شیشه

تازه های شیشه

سنگ بازالت و الياف بازالت

 

 

سنگ بازالت و الياف بازالت

(   fiber basalt roving  )

FBR))

سنگ بازالت

سنگ بازالت كه به نامهاي "‌ سنگ لاشه بازالتي " ، " سنگ لاشه آذرين " و حتي " دياباز" نيز شناخته ميشود يكي از معروفترين سنگهاي آذرين ميباشد كه بازمانده فعاليتهاي آتشفشاني ميباشد.

  

اين سنگ ماده اي غني از سيليكات هاي منيزيم و آهن عموما تا 52 درصد بوده كه ساختار آن از مواد شيشه اي تا كريستالي متغير مي باشد  .رنگ آن عموما مشكي بوده كه البته تا قهوه اي تيره و سبز قا بل تغيير است.

اجزاي اصلي تشكيل دهنده آن عمدتا پلا ژيو كلاز ، فلد سپا تها ، اوليوين واوژيت همراه با تركيب هاي آهن ميبا شد .

سختي ان 8 تا 9 مول بوده و وزن مخصوص آن به حد ود 3 ميرسد.

 

خواص سنگ بازالت:

 

هدايت گرمايي

Cal/cm

ضريب حرارتي

Cal/gr

ضريب انبساط گرمايي

هدايت الكتريكي

 

استحكام چسبندكي

atm

درجه سياليت

oC

ويسكوزيته n/m2

كشش سطحي

N/m

چگالي مذابgr/cm3

چگالي

gr/cm3

سختي

مول

3-^10*3-1

0.3-0.2

5-^10*2

100

440-320

1200-1000

5^10-2^10

0.35-0.27

2.7-2.6

3.1-2.8

9-8

 

 

 

كاربردهاي سنگ بازالت:

 

سنگ بازالت از كاربردهاي گسترده اي برخوردار است اين سنگ بصورت لاشه و خرد شده بعنوان سنگ ساختماني ودر زيرسازي جاده ها ، پر كننده ستونها و عرضه ميشود.

اين سنگ بصورت ريخته گري براي عايقهاي الكتريكي،آستركاري،كفسازي صنعتي ،سنگهاي ساختماني و مواد مقاوم به سايش استفاده ميگردد. بازالت ريخته گري از ذوب بازالت خردشده و سپس بازپخت آن با سرد شدن آرام با ساختاري متراكم و سخت با بلورهاي سوزني بدست ميآيد.

همچنين بصورت كاشي و سراميك در كاربردهاي مقاوم به اسيد و باز با مقاومت سايشي بالا و بعنوان پوششهاي داخلي مخازن ، لوله ها،همزنها،كف مجراهاي صنعتي و عرضه ميگردد.

 

 

پشم بازالت و كاربرد آن:

علاوه بر كاربردهاي بازالت بصورت خردشده،يكي ديگر از كاربردهاي معمول بازالت،تهيه پشم بازالت است كه از ذوب بازالت، تهيه الياف ريز و آغشته كردن آن به رزينهاي فنليك ومانند آن تهيه ميشود. اين پشم بعنوان عايق حرارتي،برودتي و صوتي كاربرد دارد و نوعي از آن بعنوان جايگزين آزبست ،لنت كلاج و ترمز خودروها وحتي در رشد گياهان استفاده ميگردد.

اين پشم داراي نقطه ذوب بالاي 1000 درجه سانتيگراد و براي مقاومت در برابر حرارت و بعنوان عايق حرارتي در مقابل دماي 600تا800 درجه .س . مورد استفاده قرار ميگيرد. همچنين پشم بازالت بدليل كاهش انرژي صوتي هنگام عبور ازميان خود، بعنوان يكي از عايقهاي صوتي مناسب بكار ميرود.

