ألياف البازلت
ألياف البازلت هي ألياف مستمرة تُستخرج من البازلت الطبيعي. بعد ذوبانها، تُصنع من حجر البازلت عند درجة حرارة تتراوح بين ١٤٥٠ و١٥٠٠ درجة مئوية، وتُسحب بسرعة عالية عبر لوحة سحب سلكية من سبيكة البلاتين والروديوم. لون ألياف البازلت الطبيعية النقية عادةً ما يكون بنيًا. ألياف البازلت هي نوع جديد من الألياف الخضراء غير العضوية عالية الأداء، صديقة للبيئة، تتكون من السيليكا والألومينا وأكسيد الكالسيوم وأكسيد المغنيسيوم وأكسيد الحديد وثاني أكسيد التيتانيوم وأكاسيد أخرى.ألياف البازلت المستمرةلا تتميز ألياف البازلت بمتانتها العالية فحسب، بل تتميز أيضًا بخصائص ممتازة متنوعة، مثل العزل الكهربائي، ومقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية، وغيرها. علاوة على ذلك، تُنتج عملية إنتاج ألياف البازلت نفايات أقل، وتُقلل من التلوث البيئي، ويمكن تحلل المنتج مباشرةً في البيئة بعد التخلص من النفايات، دون أي ضرر، مما يجعلها مادة صديقة للبيئة. تُستخدم ألياف البازلت المستمرة على نطاق واسع في المركبات المقواة بالألياف، ومواد الاحتكاك، ومواد بناء السفن، ومواد العزل الحراري، وصناعة السيارات، وأقمشة الترشيح عالية الحرارة، والمجالات الوقائية.
صفات
① المواد الخام الكافية
ألياف البازلتيتكون من خام البازلت المذاب والمستخرج، وخام البازلت على الأرض والقمر هما احتياطيات موضوعية تمامًا، وتكاليف المواد الخام منخفضة نسبيًا.
② مادة صديقة للبيئة
خام البازلت مادة طبيعية، لا يُطلق البورون أو أكاسيد المعادن القلوية الأخرى أثناء عملية الإنتاج، مما يمنع ترسب المواد الضارة في الدخان، ويحافظ على البيئة. علاوة على ذلك، يتميز المنتج بعمر افتراضي طويل، ما يجعله نوعًا جديدًا من المواد الصديقة للبيئة، يتميز بتكلفة منخفضة وأداء عالٍ ونظافة مثالية.
③ مقاومة درجات الحرارة العالية والماء
تتراوح درجة حرارة تشغيل ألياف البازلت المستمرة بين 269 و700 درجة مئوية (نقطة تليين 960 درجة مئوية)، بينما تتراوح درجة حرارة الألياف الزجاجية بين 60 و450 درجة مئوية، ويمكن أن تصل أعلى درجة حرارة لألياف الكربون إلى 500 درجة مئوية فقط. على وجه الخصوص، تعمل ألياف البازلت عند 600 درجة مئوية، ويمكن أن تحافظ على قوتها بعد الكسر بنسبة 80%؛ وتعمل عند 860 درجة مئوية دون انكماش، حتى لو كانت مقاومة درجة الحرارة للصوف المعدني الممتاز في هذا الوقت بعد الكسر لا يمكن الحفاظ عليها إلا بنسبة 50%-60%، فإن الصوف الزجاجي يتلف تمامًا. تنتج ألياف الكربون عند حوالي 300 درجة مئوية ثاني أكسيد الكربون. يمكن لألياف البازلت عند 70 درجة مئوية تحت تأثير الماء الساخن أن تحافظ على قوتها العالية، وقد تفقد ألياف البازلت جزءًا من قوتها بعد 1200 ساعة.
④ استقرار كيميائي جيد ومقاومة للتآكل
تحتوي ألياف البازلت المستمرة على K2O وMgO وTiO2 ومكونات أخرى، وهذه المكونات مفيدة للغاية في تحسين مقاومة الألياف للتآكل الكيميائي وأدائها المقاوم للماء، وتلعب دورًا مهمًا للغاية. وتتفوق على الاستقرار الكيميائي لألياف الزجاج، خاصةً في البيئات القلوية والحمضية. وتتمتع ألياف البازلت بمقاومة أعلى للتآكل القلوي في محاليل Ca (OH) 2 المشبعة، كما تحافظ على أداء أعلى في الأسمنت والوسائط القلوية الأخرى.
⑤ معامل مرونة وقوة شد عالية
يتراوح معامل مرونة ألياف البازلت بين 9100 و11000 كجم/مم، وهو أعلى من معامل مرونة الألياف الزجاجية الخالية من القلويات، والأسبستوس، وألياف الأراميد، وألياف البولي بروبيلين، وألياف السيليكا. وتتراوح قوة شد ألياف البازلت بين 3800 و4800 ميجا باسكال، وهي أعلى من قوة شد ألياف الكربون الكبيرة، وألياف الأراميد، وألياف البولي بروبيلين، وألياف الفولاذ، وألياف البورون، وألياف الألومينا، وتضاهي قوة شد ألياف الزجاج S. وتتراوح كثافة ألياف البازلت بين 2.65 و3.00 جم/سم3، وتتمتع بصلابة عالية تتراوح بين 5 و9 درجات على مقياس موس للصلادة، مما يجعلها مقاومة ممتازة للتآكل وخصائص تقوية شد. وتتفوق قوتها الميكانيكية بشكل كبير على الألياف الطبيعية والألياف الصناعية، مما يجعلها مادة تقوية مثالية، وتُعد خصائصها الميكانيكية الممتازة من أبرز الألياف عالية الأداء الأربعة الرئيسية.
