Upload
larissa-temmink
View
107
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
IBASALT GLOBAL
Basalt (45%-55% SiO2; 10%-20% oAl2O3 , tot 20% FeO+Fe2O3 evenals MgO) is het meest voorkomende stollingsgesteente op het oppervlak van de aarde en andere planeten. Basalt is o.a. veel voorkomend op de Maan, Mars, Venus en de asteroïd Vesta. Basaltgesteente ligt op het oppervlak van de aarde al miljoenen jaren onder invloed van diverse klimatologische factoren. Het is een van de meest duurzame natuurlijke silicaat gesteenten.
IBASALT GLOBAL
BASALTVEZEL: TYPES ONAFGEBROKEN VEZEL =
FILAMENT DISCRETE VEZELS
< 30 KM 3-100 mm lengte
IBASALT GLOBAL
BASALT. IDEEËN EN IDEOLOGIEËN De Fransman Paul Dhé uit Parijs was de eerste met het idee om vezels uit basalt te
extruderen. In 1923 heeft hij een patent gekregen in VS. Interesse naar onafgebroken basalt vezels ontstond in het midden van de XX eeuw, toen raketten-, kernenergie en elektronische sectoren materialen vereisten met bijzondere eigenschappen zoals, bijvoorbeeld, de sterkte van gelegeerd staal, maar veel lichter en warmtebestendig. Rond 1960 starten zowel de Verenigde Staten als de voormalige Sovjet-Unie onderzoeken naar het verkrijgen van hoge kwaliteit basaltvezels. In het noord-westen van de VS, waar de grote basalt formaties geconcentreerd zijn begon, prof. R.V. Subramanian van Washington State University , een onderzoek naar voorwaarden waaraan basalt moest voldoen om het te kunnen extruderen evenals naar fysisch-chemische eigenschappen van de uiteindelijke vezel.
Owens Corning en andere Amerikaanse glasvezel bedrijven hebben verschillende onafhankelijke onderzoeken naar basalt vezel uitgevoerd, wat resulteerde in verschillende V.S. patenten. Echter de deskundigen van Owens Corning verwierpen dit idee voor basalt vezel in de jaren '70 van de vorige eeuw en richten zich op de ontwikkeling van specifieke high-modulus glas, wat resulteerde in het creëren en produceren van S2-glasvezel.
IBASALT GLOBAL
BASALT. IDEEËN EN IDEOLOGIEËN 2
In Oost Europa werden vanaf 1950 onderzoeken verricht door verschillende wetenschappelijke en technische organisaties in Moskou, Praag , Kiev en andere locaties. In de jaren 70 van de vorige eeuw werden deze onderzoeken genationaliseerd door het toenmalige Sovjet Ministerie van Defensie en geconcentreerd in Kiev, Oekraïne, waar de techniek verder werd ontwikkeld in besloten instellingen en bedrijven. Na het uiteenvallen van de Sovjet-Unie in 1991 werden de resultaten van het onderzoek vrijgegeven, en beschikbaar gesteld voor civiele toepassingen.
Belangrijke en merkwaardige feit is het gebruik van Sovjet basalt vezels in de bouw van het Amerikaanse ruimtevaartuig "Apollo," dat op 17juli 1975 een koppeling maakte met het Sovjet ruimtevaartuig "Soyuz-19".
Tegenwoordig zijn het basalt vezel onderzoek-, productie- en marketingactiviteiten voornamelijk gebaseerd in Rusland en Oekraine.
• Tegenwoordig wordt basalt niet alleen meer toegepast in de bouw
(steenslag, bekleding, wandafwerking, vloeren, etc). • Ook produc<e van
basalt gietvormen, basalt vezels, basalt vezeldekens, basalt weefsel en diverse andere toepassing.