 

 

الياف بازالت:

تاريخچه توليد الياف بازالت به اواسط قرن 20 برميگردد كه اين الياف توسط دانشمندان روسي كشف و اولين واحد توليد الياف روينگ با قطر 9 ميكرون درسال 1958 در كشور اكراين كه جزء اتحاد جماهير شوروي بود برميگردد . تا زمان فروپاشي كشور شوروي اطلاعات متخصصين دنيا در خصوص اين الياف بسيار مختصر و محدود بود ه پس از فروپاشي شوروي با سفر دانشمندان به كشورهاي مختلف از جمله آمريكا كه عده اي از اين دانشمندان را تحت پوشش خود درآورد دانش توليد الياف بازالت در كشورهاي ديگر نيز يافت شد اما بدلايل مختلف از جمله استفاده هاي نظامي ( توليد بدنه موشك و ماهواره و بدنه هواپيما و......) و استثمار و ممنوعيتهاي تكنولوژيكي دنيا هم اكنون نيز جز چند كشور محدود انهم با ظرفيت توليد بسيار پايين ديگر مناطق دنيا همچنان علاقمند و مشتاق و خريدار اين الياف هستند !‌ اگر يافت شود . !!!!  

در ميان محصولات بازالت ، الياف آن بميزان گسترده اي در بخش صنعت مورد استفاده قرار ميگيرد. الياف بازالت بصورت الياف طويل و پيوسطه از كشش مذاب بازالت بشكل فيلامنتهاي بقطر 7 تا 14 ميكرون ،حاصل ميگردند.

اين محصول از خواص بالايي نظير مقاومت در برابر اسيدها و بازها ، استحكام مكانيكي بالا ، مقاومت حرارتي بالا ،جذب صدا و برخوردار بوده و در ساخت و تقويت مواد كامپوزيتي كاربردهاي مؤثري دارد. اين الياف بدليل مشخصا فني بالا جايگزين برتر و مناسب براي الياف شيشه ، كربني و آرميد و ديگر الياف كامپوزيتي ميباشند.

 

 

خواص الياف بازالت:

 

خواص و كيفيت اليا بازالت ارتباط مستقيم با كيفيت ،عمر و تحولات تاثير گذار بر سنگ بازالت در طول زمان دارد ليكن خواص عمومي الياف بازالت كه از سطح ميانگيني از سنگهاي بازالت بدست مي آيد ذيلاٌ آمده است گرچه با كم و زياد كردن بعضي مواد كمكي ميتوان اين خواص را تغيير داد .

 

قطر الياف (ميكرون)

درصد جذب رطوبت

دماي قابل تحمل

oC

مدول كششي Gpa

چگالي gr/cm3

استحكام كششي mpa

14-7

1%

900-269

225

2.65

4500-4100

 

 

اشكال مختلف الياف و مصنوعات آن:

علاوه بر روينگRoving (نخ پيوسته) كه در ساخت مخازن تحت فشار و با استحكام بالا، لوله هاي انتقال مواد شيميايي و همچنين مخازن نگهداري مواد شيميايي، استفاده ميگردد، از الياف بازالت ، محصولات متنوعي نظير پارچه بابافتهاي مختلف
(ساده،ساتين و..) ، انواع صفحه و برد، نمد ، نوار ، تسمه و الياف ريز شده ، بدست آمده و به بازار عرضه ميشود.

ريسمان و طنابهاي بازالتي تهيه شده از الياف بافته شده ، از مقاومت حرارتي عالي و ضريب حرارتي كم و انعطاف پذيري بالا برخوردار بوده كه در پانلهاي بتوني و لوله نيروگاهها و همچنين صنايع شيميايي ، هوايي و كشتي سازي بكار برده ميشوند.

از پارچه هاي بافته شده از الياف بازالت  در بدنه خودروها ، قايق و كشتي و آسترهاي مختلف متناسب با نوع كاربرد آنها استفاده ميشود.

