Твердый, плотный вулканический камень, который можно найти в большинстве стран по всему земному шару, базальт — это магматический камень, что означает, что он зародился в расплавленном состоянии. В течение многих лет базальт использовался в процессах литья для изготовления плитки и плит для архитектурных применений. Кроме того, литые базальтовые вкладыши для стальных труб демонстрируют очень высокую стойкость к истиранию в промышленных применениях. В измельченном виде базальт также находит применение в качестве заполнителя в бетоне.
Совсем недавно, непрерывные волокна, экструдированные из естественно огнестойких базальта были исследованы в качестве замены асбестовых волокон, почти во всех своих приложениях. В эти десятилетие этот базальт стал конкурентом в армировании композитов. Сторонники этого новичка утверждают, что их продукты обладают характеристиками, аналогичными стекловолокну S—2, по цене между стеклом S—2 и E—стеклом, и могут предложить производителям менее дорогую альтернативу углеродному волокну для продуктов, в которых последний представляет сверхинжиниринг.
ИДЕИ И ИДЕОЛОГИИ
Пол Ди из Парижа, Франция, был первым с идеей выдавливать волокна из базальта. Он получил патент США в 1923 году. Примерно в 1960 году США и бывший Советский Союз (СССР) начали исследовать применение базальтовых волокон, особенно в военной технике, такой как ракеты.
На северо—западе США, где сосредоточены крупные базальтовые образования, проф. Р.В. Субраманиан из Университета штата Вашингтон (Пуллман, штат Вашингтон) провел исследование, которое коррелировало химический состав базальта с условиями экструдируемости и физико—химическими характеристиками полученного волокна. Owens Corning и несколько других стекольных компаний провели независимые исследовательские программы, в результате которых было получено несколько патентов США. Однако в 1970 году американские стекольные компании отказались от исследований по базальтовым волокнам в поисках стратегий, благоприятствующих их основному продукту. Результатом стало лучшее стекловолокно, включая успешную разработку стекловолокна S—2 компанией Owens Corning.
В течение того же периода исследования в Восточной Европе, которые были проведены в 1950—х годах независимыми группами в Москве, Праге и других регионах, были национализированы Министерством обороны СССР и сосредоточены в Киеве, Украина, где технологии впоследствии развивались в закрытом институты и фабрики. После распада Советского Союза в 1991 году результаты советских исследований были рассекречены и предоставлены для гражданского использования.
Исследования сегодня , производство и большинство маркетинговых усилий базальтового волокна базируются в странах, когда—то связанных с советским союзом. Компании, которые в настоящее время занимаются производством и маркетингом, включают Каменный век (Дубна, Россия), Технобазальт (Киев, Украина), Hengdian Group Shanghai Russia & Gold Basalt Fibre Co. (Шанхай, Китай) и ОАО «Научно—исследовательский институт стеклопластиков и фибры» (Буча, Украина). ). Basaltex, подразделение Masureel Holding (Wevelgem, Бельгия) и Sudaglass Fiber Technology Inc. (Хьюстон, Техас), преобразует базальтовое волокно в тканые и нетканые армирующие формы для рынков Европы и Северной Америки, соответственно.
НРАВИТСЯ, НО НРАВИТСЯ
Базальтовое волокно производится непрерывным способом, во многом похожим на тот, который используется для изготовления базальтовой сетки. Карьерную базальтовую породу сначала измельчают, затем промывают и загружают в бункер, прикрепленный к питателям, которые перемещают материал в плавильные ванны в газовых печах. Здесь процесс на самом деле проще, чем обработка стекловолокна, потому что базальтовое волокно имеет менее сложный состав. Стекло, как правило, на 50% состоит из кварцевого песка в сочетании с оксидами бора, алюминия и / или нескольких других минералов — материалов, которые перед подачей в печь должны быть независимо поданы в систему дозирования. В отличие от стекла, базальтовые волокна не имеют вторичных материалов. Для этого процесса требуется только одна линия подачи для подачи измельченной базальтовой породы в расплавленную печь. С другой стороны, производители базальтового волокна имеют меньше прямого контроля над чистотой и консистенцией необработанного базальтового камня. Хотя базальт и стекло являются силикатами, расплавленное стекло при охлаждении образует некристаллическое твердое вещество. Базальт, однако, имеет кристаллическую структуру, которая варьируется в зависимости от конкретных условий во время потока лавы в каждом географическом местоположении. Базальт объединяет три силикатных минерала — плагиоклаз, пироксен и оливин. Плагиоклаз описывает ряд триклинных полевых шпатов, которые состоят из силикатов натрия и кальция. Пироксены представляют собой группу кристаллических силикатов, которые содержат любые два из трех оксидов металлов, магния, железа или кальция. Оливин — это силикат, который объединяет магний и железо — (Mg, Fe) 2SiO4. Этот потенциал для композиционного разнообразия означает, что уровни минералов и химический состав базальтовых образований могут значительно отличаться от места к месту. Более того, скорость охлаждения, когда исходный поток достиг земной поверхности, также влияла на кристаллическую структуру. Поэтому директор по исследованиям и разработкам Basaltex Жан—Мари Нольф отмечает, что, несмотря на его готовность к добыче в шахтах и карьерах под открытым небом