IBASALT GLOBAL
IBASALT GLOBAL
Basaltvezel in gebruik
Vliegtuig industrie Automotive
HVAC Engineering Civiele techniek
Landbouw
Olie en Gas Industrie
Mechanische techniek
Bouw
Construction
Electrical engineering
Energie techniek
Chemie, petrochemie, composieten industrie
Scheepsbouw
Telecommunicatie
§ Het basalt wordt door een smeltoven geleid § Materiaal wordt door een geleider gehaald (filière) § Door bindmiddelen (epoxy) verwerken tot eindproduct § Uiteindelijk de wikkeling op de spoelen
IBASALT GLOBAL
IBASALT GLOBAL
EINDPRODUCT
BASALT ROVING is een verzameling van draden van onbeperkte lengte.
BASALT FIBRE is een segment van samengestelde basalt vezel met een bepaalde lengte.
Ø 13-20µ
IBASALT GLOBAL
MATERIAAL OPGEBOUWD UIT BASALT VEZELS BESCHIKT OVER BELANGRIJKE EIGENSCHAPPEN: Porositeit (poreusheid), temperatuur en chemische bestendig en dampdoorlatend. • Porositeit
van basaltvezel kan meer dan 70 volumeprocent bereiken. Met lucht gevulde poriën betekent optimale isolatie.
• Temperatuurbestendigheid
Het heeft de eigenschap van isolatiemateriaal, vooral voor isolatie van industriële apparatuur en bij gebruik voor hoge temperaturen. Karakteristieke van dit temperatuurbestendig materiaal is het gebruik zonder verandering van zijn eigenschappen.
• (Water)damp doorlatendheid
De capaciteit van basalt om (water)damp door te laten. Door de aanwezigheid in basaltvezel van verbonden poriën ademt het materiaal. Stoom en lucht worden doorgelaten. Hierdoor blijft het materiaal tijdens de werking (vrijwel) droog.
• Chemische bestendigheid
Basalt vezels weerstaan producten als olie, oplosmiddel, alkali en zuur.
IBASALT GLOBAL
Basalt vezel beschikt over een universele set van eigenschappen wat het onderscheid van andere vezels die worden gebruikt in de composieten industrie. De eigenschappen van basalt vezels liggen aanzienlijk hoger dan die van E-glas en benaderen de eigenschappen van speciale vezels, zoals S2-glas :
BASALT VEZEL VOORDELEN
HOGE STEVIGHEID De specifieke weerstand van basalt vezel is 2,5 maal hoger dan van gelegeerde staal en 1,5 maal hoger dan de sterkte van glasvezels
HOGE VUURBESTENDIGHEID Temperatuur bereik bij langdurige toepassing basalt vezel van -200 ° C tot + 600 ° C. Kortdurende blootstelling aan temperaturen tot 700 ° C. Eenmalige blootstelling aan temperaturen tot 1000º C.
HOGE CHEMISCHE BESTENDIGHEID TEGEN WATER, ZOUTEN, ALKALI EN ZUREN
Vergeleken met metaal is basaltvezel corrosiebestendig. Vergeleken met glasvezel is basaltvezel alkalibestendig. Basaltvezel beschikt over hoge chemische weerstand tegen agressieve middelen: oplossingen van zouten, zuren en vooral alkaliën.
COMPATIBILITEIT MET ANDERE MATERIALEN
Basaltvezel beschikt over een hoge compatibiliteit met kunststoffen, bindmiddelen (epoxies), glas- en koolstofvezels. De mogelijkheid van de productie van materialen en producten op basis van basaltvezels met gebruik van diverse technologieën zoals vormen, filament winding, pultrusie, spuiten en andere "koude technologieën”.
