موضوع مقاله: فیبر بازالت | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # فیبر بازالت | مقدمه: فیبر بازالت از الیاف بسیار ریز بازالت ساخته شده‌است که از مواد معدنی پلاژیوکلاز، پیروکسن و الیوین تشکیل شده‌است. | ## بخش 1: فیبر بازالت | فیبر بازالت شبیه به فایبرگلاس است اما خواص فیزیکی و مکانیکی بهتری نسبت به فایبرگلاس دارد، اما به‌طور قابل توجهی ارزانتر از فیبر کربن است. فیبر بازالت به عنوان منسوجات نسوز در صنایع هوافضا و خودرو استفاده می‌شود و همچنین می‌تواند به عنوان کامپوزیت برای تولید محصولاتی مانند سه‌پایه دوربین استفاده شود. ساخت فن آوری تولید الیاف پیوسته بازالت (BCF) یک فرایند یک مرحله ای است: ذوب، همگن سازی بازالت و استخراج الیاف. فیبر بازالت از یک ماده واحد، بازالت خرد شده، از یک منبع معدنی با دقت انتخاب شده ساخته می‌شود. بازالت با اسیدیته بالا (بیش از ۴۶ درصد سیلیس) و مقدار آهن کم برای تولید فیبر مطلوب است. برخلاف سایر کامپوزیت‌ها، مانند الیاف شیشه، لزوماً هیچ ماده ای در طول تولید آن اضافه نمی‌شود. | ## بخش 2: فیبر بازالت | الیاف بازالت معمولاً دارای قطر رشته‌ای بین ۱۰ تا ۲۰ میکرومتر هستند که به اندازه کافی بزرگتر از حد تنفسی ۵ میکرومتر است. همچنین دارای مدول الاستیک بالایی است و در نتیجه استحکام ویژه بالایی دارند - سه برابر فولاد. الیاف نازک معمولاً برای کاربردهای نساجی عمدتاً برای تولید پارچه بافته شده و فیبر ضخیم‌تر در سیم‌پیچ فیلامنت استفاده می‌شود، به عنوان مثال، برای تولید سیلندرها یا لوله‌های گاز طبیعی فشرده (CNG) استفاده می‌شود. ضخیم‌ترین الیاف برای پالتروژن، ژئوگرید، تولید پارچه چند محوره و به صورت رشته خرد شده برای تقویت بتن استفاده می‌شود. یکی از آینده نگرانه‌ترین و در حال حاضر جدیدترین کاربردهای الیاف بازالت، تولید میلگرد بازالت است که روز به روز جایگزین میلگردهای فولادی سنتی در ساختمان سازی می‌شود. ویژگی مقدار استحکام کششی ۲٫۸–۳٫۱ گیگا پاسکال مدول الاستیک ۸۵–۸۷ گیگا پاسکال ازدیاد طول در نقطه شکستن ۳٫۱۵٪ تراکم ۲٫۶۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب مقایسه: مواد تراکم سخ (g/cm³) استحکام کششی سخ (GPA) قدرت خاص سخ مدول الاستیک سخ (GPA) مدول خاص سخ میلگرد فولادی ۷٫۸۵ ۰٫۵ ۰٫۰۶۳۷ ۲۱۰ ۲۶٫۸ A گلس ۲٫۴۶ ۲٫۱ ۰٫۸۵۴ ۶۹ ۲۸ سی گلس ۲٫۴۶ ۲٫۵ ۱٫۰۲ ۶۹ ۲۸ E گلس ۲٫۶۰ ۲٫۵ ۰٫۹۶۲ ۷۶ ۲۹٫۲ شیشه S-2 ۲٫۴۹ ۴٫۸۳ ۱٫۹۴ ۹۷ ۳۹ سیلیکون ۲٫۱۶ ۰٫۲۰۶–۰٫۴۱۲ ۰٫۰۹۵۴–۰٫۱۹۱ کوارتز ۲٫۲ ۰٫۳۴۳۸ ۰٫۱۵۶ فیبر کربن (بزرگ) ۱٫۷۴ ۳٫۶۲ ۲٫۰۸ ۲۲۸ ۱۳۱ فیبر کربن (متوسط) ۱٫۸۰ ۵٫۱۰ ۲٫۸۳ ۲۴۱ ۱۳۴ فیبر کربن (کوچک) ۱٫۸۰ ۶٫۲۱ ۳٫۴۵ ۲۹۷ ۱۶۵ کولار K-29 ۱٫۴۴ ۳٫۶۲ ۲٫۵۱ ۴۱٫۴ ۲۸٫۷ کولار K-149 ۱٫۴۷ ۳٫۴۸ ۲٫۳۷ پلی پروپیلن ۰٫۹۱ ۰٫۲۷–۰٫۶۵ ۰٫۲۹۷–۰٫۷۱۴ ۳۸ ۴۱٫۸ پلی اکریلونیتریل ۱٫۱۸ ۰٫۵۰–۰٫۹۱ ۰٫۴۲۴–۰٫۷۷۱ ۷۵ ۶۳٫۶ الیاف بازالت ۲٫۶۵ ۲٫۹–۳٫۱ ۱٫۰۹–۱٫۱۷ ۸۵–۸۷ ۳۲٫۱–۳۲٫۸ نوع مواد مدول الاستیک تنش تسلیم استحکام کششی E (GPa) fy (MPa) fu(MPa) میله‌های فولادی به قطر ۱۳ میلی‌متر ۲۰۰ ۳۷۵ ۵۶۰ میله‌های فولادی به قطر ۱۰ میلی‌متر ۲۰۰ ۳۶۰ ۵۵۰ میله‌های فولادی به قطر ۶ میلی‌متر ۲۰۰ ۴۰۰ ۶۲۵ میله‌های BFRP با قطر ۱۰ میلی‌متر ۴۸٫۱ - ۱۱۱۳ میله‌های BFRP با قطر ۶ میلی‌متر ۴۷٫۵ - ۱۳۴۵ ورق BFRP ۹۱ - ۲۱۰۰ تاریخ اولین تلاش‌ها برای تولید الیاف بازالت در ایالات متحده در سال ۱۹۲۳ توسط Paul Dhe که حق دریافت کرد، انجام شد. | ## بخش 3: فیبر بازالت | اینها پس از جنگ جهانی دوم توسط محققان در ایالات متحده، اروپا و اتحاد جماهیر شوروی به ویژه برای کاربردهای نظامی و هوافضا توسعه یافتند. از زمان طبقه‌بندی‌زدایی در سال ۱۹۹۵، الیاف بازالت در طیف وسیع‌تری از کاربردهای غیرنظامی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. بتن حاوی فیبر بازالت نیز نسبت به بتن معمولی در برابر خوردگی مقاوم تر و چکش خوارتر است. به گفته آندریاس کوخ، جایگزینی الیاف کربن با الیاف بازالت می‌تواند زمینه‌های کاربرد مواد کامپوزیتی نوآورانه را که بتن نساجی است، به‌طور قابل توجهی افزایش دهد. خصوصیات مکانیکی پلاستیک تقویت‌شده با الیاف بازالت با تقویت‌کننده‌های پارچه‌ای مختلف - آزمایش‌های کششی و محاسبات FE با عناصر حجمی نماینده (RVEs). این استاندارد به همه انواع الیاف غیر فلزی (پلیمرها، پلی پروپیلن، شیشه، بازالت و کربن) گسترش می‌یابد. | ## جمع‌بندی | هنگام مقایسه الیاف مختلف، می‌توان به این نکته اشاره کرد که الیاف پلیمری نسبت به مقاومت معدنی پایین‌تر هستند، اما استفاده از آنها باعث بهبود ویژگی‌های کامپوزیت‌های ساختمانی می‌شود.