等离子体技术生产连续玄武岩纤维用池窑设计及仿真研究

针对现有池窑法生产连续玄武岩纤维中存在的问题,采用等离子体技术设计一种池窑,通过数学模型对其进行仿真计算模拟,并通过实验验证等离子体炬功率、加热时间对池窑温度的影响。结果表明:将等离子体技术应用于池窑,通过调节等离子体炬功率可调整等离子体火焰温度,使池窑平均温度达1500℃左右,从而满足熔池的工艺要求;在池窑法生产装置上投入等离子体炬进行实验,启动等离子体炬,使功率迅速达160 kW,加热1 h以上,整个熔池达到热态平衡,池窑底部温度和表面温度均保持在1500℃左右,可以满足整个熔池纤维溶液的温度要求;等离子体技术应用于连续玄武岩纤维的池窑法生产工艺,以电能作为热源替代天然气热源,池窑温度、温度分布均匀性、停留时间等技术参数均能满足玄武岩纤维的生产工艺要求。

关于我国连续玄武岩纤维企业生产过程中几点问题的思考

1我国连续玄武岩产业发展概况1.1连续玄武岩纤维定义玄武岩纤维是天然玄武岩矿石经过高温熔融后,再采用铂铑合金拉丝漏板高速拉制工艺形成的连续纤维。该纤维具有电绝缘、耐高低温、耐腐蚀、抗老化、高强等优异特性,加之其生产原料易于获取、生产过程和最终产成品相对环保,因此自20世纪20年代被美国科学家发现以来,就凭借其独具的优异性能被广泛应用于建材、电子、化工、汽车、国防、环保等重点领域。

玄武岩纤维对大面积地坪用自密实混凝土的性能影响

为提升大面积地坪施工中自密实混凝土的使用效果,设计试验分析了自密实混凝土抗冻性能、工作性能、强度性能与玄武岩纤维掺量之间的关系。试验结果显示:掺加玄武岩纤维后,自密实混凝土的坍落度、坍落扩展度等数据变小,填充性能、流动性能有所降低,通过钢筋间隙的能力相较变弱;混凝土劈裂抗拉强度、抗压强度均随玄武岩纤维掺量提升而表现出前期增长后期降低的发展趋势,两者最高值均出现于掺加2kg/m3玄武岩纤维时;除此之外,玄武岩纤维的掺加有效改善了混凝土试件的抗冻性能,减少了内部孔隙,限制了微小裂缝的生成与发展。

玄武岩纤维沥青混合料损伤演化规律研究

为了探究不同玄武岩纤维直径(3、7、13μm)沥青混合料的裂缝损伤演化规律,制作了SCB沥青混合料试件,通过同步开展SCB半圆弯拉试验及数字图像散斑(DIC)分析,并对破坏后的试件进行扫描电镜成像,分析玄武岩纤维的掺入及其直径对混合料抗裂性能的影响,结论如下:SCB试验结果表明,掺入直径7μm玄武岩纤维能够提高裂缝发展所需能量36.6%,同时延缓裂缝发展速度122.2%;DIC分析表明,掺入玄武岩纤维能够大幅降低混合料的水平位移与垂直位移,同时降低试件起裂时间3 s以上;断裂指标的计算结果表明,相比未掺加纤维混合料,直径为3、7、13μm纤维试件的平均裂缝扩展速度分别降低21.5%、55.7%、11.1%,断裂韧性分别提高13.1%、28.6%、10.3%;扫描电镜微观形貌表明,掺入纤维后混合料的破坏面裂缝明显减少,玄武岩纤维强度、空间成网性、与沥青的黏附性,是其阻裂能力的来源;直径为7μm的玄武岩纤维的阻裂效果优于直径为3、13μm的。

玄武岩纤维布加固技术对不同火灾受损混凝土的应用研究

为研究玄武岩纤维布对受损混凝土的力学性能影响,探讨了在不同火灾环境下的混凝土力学性能演变规律,研究了玄武岩纤维布加固层数对受损混凝土力学性能影响。试验结果表明,随着环境温度的增加,混凝土的抗压强度下降速率迅速增加,在受损混凝土上铺贴玄武岩纤维布能够明显的提高混凝土的抗压强度,并且沿混凝土截面满铺玄武岩纤维布的效果较佳,并且间隔一层铺贴2层玄武岩纤维布的效果良好。因此,可以根据实际使用情况选择玄武岩纤维布的铺贴方式和加固方式。