IBASALT GLOBAL
EIGENSCHAP WAARDE
Thermisch
maximaal werkbare temperatuur/°C 680
minimum temperatuur/°C -‐260
kortdurende belas<ng/°C 1000
smelQemperatuur/°C 1450
Mechanisch
soortelijk gewicht kg/dm³ 2.8
vezeldiameter /micron 13-‐20
elas<citeitsmodulus/GPa 89
krimp-‐ en rek voor breken/% 3.15
Chemisch gewichtsverlies % na 3 uur koken in :
H2O/% 1.6
2n NaOH/% 2.75
2n HCL/% 2.2
IBASALT GLOBAL
0
1
2
3
4
5
6
7
8
7,85
2,6 2,49 1,8 1,44
2,8
Densiteit g/cm³
Staal wapening
E-glass
S-2 glass
Carbon fiber (small)
Kevlar K-29
Basalt
IBASALT GLOBAL
Treksterkte Gpa
0
1
2
3
4
5
6
7
Staal wapening E-glass S-2 glass Carbon fiber (small) Kevlar K-29 Basalt
0,5
3,45
4,83
6,21
3,62
4,8
Treksterkte Gpa
Staal wapening
E-glass
S-2 glass
Carbon fiber (small)
Kevlar K-29
VERGELIJKING EIGENSCHAPPEN VAN BASALT VEZEL MET ANDERE VEZELS
IBASALT GLOBAL
0
50
100
150
200
250
300
Staal wapening
E-glass S-2 glass Carbon fiber (small)
Kevlar K-29 Basalt
210
76 97
297
41,4
89
Elasticiteitsmodulus/GPa
Staal wapening
E-glass
S-2 glass
Carbon fiber (small)
Kevlar K-29
Basalt
VERGELIJKING EIGENSCHAPPEN VAN BASALT VEZEL MET ANDERE VEZELS
IBASALT GLOBAL
0
5
10
15
20
25
30
Staal wapening
E-glass S-2 glass Carbon fiber (small)
Kevlar K-29 Basalt
0,87 1,1
15
28 30
6,5
Prijzen $/kg
IBASALT GLOBAL
ü Driedimensionale versterking ü Lichtheid ü Hoge mechanische sterkte ü Extreem hard, 8-9 op de schaal van Mohs (ter vergelijking diamant = 10). ü Chemische bestendigheid tegen alkali- en andere agressieve milieus ü Corrosie bestendigheid ü Hoge wrijving, vorst, hitte en vocht bestendigheid ü Geluidsabsorberend ü Mogelijkheid om agressieve stoffen te filtreren ü Weerstand tegen zeewater ü Weerstand tegen uv-straling ü Dilectrisch ü Milieuvriendelijk
IBASALT GLOBAL
Parameter Staal Co-polymer
Polymer versterkt
Basalt
lengte in cm 5 5.5 4 2.4
diameter in mm 1 2.8 0.9 16×10-3
gewicht gr/filament
0.323 0.175 0.027 13.44×10-6
aantal vezels/kg 3 096 5 714 37 037 74 400 000
Raakvlak tussen aantal vezels
1 1.85 11.96 24 031
3D versterking
IBASALT GLOBAL
§ Zeer corrosieve omstandigheden (kust versterking, zwembaden, putten, havens, droogdokken) § Beton versterking (industrievloeren, funderingen, looproutes, toeritten, start- en landingsbanen) § Tunnel constructies § Vuurvaste constructies § Vuurvertragende gipspleisters § Composiete materialen en onderdelen voor de automotive- industrie § Beton spuit technologie § Basalt kunststof producten (pijpen, wapening, hoge druk cilinders, reservoirs voor opslag en vervoer van chemisch-actieve producten) § Filters voor waterzuivering § Boten
IBASALT GLOBAL
Basaltwapening bestaat uit composiet basalt roving voor civiele en bouwkundige constructieve toepassing. Basaltwapening wordt vervaardigd middels gevlochten wikkeling, gedrenkt in een hoogwaardig polymeersamenstelling. De staaf weerstaat roest, agressief chemische aantasting, extreem licht van gewicht, sterk en duurzaam.
