تصویر پکینگ نسوز
تصویر ورق نسوز
تصویر پارچه نسوز
تصویر نخ نسوز
تصویر نوار نسوز
تصویر پکینگ سیلیکون
تصویر میکا
تصویر لاستیک
تصویر اسپری
تصویر فیبر نسوز
تصویر پلیمر
تصویر واشر و قطعات
تصویر عایق الکتریکی
تصویر جسب صنعتی
تصویر شیلنگ
تصویر مقالات
برزنت بازالت
برزنت بازالت چیست ؟
برزنت بازالت از طریق ذوب سنگ های بازالت خرد شده در دمای 1400 درجه سانتی گراد به همراه مواد مذاب ساخته می شوند . برزنت بازالت دارای خواص مکانیکی و فیزیکی بهتری نسبت به الیاف فایبرگلاس هستند که از مهمترین مزایای آن عبارتند از : مقاومت در برابر آتش ، مقاومت خوب در برابر محیط های شیمیایی فعال ، ارتعاشات و قابل استفاده به عنوان عایق بندی صوتی می توان اشاره کرد . تولیدات پیشرفته و دقت در کنترل کیفیت برای تهیه محصولات با کیفیت باعث تولید برزنت بازالت با کیفیت بالا شده است . برزنت بازالت نسبت به الیاف فایبرگلاس گران تر هستند ، اما بسیار ارزان تر از الیاف کربن به شمار می روند .
برزنت بازالت از یک سنگ طبیعی به نام بازالت به دست می آید که ترکیبی است از سیلیس ، آلومینا ، درصدی از سنگ بازالت اکسید شبیه به شیشه که با درصد های مختلفی در این سنگ وجود دارد و به عنوان یک جایگزین آزبست استفاده می شود.
همچنین برزنت بازالت که در فرم های رشته ای و غیر بافته وجود دارد برتری چشمگیری نسبت به الیاف فایبرگلاس از نظر عملکرد دما دارند . بازالت استخراج شده حاوی مقادیر زیادی ناخالصی است که به رنگ قهوه ای می باشد .
برزنت بازالتی که از لحاظ خلوص بهبود یافته اند مانند Basaltex ، که تولید کشور بلژیک است تولید آنها را به صورت رشته های طویل با قطرهایی در محدوده 9-24 میکرومتر امکان پذیر می کند . پارچه های بافته شده از بازالت و یا پارچه های نبافته به عنوان موانع حریق ، عایق حرارتی و تقویت کننده های کامپوزیتی استفاده می شوند .
مفهوم ایجاد فیبر از بازالت موضوع جدیدی نیست به طوری که اولین اختراع ثبت شده برای تولید برزنت بازالت در سال 1923 بر می گردد و در تهیه جنگ افزار های نظامی در دهه های 50 و 1960 مورد تحقیق گسترده قرار گرفت . حتی تولید کنندگان عمده الیاف فایبرگلاس پتانسیل بازالت را مورد بررسی قرار دادند ، گرچه آنها در دهمه 1970 تمام تلاش خود را برای بهبود خواص الیاف فایبر گلاس با کارایی بهتر از جمله فایبر گلاس S-2 به خرج دادند ، با این حال علاقه به تولید کامپوزیت های تقویت شده با الیاف بازالت در طی این چند دهه افزایش یافته و در سالهای اخیر همچنان ادامه و رشد یافته است.
برزنت بازالت یک نسبی تازه به پلیمرهای تقویت شده با الیاف (FRP) و کامپوزیت های ساختاری است . این ترکیب از نظر شیمیایی مشابه فایبرگلاس است اما از خصوصیاتی که منجر به برتری الیاف بازالت می شود مقاومت مکانیکی و شیمیایی بهتر است و برخلاف اکثر الیاف شیشه ای در برابر مقاومت قلیایی ، اسیدی و نمکی بسیار مقاوم است و این باعث می شود انتخاب مناسبی برای سازه های بتونی ، پل و خطوط ساحلی باشد.
در مقایسه برزنت بازالت با فیبر کربن و آرامید می توان به دامنه دمایی کاربردی گسترده ترالیاف بازالت اشاره کرد که بین 452- درجه فارنهایت تا 1200 درجه فارنهایت (یعنی چیزی حدود 269- درجه سانتی گراد تا 650+ درجه سانتی گراد) ، مقاومت بیشتر در برابر اکسیداسیون ، مقاومت بالاتر در برابر تشعشع ، مقاومت برشی بیشتر و استحکام بیشتر در برابر فشرده سازی برخوردار است. (توجه داشته باشید که دمای کاربرد FRP ها با توجه به دمای شیشه انتقال ماتریس محدود است ، که پایین تر از دمای کاربرد الیاف است.)
