для керамической композиции публиковал Национальный технологический центр металлов и материалов в Таиланде, а НАСА ещё в 2011 году запатентовало керамобазальтовый композит для ракетных двигателей (патент US 7,968,620 B2).

Наиболее широкое распространение в данный момент базальтовые продукты получили в строительной отрасли. Армированный базальтовой фиброй бетон демонстрирует более высокие параметры трещиностойкости, прочности на изгиб и растяжение. А ведь бетон – это и стены, и перекрытия, и мостовые конструкции, и подземные коммуникации, в том числе арочные. Базальтовое волокно прекрасно переносит как повышенную влажность гидротехнических сооружений, так и цикличные сезонные перепады температуры, действие агрессивных химических сред и солевых растворов.

Арматура и кладочная сетка из базальтового волокна уже успешно применяются на стройках, повышая не только скорость и качество работ, но и долговечность объекта. Дорогоукладчики используют композитные ткани из базальтового волокна, геосетки и георешётки, укрепляя грунты или для связки с последующими слоями дорожной одежды на трассах.

Отлично зарекомендовала себя и минеральная вата из тонких базальтовых волокон — это прекрасная термо- и звукоизоляция, которая нашла применение как в жилищном строительстве, так и в промышленном. Кроме того, из нетканых базальтовых материалов производят высококачественные фильтры для химических и фармакологических лабораторий.

Активно ведутся разработки цистерн и баллонов из непрерывного базальтового волокна, которые обещают стать идеальными ёмкостями для хранения и транспортировки химических жидкостей. Глава компании Infinite Composites Technologies, которая занимается производством криогенных баллонов (для сжиженного топлива при низких температурах), заявил, что потенциальные покупатели проявили огромный интерес к их первым образцам, которые они в настоящее время усовершенствуют.

Волокно из базальта: от жерла вулкана до современных композитов
Источник: NICHЕ
Основные тренды современной промышленности – энергоэффективность и охрана окружающей среды. Последние разработки и исследования ведущих мировых лабораторий направлены на минимизацию выбросов парниковых газов и создание производств замкнутого цикла. Базальтовое волокно рассматривается рядом проектов, как один из наиболее прогрессивных материалов в этом направлении: его производство характеризуется низкими энергозатратами, отходы от изготовления композитов можно использовать для получения других продуктов, а сами базальтокомпозиты легко поддаются рециклингу. Инновационная компания Niche, например, уже несколько лет назад создала полностью утилизируемый сноуборд с базальтовым волокном.

Европейский Союз в настоящее время запустили ряд проектов по широкому внедрению композитов в судостроении: RAMSSES, FIBRESHIP. Судостроители обращают серьёзное внимание в том числе на базальтовые композиты, для этого существует ряд причин. Основные — стойкость базальтового волокна к коррозии, негорючесть, прочность и малый вес.

В 2018 году в рамках ведущего мирового композитного шоу JEC World проект экояхты из базальтового волокна итальянской компании GS4C srl был номинирован на премию JEC Innovation Award в секции «Устойчивость», что является значимой оценкой усилий команды. GS4C («Go Sailing, for a Change») успешно воплощает в жизнь соответствующие мировым трендам устойчивые решения, работая над процессами и материалами для построения композитных лодок с возможностью их переработки в конце жизненного цикла. Компания уже запатентовала технологию получения волоконно-металлического слоистого материала (Fiber Metal Laminate) – композита из тонких слоев алюминия и базальтового волокна, соединенных с помощью вакуумной инфузии.

Мировой автопром также заинтересован в исследовании новых материалов, позволяющих продлить эксплуатацию автомобилей, снизить их вес и, следовательно, расход топлива. Благодаря таким технологиям автомобили на жидком топливе уменьшат выбросы в атмосферу, электромобили увеличат дальность пробега без подзарядки.

