11月25日玄武岩纤维制品应用

吉林省玖鑫玄武岩产业有限公司于2013年3月11日成立，注册资金8000万元。在吉林省辉南经济开发区投资5.6亿元，占地面积124480m2，建设年产10000吨连续玄武岩纤维及制品项目。目前项目一期进入建成调试阶段。计划于2015年底建设完成年产10000吨连续玄武岩纤维及制品项目。公司拥有4座玄武岩矿，3座火山渣矿，2座铁矿。玄武岩矿石储量约12亿吨，火山渣矿石储量约5.3亿立方米。是目前我国唯一集玄武岩文化产业、矿山、石材及制品（包括内外墙体材料）、连续玄武岩纤维、复合材料、工程技术中心于一体，拥有全产业链的高技术综合性企业。产品涉及文化、建筑、航天、航空、汽车、船舶、石油、化工、消防、环保、电子、节能、道路交通、区域景观、园林景观设计、家装等领域。吉林省玖鑫玄武岩产业有限公司简介玄武岩纤维制品工程应用内容一、玄武岩纤维简介二、玄武岩纤维制品在交通领域的应用三、其他领域应用国家“十二五”鼓励发展的高新技术产业，以非传统资源代替传统矿产资源！一、玄武岩纤维简介12玄武岩纤维（CBF）是以玄武岩作为单一组份原料，将其破碎加入溶窑炉中，经1450——1500℃高温熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板，快速拉制而成的连续粗纤维，然后粗纤维由拉丝机拉制成各种规格的连续纤维，并根据后续用途采用不同的浸润剂进行浸润处理，加工形成最终产品。——属于非金属的无机纤维，是21世纪节能、环保和建筑新材料，无污染的“绿色工业材料”。美国玄武岩纤维工业联盟指出：“玄武岩纤维是碳纤维的低价替代品，具有一系列优异性能，尤为重要的是，由于它取自天然矿石而无任何添加剂，是目前为止唯一的无环境污染的不致癌的绿色健康的玻璃质纤维产品。美国作为世界保护环境的倡导者，将全力发展无污染的绿色工业材料，所以玄武岩纤维在复合材料领域的应用已引起广泛的重视并将快速发展。”欧洲业界人士亲呢地把CBF称为“金色纤维”！四大高性能纤维之一资源节约型环境友好型性能综合型玄武岩纤维是一种综合性能优异的新材料。其特性主要表现在：优异的力学性能玄武岩纤维基本特性性能玄武岩纤维E玻纤芳纶碳纤维密度（g/cm3）2.6～2.82.541.451.78使用温度（oC）－260～650－60～450最高250最高200热传导系数（w/m·k）0.031～0.0380.034～0.0400.04～0.135～185比体积电阻（ohm·M）1×10121×10113×10132×10－5吸音系数（%）0.9～0.990.8～0.93突出的物理特性玄武岩纤维吸湿性低，是E玻纤的1/7~1/6。优异的化学稳定性玄武岩纤维耐酸碱和水的腐蚀。玄武岩纤维在饱和Ca(OH)2溶液以及在水泥等碱性介质中耐久性好，能保持高度的稳定性。与硅酸盐的天然相容性玄武岩纤维是由天然的火山岩直接拉制而成，自身密度、成份、容重均与水泥相当，具有天然的耐碱性，与水泥混凝土混合时分散性好，结合力强，热胀冷缩系数一致。若从单一的纤维力学性能和化学性能比较，似乎都能找到比CBF更强的高技术纤维其他性能力学性能化学性能热学性能性能的综合性优良的透波性和吸波性良好的介电性能突出的耐温性能(-269℃~700℃）良好的防辐射功能天然的硅酸盐相容性优异的隔热隔音特性显著的热稳定性拉伸强度＞大丝束碳纤维断裂延伸率比小丝束的碳纤维好较高的抗压缩强度、剪切强度耐碱抗紫外线耐恶劣环境耐酸很好的拉伸强度玄武岩纤维土工格栅JT/T776-2010玄武岩纤维单向布JT/T776-2010标准建设：13水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维GB/T23265-2009玄武岩纤维无捻粗纱GB/T25045-2010结构加固修复用玄武岩纤维复合材料GB/T26745-2011国家标准交通部标准建设部标准24袋式除尘器GB/T25045-2010纤维增强复合材料工程应用技术规范GB50608-201012结构加固修复用玄武岩纤维复合材料纤维增强复合材料格栅玄武岩纤维复合筋JT/T776-2010玄武岩短切纤维JT/T776-20101324155公路水泥混凝土路面施工技术规范20二、玄武岩纤维制品在交通领域的应用经统计，目前玄武岩纤维制品已在黑龙江省、浙江省、江苏省、内蒙古、新疆、四川省、河南省、河北省、云南省、山西等地使用进行了大量的使用，短切纤维使用里程达1140.5km（折算为双向4车道），复合筋使用533.1吨。