فهرست مطالب

الیاف بازالت Basalt fiber

الیاف بازالت Basalt fiber مصالح تک عنصره ای هستند که از ذوب نهشته های خرد شده گدازه های آتش­فشانی به دست می آیند و دارای خواص فیزیکی شیمیائی بهتری نسبت به الیاف شیشه ­ای بوده و به صورت قابل توجهی از الیاف کربنی ارزانتر هستند.

در طي چند دهه اخير با توجه به گسترش کاربردهاي صنعتي الياف مصنوعي، توجه به سمت فرايندهاي توليد الياف ويژه و صنعتي نظير الیاف کربن، الیاف شيشه، کولار (الیاف آرامید) و … افزايش چشمگيري داشته است.

از بازالت الیاف تقویت شده FRP نیز تهیه می شود. که به آن الیاف بازالتی یا BFRP نیز می گویند.

فناوری تولید کنـونی الیـاف بازالـت بسـیار شبیه به تولید الیاف شیشه نوع E میباشد.

تفاوت اصلی تولید این دو نوع الیاف این است که الیاف شیشه نوع E از دسته ای از مواد با ساختارهای پیچیده تولید مـیگـردد در حـالیکـه الیـاف بازالت از رشته های ساخته شده از ذوب سنگ بازالت بدون مواد افزودنی دیگر تولید میشود که از نظر هزینه مقرون به صرفه تر است. 

بازالت چیست؟

بازالت Basalt یک سنگ سخت و سیاه و دانه‌ریز آتشفشانی با کمتر از ۵۲ درصد سیلیس (SiO۲) می‌باشد که به علت کمبود سیلیس سنگی قلیایی است.

سنگ بازالت، از گروه سنگ‌های آذرین (آذرین بیرونی) است که بازمانده فعالیت‌های آتش‌فشانی است.

بازالت سنگی متراکم و سخت است که به رنگ‌های گوناگون در طبیعت یافت می‌شود. این سنگ بعد از گرانیت فراوان‌ترین سنگ آذرین است.

مهم­ترین مزایای الیاف بازالت

دسته بندي خصوصيات الياف بازالت بسيار سخت و پيچيده مي باشد و با توجه به محل تامين سنگ اوليه، خصوصيات اين الياف مي تواند بسيار متنوع باشد و حتي در بعضي موارد معادن مختلف يک محل نيز سنگهايي با ترکيبات ساختاري متفاوت دارند.

به طور کلي زياد بودن ميزان اکسيد آلومينيوم و اکسيد سيليس منجر به افزايش استحکام کششي و مدول يانگ مي شود و افزايش ميزان اکسيد آهن منجر به بهبود مقاومت حرارتي و هدايت الکتريکي خواهد شد.

همچنين زياد بودن اکسيدهاي فلزي نظير سديم، منيزيم، آلومينيوم، پتاسيم، کلسيم و آهن منجر به کاهش مقاومت در محيط اسيدي مي شود و جهت بهبود مقاومت در محيط قليايي معمولاً بايستي يه ميزان اکسيد سيليس افزود.

خصوصیات اصلی الیاف بازالت Basalt fiber

  • مقاومت در برابر آتش (اشتعال‌پذیری کم) افت کم عملکرد و استحکام در دماهای بالاتر از ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد
  • مقاومت در برابر رطوبت زیاد
  • قابلیت بالای عایق سازی صوتی و جداسازی ارتعاشی
  • مقاومت در برابر محیط های فعال شیمیائی
  • چسبندگی خوب به رزین‌های بسپاری و لاستیک‌ها
  • مقاومت حرارتی بالا
  • مقاومت سایشی و کششی
  • ویژگی‌های دی‌الکتریکی بالا
  • سازگاری با محیط زیست و غیر سمی بودن

استفاده از این الیاف بازالت به عنوان آرماتور سازه های بتن آرمه هنوز در مرحله توسعه است.

موارد کاربرد Basalt fiber

الياف بازالت را مي توان جايگزين الياف شيشه نوع E با خصوصيات مکانيکي، حرارتي و شيميايي بسيار بهتر نسبت به آن عنوان نمود.

به همين دليل کاربردهاي اين الياف تقريباً با يکديگر مشابه مي باشد.

مهمترين برتري الياف شيشه نسبت به الياف بازالت قابليت تغيير و اصلاح در ميزان ترکيبات تشکيل دهنده آن مي باشد که تاثير مستقيمي در بهينه سازي خصوصيات الياف نهايي و تطبيق آنها با نياز مصرف کننده دارد.

در همین راستا تاکنون انواع مختلفي از الياف شيشه ابداع شده اند که هرکدام از آنها جهت کاربرد ويژه اي مناسب هستند. 

بررسي ها نشان مي دهد که علاوه بر موانع فني، ميزان نفوذ الياف بازالت در بازار کامپوزيت ها به عوامل ديگري نيز بستگي دارد.

از يک طرف هنوز ظرفيت توليد شرکتهاي عرضه کننده اين الياف بسيار محدود و مناسب بازارهاي خاص مي باشد و از طرف ديگر ماشين آلات توليد اين الياف نسبتاً پيچيده و گران قيمت مي باشند.

در حال حاضر دانشگاه ها و مراکز تحقيقاتي متعددي در کشورهاي اروپايي اطريش، بلژيک، جمهوري چک، مجارستان، آلمان، ايتاليا، اسپانيا، اوکراين و روسيه به طور خاص بر روي اين حوزه تمرکز نموده اند.

شرکتهای پیشرو در این زمینه اميدوارند در آينده بتوانند با اصلاح خصوصيات اين الياف علاوه بر کاهش هزينه هاي توليد آن، بازار مصرف آنرا نيز گسترش دهند.

مقاله قبلی الیاف آرامید Aramid fibers
مقاله بعدی الیاف شیشه Glass fiber