stringtranslate.com

fibra de basalto

Las fibras de basalto se producen a partir de rocas de basalto fundiéndolas y convirtiendo la masa fundida en fibras . Los basaltos son rocas de origen ígneo. El principal consumo de energía para la preparación de materias primas de basalto para la producción de fibras se realiza en condiciones naturales. Las fibras de basalto se clasifican en 3 tipos: Fibras continuas de basalto (BCF), utilizadas para la producción de materiales de refuerzo y productos compuestos, tejidos y materiales no tejidos; Fibras discontinuas de basalto para la producción de materiales aislantes térmicos ; y fibras superfinas de basalto (BSTF), para la producción de materiales aislantes térmicos y acústicos e ignífugos de alta calidad.

Proceso de manufactura

La tecnología de producción de fibra continua de basalto (BCF) es un proceso de una sola etapa: fusión, homogeneización del basalto y extracción de fibras. El basalto se calienta sólo una vez. El procesamiento posterior del BCF para obtener materiales se lleva a cabo mediante "tecnologías frías" con bajos costes energéticos.

La fibra de basalto se fabrica a partir de un único material, el basalto triturado, procedente de una cantera cuidadosamente elegida. [1] El basalto de alta acidez (más del 46% de contenido de sílice [2] ) y bajo contenido de hierro se considera deseable para la producción de fibra. [3] A diferencia de otros compuestos, como la fibra de vidrio, prácticamente no se añaden materiales durante su producción. El basalto simplemente se lava y luego se funde. [4]

La fabricación de fibra de basalto requiere la fusión de la roca de basalto triturada y lavada a aproximadamente 1500 °C (2730 °F). Luego, la roca fundida se extruye a través de pequeñas boquillas para producir filamentos continuos de fibra de basalto.

Las fibras de basalto suelen tener un diámetro de filamento de entre 10 y 20 µm , que está suficientemente por encima del límite respiratorio de 5 µm para hacer que la fibra de basalto sea un sustituto adecuado del amianto . [5] También tienen un alto módulo elástico , lo que da como resultado una alta resistencia específica , tres veces mayor que la del acero . [6] [7] La ​​fibra fina se utiliza generalmente para aplicaciones textiles, principalmente para la producción de tejidos. La fibra más gruesa se utiliza en el bobinado de filamentos, por ejemplo, para la producción de cilindros o tuberías de gas natural comprimido (GNC). La fibra más gruesa se utiliza para pultrusión, geomalla, tejido unidireccional, producción de tejido multiaxial y en forma de hebra cortada para refuerzo de hormigón. Una de las aplicaciones más prometedoras para la fibra continua de basalto y la tendencia más moderna en este momento es la producción de barras de refuerzo de basalto que sustituyen cada vez más a las tradicionales barras de acero en el mercado de la construcción. [8]

Propiedades

La tabla se refiere al productor específico de fibra continua de basalto. Los datos de todos los fabricantes son diferentes, a veces la diferencia es de valores muy grandes.

Comparación:

[ cita necesaria ]

Historia

Los primeros intentos de producir fibra de basalto se realizaron en los Estados Unidos en 1923 por Paul Dhe, a quien se le concedió la patente estadounidense 1.462.446 . Estos fueron desarrollados aún más después de la Segunda Guerra Mundial por investigadores de Estados Unidos, Europa y la Unión Soviética, especialmente para aplicaciones militares y aeroespaciales. Desde la desclasificación en 1995, las fibras de basalto se han utilizado en una gama más amplia de aplicaciones civiles. [11]

Escuelas

  1. Universidad RWTH de Aquisgrán. Cada dos años, el Instituto de Tecnología Textil de la Universidad RWTH de Aquisgrán organiza el Simposio Internacional sobre Fibras de Vidrio, donde se dedica una sección separada a la fibra de basalto. La universidad realiza investigaciones periódicas para estudiar y mejorar las propiedades de la fibra de basalto. El hormigón textil también es más resistente a la corrosión y más maleable que el hormigón convencional. La sustitución de las fibras de carbono por fibras de basalto puede mejorar considerablemente los campos de aplicación del innovador material compuesto, el hormigón textil, afirma Andreas Koch.
  2. Instituto de Diseño Ligero de la Universidad Técnica de Berlín [12]
  3. Instituto de Ciencia de Materiales de Diseño Ligero de la Universidad de Hannover
  4. Instituto Alemán del Plástico (DKI) en Darmstadt [13]
  5. La Universidad Técnica de Dresde contribuyó al estudio de las fibras de basalto. Refuerzos textiles en la construcción de hormigón: investigación básica y aplicaciones. El Peter Offermann abarca desde los inicios de los trabajos de investigación fundamental en la Universidad Técnica de Dresde a principios de los años 90 hasta la actualidad. La idea de que las estructuras de celosía textiles hechas de hilos de alto rendimiento para el refuerzo de la construcción pudieran abrir posibilidades completamente nuevas en la construcción fue el punto de partida de la gran red de investigación actual. Refuerzos textiles en la construcción de hormigón: investigación básica y aplicaciones. Como novedad, se informan sobre aplicaciones paralelas a la investigación con las aprobaciones requeridas en casos individuales, como por ejemplo los primeros puentes de hormigón armado textil del mundo y la mejora de estructuras de carcasa con las capas más finas de hormigón textil.
  6. Universidad de Ciencias Aplicadas de Ratisbona, Departamento de Ingeniería Mecánica. Caracterización mecánica de plástico reforzado con fibra de basalto con diferentes refuerzos de tejido – Ensayos de tracción y cálculos FE con elementos de volumen representativos (RVE). Marco Romano, Ingo Ehrlich. [14]

