河南大安玄武岩生产连续纤维的可利用性探讨

玄武岩连续纤维是以天然玄武岩矿石为原料,将矿石破碎后加入熔窑中,在1 450～1 500℃熔融后,通过喷丝板拉伸成连续纤维,并以玄武岩纤维为增强体制成的新型复合材料,是"石头变丝"的非金属无机纤维,其制品已被广泛应用于多种领域,具有第四大纤维和21世纪的新材料"绿色工业材料"之称.通过对河南省洛阳市大安玄武岩的形态、分布、熔岩层序、矿物组合、结构构造、物珲性能等岩矿石特征研究,对比黑龙江宁安镜泊玄武岩特征,认为二者有极大相似性,从理论上肯定了大安玄武岩制造幺武岩连续纤维的可利用性,进而推动工业生产试验的进程.     

玄武岩纤维基本特征及应用前景分析

连续玄武岩纤维通常是以玄武岩矿石为唯一原料,经高温熔融和拉丝制备而成的一种无机非金属连续纤维材料。它作为一种重要的力学增强矿物功能材料和绿色结构材料,被列入我国重点扶持发展的四大高性能纤维之一。在总结玄武岩纤维的原料特征、拉丝工艺、物化性质等基础上,进一步分析了玄武岩纤维应用的广阔的市场前景,指出玄武岩纤维具有弹性模量高、耐高温、耐腐蚀、吸音系数较高、电绝缘性良好等优良性能,且性价比优势明显,可在一些领域中取代高性能高价格纤维。同时,玄武岩纤维还具有自己独特的优良物化性质,如耐湿、耐海水、耐化学腐蚀和耐高低温,在一些应用领域具有不可替代的作用。因此,应加大玄武岩纤维轻质高强材料及复合材料新产品新工艺研究和推广应用。      

攀西地区某用于制造纤维的玄武岩工艺矿物学

用于制造玄武岩纤维的玄武岩原料性质是影响其产品性能的关键因素。本文通过X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、岩矿鉴定分析等手段,对攀西地区某用于制造纤维的玄武岩的化学成分组成、矿物组成及嵌布特征等进行了详细研究。结果表明该玄武岩中主要矿物为斜长石、辉石、绿泥石和石英,还有少里的磁铁矿等金属矿物,其中二氧化硅和三氧化二铝总量达到64.28%, TFe品位为13.65%,玄武岩中主要矿物的嵌布关系与当前工业化生产用的玄武岩原料基本一致。由于铁质组分对玄武岩纤维制备工艺和产品性能的影响较大,还对该玄武岩进行初步的磁选除铁试验,并成功获得了高铁玄武岩和低铁玄武岩,为玄武岩纤维的制备提供了多种可能的原料。     

攀西地区某用于制造纤维的玄武岩工艺矿物学研究

用于制造玄武岩纤维的玄武岩原料性质是影响其产品性能的关键因素.本文通过X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、岩矿鉴定分析等手段,对攀西地区某用于制造纤维的玄武岩的化学成分组成、矿物组成及嵌布特征等进行了详细研究.结果 表明该玄武岩中主要矿物为斜长石、辉石、绿泥石和石英,还有少里的磁铁矿等金属矿物,其中二氧化硅和三氧化二铝总量达到64.28％,TFe品位为13.65％,玄武岩中主要矿物的嵌布关系与当前工业化生产用的玄武岩原料基本一致.由于铁质组分对玄武岩纤维制备工艺和产品性能的影响较大,还对该玄武岩进行初步的磁选除铁实验,并成功获得了高铁玄武岩和低铁玄武岩,为玄武岩纤维的制备提供了多种可能的原料.     

鸡西市小湾沟拉丝用玄武岩矿床地质特征及开发利用远景

拉丝玄武岩是用于制造连续纤维拉丝原料的新矿种，是一种应用于连续拉丝的矿石原料。拉丝玄武岩制造连续纤维是由鸡西市梨树区政府与辽宁省营口市建筑材料科学研究所合作试验研究完成的，并获国家专利和第八届中国专利新技术新产品博览会奖，其产品可用于航天、造船、军事、农业、建材、增强复合材料性能等领域，应用开发价值较高。黑龙江省第一区域地质调查所对鸡西小湾沟拉丝玄武岩矿床进行了勘查，拉丝用玄武岩矿远景储量达上亿吨。     