تولید برزنت از بازالت در دوران جنگ سرد توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق مورد تحقیق قرار گرفت و تحقیقات و تولید تجاری محدود در ایالات متحده در همین دوره انجام شد. اتحاد جماهیر شوروی بازالت را به عنوان منبع الیاف پارچه های مقاوم در برابر تسلیحات بالستیک مورد بررسی قرار داد .
قیمت الیاف ساخته شده از بازالت بالاتر از نمونه های ساخته شده از فایبرگلاس نوع E است ، اما دارای قیمت کمتر از الیاف فایبر گلاس نوع S و آرامید یا فیبر کربن است و با افزایش تولید در سراسر جهان ، هزینه تولید آن کاهش بیشتری نیز داشته است .
قابل ذکر است از برزنت بازالت فقط برای تهیه پارچه های بازالتی استفاده نمی شود بلکه به دلیل استحکام بالای این الیاف از آن برای افزایش مقاومت سازه های بتنی نیز استفاده می شود . شبکه های برزنت بازالت تعبیه شده در ملات های مبتنی بر سیمان به عنوان محفظه خارجی استوانه های بتونی قابل استفاده اند .
خواص حرارتی فیبر بازالت بیش از کاربردهای این عایق غیر کامپوزیتی مورد توجه است . خاصیت برجسته دیگر این الیاف ، مقاومت آنها در برابر ضربه می باشد ، به طوری که این خصیصه منجر به تمایز بارز فیبر بازالت از فایبرگلاس و کربن شده است .
به عنوان مثال ، یک مطالعه اولیه که توسط مرکز آکان که در زمینه ساخت و سازهای سبک وزن یکپارچه است و موسسه für Textiltechnik der RWTH (آخن ، آلمان) انجام شد نشان داد که میزان ظرفیت جذب انرژی ویژه در پارچه بافته شده ترکیبی بازالت (HYWF) و پلی آمید 6 تقریبا 35 درصد بالاتر می باشد .
اکسیدهای آهن و آلومینیوم موجود در سنگ بازالت ویژگی های مطلوب دیگری را در این پارچه ایجاد می کنند. به عنوان مثال ، برزنت بازالت دارای مقاومت خوردگی و استحکام بیشتری در برابر آتش از خود نشان می دهند که این میزان استحکام بیش از آن چیزی است که در الیاف فایبرگلاس E وجود دارد . علاوه بر این ، مطالعات جدیدی توسط Mafic با همکاری مرکز پروژه Fraunhofer (لندن ، انتاریو ، کانادا) بر روی مدول کششی ، استحکام کششی و مقاومت برشی الیاف بازالت انجام شد و مشخص شد برزنت بازالت دارای 40 درصد قدرت ویژه بالاتر و 20 درصد سختی مخصوص بالاتر به چشم می خورد .
برزنت بازالت دارای میزان جذب آب کمی دارد و به موجب همین امر در ساخت و سازها و کاربردهای لوله مهم است. فیبر بازالت از نظر الکتریکی غیر رسانا است . به عنوان یک ماده طبیعی ، همچنین قابلیت بازیافت از سایر الیاف تقویت کننده را دارد ، که به موجب همین امر عاملی است که در خودرو سازی و سایر صنایع آن را مورد توجه قرار گرفته است .
طبق گزارش ها ، تغییر مصرف برزنت بازالت به جای الیاف کربن یک تجارت ساده تر از حرکت از الیاف فایبرگلاس E به بازالت است ، اما می توان هر دو مورد را انجام داد چرا که الیاف کربن با کارایی یکسان دارای هزینه بالاتری نسبت به الیاف بازالت هستند . همچنین در برخی از برنامه های کاربرد حالت های مختلف شکستن کربن و بازالت بسیار مهم است. به گونه ای که الیاف کربن ، در صورت آسیب دیدن ، تمایل به "خرد شدن" دارند ، در حالی که برزنت بازالت در صورت قرار گیری در معرض شکستگی ، نرم تر می شکنند .
کاربرد های برزنت بازالت :
از برزنت بازالت به عنوان سیم پیچ لوله ها ، مخازن و استوانه ها برای تقویت پلاستیک ها و همچنین از الیاف خرد شده برای پارچه های SMC ، BMC و DMC بافته شده ، مش و ژئوگرید استفاده می شو.د .
