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玄武岩纤维在民用行业的应用
添加时间:2020-06-02
玄武岩纤维在民用领域的应用
 
 
玄武岩纤维的这些固有特性使其更适合于民用应用,如建筑桥梁、公路和住宅,以及建筑业等。玄武岩是众所周知的岩石,几乎在动植物群周围的每个国家都有发现。玄武岩在印度(尤其是马哈拉施特拉邦)更为丰富,与合成纤维和高性能纤维等其他原材料相比,玄武岩纤维的成本更低。
 
 
玄武岩纤维是一种纺织创新技术,用于纤维增强复合材料和结构应用。它的化学成分与玻璃纤维相似,但具有更好的品质属性,与大多数玻璃丝不同,因为它不受碱性、酸性和盐的侵蚀。这使得它成为一个坚实的可能性,民用框架和海岸线结构。某些聚合物基复合材料使用剑麻纤维作为增强材料,但这些材料与玄武岩纤维相比是不可行的。与芳香族聚酰胺纤维和芳纶、碳等耐高温纤维相比,具有较高的抗氧化性、抗辐射性、抗压强度和剪切强度,在-269℃~+650℃的较宽温度范围内具有较高的耐高温性能。玄武岩和玻璃纤维的制造与其制造成本有点相似,但与S-玻璃相比,其制造成本较低。它是一种在1500℃左右通过火山玄武岩摇动-溶解-拉伸传递的持久性纤维。玄武岩纤维与碳纤维和玻璃纤维非常相似,具有更好的物理力学性能和更便宜的价格。1kg玄武岩钢筋等于9.6kg钢材。有许多应用领域,纤维可以替代许多昂贵和稀有的材料。它的制造过程非常简单,几乎每个国家都有原材料。
 
热性能
 
广泛的热温度范围在260-982°C之间,高熔化温度约1450°C,玄武岩纤维特殊的低导电性使其可用于消防、工业和民用领域。玄武岩纤维的热性能远优于其它高性能纤维,热效率是石棉纤维的3倍,且无健康问题。它属于不可燃和不爆炸的纤维类别。
 
玄武岩纤维在土木工程中的应用
 
玄武岩水泥材料
 
玄武岩纤维的拉伸强度特性适合于在水泥材料中掺入。这基本上提高了水泥的性能,延长了施工寿命。粗纱纤维和短切粗纱纤维用于混合的比例可以在15:85之间变化。建议使用波特兰水泥,增加玄武岩纤维的内聚力,以改善拉伸、弯曲和冲击性能。发现硅酸盐水泥的强度、疲劳和弯曲性能比传统水泥提高了2-4倍[7]。
 
玄武岩纤维混凝土
 
混凝土的稳定性和强度随着硅酸盐水泥、河砂、粗玄武岩纤维和30%水的加入而提高。它具有无线电透明性和高阻尼等特性。由于其低成本,也被认为是经济的,这使得它在制造各种高强度、耐火结构方面得到了应用[8]。

玄武岩纤维砖
 
 
土工合成材料土工合成材料由不同类型的土工合成材料组成。由于大多数单独的组件是热塑性的,它们可以热层压,但也可以使用粘合和针刺。例如:土工布土工网;土工布土工格栅;土工网土工膜;或所谓的土工合成粘土衬里(GCL)。玄武岩纤维增强聚合物复合材料的发展提高了其在民用领域的应用潜力[9]。几乎没有限制各种可能的土工复合材料,这些材料的发展是由于其多功能的预期用途和比使用单个组件更快速安装的机会。
 
主要的土工复合材料类型有:排水土工复合材料、增强土工复合材料和流体阻挡土工复合材料。水的控制对大多数岩土工程的稳定性至关重要,排水岩土复合材料已成为满足这一要求的重要材料。
 
排水土工复合材料的常见结构是夹在2个非织造土工布过滤器之间的土工网或夹在厚或薄预制芯(面板排水沟、边缘排水沟或芯排水沟)之间的土工网。覆盖排水管通常用作液体收集-清除层[10]。
 
增强土工复合材料是一种结构,在这种结构中,纺粘或熔喷非织造布通过固定纱线的粘着编织作用并入针织土工格栅,或通过针刺粘合到编织土工格栅的一侧或两侧。非织造布将分离和过滤功能添加到土工格栅加固中,以提供土工复合材料的多功能性[11]。纳米技术有助于改善增强纤维的性能,这对土木和建筑工程非常有利[12]
 
当浸渍沥青、橡胶沥青或聚合物混合物时,机织和非织造土工布均可作为防潮层。这种浸渍将土工织物的横截面和面内流动能力降低到最小。然而,对于液体密封应用,所谓的土工合成粘土衬里将更有效[13]
 
土工合成粘土衬里(GCL)是一种土工合成材料,通常由钠基膨润土粘土层(夹在两层土工布之间)、两层针刺非织造布层或一层针刺非织造布和一层编织层预制而成。该过程通常包括通过缝合或针刺穿过膨润土芯来连接顶部和底部,这也使结构具有内部抗剪性。当含水时,膨润土芯膨胀,成为液体或气体的有效屏障。
 
开发的玄武岩纤维具有复合性能,可替代石棉、高强度玻璃、二氧化硅、耐化学玻璃和其他特殊纤维,用于许多民用和建筑应用[14]
 
玄武岩土工格栅比玻璃和金属材料更适合用于路面加固。结果表明,玄武岩纤维与石棉不同,具有良好的生态友好性,对人体健康没有任何不良影响,并能承受较高的温度。玄武岩土工格栅比金属更轻,化学上更安全。这些材料被认为是金属基复合材料的最佳替代品之一,用于土壤稳定、道路施工和建筑施工中的加固
 
建筑
 
玄武岩纤维在建筑中的理想用途主要包括桥梁用钢筋材料、纤维钢筋混凝土、无腐蚀性混凝土柱、建筑结构、软屋面、可重复使用的百叶窗、内部污水管、钢筋结构、供热系统、电缆管道和水工建筑。玄武岩纤维还可用于道路建设、混凝土和沥青跑道的加固以及公路、铁路等吸声屏障的建设
 
玄武岩塑料管
 
玄武岩塑料管可用于井壁、土地复垦、农业(输送气体和水),也可作为地质或地球物理工程中的防护罩。用玄武岩纤维浸渍而成的包裹层用作结构支撑的塑料复合管。用于制造玻璃钢管的设备应适合玄武岩塑料复合管。

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