四川省雷波地区纤维用玄武岩找矿远景分析

四川省雷波地区位于康滇古陆东缘,该区峨眉山玄武岩为典型陆相喷发玄武岩，属喷溢-溢流相。根据峨眉山玄武岩的分布特征，在全区选取3条具有代表性的地层剖面为研究对象，通过剖面测量、样品测试及显微镜下观察，对雷波地区纤维用玄武岩的找矿远景进行了初步分析，认为:①雷波地区峨眉山玄武岩岩石类型主要为致密块状玄武岩、杏仁状玄武岩及斑状玄武岩，其中致密块状玄武岩是本区主要的纤维用玄武岩矿石类型；②雷波地区致密块状玄武岩主量元素特征为:w(SiO₂) =49.81%，w(Al₂O₃) =13.15%，w(CaO)=7.71%，w( MgO)= 4.32%，w(Fe₂O₃+FeO) =12.66%，w(K₂O+Na₂O) =4.25%，w(TiO₂) =3.93%；与邻区同构造位置成功拉丝的纤维用玄武岩对比，其岩石学及主量元素特征基本一致，符合拟定工业指标，能够进行连续纤维拉丝，厚度191.77~886.60 m，具有较大的找矿远景，对四川省尤其雷波地区玄武岩纤维产业发展起积极推动作用。      

玄武岩连续纤维的性能及其复合材料的应用研究

玄武岩连续纤维物理和化学特性优越、用途很广,尤其是在复合材料中应用前景广阔.     

贵州省玄武岩开发利用布局建议

贵州省玄武岩资源丰富,分布比较集中,勘查程度低,目前主要用于低附加值的建筑石材,但以玄武岩为原料生产的纤维材料等高附加值产品已经出现,如贵州石鑫玄武岩科技有限公司等两家企业投产的玄武岩纤维生产线并且产能已达1.5万吨以上。同时,已完成的“贵州省玄武岩分布特征及开发利用方向研究”初步圈定了47个面积约330平方公里的纤维用玄武岩开发区,为玄武岩的开发奠定了良好的基础。为更好地开发利用玄武岩资源,更好地将资源优势转化为经济优势,在前期工作的基础上提出了贵州省打造玄武岩纤维产业及资源布局的建议。     

玄武岩纤维混凝土搅拌工艺及早期收缩开裂性能研究

连续玄武岩纤维及制品是我国战略性新兴产业重点产品。玄武岩纤维及制品为无机材料,其密度与普通混凝土接近,与混凝土基体有很好的兼容性;在替代钢纤维和钢筋,用于海洋环境特性混凝土方面,具有潜力。短切玄武岩纤维可有效提升混凝土早期抗裂性能;但在搅拌过程中,易发生成团簇分布或严重断裂现象,严重影响其使用效果。基于调整加料顺序和控制搅拌时间,开展试验研究,对比实际搅拌效果,提出了适宜的搅拌工艺,达到了减少纤维断裂、提高纤维在混凝土中均匀分布性的目的。     

玄武岩连续纤维的特性与应用

玄武岩纤维是一种新型高性能纤维。本文从玄武岩纤维的结构成分入手,讨论了这种复合材料的优点及特殊的性能,并简要介绍了它的应用领域。     

玄武岩纤维增强铝基复合钻杆材料的制备研究

针对铝合金钻杆耐磨性和耐腐蚀性差导致其难以在深部钻井中应用的技术难题,本文以7075铝合金粉作为基体,玄武岩短纤维作为增强体,利用真空热压烧结技术制备了玄武岩纤维增强型铝基复合材料,并对其微观组织结构、密度和显微硬度等性能进行了研究。结果表明,玄武岩纤维在铝基体中分散均匀,界面处发生了化学渗透,SiO_2和Al之间发生置换反应,从而获得了良好的界面结合强度,复合材料的密实度较高,玄武岩纤维的加入显著提高了复合材料的显微硬度。     

贵州火山岩型铜矿床的分布特点和地质特征

贵州火山岩型铜矿主要分布于西部的峨眉山玄武岩地区,该区域为贵州省最大的铜元素异常区,有比较好的成矿地质条件。本文阐述了该地区与成矿有关的火山岩的时空分布,岩石类型及特征,并在前人的基础上,对已有的铜矿点进行分析,总结了火山岩型铜矿的分布规律及地质特征。     

短切玄武岩纤维对磷石膏抗折强度影响研究

研究了掺加短切玄武岩纤维对磷石膏抗折强度的影响,分析了短切玄武岩纤维增强磷石膏的机理,通过SEM手段对玄武岩纤维-磷石膏界面进行了研究。结果表明,短切玄武岩纤维增强磷石膏效果明显,随着短切玄武岩纤维掺量的增加,增强效果趋于稳定,长度为6 mm短切玄武岩纤维比12 mm纤维效果更好。6 mm短切玄武岩纤维掺量为1.6%时增强效果趋于稳定,2 h和绝干抗折强度分别达到7.5 MPa和15.2MPa,相较空白组提高115%和85%。经过盐酸刻蚀处理后的6 mm短切玄武岩纤维增强效果更好,在最佳掺量1.4%时,原料遇水后2 h和绝干抗折强度分别达到8.3 MPa和17.0 MPa,较空白组提高137%和107%。短切玄武岩纤维磷石膏复合材料的破坏形式主要是基体断裂和纤维拔出,玄武岩纤维与磷石膏结合机理主要是磷石膏基体和短切玄武岩纤维之间的机械锁合和化学结合。     