Из базальтового волокна изготовляют не только тормозные колодки, термоизоляцию на выхлопные трубы и прочие технические детали. Из базальтового композита тюнинг-ателье LARTE Design создало комплекты ультрасовременного тюнинга для электромобилей Tesla, премиальных внедорожников Infiniti и других престижных авто. В базальтовый корпус одела свой автомобиль команда Roller Team, разработавшая кемпинг-кар Trigano Group Triaca Concept 230.

Базальтовое сырьё и волокно стали применять в аддитивной отрасли, где практически исключены отходы, и это открывает новые горизонты его применения.

Источник

Что такое Базальтовое волокно? Обзор и Технические характеристики утеплителя и что это такое- Обзор +Видео и укладки

Утеплитель на основе базальтового волокна: технические характеристики и его преимущества и недостатки. Нередко для утепления домов используют каменную вату, и не зря – она не боится огня, проста в монтаже и цена на нее относительно невысока. Но есть у нее одна разновидность – базальтовый утеплитель, технические характеристики которого отлично подходят для любого вида утепления.

Стоит отметить и то, что это один их самых экологичных материалов.

Базальтовая вата и ее преимущества

Так как этот вид утеплителя принадлежит к минеральным ватам, то у него есть несколько популярных названий, одно из которых базальтовая/каменная вата. Он не только прочнее многие других видов минеральной ваты, но и полностью безопасен для здоровья человека и экологии природы.

Даже в сравнении с ватой, которую делают из шлаков производства металлургии, базальтовое волокно более чистое, его легче резать и монтировать, а также оно долго служит.

Породы габбро-базальта при расплавлении создают тонкие волокна, которые и лежат в основе базальтовой ваты. Его можно назвать стекловолокном, но не из привычного для нас кварца, а из базальта. Придуман этот материал (точнее, замечен) был гавайцами. В один из очередных случаев извержения вулкана лава низвергнулась, остыла, и в ней местные жители нашли удивительные длинные волокна, отличавшиеся высокой прочностью. Впоследствии то, что создала природа, было повторено уже в исполнении людей, и появилось производство базальтового волокна.

Для создания материала нужна горная порода, которую следует измельчить и расплавить. Плавильные печи для изготовления каменной ваты растапливают до +1550 градусов. Далее на специальные барабаны попадает расплав, он вращается и его обдувает струя воздуха. Благодаря этому процессу получаем волокна, по толщине они не больше 7 микрон, а в длину не больше 50 мм. Для прочности упругости волокна в состав добавляют некоторые составы для связывания. После этого ее нагревают до +310 градусов и 2 раза пропускают через пресс.

Характеристики базальтовой ваты

В базальтовом утеплителе нет строгого расположения волокон – они расположены хаотично, благодаря чему структура ваты воздушная. Огромное количество воздушных прослоек среди каменных тончайших волокон играют роль отличного теплоизолятора. По этой причине коэффициент теплопроводности у материала крайне мал – значение колеблется от 0,032 до 0,048 Ватта на метр и на Кельвин. Это равно уровню вспененного каучука, пробки и пенопилистирола, причем как обыкновенного, так и экструдированного.

Утеплитель на основе базальтового волокна имеет свойства гидрофобности. Это значит, что при попадании на него воды она не будет проникать внутрь, за счет чего изоляционные свойства не будут изменены. А вот такой же опыт, но проведенный с минеральной ватой даст другие результаты – она впитает в себя больше количество воды.

В этом случае, если вам нужно утеплить помещение, к примеру, сауну, то следует брать не обычное стекловолокно, а базальтовое и вы не ошибетесь. Общий показатель водопоглощения не превышает 2 %.

В соответствии с требованиями, которые выдвигают пожарные службы и инстанции, базальтовая вата считается негорючим веществом. Но и это не все плюсы – она может преградить путь огню. Температура_макс, которая может быть выдержана ватой без плавления +1115 градусов. Это дает возможность использовать его и для изоляции специальных приборов, которые работают только при высокой температуре.