 

نمد هاي بازالتي با جذب بالاي صدا و انرژي صوتي، حاوي الياف بازالت با پوشش پارچه اي الياف شيشه يا سيليكا، بعنوان عايقهاي صداي بسيار مناسب در: كارخانجات توليدي، هواپيماها، توربينها ، در نقش فيلتر صدا همراه با ويژگيهاي بارز ديگر مثل : مقاومت شيميايي بالا و همچنين مقاومت بالاي حرارتي ، بشكل مطلوب و مؤثر بكار برده ميشوند.

 

خواص محصولات بازالت:

نوع محصول

هدايت الكتريكي  w/m.k

چگالي حجمي  Kg/m3

استحكام كششي mpa

الياف منقطع

0.04-0.038

100-20

-

برد

0.045

90<

0.32>

نمد

0.057

148-41

-

 

 

مقايسه خواص الياف بازالت با الياف شيشه و ساير الياف

 

متناسب با نوع استفاده الياف بازالت داراي مزيتهاي بسياري نسبت به بعضي الياف موجود است بطور كلي با توجه به تحمل درجه حرارت بالا و مقاومت بيشتر و نداشتن مضرات محيطي الياف شيشه در تمامي موارد استفاده معمول جايگزيني عالي براي الياف شيشه بوده و از نظر قيمت تمام شده و فراواني سنگ بازالت بهيچ وجه الياف شيشه توانايي رقابت با الياف بازالت را ندارد .

 

property

basalt

E - glass

asbestos

silica

ceramic

stainless steel

carbon

aramid

thermal limit of application [°C]

-260 ... +700

-60 ... +460

... +500

... +1050

... +1200

... +600

... +2000

... +250

vitrification temperature [°C]

1050

600

450...700

1300...1670

-

-

-

280...300

melting temperature [°C]

1450

1120

1500

2000

1760

1400...1600

...2500

370...500

glow loss [%]

1.91

0.32

13.5

-

-

-

-

-

thermal conductivity [W/m.K]

1.67

0.85...1.3

-

1.4

0.23

20...100

5...185

0.04...0.13

specific heat capacity [kJ/kg.K]

0.86

0.84

1.05...1.11

0.96

1.1

0.51

0.71

1.2...1.4

linear expansion coeff. [x10-7/K]

5.5

5

-

0.5

-

0.16

-0.1...-1.3

-0.35

density [kg/dm³]

2.60...2.80

2.52...2.63

2...2.6

2.00...2.73

2.55

7.90

1.67...2.15

1.38...1.44

E - modulus [GPa]

91...110

73

30...190

60...72

110...125

176...196

160...830

58...120

absorption of humidity (65 % RH) [%]

< 0.1

< 0.1

1.6...1.9

0

0.1

0

0.01

3...7

 

 

بهر حال مطالعات و تحقيقات فراواني در طول چند سال توسط اين مجموعه در خصوص الياف مختلف انجام گرديده است و بصورت عيني بازديدها و مشاهداتي از كارخانه هاي فعال دنيا بعمل آمده و مذاكرات زيادي با دانشمندان بزرگ و شناخته شده عالم كه جزو مكتشفين الياف كامپوزيت ميباشند صورت گرفته است كه حاصل آن اين است كه الياف بازالت الياف و محصول قرن 21 و يكي از پيشرفته ترين توليدات روز دنيا است كه دايره استفاده بسيار وسيعي بوده و روز بروز بر اين وسعت افزوده ميگردد  .

 

شايد ذكر اين مطلب كه بيان يكي از دانشمندان روس ميباشد صحيح بنظر برسد كه "‌ استفاده از الياف بازالت براي موارد استفاده سطح پايين حيف بوده و درحقيقت دور ريختن اين الياف گرانبها است . "

 

اميد است روزي فرا برسد كه علوم نو در دسترس همه انسانها قرار گيرد و بشر بتواند محصول تلاش مغزهاي متفكر و دانشمندان پر تلاش خود را در راه صحيح و رو به فردايي پويا تر بكار گيرد .

+ نوشته شده در  چهارشنبه 15 اسفند1386ساعت 8:52  توسط حمید کیامیری  |