⑥ أداء عزل صوتي متميز
تتميز ألياف البازلت المستمرة بعزل صوتي ممتاز وأداء امتصاص صوتي ممتاز، ويمكن قياس معامل امتصاص الصوت من الألياف بترددات صوتية مختلفة، ويزداد معامل امتصاصها بشكل ملحوظ مع زيادة التردد. على سبيل المثال، عند اختيار ألياف بازلت بقطر 1-3 ميكرومتر، مصنوعة من مواد امتصاص صوت (كثافة 15 كجم/م3، سمك 30 مم)، في الترددات الصوتية 100-300 هرتز، 400-900 هرتز، و1200-7000 هرتز، يتراوح معامل امتصاص مادة الألياف بين 0.05 و0.15، و0.22 و0.75، و0.85 و0.93 على التوالي.
⑦ خصائص عازلة متميزة
المقاومة الحجمية للألياف البازلتية المستمرة أعلى بمقدار مرتبة واحدة من المقاومة الحجمية للألياف البازلتية المستمرةالألياف الزجاجية Eيتميز بخواص عازلة ممتازة. على الرغم من أن خام البازلت يحتوي على نسبة كتلة تُقارب 0.2 من الأكاسيد الموصلة، إلا أن استخدام عامل تسرب خاص ومعالجة سطحية خاصة يُقلل من زاوية استهلاك ألياف البازلت العازلة بنسبة 50% مقارنةً بألياف الزجاج، كما أن مقاومتها الحجمية أعلى منها.
⑧ التوافق مع السيليكات الطبيعية
تشتت جيد مع الأسمنت والخرسانة، رابطة قوية، معامل ثابت للتمدد والانكماش الحراري، مقاومة جيدة للطقس.
⑨ انخفاض امتصاص الرطوبة
امتصاص الرطوبة لألياف البازلت أقل من 0.1٪، وهو أقل من ألياف الأراميد والصوف الصخري والأسبستوس.
⑩ انخفاض الموصلية الحرارية
تبلغ الموصلية الحرارية لألياف البازلت 0.031 واط/م.ك - 0.038 واط/م.ك، وهي أقل من تلك الموجودة في ألياف الأراميد، وألياف الألومينو سيليكات، وألياف الزجاج الخالية من القلويات، والصوف الصخري، وألياف السيليكون، وألياف الكربون، والفولاذ المقاوم للصدأ.
الألياف الزجاجية
الألياف الزجاجية، مادة غير عضوية غير معدنية ذات أداء ممتاز، تتميز بمزايا عديدة، مثل العزل الجيد، ومقاومة الحرارة، ومقاومة التآكل، والقوة الميكانيكية العالية، إلا أن عيبها الهش وضعف مقاومتها للتآكل. تعتمد هذه المادة على الكلوريت، ورمل الكوارتز، والحجر الجيري، والدولوميت، وحجر البورون والكالسيوم، وحجر البورون والمغنيسيوم، وستة أنواع من الخامات كمواد خام، وذلك عن طريق الصهر عالي الحرارة، والسحب، واللف، والنسج، وغيرها من العمليات، لإنتاج خيط أحادي بقطر يتراوح بين بضعة ميكرونات وأكثر من 20 ميكرون، أي ما يعادل شعرة من 1/20 إلى 1/5. تتكون كل حزمة من خيوط الألياف من مئات، بل آلاف، من الخيوط الأحادية.الألياف الزجاجيةيتم استخدامه عادة كمواد تقوية في المواد المركبة ومواد العزل الكهربائي ومواد العزل الحراري ولوحات الدوائر وغيرها من مجالات الاقتصاد الوطني.
خصائص المواد
نقطة الانصهار: الزجاج هو نوع من المواد غير البلورية، وليس له نقطة انصهار ثابتة، ومن المعتقد عمومًا أن نقطة التليين تتراوح بين 500 إلى 750 درجة مئوية.
نقطة الغليان: حوالي 1000 درجة مئوية
الكثافة: 2.4~2.76 جم/سم3
عند استخدام الألياف الزجاجية كمواد تقوية للبلاستيك المقوى، تتميز بمقاومة شد عالية. تتراوح مقاومة الشد في الحالة القياسية بين 6.3 و6.9 غ/يوم، وفي الحالة الرطبة بين 5.4 و5.8 غ/يوم. تتميز بمقاومتها الجيدة للحرارة، حيث لا تتأثر بدرجات حرارة تصل إلى 300 درجة مئوية. تتميز بعزل كهربائي ممتاز، وهي مادة عازلة كهربائية عالية الجودة، تُستخدم أيضًا في مواد العزل ومواد الحماية من الحرائق. تتآكل عادةً فقط بالقلويات المركزة وحمض الهيدروفلوريك وحمض الفوسفوريك المركز.
الميزات الرئيسية
(1) قوة شد عالية، استطالة صغيرة (3٪).
(2) معامل مرونة مرتفع، صلابة جيدة.
(3) الاستطالة ضمن حدود المرونة وقوة الشد العالية، وبالتالي تمتص طاقة التأثير الكبيرة.
(4) ألياف غير عضوية، غير قابلة للاشتعال، مقاومة جيدة للمواد الكيميائية.
(5) امتصاص الماء قليل.
(6) استقرار جيد للمقياس ومقاومة للحرارة.
(7) قابلية المعالجة الجيدة، ويمكن تحويلها إلىخيوط، حزم، لباد، أقمشةوغيرها من أشكال المنتجات المختلفة.
(8) شفاف و قابل لنقل الضوء.
(9) التصاق جيد مع الراتنج.
(10) غير مكلفة.
(11) ليس من السهل حرقه، ويمكن دمجه في حبات زجاجية في درجة حرارة عالية.
وقت النشر: ١١ أبريل ٢٠٢٤