岩土工程用玄武岩纤维复合材料耐久性研究

为了提高长期使用条件下玄武岩纤维复合材料的耐久性,针对岩土工程用玄武岩纤维复合材料展开研究。以双向编织的玄武岩纤维板为实验材料,采用非破坏性试件的实验方法,测试了玄武岩纤维板在紫外辐照下的耐久性。实验结果显示,在紫外线的辐照下,玄武岩纤维板试件的表面发黄,而且光泽度逐渐消失,导致其质量明显下降;试件在纵向拉伸条件下的破坏模式仍然保持脆性破坏,紫外老化对荷载与位移关系、应力与应变关系几乎没有任何影响;紫外老化初期,试件的力学性能逐渐提高,以非破坏性试件的弹性模量作为实验的评价指标,能够有效降低实验误差。

不同RAP改性SMA-13再生路用材料的性能研究

为了改善SMA-13再生路用材料的路用性能,延长再生沥青路面的使用年限。通过对不同RAP掺量、不同纤维类型的SMA-13再生沥青开展相关路用性能研究,评价玄武岩纤维、木质素纤维对再生沥青混合料性能的影响。试验结果表明,再生剂掺量为6%时,再生沥青整体性能最优;随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料高温稳定性能逐渐改善,低温及水稳定性能逐渐降低,工程应用中应合理确定RAP掺量;玄武岩纤维再生沥青混合料路用性能均优于木质素纤维。

伊朗岩沥青/玄武岩纤维掺量对改性沥青的影响与性能试验

通过动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验研究了伊朗岩沥青掺量和玄武岩纤维掺量对BF/IRA复合改性沥青性能的影响,并通过车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验等一系列试验研究了BF/IRA复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明,岩沥青和玄武岩纤维可提高沥青高温性能,而岩沥青不利于改性沥青低温性能,玄武岩纤维可改善其低温性能,且岩沥青建议掺量为8%,玄武岩纤维掺量宜为5%。玄武岩纤维可显著提高岩沥青改性沥青高低温性能、水稳定性。

四脚状氧化锌晶须的生长习性及机理的研究

以锌粉为原料 ,白碳黑为催化剂 ,研究了四脚状氧化锌 (T -ZnO)晶须在高温气相氧化反应条件下的结晶习性和生长机理 .扫描电镜研究结果表明 :模板催化剂及气相反应体系的过饱和度对T -ZnO晶须形态有很大影响 .利用T -ZnO晶须生长习性温和的特点 ,制备了均一规整的T -ZnO晶须 .通过生长过程的观察 ,在一定生长环境中T -ZnO晶须为开裂晶须 ,表现为轴螺旋位错的VS生长机理 .

玄武岩纤维对水泥稳定再生集料路用性能的影响

为具体确定掺加玄武岩纤维后水泥稳定再生集料的各项性能参数的发展规律,通过设计室内试验,以玄武岩纤维掺量为变量,将天然集料作为对照组,分析了再生集料的抗冻性能、抗裂性能、劈裂抗拉强度、抗压强度和纤维掺量之间的关系。结果表明,掺加玄武岩纤维能大幅改善再生集料的抗冻性能、抗裂性能,小幅度提升抗压强度。结合室内试验数据,建议工程实践中的玄武岩纤维最佳质量分数为0.9‰。

玄武岩纤维工程性质研究进展

玄武岩纤维是一种新型的无机环保绿色高性能纤维材料。根据国内外近10年来在该领域取得的成果,着重对玄武岩纤维加筋材料的工程性质、玄武岩纤维的改性等方面研究进展进行了介绍,在其加筋材料的工程性质方面,玄武岩纤维能有效提高材料的抗压、抗拉、抗折强度和承载力,增强材料的抗渗性和抗震性;在其改性研究方面,对玄武岩纤维进行某些物理或化学处理,可以使其与工程材料的粘结度等得到提高,加筋材料的力学性能得到更为明显的改善。最后,针对目前玄武岩纤维研究的不足,提出了今后该领域的研究重点和方向,主要包括:开发更低成本的生产工艺、对玄武岩纤维改性与其复合纤维材料研究、玄武岩纤维与工程材料界面作用机理研究、其加筋材料的力学模型及计算理论研究等。

玄武岩熔体高温粘度和析晶性能研究

玄武岩熔体的粘度 -温度关系和析晶性能是研究玄武岩纤维制备过程最重要的物性参数。本实验研究了玄武岩及其加入红砖和炉渣共三种试样熔化后高温熔体的粘度及熔体水淬后玻璃态试样的析晶性能。得到了三种试样的温度 -粘度曲线和析晶温度范围 ,并对它们进行了分析比较。实验结果表明 ,粘度强烈地依赖于温度而变化 。