Usos

Códigos de diseño

Rusia

Desde el 18 de octubre de 2017 se puso en funcionamiento la JV 297.1325800.2017 "Construcciones de fibrohormigón con fibras no metálicas. Normas de diseño", que eliminó el vacío legal en el diseño de hormigón armado con fibras de basalto. Según el párrafo 1.1. la norma se extiende a todo tipo de fibras no metálicas (polímeros, polipropileno, vidrio, basalto y carbono). Al comparar diferentes fibras, se puede observar que las fibras poliméricas tienen una resistencia inferior a la de los minerales, pero su uso permite mejorar las características de los compuestos de construcción.

Ver también

Referencias

  1. ^ "Estudios de investigación para canteras de roca basáltica | Basalt Projects Inc. | Ingeniería de fibra de basalto continua y compuestos a base de CBF". Proyectos de basalto Inc. Consultado el 10 de diciembre de 2017 .
  2. ^ De Fazio, Piero (2011). "Fibra de basalto: de la tierra un material antiguo para una aplicación innovadora y moderna" (PDF) . Energía, Ambiente e Innovación . 3 : 89–96. Archivado desde el original (PDF) el 18 de septiembre de 2021 . Consultado el 8 de septiembre de 2021 .
  3. ^ Schut, Jan H. (agosto de 2008). "Compuestos: mayores propiedades, menor costo". www.ptonline.com . Consultado el 10 de diciembre de 2017 .
  4. ^ Ross, Anne (agosto de 2006). "Fibras de basalto: ¿alternativa al vidrio?". www.compositesworld.com . Consultado el 10 de diciembre de 2017 .
  5. ^ "Fibras de basalto de roca basáltica de filamento continuo". basalto-fibra.com .
  6. ^ Soares, B.; Preto, R.; Sousa, L.; Reis, L. (2016). "Comportamiento mecánico de fibras de basalto en un compuesto de basalto-UP". Procedia Integridad Estructural . 1 : 82–89. doi : 10.1016/j.prostr.2016.02.012 .
  7. ^ Choi, Jeong-Il; Lee, Bang (30 de septiembre de 2015). "Propiedades de unión de la fibra de basalto y reducción de la resistencia según la orientación de la fibra". Materiales . 8 (10): 6719–6727. Código Bib : 2015 Mate....8.6719C. doi : 10.3390/ma8105335 . PMC 5455386 . PMID  28793595. 
  8. ^ "Algunos aspectos del proceso tecnológico de la fibra continua de basalto". novitsky1.narod.ru . Consultado el 21 de junio de 2018 .
  9. ^ "Fibra continua de basalto". Archivado desde el original el 3 de noviembre de 2009 . Consultado el 29 de diciembre de 2009 .
  10. ^ Ibrahim, Arafa MA; Fahmy, Mohamed FM; Wu, Zhishen (2016). "Modelado 3D de elementos finitos del comportamiento controlado por adherencia de columnas de puentes cuadrados de hormigón armado con acero y basalto FRP bajo carga lateral". Estructuras compuestas . 143 : 33–52. doi :10.1016/j.compstruct.2016.01.014.
  11. ^ "Fibra de basalto". basfiber.com (en ruso, inglés, alemán, coreano y japonés) . Consultado el 21 de junio de 2018 .
  12. ^ L. Fahrmeir, R. Künstler, I. Pigeot , G. Tutz, Statistik – Der Weg zur Datenanalyse. 5. Auflage, Springer-Verlag, Berlín/Heidelberg, (2005).
  13. ^ (la obra principal es el libro "Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden" de Helmut Schürmann)
  14. ^ B. Jungbauer, M. Romano, I. Ehrlich, tesis de licenciatura, Universidad de Ciencias Aplicadas de Ratisbona, Laboratorio de Tecnología de Compuestos, Ratisbona, (2012).
  15. ^ Albarrie - FIBRA DE BASALTO
  16. ^ Neuvokas
  17. ^ Henderson, Tom (10 de diciembre de 2016). "Neuvokas sube el listón en la fabricación de barras de refuerzo". El negocio de Crain en Detroit . Consultado el 17 de diciembre de 2018 .

Bibliografía

• Osnos S, Osnos M, «BCF: desarrollo de la producción industrial de materiales de refuerzo y compuestos». Revista JEC Composites / N° 139 marzo - abril 2021, p.19 – 24.

• Osnos S., Rozhkov I. «Aplicación de materiales a base de roca basáltica en la industria del automóvil». Revista JEC Composites / N° 147, 2022, p. 33 – 36.

enlaces externos