1、沥青用玄武岩短切纤维1、易吸收水份，在集料和沥青结合料之间形成水膜，容易造成水破坏。2、木质素纤维本身内部有孔隙，沥青油进入这些孔隙后不发挥作用，浪费吸油率。3、纤维易老化、退化、甚至分解成二氧化碳、水和炭焦等物质，这些物质甚至使混合料中的沥青受到污染。1、其强度和模量高，加筋作用卓越；2、很理想的“吸油纤维”；3、不吸水也不怕潮，便于运输和储存，有助于沥青膜与集料粘合，抑制路面水破坏。4、其耐高温性能良好，适用于热拌沥青环境。5、交通部标准《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）矿物纤维(大部分是玄武岩纤维)与集料品种一样，能再生使用。木质素纤维玄武岩纤维纤维比较交通运输部印发《关于加快推进公路路面材料循环利用工作的指导意见》,到“十二五”末，全国将基本实现公路路面旧料“零废弃”(回收循环利用），进一步促进公路交通事业可持续发展，加快构建资源节约型、环境友好型公路交通行业。1、吸油率不如木质素纤维。2、不耐高温，虽然有些纤维在空气中的熔点可达180℃，但在沥青介质中，其纤维可能在远低于其熔点时便已开始熔解或与沥青产生高温物理化学反应。这对于热拌沥青来说受到较大影响。聚酯纤维工程纤维加强专家玄武岩纤维的优势突出的耐高温稳定性提高路面寿命，性价比高优越的吸附沥青能力施工工艺简单不影响配合比设计水稳定性、化学稳定性好比表面积大，纤维根数多很好的力学性能【优势】工程纤维加强专家优点①提高沥青使用效率，减少泛油②增加动稳定度，提高高温抗车辙性能③抗温度应力能力提高，减少温缩裂缝的产生，提高路面低温抗裂性能④增加混合料粘聚性能，提高沥青路面抗水损害能力⑤利于提高工程的生产效率和经济效益，延长路面使用寿命.玄武岩短切纤维沥青混合料【纤维的作用】工程纤维加强专家吸附、增粘三维分散粘聚、搭接纤维沥青复合材料效应【复合材料效应】工程纤维加强专家图1AC-13沥青混合料(AH-70，石灰岩矿石)纤维掺量与动稳定度的关系曲线随着玄武岩纤维掺量的提高，沥青混合料的动稳定度增加，按0.2%的纤维添加量，提高动稳定度约为50%，添加玄武岩纤维对动稳定度的影响优于木质素纤维。【试验情况】工程纤维加强专家图2AC-13沥青混合料(AH-70，石灰岩矿石)纤维掺量与劈裂强度的关系曲线随着玄武岩纤维掺量的提高，沥青混合料的劈裂强度明显增加，按0.2%的纤维添加量，玄武岩纤维提高劈裂强度约为31%。工程纤维加强专家图3AC-13沥青混合料(AH-70，石灰岩矿石)纤维掺量与弯拉强度的关系曲线随着玄武岩纤维掺量的提高，沥青混合料的弯拉强度明显增加增加，按0.2%的纤维添加量，玄武岩纤维提高弯拉强度约为20%。抗疲劳性能高温稳定性提高30%提高40%提高两倍掺入玄武岩纤维延长道路使用寿命水稳定性低温抗裂性化学稳定性延长寿命经济性产品玄武岩纤维(0.2%)木质素纤维（0.3%，颗粒）聚酯纤维（0.3%，进口）抗车辙剂（0.3%）价格（元/kg）30106025每吨沥青混合料掺量（kg）2333每吨沥青混合料增加价格(元)603018075普通沥青不加纤维普通沥青加0.3%抗车辙剂普通沥青加0.2%玄武岩纤维性能（动稳定度，次/mm）121412401392性能系数1.001.021.15外加剂增量（kg）0.0750.05外加剂价格（元/kg）2530增加成本（元）1.8751.5性价比0.5440.767在AC沥青混合料中掺加0.2%的玄武岩纤维，其能达到的性能及在1平方米1cm厚沥青混凝土的经济性分析见下表。