Если изучить показатели этого теплоизолятора по технике пожарной безопасности (которая определена по НПБ 244-97), то каменная вата причислена к материалам негорючего вида (группа НГ). Эти данные определены по ГОСТу 30244 и СНиП 21-01-97. По этой причине нет никаких запретов на использование этого вида утеплителя. Любые конструкции, здания, элементы следует изолировать именно этим материалом.

Что же касательно свойств акустики, то и они отличные у базальтового волокна – в плане звукоизоляции, естественно. Данный вид утеплителя отлично приглушает звуки, а именно звуковые волны вертикального вида, которые идут внутри стен. За счет этого помещение можно неплохо изолировать от внешних звуков. При поглощении звуковых волн каменная вата снимает время реверберации, а это не только защищает от шума помещение, которое изолировано этим материалом, но и расположенные рядом комнаты.

Как мы говорили, внутри материала волокна базальта расположены хаотично, и некоторые из них идут вертикально. За счет этого даже та вата, которая обладает не самой высокой плотностью, может выдерживать приличные нагрузки. Например, при деформации в 10% у базальтовой ваты есть пределы прочности на сжатие от 7-ти до 8-ого кПа. Более конкретные показатели в этом случае зависит от плотности марки материала. Прочностные характеристики дают гарантию того, что теплоизоляция прослужит вам долго, и при этом не поменяет свою форму и размеры во время всего периода использования.

Изготовление каменной ваты подразумевает использование такого минерала, как базальт. Волокна материала соединены друг с другом при помощи формальдегидной смолы. Она дарит материалу отличные прочностные характеристики и делает его еще плотнее. Хотя часто можно услышать, что фенол опасен для здоровья, но точно не в этом случае. Все потому, что он не может выделяться из ваты, так как нейтрализуется на 100% еще на этапе производства. Но даже при изготовлении испарения фенола минимальны – куда меньше допустимого предела в 0,06 мг на м 2/ час.

В отличие от стекловолокна базальтовые составляющие не даю раздражение на кожу, не колются и не могут стать причиной аллергической реакции. Сейчас на строительном рынке можно найти множество марок каменной ваты любой плотности, а также с разными техническими характеристиками. Но все они одинаковы в своей прочности и длительности использования.

Сфера применения

Базальтовое волокно можно использовать для строительства почти всех конструкций. Им можно создавать изоляцию кровли любой формы, а также делать изоляцию перегородок, стен и перекрытий. Помимо этого, благодаря характеристикам утеплитель можно использовать в тех местах, где другие виды утеплителя. Давайте рассмотрим весь список мест, где будет уместно использование этого материала.

Хочется отметить, что весьма удачное решение – это использование жестких матов из базальтового волокна в тех местах, где будут большие нагрузки. Они могут быть и монтажными, и эксплуатационными. Если вам требуется утепление вентилируемого фасада, то следует взять базальтовую вату, которая имеет для слоя. Оба слоя будут разными по плотности, причем тот, что рыхлее, будет находиться внутри, а тот, что плотнее снаружи, там, где вентиляция.

Если вы строите загородный коттедж, который имеет всего несколько этажей, идеальным вариантом будет использование теплоизолятора из базальта. Он отлично подойдет для утепления любого элемента конструкции: перекрытий, крыш, стен, перегородок и фасадов. А в местах с повышенной влажностью базальтовая вата будет настоящим спасением. Если учитывать соотношения отличных технических характеристик, цены и качества – это лучший вариант.

Недостатки базальтового утеплителя

Источник

Материалы из базальта: непрерывное базальтовое волокно, базальтовая нить и их производные: лента, базальтопластиковая арматура и фибра для бетона

Базальтовая ткань из волокна. Фото Каменный век

Когда человечество научилось делать базальтовые волокна, похожие на природную вулканическую вату, создание нитей и тканей из него стало только вопросом времени. В самом деле, ведь тот же хлопок недолго оставался просто ватой. Нужно было лишь адаптировать технологии под новый материал.

Базальтовое волокно: виды и характеристики

Что же представлял собой этот материал? Вообразите себе камень, который нагрели и растянули настолько, что он превратился в очень тонкое волоконце. Впрочем, очень тонкое с нашей обычной точки зрения. Это все тот же камень, изменилась лишь его форма. В таком виде он хрупок. Чтобы сделать из него нить, придется приложить еще немало усилий.

