如果說(shuō)左圖中的布是右圖中的石頭制作的，你會(huì)相信嗎？
也許很多人覺(jué)得不可思議，但實(shí)際上這是一項(xiàng)已經(jīng)很成熟的技術(shù)—玄武巖纖維生產(chǎn)技術(shù)。
玄武巖纖維，Basalt Fiber(BF)，是以純天然玄武巖石料為原料，破碎后加入到熔窯中，在1450℃～1500℃高溫熔融后，通過(guò)鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續(xù)纖維。現(xiàn)有工藝生產(chǎn)出的玄武巖纖維直徑可達(dá)6~13μm，比頭發(fā)絲還細(xì)。其生產(chǎn)工藝如下圖。
熔融狀態(tài)的巖漿
拉絲
玄武巖纖維最早在1923年由法國(guó)的Paul Dhe嘗試制作，二戰(zhàn)期間，該技術(shù)得到美國(guó)、歐洲和前蘇聯(lián)的大力研發(fā)，并被廣泛應(yīng)用于軍事和航天領(lǐng)域。1995年，隨著技術(shù)解密，玄武巖纖維技術(shù)才在民用領(lǐng)域得到極大的推廣。
玄武巖纖維應(yīng)用
玄武巖纖維現(xiàn)為我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的四大纖維（玄武巖纖維、碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維）之一，以其為原材料制備的各種產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工、航空航天、消防、環(huán)保、車(chē)船制造、石油化工、電力電子、體育、醫(yī)療以及土木工程等領(lǐng)域。
玄武巖纖維產(chǎn)品
本文將簡(jiǎn)要介紹玄武巖纖維的部分應(yīng)用，并對(duì)玄武巖纖維在道路工程領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)。
應(yīng)用簡(jiǎn)介
1隱形
玄武巖纖維具有高強(qiáng)、耐高低溫等特性，十分符合飛機(jī)、導(dǎo)彈表面材料要求，同時(shí)，其具有吸波透磁的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)隱形。所以玄武巖碳纖維可以部分替代碳纖維用于隱形飛機(jī)和導(dǎo)彈。
隱形飛機(jī)
2防彈
當(dāng)前防彈衣通常選用超高分子量聚乙烯纖維，其耐熱性能低，在彈頭的高溫熔灼下強(qiáng)度和模量會(huì)降低，影響防彈效果。與之相比，玄武巖纖維耐高溫性強(qiáng)，便不存在此問(wèn)題。
3航空航天
玄武巖纖維熱傳導(dǎo)系數(shù)低，阻燃性能好，工作溫度范圍為-269℃~700℃，既耐高溫又耐低溫。滿足航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧系目量桃?，俄羅斯的航空航天材料大部分就是用這種材料做的。
4道路工程領(lǐng)域的應(yīng)用
玄武巖纖維具有抗拉強(qiáng)度高、力學(xué)性能好、耐高溫、防紫外線、耐酸耐堿耐鹽、抗老化等優(yōu)點(diǎn)。相比其他纖維來(lái)說(shuō)，其綜合性能較好，也符合道路工程領(lǐng)域?qū)Σ牧系囊?。因此，近年?lái)已有越來(lái)越多的玄武巖纖維產(chǎn)品應(yīng)用于道路工程中。
玄武巖纖維通過(guò)經(jīng)編工藝制成網(wǎng)狀基材，經(jīng)表面涂覆處理可制成玄武巖纖維土工格柵。玄武巖土工格柵通常應(yīng)用于瀝青路面增強(qiáng)，加固路基及軟土基。
土工格柵
玄武巖纖維土工格柵用于瀝青路面增強(qiáng)具有以下優(yōu)勢(shì)：
滿足施工溫度要求：混合料攤鋪時(shí)土工格柵需要經(jīng)受100℃~200℃的高溫，玄武巖纖維工作溫度可達(dá)700℃，因此其性能不會(huì)受到高溫影響。
耐久性強(qiáng)：玄武巖纖維土工格柵可抵抗各種物理磨損和化學(xué)侵蝕，抗老化性能強(qiáng)。此外，玄武巖纖維在長(zhǎng)期荷載作用下變形很小，能長(zhǎng)時(shí)間保持其性能。
提升瀝青路面使用性能：玄武巖土工纖維格柵將瀝青面層中的車(chē)輪荷載應(yīng)力進(jìn)行分散，減少應(yīng)力集中，同時(shí)其本身變形小，一定程度上可以減小路面彎沉變形，從而提高疲勞性能。
此外，土工格柵可以限制混合料中集料的移動(dòng)，提高路面高溫抗變形能力；冬季低溫條件下，土工格柵可以抵消瀝青面層的拉應(yīng)力，減少縮裂和反射裂縫的產(chǎn)生，提高路面的抗低溫性能。
5短切玄武巖纖維
短切玄武巖纖維可以用于瀝青混合料、水泥混凝土和碎石封層。
6瀝青混合料
目前瀝青混合料中主要采用木質(zhì)素纖維、聚酯纖維和部分礦物棉纖維。其中木質(zhì)素纖維不耐高溫，拉伸強(qiáng)度很低。聚酯纖維與混合料相容性差，且耐高溫性能差。礦物棉纖維對(duì)人體有害，且容易結(jié)團(tuán)。
玄武巖纖維替代上述纖維制備瀝青混合料，不僅可以克服以上缺點(diǎn)，還可增強(qiáng)混合料的各項(xiàng)路用性能。
7水泥混凝土
玄武巖纖維是硅酸鹽纖維，與水泥混凝土和砂漿混合時(shí)很容易分散，相容性好，拌制的纖維混凝土穩(wěn)定。且玄武巖纖維耐久性好，強(qiáng)度高。加入水泥混凝土中可提高水泥混凝土的強(qiáng)度，減少裂紋產(chǎn)生，提高耐久性。
玄武巖纖維封層技術(shù)工藝是先撒布瀝青粘結(jié)料和玄武巖纖維，之后在上方撒布碎石，碾壓后形成新的磨耗層。玄武巖纖維在瀝青混合料中均勻分布，相互搭接，與混合料形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可提高封層抗磨性能以及抗拉、抗剪、抗壓和抗沖擊強(qiáng)度。
8玄武巖纖維復(fù)合筋
玄武巖纖維復(fù)合筋在道路工程領(lǐng)域主要用于水泥混凝土路面。其具有以下優(yōu)點(diǎn)。
玄武巖纖維復(fù)合筋
與水泥結(jié)合性好：玄武巖纖維復(fù)合筋與水泥的物理化學(xué)性質(zhì)相近，粘結(jié)性較好，且與水泥的熱脹冷縮系數(shù)一致。
耐腐蝕：與鋼筋相比，玄武巖纖維耐久性更強(qiáng)，可以提高路面的耐久性。
可連續(xù)配筋免焊接：玄武巖纖維復(fù)合筋連續(xù)長(zhǎng)度可達(dá)2000米，無(wú)需搭接，大大減少工作量，提高工作效率。
我要評(píng)論