玄武岩纤维成型区粘性流动过程的数值模拟

玄武岩纤维的成型过程是制备玄武岩纤维的关键 ,研究其流动、传热规律及参数变化对提高玄武岩纤维质量 ,减少断丝 ,增加纤维强度具有重要意义 .通过建立成型过程中流动和传热的数学模型 ,在合理简化后进行数值模拟 ,得出了玄武岩纤维丝根处的温度、速度、粘度的分布以及丝根的几何形状 .计算结果显示 :丝根呈圆锥形 ,距离漏嘴 2 .5mm左右处为上丝根和中丝根的分界点 ;上丝根丝根的半径变化率大于中丝根的半径变化率 ;丝根的几何尺寸与漏嘴直径及最终纤维直径有关 ;中丝根区的速度、温度、粘度的变化率最大 ,是纤维成型的主要区域 ;纤维的固化点取决于纤维与周围环境的换热条件 .

连续玄武岩纤维增强复合材料的抗弹性能研究

通过研究环氧树脂/连续玄武岩纤维(CBF)、乙烯基酯树脂/CBF、聚氨酯树脂/CBF、酚醛树脂/CBF体系的抗弹性能,发现CBF增强乙烯基酯复合材料的抗弹性能较好。考察了CBF增强乙烯基酯树脂复合材料厚度、靶板法线角对抗弹性能的影响,并对CBF增强复合材料的抗弹机理进行了分析。

硫酸钙晶须的制备及其应用进展

综述了硫酸钙晶须的制备原理和方法及应用方面的研究进展,并介绍了其性能特点。由于硫酸钙晶须极好的性价比,具有良好的应用前景,市场潜力巨大。

玻璃及玄武岩纤维对混凝土在碳化环境下抗氯离子渗透性能的影响

对普通混凝土、玻璃纤维增强混凝土、玄武岩纤维增强混凝土在碳化环境下进行了氯离子渗透试验。对比分析了不同碳化周期,3组混凝土碳化深度以及孔隙度的变化,进一步研究了碳化周期与纤维的掺入对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响,并通过扫描电镜观察了其微观结构。结果分析表明:掺入玻璃纤维和玄武岩纤维提高了混凝土的抗碳化性能,并且玄武岩纤维增强混凝土的抗碳化性能不受碳化周期的影响;碳化反应提高了混凝土抗氯离子渗透性能;碳化过程中纤维的掺入改善了混凝土的孔径分布,玻璃纤维与玄武岩纤维都能够提高混凝土的抗氯离子渗透性能;纤维使得混凝土微观结构更加致密。

十二烷基三甲基氯化铵对粉煤灰纤维的表面改性

利用十二烷基三甲基氯化铵对粉煤灰纤维进行表面改性,研究了改性剂用量、改性温度和改性时间对粉煤灰纤维改性效果的影响。利用Zeta电位仪、傅利叶变换红外光谱、扫描电子显微镜对改性后的粉煤灰纤维进行了测试与表征。并利用活化指数和吸湿率对粉煤灰纤维的改性效果进行了评价,同时对表面改性工艺条件进行了优化。

玄武岩纤维聚合物复合材料的研究进展

玄武岩纤维的综合性能优异,是聚合物复合材料的理想增强体,在高强度、耐高温、耐酸碱腐蚀、耐烧蚀和耐摩擦等特殊领域展示了良好的应用前景。本文对玄武岩纤维聚合物基复合材料研究中的纤维与基体的界面改性、不同聚合物基体的复合材料以及玄武岩纤维与其它纤维的混杂三个方面进行了综述。目前对于玄武岩纤维界面性质的基础研究深度不足,有些复合材料的研究和制备方法还没有应用于玄武岩纤维上,使得玄武岩纤维复合材料的优势还没有得到充分的发挥。因此,应结合玄武岩纤维及其复合材料的特性,开发适用性强的和性价比好的产品,扩大应用范围。

连续玄武岩纤维及其复合材料研究进展

详述了连续玄武岩纤维及其复合材料的性能特点、研究现状和应用情况,表明连续玄武岩纤维是近年来发展起来的一种新型绿色环保类的矿物纤维,被科学家誉为21世纪的一种新材料,其性能优异,替代性强,在国防军工、造船、汽车等领域广泛应用。

连续玄武岩纤维性能及应用

介绍了连续玄武岩纤维的成分以及优良的力学、隔热耐高温、环保、绝缘等性能。依据连续玄武岩纤维的特性,分别阐述其在土工建筑、交通、管道过滤、军工防空等领域已有的应用。最后指出,我国对连续玄武岩纤维及其产业的研发尚处初级阶段,在基础研究、技术研发、产品开发、推广应用等方面还有大量工作要做。