序号混合料类型（SMA-13）添加剂玄武岩纤维木质素纤维1添加剂用量（%）0.30.32油石比5.56.13含油量（%）5.25.84纤维用量（kg）335纤维单价(元/kg)30106纤维总价（元）（4*5）90307沥青用量52588沥青单价6.46.49沥青总价（7*8）332.8371.210合计（6+9）422.8401.212性能120.8110013性价比（10/9）0.2860.249玄武岩纤维在SMA中的经济性若按照在4cm厚沥青混合料中按质量百分比掺加0.2%的玄武岩纤维，每车道以3.75m计算，则1km需添加玄武岩纤维0.75吨，增加的费用为2.25万元（玄武岩纤维3万/吨)。按双向六车道计算4cm厚，每公里增加造价13.5万元，仅占整个路面建设造价的0.225%（路面造价为6000万/km计算）。34人工投料施工工艺玄武岩纤维的添加风送设备添加根据设计掺量及拌和能力，在投入石料的同时，进行玄武岩纤维的添加。将纤维与石料投入拌和锅后，先进行干拌，使纤维在干拌的冲击下打散并均匀分布在混合料中，再加入沥青进行湿拌。在拌和时按照《公路沥青路面施工技术规范》中规定的沥青混合料的温度，在此基础上可适当提高（加入玄武岩纤维后，沥青胶浆粘滞性会增强）。拌和运输：与其他沥青混合料的运输方式一致摊铺：不改变现有的摊铺工艺碾压：不改变现有碾压工艺，采用“高温、紧跟；匀速、慢压；高频、低幅；先边、后中”的方针。2013年3月玄武岩短切纤维用于成都市天府新区“三纵一横”、二环路“两快两射”项目中工程实例施工图片及路面2013年3月玄武岩短切纤维用于成都市天府大道维护提升工程2013年1月玄武岩短切纤维用于成都市龙泉驿区南北干道AC-13中添加0.2%玄武岩纤维2012年9月玄武岩短切纤维用于成都市老成灌路改造项目2012年8月玄武岩短切纤维用于成都市解放北路及蜀都大道东段项目2012年8月玄武岩短切纤维用于包茂高速热再生路面中2012年6月玄武岩短切纤维用于成都市交大路改造工程2011年沥青用玄武岩短切纤维用于成都市羊西线道路整治工程羊西线SBS改性沥青马蹄脂表面层添加玄武岩纤维。从路面铺筑效果上看，路面更黑化，路面行车噪音更小，舒适性更好。从混合料的性能上看，玄武岩纤维在混合料中起到了加强筋的作用，能有效提高混合料的抗车辙能力（动稳定度6700次/mm，设计要求＞3000次/mm）、抗拉抗裂能力，抗水损害能力，提高路面的使用寿命。2012年沥青用玄武岩短切纤维用于成都市羊西线道路整治工程（二环-三环）2012年沥青用玄武岩短切纤维用于彭州市北桂路路面工程北桂路为重载路面（水泥厂车辆），路面车辙现象严重。为减少车辙现象等路面病害的发生，特添加玄武岩纤维使沥青混凝土的路用性能增强。2012年沥青用玄武岩短切纤维用于803厂区路面工程2011年在川陕路、高新西区等成都市区使用玄武岩纤维沥青混凝土铺筑路面，取得较好的效果。2009年沥青用玄武岩短切纤维应用在大齐高速公路该项目为绥满公路K762~K772齐齐哈尔往大庆方向路段。根据设计，于2009年7月在AC-16中掺加玄武岩短切纤维0.32%（质量百分比）。2009年7月施工图片2012年7月12日大齐高速掺加玄武岩纤维路面状况左幅路段为掺加玄武岩纤维，右幅路段没掺加玄武岩纤维2010年沥青用玄武岩短切纤维应用在齐甘高速公路该路段因路面破坏，需进行道路路面补强，于2010年8月在加铺层中掺加0.25%的玄武岩纤维，以增强沥青混合料（AC-13）的抗车辙和抗剪能力。2008年8月施工图片掺加玄武岩纤维路况左幅为掺加玄武岩纤维，右幅未掺加玄武岩纤维2012年7月12日齐甘高速2010年沥青用玄武岩短切纤维应用在北黑高速公路A7标段2010年7月在黑龙江省北安到黑河高速K815-K817段沥青混凝土下面层AC-20中掺加玄武岩纤维0.35%，以提高提抗反射裂缝的能力（原路面为水泥混凝土路面）。于2012年7月14日对北黑高速使用玄武岩纤维路段进行了观察，表明经过两年的严寒天