Features of the Mechanical Properties of Basalt Fibers

The results of the tensile tests of continuous basalt fiber (CBF) obtained in an experimental furnace are presented. A possibility of significant linear interpretation of the scale dependence of the mechanical characteristics on the fiber diameter is demonstrated within a diameter range of 7.2 - 21.6 μm: the correlation coefficients are, respectively, for the tensile strength r(σ_t, d) = (-0.70), for the ultimate strain r(ε_ul, d) = (-0.48), for the elastic modulus r( E, d) = (-0.44). The differences observed in the scale dependences are attributed to the special features of radial anisotropy of the fiber structure and to the different impact of defects on the mechanical characteristics depending on their location in the radial direction. Those factors also affect the correlation between the mechanical properties of CBF: correlation between the yield strength and ultimate strain is 0.88, between the tensile strength and modulus of elasticity is +0.35 (a significant deviation), while correlation between the modulus of elasticity and the ultimate strain are virtually absent r( E, ε_ul) = -0.02. Strain diagram of studied CBF, unlike glass and carbon fibers, are characterized with broken lines, which is the inflection point (0.4 - 0.6)σ_t. The relationships thus considered provide optimization of the process of high-strength CBF production.

жаропрочность, базальтовые волокна, композиционные материалы, комплексная нить, фильерный узел, филаменты, коэффициент корреляции, heat resistance, basalt fibers, composite materials, multifilament yarn, spun node, filaments, correlation coefficient

1. Татаринцева О. С., Ходакова Н. Н. Армирующий материал для композиционных материалов / Строительные материалы. 2004. № 12. С. 38 - 40.

2. Сравнительные характеристики стеклянных, минеральных и базальтовых волокон: Обзор. - Нижняя Тура. ООО ТД УРАЛЬСКИЙ БАЗАЛЬТ. URL: uralbazalt.ru/news/11/05/ 2013u (дата обращения: 10.10.2014).

3. Громков Б. К., Смирнов Л. Н., Трофимов А. Н., Жаров А. И., Семенов О. Н., Юдин А. А., Кошелев В. Ю. Горные породы для производства базальтовых волокон: сб.: Базальтоволокнистые материалы / Под ред. В. И. Костикова и Л. Н. Смирнова. - М.: ООО «Информконверсия», 2001. (Научная библиотека журнала «Конверсия в машиностроении». Вып. 5. Приложение к журналу № 4. 2000. С. 54 - 64.)

4. Обзор: СНиП. Расчетные теплотехнические показатели минеральных ват, пеностекла, газостекла, стекловаты, Роквула, URSA, теплоемкость, теплопроводность и теплоусвоение в зависимости от плотности и влажности, паропроницаемость. URL: www.DPVA.info (дата обращения: 10.10.2014).

5. Максименко В. А., Шабля В. Ф., Шевченко О. В. Применение базальтоволокнистых материалов а московском строительстве: сб. Базальтоволокнистые материалы / Под ред. В. И. Костикова и Л. Н. Смирнова. - М.: ООО «Информконверсия», 2001. (Научная библиотека журнала «Конверсия в машиностроении». Вып. 5. Приложение к журналу № 4. 2000. С. 214 - 216.) 6a. Рабинович Ф. Н. Базальтовые волокна для армирования строительных конструкций: сб. Базальтоволокнистые материалы / Под ред. В. И. Костикова и Л. Н. Смирнова. - М.: ООО «Информконверсия», 2001. (Научная библиотека журнала «Конверсия в машиностроении». Вып. 5. Приложение к журналу № 4. 2000. С. 171 - 177.) 6б. Пат. 2117834 Российская Федерация. Армирующий наполнитель, фрикционный полимерный материал и тормозная автомобильная колодка / Пинхасович А. В.; заявитель и патентообладатель Научно-производственная фирма «Контур»; заявл. 23.02.96, опубл. 20.08.1998.

6. Пат. 2200657 Российская Федерация. Способ производства труб из бетонных смесей / Афанасьев Е. П., Жариков И. В., Тарасов С. Н., Солдатова Н. Н., Муфтиев Л. Р., Пономарев М. Н., заявители и патентообладатели Афанасьев Е. П., Жариков И. В.; заявл. 04.02.2002; опубл. 20.03.2003.

7. ГОСТ 6943.5-79. Материалы текстильные стеклянные. Метод определения разрывного напряжения элементарной нити. - М.: Национальные стандарты, 2007.

8. Волокнистые материалы из базальтов Украины. - Буча: Изд. Украинского филиала ВНИИСПВ, 1962. - 77 с.

9. Пижурин А. А., Розенблит М. С. Исследования процессов деревообработки. - М.: Лесная промышленность. 1984. - 232 с.