玄武巖是由火山噴發出的巖漿在地表冷卻后凝結而成的一種細密狀或泡沫狀結構的黑灰色巖石。便是這種不起眼的巖漿巖,卻被點石成“金”,搖身一變成為了21世紀高新“綠色工業資料”——玄武巖纖維,一種新式的高功能玻璃纖維。
玄武巖纖維簡介
玄武巖纖維屬無機硅酸鹽,它在火山和熔爐里通過千錘百煉,從堅固的巖石變成柔軟的纖維。輕盈的鱗片、堅韌的板筋。其資料具有耐高溫(> 880 ℃)、耐低溫(<-200 ℃)、熱傳導系數低(隔熱)、隔音、阻燃、絕緣、吸濕性低、抗腐蝕、抗輻射、斷裂強度高、伸長率低、彈性模量高、重量輕等優異功能和優秀的加工功能。
與現在廣泛運用于修建、化工等職業的玻璃纖維相比,玄武巖纖維及其復合資料具有力學強度高、物理和化學功能好、可用于制造高端產品等優勢;與價格昂貴的碳纖維相比,二者歸納功能也不相上下,玄武巖纖維某些功能乃至好于碳纖維,而其成本還不及碳纖維的十分之一。因此,玄武巖纖維是繼碳纖維、芳綸、聚乙烯纖維之后,又一種低成本、高功能、潔凈程度理想的新纖維,可以說是具有非常寬廣的市場需求和運用前景了。
玄武巖纖維的特別功能&用處
玄武巖纖維為非晶態無機硅酸鹽物質,熱傳導系數低,絕熱性好,無熱收縮現象。運用溫度一般為-269~700℃,軟化點為960℃,高于玻璃纖維和碳纖維最高運用溫度。500℃下的抗熱振穩定性仍不變,原始質量損失分數不到0.02 ;600℃作業時其斷后強度仍能堅持原始強度的80%。可用于制造防火毯、防火簾等阻燃資料和高溫過濾范疇過濾基布、耐高溫氈等。
其熱傳導系數為0.031W~0.038W/m?K,低于芳綸纖維、無堿玻纖、碳纖維和不銹鋼,可用于熱處理設備的保溫,汽車、船只隔熱以及管道保溫;玄武巖纖維布還可用于阻燃服裝的制造,如消防員滅火防護服、隔熱服等。
抗拉強度高、力學功能好、修建方面的優選資料
接連玄武巖纖維的密度2. 65~ 3. 00g/ cm3,莫氏硬度5~ 6度, 抗拉強度為3800~4800 MPa,具有優異的耐磨抗拉增強性。在70℃水作用下,其強度可堅持1200小時,而一般玻璃纖維不到200小時便失去強度;在100~250℃溫度下的拉伸強度可進步30%,而一般玻璃纖維卻下降23%;在水泥等堿性介質中能堅持高穩定性,可用作混凝土修建結構的增強資料,不僅抗拉強度高、彈模高、開裂變形小,還能進步彎拉強度,在橋梁修建等方面顯示出很大的優勢,在抗震救災和體育用材等方面也有潛在用處。
與水泥相容性好,可用于增強水泥混凝土結構
玄武巖纖維與硅酸鹽水泥是同類物質,纖維與基體資料的匹配性優秀,有天然相容性,在水泥混凝土結構抗裂及補強中具有無可替代的優勢,能大大改進抗裂功能和動載疲勞功能,是現在用于水泥混凝土中功能最匹配、性價比最佳的纖維資料。超載運行條件下,有助于加強公路抗龜裂老化才能,延伸瀝青路面的運用壽命。 其吸濕性低于0.1%, 有較強的防滲抗裂成效,可廣泛用于高速公路、飛機跑道、海港碼頭、水電工程等基礎設施范疇。
此外,用玄武巖制造的鱗片,可作為涂料,成為修建物和水下物體,包括軍艦、船只、堤堰等的保護層,增強這些物體的防腐蝕才能,延伸運用壽命。用這種鱗片制造的剎車片,其剎車功能和運用壽命均優于一般剎車片。
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小結
其實玄武巖纖維良好的功能遠不止此,玄武巖纖維及其復合資料可以較好地滿意國防建設、交通運輸、修建、石油化工、環保、電子、航空、航天等范疇結構資料的需求,對國防建設、嚴重工程和產業結構晉級具有重要推動作用。
我國玄武巖纖維在修建范疇的運用尚處于初級階段,市場需求進一步發展尚面臨諸多技術難題 :
①進一步下降出產成本,穩定產品功能,完善職業標準系統 ;
②玄武巖纖維是脆性資料,纖維密度較大,耐磨性差,織造功能不理想 ;
③在相同水灰比條件下,水泥膠砂流動性隨玄武巖纖維摻加量的增加而下降,對混凝土作業功能發生不良影響 ;
④我國成膜劑研發水平尚處于全球中低端水平,不能滿意高功能玄武巖纖維的出產要求。
因而關于玄武巖纖維的出產及其運用的研討還有很多的工作要做。