ویژگی های برزنت بازالت :
1 . استحکام بالا و فیبر مدول بالا
2 . مقاومت در برابر شوک عالی - مناسب برای کاربردهای بالستیک
3 . جایگزین کم هزینه به جای الیاف کربن است و در بعضی از سیستم ها مانند سیم پیچ های رشته ای می توان آن را جایگزین کرد .
4 . مقاومت بالا در برابر درجه حرارت و مقاومت خوب در برابر نور
5 . استحکام خوب در برابر خستگی و مقاومت در برابر خوردگی
6 . بدون نیاز به تجهیزات پردازش ویژه
7 . کاربرد آسان
8 . سازگار با محیط زیست کامپوزیت های تقویت شده با بازالت می توانند الزامات دفع OEM را رعایت کنند زیرا دفع کامل توسط سوزاندن امکان پذیر است و سوزاندن آنها غیر سمی است . در حالی که غالباً در اثر سوختن کامپوزیت های الیاف فایبرگلاس آلودگی های زیادی حاصل می شود .
9 . قابل بازیافت است
10 . غیر سمی است و هیچگونه خطری برای سلامتی و ایمنی ندارد .
11. سازگار با بسیاری از رزین ها - پلی استر اشباع نشده ، وینیل استر ، اپوکسی ، فنولیک و غیره .
12. مقاومت شیمیایی بهتر از الیاف فایبرگلاس نوع e یا الکترونیکی
13 . استحکام حرارتی خوب تا 650 درجه سانتی گراد
نحوه ی تولید برزنت بازالت :
روش پایه برای تولید برزنت بازالت بسیار راحت است و بسیار شبیه به فرایند تولید الیاف فایبرگلاس است به گونه ای که در ابتدا مواد اولیه خام که از سنگ های بازالت استخراج می شود، ذوب می شود و به برزنت بازالت مبدل می شود . واقعیت اصلی در بازده مواد اولیه برای تولید برزنت بازالت بدین گونه است که به مواد ثانویه برای تولید فیبر نیاز ندارد یا همانطور که گنسرل می گوید ، "یک پوند سنگ بازالت ، یک پودر فیبر بازالت را تولید می کند .
" دمای مورد نیاز برای ذوب بازالت 1500 درجه سانتیگراد می باشد . که این میزان دما با حرارت اعمال شده برای ذوب شیشه قابل مقایسه است ، که برای شیشه نقطه ذوب از 1400 تا 1600 درجه سانتی گراد متغیر است . از آنجا که بازالت مات است ، اعمال گرمایش یکنواخت به آن کمی دشوار تر از شیشه است ، و این مسئله نیاز به پیشرفت های تولیدی مانند نگه داشتن محصول مذاب در مخزن برای مدت طولانی ، غوطه وری الکترود در حمام یا گرمایش دو مرحله ای نیاز است . این پیشرفت ها در کارخانه های تولید فیبر بازالت ایجاد شده و از تکنولوژی خوبی برخوردار هستند .
بعد از تهیه برزنت بازالت می توان آن را به محصولات مختلفی تبدیل کرد از جمله آنها می توان به بافت الیاف انواع بسیاری از پارچه ها برای تعداد نامحدودی از کاربردها اشاره کرد و همچنین میتوان از آن تهیه نوارهای پارچه ای ، تهیه رشته های آغشته به رزین مربع با استفاده از رشته های آغشته به رزین ، مش های تقویت شده –rainforcing Mesh- پارچه های غیر بافته –non woven- می توان اشاره کرد .
این واقعیت که مواد اولیه فیبر بازالت به طور طبیعی بدون ماده افزودنی دیگری به دست می آید ، دارای یک مشکل فنی اساسی می باشد : خواص متناقض مواد اولیه . یعنی سنگ معدن از مناطق مختلف دارای مقادیر مختلفی از آهن ، منیزیم و سایر ترکیبات می باشد .در سال های گذشته ، تغییر در بعصی خواص برزنت بازالت به عنوان عاملی برای برنامه های کاربردی محسوب می شده است .
از لحاظ تاریخی ، تولید برزنت بازالت به صورت دستی کنترل شده است ، اما سازندگان این پارچه با افزودن کنترل های خودکار ، کیفیت و سازگاری محصول خود را ارتقا می بخشند .
منابع :
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/basalt-fibre
https://www.build-on-prince.com/basalt-fiber.html
https://www.compositesworld.com/blog/post/the-still-promised-potential-of-basalt-fiber-composites