Камни базальта. Фото Камелот178

Технология изготовления расплава одна и та же и для ваты, и для ткани. Различаются только способы получения волокон — это можно делать либо с помощью центрифуги или ее аналога, либо раздувом, либо вытягиванием из фильер.

На сегодняшний день промышленность выпускает базальтовые волокна трех видов:

Характеристики каждого из них приведены ниже.

Штапельное короткое волокно

Если слово «штапельное» в первую очередь ассоциируется у вас с тканью, то сразу скажем, что наше волокно к той ткани имеет крайне опосредованное отношение. Все дело в немецком слове stapel, одно из значений которого — это «пучок волокон». И каждый раз, когда что-то делается на основе коротких волокон, их называют… штапельными, независимо от того, из камня они или из хлопка с вискозой.

Цилиндр для труб из базальтовых волокон. Фото ПРОМСТРОЙКОМПЛЕКТ

Итак, штапельные волокна — это небольшие по длине каменные волоконца, от 5 до 12 мм, диаметром от 6 до 12 микрон.

То есть расплав сначала раздувают, получая более длинные волокна, а потом рубят под стандарт, который используется для изготовления разнообразной теплоизоляционной продукции — от матов до цилиндров. Для того, чтобы вата превратилась в готовую продукцию, ее надо сформовать и проклеить. Либо же прошить, но это уже другая технология.

Базальтовое супертонкое волокно (БСТВ): технические характеристики

Прежде чем мы перейдем к техническим характеристикам базальтового супертонкого волокна, стоит рассказать о том, как оно получается.

Собственно, сначала получается обычное «толстое» волокно (не забываем, что речь идет о толщине в несколько микронов!). Это первая стадия процесса. А потом надо это самое «толстое» волокно сделать более тонким, то есть растянуть его. Растянуть же его получится только раздувом с помощью сильно нагретых газов.

Собственно, главное, что характеризует данный вид базальтовых волокон, это их длина и толщина. Толщина варьируется от полмикрона до 3 микрон, а длина может достигать 50 мм. Ну, по сравнению с непрерывным волокном это маловато, конечно, но на свойствах сильно сказывается.

Термический диапазон эксплуатации частично зависит от химического состава исходного сырья. Чем больше в нем кремнезема (относительно больше, потому что его избыток способен существенно снизить максимальную температуру эксплуатации), тем выше верхний порог. Скажем, для обычного базальта это +600 градусов, а для чуть более кислой его разновидности — +800, разница ощутима. Причем заметьте, что речь идет о постоянной эксплуатационной температуре, а не разовом нагреве!

Свойства непрерывного базальтового волокна (БНВ)

А вот этот вид продукции из базальта можно считать прорывом. Мы говорили выше, что тонкие каменные волокна ломки, но свойства непрерывного базальтового волокна кардинально отличается от них! Разработчикам этой технологии удалось добиться такой гибкости и прочности на разрыв, что их изобретение стало основой для тканей из камня!

В общем, это действительно заслуживает восхищения. Оказывается, для этого нужно было вдумчиво подойти к составу шихты и переработать систему фильеров, через которые подается расплав. Фильерные питатели изготовлены из сплава с платиной и родием.

Есть три вида БНВ по толщине:

Длина одного такого волоконца измеряется в километрах! От 25 до 50 и даже больше километров.

БНВ — это основа для получения разнообразных композитных и армирующих материалов, а также нитей и тканей. Обо всем этом речь пойдет дальше.

Общие свойства всех видов базальтовых волокон

Всем им присуща высокая стойкость как в отношении агрессивных химических сред, так и в отношении высокой температуры и даже открытого огня.

Морская вода абсолютно нипочем материалам, изготовленным из них, если речь не идет о минвате, потому что любая вода снижает ее теплоизоляционные свойства.

