Кіріспе
Балқытылған базальттен жасалған құрылымдық талшықтар. Базальт талшықтары базальт тау жыныстарын балқыту және осы балқытылған массаны талшыққа айналдыру арқылы өндіріледі. Базальт – жанартаулық шығу текті тау жынысы. Базальт шикізатын талшық өндіруге дайындау кезінде энергияның көп бөлігі табиғи жағдайда жұмсалады. Базальт талшықтары 3 түрге бөлінеді: нығайту материалдарын, композиттік бұйымдарды, маталарды және тоқыма емес материалдарды жасауға қолданылатын базальт үздіксіз талшықтары (BCF); жылу оқшаулағыш материалдарды жасауға арналған базальт тігіс талшықтары; және жоғары сапалы жылу және дыбыс оқшаулағыш, сондай-ақ отқа төзімді материалдарды жасауға арналған базальт өте жұқа талшықтары (BSTF).
Basalt fibers are produced from basalt rocks by melting them and converting the melt into fibers. Basalts are rocks of igneous origin. The main energy consumption for the preparation of basalt raw materials to produce of fibers is made in natural conditions. Basalt fibers are classified into 3 types: Basalt continuous fibers (BCF), used for the production of reinforcing materials and composite products, fabrics, and non woven materials; Basalt staple fibers, for the production of thermal insulation materials; and Basalt superthin fibers (BSTF), for the production of high quality heat and sound insulating and fireproof materials.
Өндіріс процесі
Базальтты үздіксіз талшықты (BCF) өндіру технологиясы бір кезеңді процесс: балқыту, базальтты гомогендеу және талшықтарды алу. Базальт тек бір рет қыздырылады. БКФ-ны материалдарға одан әрі өңдеу «салқын технологияларды» қолдана отырып, төмен энергия шығынымен жүргізіледі. Базальт талшығы бір материалдан – ұнтақталған базальттен жасалады, ол мұқият таңдалған карьерден алынады. Талшық өндірісі үшін жоғары қышқылдылығы (46%-дан астам кремний құрамы) және төмен темір мазмұны бар базальт қолайлы саналады. Басқа композиттерден, мысалы, шыны талшықтан айырмашылығы, оны өндіру кезінде дерлік ешқандай материал қосылмайды. Базальт жай ғана жуылып, содан кейін балқытылады. Базальт талшығын өндіру үшін ұсақталған және жуылған базальт тасын шамамен 1450-1600°C температурада балқыту қажет. Содан кейін балқыған тас кішкентай сораптар арқылы экструзияланып, базальт талшығының үздіксіз жіптері жасалады. Базальт талшықтарының диаметрі әдетте 10 және 20 мкм аралығында болады, бұл 5 мкм-нің тыныс алу шегінен едәуір жоғары, сондықтан базальт талшығы асбесттің орнын басуға жарамды. Олар сондай-ақ жоғары серпімділік модуліне ие, нәтижесінде жоғары нақты беріктікке – болатқа қарағанда үш есе артық – қол жеткізіледі. Жұқа талшық әдетте тоқыма өнімдерін өндіру үшін, негізінен тоқыма мата жасау үшін қолданылады. Жүка талшықтар, мысалы, сығымдалған табиғи газ (СТГ) баллондары мен құбырларын өндіру үшін пайдаланылады. Ең жуан талшықтар пультрузия, геотор, бір бағытты мата, көп осьті мата өндірісі үшін және бетонды арматуралау үшін кесілген жіптер түрінде қолданылады. Үздіксіз базальт талшығының ең перспективалы қолданылуының бірі және қазіргі кездегі ең заманауи бағыты – құрылыс нарығында дәстүрлі болат арматураны көбірек алмастыратын базальт арматурасын өндіру.
Тарих
Базальт талшығын өндіруге алғашқы тыраштар 1923 жылы АҚШ-та Пол Дхэ жасаған. Бұл жұмыстар Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін АҚШ, Еуропа және Кеңес Одағының ғалымдары тарапынан, әсіресе әскери және ғарыш саласында қолдану үшін одан әрі дамытылды. 1995 жылы құпиясы ашылғаннан бері базальт талшықтары азаматтық қолдану саласында кеңінен пайдаланылуда.
Ресей
2017 жылдың 18 қазанынан бастап JV 297.1325800.2017 "Металл емес талшықтармен күшейтілген бетон конструкциялары қолданысқа енгізілді. Бұл стандарт базальт талшықты арматураланған бетонды жобалаудағы құқықтық бос кеңістікті жойды. 1.1-тармаққа сәйкес, стандарттың қолданылу аясы – барлық металл емес талшықтар (полимерлер, полипропилен, шыны, базальт және көміртек). Әртүрлі талшықтарды салыстырғанда, полимер талшықтары минералды талшықтардан беріктігімен төмен екені байқалады, бірақ оларды қолдану құрылыс композиттерінің қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік береді.