TECHNISCHE GEGEVENS
Eigenschap Eenheid Waarde Trekvastheid MPa 1100
Elasticiteitsmodulus MPa 70000 Soortelijk gewicht kg/dm³ 1.9 kg Warmte geleidingscoëfficient W/(m.K)°C 0.35 – 0.59 Lineaire uitzettingscoëfficient x*10E-5/°C 9 – 12
Rek breek/treksterkte % 2.2
Kleur donkerbruin tot zwart visueel
IBASALT GLOBAL
soortgelijk gewicht 4x lager dan staal
weerstaat roest/rot en krom trekken
chemische resistentie: zuur/alkalisch/carbonaten/zeewater en andere agressieve omgevingen
lage thermische geleidbaarheid
verwerkingstemperatuur: 70 – 100 °C
lange levensduur
direct onder het specie-oppervlak bruikbaar
multi-layer beton toepasbaar
lage onderhouds- en vervangingskosten
aanzienlijke mankrachtbesparing (Arbo/VCA)
verbinden met tie-wraps/zonder las minder kraan- of takelwerkzaamheden
afname in transportkosten van constructies of delen van constructies
eenvoudige opslagcondities
IBASALT GLOBAL
INDEX STAAL BASALT Breuk limiet kg/mm² 38 81.57 Treksterkte MPa 360 1100 Aantal meters in 1 ton wapening,strekkende meter Ø10 Ø12
1 621 1 126
7 092 4 893
Warmtegeleidingscoëfficient W/(m・K) °C
50 0.35 – 0.59
Lineaire uitzettingscoëfficient 11.9 1.0
Verlenging (Elongation) % 25 2.2 corrosiebestendigheid roesten Niet -roesten
IBASALT GLOBAL
Extreem corrosieve condi<es
Muur construc<es
Repara<es ijzerhoudende construc<es
Weg construc<es
Gevelreparatie (Nederland)
IBASALT GLOBAL
BASALTVEZEL PIJP ü Warmtegeleiding is 150 keer minder dan staal. Dat betekent resource-‐ en energiebesparende effect. ü Warmwaterleidingen/verwarming (tot 115˚c).Levensduur tot 40 laar. Warmteverlies daalt tot 50%, brandstofverbruik daalt tot 15-‐20%. ü Koudwaterleiding en riolering. Levensduur word geschat tot 80 jaar. ü Economische winst met meegerekende langere termijn factor is 3-‐4 keer groter vergelijken met stalen pijp. ü Geen reac<eve processen met leidingwater ; geen residu in de leiding ü Chemische agressieve drainage heee geen invloed op de leiding ü Lichtgewicht ü Zeewaterbestendig ü UV-‐licht bestendig ü Alle koppelingen/verflensing toepasbaar ü Makkelijk recyclebaar
IBASALT GLOBAL
VERGELIJKING EIGENSCHAPPEN VAN STAAL, GLASFIBER- AND BASALTFIBER- PIJPMATERIAAL
Eigenschap Staal Glas-Plastic
Basalt-plastic
Elastische sterkte, vloeigrens, MPa
200 140 300
Elastische modus, Gpa 210 56 70
SG, kg/l 7,8 1,9 1,7
Thermische geleidbaarheid W/m°K
47 0,05 0,03
Elektrische weerstand, ohm/m 1, geleidend
1x 10-11 0,4x 10-12
IBASALT GLOBAL
Werkomgeving Maximale werktemperatuur in ▫С
salpeterzuur tot 20% 50
fosforzuur alle concentraties 100
zoutzuur < 10 % 85
zoutzuur < 25% 80
zoutzuur < 37% 65 zwavelzuur concentraties < 25% 100 zwavelzuur concentraties < 75% 40
zeewater 80
IBASALT GLOBAL
basalt
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
100
basalt
E-glass
Screening LCA of Basalt fibers versus glass fibers. Flemish Institute for Technological Research (VITO)(Belgium)
Figure below presents the comparative environmental profile of basalt roving fibers and glass fiber.