Базальтовая вата. Фото Теплострой

Биологическое заражение, например, плесенью отрицается в принципе. Но вот это, кстати, сомнительно. Если плесени и нечего есть в самом базальте, то это же не значит, что она не может просто на нем жить — живет же она на столь же несъедобном бетоне! Впрочем, доверимся мнению тех, кто знает больше.

Итак, негорючие, тугоплавкие, химически инертные — они не могут не быть востребованы современной промышленностью.

Базальтовая нить

Базальтовая нить — это продукт переработки БНВ. О ней мы уже рассказывали в этой статье. Если пересказать ее вкратце, то нити бывают либо из директ-ровинга, то есть в том виде, в каком они были вытянуты из расплава и намотаны на шпиндели, либо же из строщенного ровинга — это когда несколько директ-ровингов соединяются в одну нить, либо же это будет крученая нить, которая получается из строщенного ровинга кручением. Все три вида находят применение, правда, в разных областях.

Об одной такой области стоит упомянуть отдельно, потому что применение это можно даже назвать экзотическим.

Базальтовая нить для забора

Мы не знаем, кто первый додумался использовать базальтовую нить для забора. Но со временем это стало в каком-то смысле даже стилистическим приемом оформления. В самом деле, если вы посмотрите на то, что предлагают на рынке, то зачатки дизайнерского вкуса в этом определенно чувствуются.

Смысл базальтового забора, вероятно, в том, чтобы поменьше о нем заботиться. Материал негорючий, инертный, в том числе и индифферентный к ультрафиолету, чего не скажешь о большинстве современных материалов. То есть поставил такой забор и забыл о нем надолго. А если учесть, что вам еще и гарантируют полвека жизни таких нитей…

Фото забора предоставить нет возможности. На фото базальтовая нить для забора. Стройинжиниринг

Технология из того, что можно рассмотреть, не вполне понятна. Похоже на то, что для его изготовления используются жгуты или ленты. Дальше источники, которые мы нашли, говорят о нагреве, который делает базальтовую нить пластичной, и некой «натуральной смоле», которая скрепляет нити в узоры. Что ж, поверим на слово.

Базальтовая мебель

Аналогичные ажурные конструкции используются и при изготовлении мебели и предметов интерьера. Технология та же самая, только авторы пользуются возможностью выстлать своим «кружевом» разнообразные поверхности, придавая ему необходимую форму перед застыванием клея.

Фото мебели предоставить нет возможности, но с ее достоинствами и внешним видом возможно ознакомиться в видео.

Базальтовая лента

Базальтовая лента — это полоска базальтовой ткани, используемая для изоляции объектов, допускающих обматывание ею, как бинтом. Может выполнять задачи утягивания и бандажирования там, где нужен термостойкий материал, а может быть теплоизолятором, препятствуя потерям тепла, скажем, при прохождении теплоносителя по трубам небольшого диаметра. Также может пригодиться в качестве термостойкого электроизолятора. Еще базальтовую ленту используют в качестве уплотнителя.

Поставляются ленты в бухтах, ширина ленты от 30 до 50 мм, длина вариативна, бывает, что фасуются по 10, 15 метров, в бухте может быть 50 м. Вообще, габариты и цены зависят от производителя.

Базальтовая лента для глушителя

Базальтовая лента для глушителя применяется чаще всего для того, чтобы газы внутри трубы не охлаждались. Мы не станем принимать ничью сторону в вопросе эффективности данного трюка для увеличения мощности, наша задача просто проинформировать вас о возможностях применения данного материала.

Базальтовая лента. Фото Огнеза

Итак, что делает базальтовая (или кремнеземная — еще лучше) лента? Она термоизолирует газы, которые выходят из двигателя и двигаются наружу, проходя коллектор и глушитель. Эффект от этого двойной: с одной стороны газы в трубе не теряют много тепла, быстро проходят по трубам, конденсат не образуется, а с другой стороны, все, что находится по соседству от этих труб, не перегревается, особенно летом, когда атмосфера не способствует охлаждению.

