玄武岩纤维绿色高性能环保材料

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玄武岩纤维被科学界称为“21世纪的绿色战略资源”,我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维(碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维)之一,实现了工业化生产,可满足交通、建筑、化工、节能、环保、电子、航空等领域的需求,应用前景十分广阔。

玄武岩纤维是以天然玄武岩石为主要原料,在~℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维,颜色一般为褐色,有金属光泽。它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。玄武岩纤维具有强度高、电绝缘、耐腐蚀、耐高温、抗老化等多种优异性能,而且与环境相容性好、不产生二次污染,因此是一种名副其实的绿色高性能新型环保材料。

图1玄武岩和玄武岩纤维

表1玄武岩纤维与其他纤维的技术指标对比

(表格引用来源:吴晓斌.玄武岩纤维在土木工程中的应用研究进展[J].硅酸盐通报,,39(4):-+.)

近年来随着建筑材料行业的迅速发展,玄武岩纤维作为一种典型的硅酸盐纤维,与水泥基混凝土具有天然的相容性,加上良好的力学性能,将其应用于工业建筑领域成为目前研究的一大热点。研究人员已经对玄武岩纤维增强水泥基复合材料的阻裂机理、力学性能、工程实践等进行了大量的探索和钻研。

图2不同体积掺量的玄武岩纤维混凝土与素混凝土裂缝参数对比

(图片引用来源:王新忠,李传习,凌锦育,等.玄武岩纤维混凝土早期裂缝试验研究[J].硅酸盐通报,,36(11):-.)

与普通水泥基相比,玄武岩纤维增强水泥基不仅可以提高其抗拉、抗折、抗冲击等力学性能,还具有优越的耐高温、吸音隔音、阻燃等功能性。也由此赋予建筑物更高的质量和更好的宜居性和环境适应性,包括吸音性能、绝热性能和耐高温性能等,也能够提升建筑的安全、保暖性能。此外,玄武岩纤维也能够编织成玄武岩纤维布、玄武岩纤维复合筋、玄武岩土工格栅等工业材料,用来增强和加固道路、桥梁和大坝等。

图3玄武岩纤维在桥面板和道路中的应用

虽然国内外在玄武岩纤维加固混凝土构件方面进行了一些试验研究,但是对掌握玄武岩纤维加固混凝土构件的破坏特征和承载力提高程度,并基于此得到玄武岩纤维加固结构构件的设计方法,还有许多工作需要完善和进一步开展。

《硅酸盐通报》近年刊登了多篇有关玄武岩纤维方面的论文,相关文章目录附后,欢迎感兴趣的读者长按识别下方


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