基于NMR技术的玄武岩纤维喷射混凝土韧性演化规律

随着煤矿开采深度的增加,普通喷射混凝土支护结构易开裂脱落。玄武岩纤维(BF)的加入可以有效地提升喷射混凝土韧性与抑制围岩变形的能力。通过弯曲韧性试验研究了BF对玄武岩纤维喷射混凝土(BFRS)韧性的影响规律,通过核磁共振试验(NMR)研究了孔隙分布对BFRS韧性的影响,并进行了井下现场支护试验。结果表明:BF掺入后,BFRS 7 d与28 d试块抗弯强度分别提高了9.8%,6.8%,且BF对早龄期抗弯强度提升效果更为明显;分别采用DBV与JSCE标准对BFRS韧性进行评价,实验发现最优纤维掺量为4.5 kg/m~3,此时D■和D■分别为29.5 N·m和57.9 N·m,试件弯曲韧性比同时达到最大值0.875;对比可知,DBV多值韧性标准更适合评价BFRS抗弯韧性。通过NMR试验发现纤维掺量对BFRS孔隙结构影响较大,纤维掺量达到3 kg/m~3时,BFRS大孔径孔隙占比仅为0.25%,当纤维掺量超过临界掺量4.5 kg/m~3,BFRS大孔径孔隙占比增加,喷射混凝土基体内部缺陷增多,韧性降低。进行井下支护试验发现BFRS抑制变形能力优于普通喷射混凝土,其中纤维掺量为4.5 kg/m~3时,支护段巷道35 d收敛位移最小,仅为0.21 mm,此时支护效果最好。分布在BFRS基体内部的纤维可以形成稳定的三维承力结构,有效改善BFRS基体内部孔隙结构,增加BFRS韧性,提高被支护巷道抗变形能力。高韧性BFRS可以有效地满足深部大变形巷道支护要求,达到"变形不开裂,开裂不掉落"的效果。     

玄武岩纤维树脂混凝土阻尼特性研究

为研究各因素对玄武岩纤维树脂混凝土阻尼的影响,采用正交试验方法研究了玄武岩纤维树脂混凝土阻尼特性随各因素用量的变化关系。实验表明:各因素对材料阻尼特性影响的显著程度由大到小依次为:树脂用量、玄武岩纤维用量、骨料用量及粉煤灰用量。综合考虑材料的阻尼及强度特性确定最优组分用量为:骨料用量79%、粉煤灰用量9.5%、树脂用量7%、玄武岩纤维用量0.4%,其阻尼比为5.155%,抗压强度为118.7 MPa。     

黔西地区织纳煤田峨眉山玄武岩地球化学特征及成因

结合岩石取样分析结果，讨论了黔西地区织纳煤田玄武岩的主、微量元素地球化学特征，并对其成因进行了研究。结果表明：①岩体SiO2含量变化范围较大（30.98%~57.19%），主要属于基性火山熔岩，TAS分类图解显示以亚碱性系列为主，主要富集高场强元素（Nb、Zr、Hf、Ti）和Th等，亏损Y，Ba、Sr含量有明显波动，MgO含量与Fe₂O₃含量、CaO/Al₂O₃含量比值呈较明显的负相关关系，而与Ni、Cr等含量呈明显的正相关关系；②岩体的源区可能为下地幔，形成于板内拉张构造环境，发生了磁铁矿、橄榄石等矿物的分离结晶作用，在玄武岩形成过程中，遭受了一定的混染作用，且源区混染作用对其影响大于地壳混染作用。     

偶联时间对玄武岩纤维树脂混凝土强度的影响

研究了玄武岩纤维(BF)偶联处理时间对玄武岩纤维树脂混凝土(BFPC)材料的强度影响。分别对0 min、10 min、20 min、30 min、40 min偶联处理BF制备的BFPC材料进行单轴抗压和劈裂抗拉实验研究;通过扫描电镜（SEM）对不同偶联时间的BF表面及试件破坏断面中BF表面进行微观分析。结果表明：随着偶联处理时间的延长,BFPC的强度呈先升高后降低的变化趋势,确定了BF的最佳偶联时间为30 min。根据纤维增强复合材料理论,分析了BFPC的增强机理并建立了相应的数学模型,从理论方面阐述了偶联处理对BFPC强度的影响。