Кроме того, базальтовые ленты считаются звукоизоляторами. Ну, положим, что с матами базальтовой ваты их путать все же не стоит, но конкретно в случае с глушителем и коллектором это может быть и правдой. Звон после обмотки исчезает, в подтверждение чего смотрите ролик:

Как ее применять? Да, в общем, просто: обмотать трубу в один, а то и два-три слоя, закрепить витки металлическими хомутами или проволокой, вот и все.

Но нас, разумеется, волнует вот какой вопрос: а каково металлу труб в ситуации длительного нагрева до очень высоких температур? Вообще, ему свойственно выгорать при такой термонагрузке — стенки топок стальных печей выгорают. Трубы делаются из черного металла, нержавейки и титана. Черный металл — это углеродистые, ржавеющие стали, их защищают жаропрочными и антикоррозионными красками. Но надолго ли хватит такой защиты? У кого есть опыт — расскажите для тех, кто только собирается обматывать глушитель или коллектор термоизоляцией.

Базальтопластиковая арматура

Вот это интересная тема. Железная арматура в бетоне, конечно, долгое время не имела себе равных по надежности и доступности, но время-то идет, и те минусы, которые неизбежны при использовании железа, а именно: его окисление, с последующим разрушением того, что его окружает, потому что объем ржавчины всегда больше объема исходного железа, этих минусов стало возможно избежать, если использовать… нержавеющую арматуру из композитных материалов, один из компонентов которых — базальтовое волокно.

Но ничто не совершенно, к сожалению, и плюсам базальтопластиковой арматуры сопутствуют такие минусы, которые не позволяют ей полностью вытеснить армирование бетона металлом.

Базальтопластиковая арматура. Фото Армпласт

Поясним. Главным минусом базальтопластика является отсутствие жесткости и упругости. Следствием этого становится то, что для достижения прочности бетона, армированного сталью, нужно использовать в 4 раза больше базальтопластиковой арматуры.

К минусам также относится и то, что связующие вещества базальтопластика существенно понижают температуру, при которой такая арматура теряет свои несущие свойства.

Температурный предел базальта — 1150 градусов, а арматуры из него — всего 300. При том, что для стали предел — 500 градусов. Проблема решится, когда изобретут более термостойкое связующее. (Впрочем, мы же понимаем, что бетон еще надо нагреть как-то до 300 градусов, чтобы арматура в нем потеряла несущие свойства, а это труднодостижимо.)

С другой стороны, есть плюсы, которые не менее важны. Базальтопластиковая арматура — это диэлектрик. В этой связи она не создает никаких помех для электромагнитного излучения, в ней не образуются блуждающие токи и магнитные поля.

Также стоит упоминания то, что бетон и эта арматура из камня и смолы обладают близкими коэффициентами теплового расширения, поэтому все изменения происходят почти одинаково, а следовательно, не возникает напряжений и разрушений. (Сталь, как ни странно, тоже близка бетону по тепловому расширению.)

Да, и в отличие от стальной, базальтовая арматура обладает куда более низкой теплопередачей, поэтому в холодное время года в бетоне не образуются так называемые «мостики холода».

Прежде чем описать производство базальтовой арматуры, следует описать ее строение и состав — именно эти вещи определяют технологию изготовления.

Базальтовая арматура — это пучок базальтовых волокон (ровинга), скрепленный пластиком в единый стержень. Вокруг этого стержня навит другой пучок волокон — эта сплеточная нить, она аналогична выступам на металлической арматуре и увеличивает сцепление между арматурой и бетоном. Сплеточная нить также скреплена пластиком и прочно соединена со стержнем.

Один из вариантов состава арматуры следующий:

Базальтовый ровинг. Фото Каменный век

Связующие могут быть различные виды смол:

От используемой смолы зависит технология ее отвержения. Но технологическая линия для производства базальтопластики ничем не отличается от показанного в ролике процесса производства стеклопластика (меняется только ровинг):

В ролике вы видите, как подающийся ровинг пропитывается смолой, затем обвивается сплеточной нитью, после чего проходит через оборудование для отвержения смолы. Готовая арматура нарезается и упаковывается.

Фибра базальтовая для бетона

Бетон, конечно, сделал нашу цивилизацию. Просто представьте себе, сколь трудоемок был бы прежний способ строительства из камня или дерева. Но все же сам бетон далек от совершенства. Цементный камень в его основе не обладает достаточной прочностью, чтобы противостоять всем нагрузкам, возникающим в процессе эксплуатации. К тому же никто не в состоянии учесть все нагрузки. Поэтому мысль двинулась в направлении повышения прочности бетона.

Сначала додумались добавлять в бетон металлическую стружку. Это неплохой вариант, потому что дисперсные частицы равномерно распределяются в объеме, принимая на себя нагрузку, которая раньше доставалась цементному камню. Но железо есть железо, и его встреча с водой заканчивается предсказуемо.

Фибра базальтовая 12 мм. Фото Геостиль

Фибру в бетон тоже пытались добавлять, но толк из этой идеи появился только в наше время. Фибра в переводе с латыни и есть «волокно». Следовательно, состав может быть разным. Так и есть. Наиболее популярны на сегодняшний день варианты с полипропиленовой и базальтовой фиброй. Также все еще добавляют стружку и резаную проволоку. А вместо базальта порой используется стекловолокно.

Первые два достаточно эффективны, что доказано длительным применением фибры в дорожном и капитальном строительстве на протяжении десятилетий по всему миру. Принцип мы уже изложили: рассеянные частицы, в данном случае — волокна, принимают на себя нагрузку от бетона по касательным, проходящим по линии раздела между волокном и цементом. Это происходит по всему объему смеси, что выгодно отличает данное распределение нагрузки от распределения по армирующему каркасу из металлических стержней.

Однако стоит учесть, что максимальная польза от применения фибры будет только в том случае, если в точности соблюдать существующие технологии, использовать фибру конкретной длины и толщины, в пропорции, заданной для конкретного вида бетона.

Сама несущая способность бетона находится в прямой зависимости от объемной доли фибры в его составе. Переармирование так же плохо, как недоармирование.

Фибра базальтовая CemFibra R. Фото Леруа Мерлен

Чем короче волокна, тем меньше увеличение прочности.

В общем, перейдем к сравнению того, что лучше: фибра базальтовая или полипропиленовая.

Фибра базальтовая или полипропиленовая — что лучше?

Фибра базальтовая для бетона — это нарубленный базальтовый ровинг (см. выше), длина волокон может быть различной, в зависимости от настройки оборудования. Вообще, они могут быть в диапазоне от 1 до 150 мм.

Фибра полипропиленовая — полимерные волокна белого цвета, имеющие длину от 6 до 50 мм.

Теперь сравним справочные характеристики того и другого материала:

Как видите, полипропиленовая фибра по всем параметрам уступает базальтовой. Что же происходит при добавлении той и другой в бетон? В обоих случаях уменьшается трещинообразование, повышается прочность, сокращается количество микротрещин, а следовательно, повышается морозостойкость и водостойкость. Глубина проникновения растворов извне сокращается с 20 до 2-3 мм.

Однако мы ознакомились с результатами испытаний, которые говорят следующее: хотя прочность повышается в случае добавления любой фибры, наибольших значений это улучшение достигает в случае добавления базальтовой и металлической фибры (последняя плоха в долгосрочной перспективе).

Данная таблица наглядно показывает, что у пропиленового волокна наименьшие показатели процентного увеличения прочности среди сравниваемых. Возможно, популярность именно этого волокна связана с его бюджетностью, возможностью добавления на любой стадии, хорошим размешиванием? Но у базальтового волокна проблем со всем перечисленным тоже нет.

В общем, свойства базальтового волокна лучше полипропиленового, а прочность бетона с ним выше.

Где купить

В одной из компаний, которые представлены в соответствующих разделах нашего сайта, возможно купить арматуру, ленту, нить, ткань, фибру.

Источник