Ruské čedičové rohože z Kamenného Věku

Pod touto slovní hříčkou se skrývá špičkový výrobek z vyztužujících vláken na bázi taveného čediče pro kompozitní materiály od ruské firmy OOO Kamennyj Věk z Dubny u Moskvy, města známého spíše jaderným výzkumem.

Kamennyj Věk byl založen v roce 2002 a za krátkou dobu své existence již stačil vedle certifikátu ISO 9001:2000 od AFAQ/AFNOR získat cenu veletrhu JEC Composites Show 2006, ocenění nejprestižnější evropské veletržní akce v oboru kompozitů. Spolu se čtyřmi norskými firmami obdržel ocenění za vyztužující materiály pro beton a betonové konstrukce.

 

Nekonečné kontinuální vlákno Basfiber^® se vyrábí jako monofilament průměru 10–20 μm o jemnosti 270–4800 tex s pevností suchého vlákna dle ASTM D3822 v mN.tex^–1 min. 700 pro vlákno Ø 9–10 μm, min. 650 pro Ø 13 μm, min. 600 pro Ø 17 μm a min. 500 pro Ø 22 μm. U epoxidem impregnovaných pramenů je pevnost v tahu R_m dle ASTM D2343 hodnoty 3000–3200 MPa pro 270–900 tex a 2800–3000 MPa pro 1200–1600 tex.

Jemnost [tex] je hmotnost 1000 metrů vlákna v [g]. Hodnota pevnosti v tahu R_m v [MPa] se z měrné pevnosti vlákna [N.tex^–1] vypočítá násobením hodnotou hustoty vlákna v [kg.m^–3].

Předností čedičových vláken Basfiber oproti vláknům z E-skla (bezalkalické Ca–Al–B–Si sklo) je o 15–20 % vyšší pevnost v tahu R_m dle ASTM D2101, min. 4000 MPa proti min. 3450 MPa, hodnota E modulu je 84–87 GPa proti 72–76 GPa a pevnost suchého vlákna dle ASTM D 3822 [mN/tex] je 600–730 proti 350–500. Vlákna Basfiber mají lepší tepelněizolační schopnosti s te- pelnou vodivostí l [W.m^–1K^–1] 0,031–0,034 proti l 0,034–0,040 u E-skla, lepší zvukověizolační schopnosti a použitelnost v rozmezí teplot –260 až 560 °C, krátkodobě i do 700 °C. Největší výhodou je jejich nižší cena, do 60 % ceny S-skla (sklo s vyšším obsahem SiO₂ a Al₂O₃).

Vlákna a vláknové výrobky Basfiber jsou vhodné pro kompozity na bázi pryskyřic epoxidových (EP), polyesterových (UP), vinylesterových (VE), fenolických (PF, CF), melaminových (MF, MPF), akrylátových a polyuretanových systémů. Kompozity těchto systémů se uplatňují mj. na korozivzdorné nádoby, tlakové nádoby a palivové tlakové nádoby pro plyny (pro LPG a CNG), nádrže, trubky, lopatky vrtulí větrných elektráren, čluny, lodi, lisované SMC/BMC díly automobilů, brzdové destičky a třecí materiály, plnění tlumičů výfuku, vláknové výztuže, pultruzní namáhané profily a rebary do betonu, geotextilie, vyztužující síta a mříže a stavební profily. Ve srovnání s vyztužením skleněnými vlákny mají čedičovými vlákny vyztužené kompozity vyšší odolnost vůči korozi, zvláště vůči alkáliím. Čedičovými vlákny a rohožemi vyztužené kompozity jsou výhodné i pro vojenské aplikace.

Výroba užívá nejnovější technologie rozvlákňování a tažení vlákna z taveniny a zpracování vlákna na nejmodernějších strojích své doby. Vlákna se zpracovávají na prameny, pramence, sekaná vlákna, roving, kroucenou přízi, tradičně tkané textilie s různou vazbou a orientací osnovy a útku v 10 gramážích od 250 do 1100 g.m^–2, na netkané textilie, pleteniny a nejnověji, od srpna 2008, na vpichované rohože.

 

Novinkou loňského roku je netkaná jehlově vpichovaná textilie Mat BIM z čedičových vláken, s mnoha ekologickými a technologickými výhodami. Rohože jsou vyrobeny technologií jehlového vpichování bez pojiva narozdíl od tepelněizolačních rohoží s chemickými pojivy, které mohou při použití uvolňovat toxické látky jako např. fenol, kresol, formaldehyd aj. V tomto směru jsou kontinuální vlákna výhodná, neboť jsou přirozeně propojena bez pojiv.

Základním materiálem jsou monofilamenty Ø 10–17 μm, které narozdíl od vláken z minerální vlny Ø 3–4 μm nejsou karcinogenní. Rohože jsou pružné, nesmršťují se, nedeformují, nevrásní, přiléhají k podkladu a snadno se dělí a pokládají. Používají se při teplotách –200 až 560 °C (krátkodobě do 700 °C). Vyrábějí se v tloušťkách 6, 8 a 12 mm a délkách 25, 20 a 10 m na roli.

 

Navíjené kompozitní trubky vnitřního průměru 38,1 mm jsou vyráběny z vláknových pásů lineární hmotnosti 6 g.m^–1 ze směsné příze s 8 prameny o jemnosti 735 tex a 5 prameny s 1200 tex v matrici epoxidové pryskyřice bisphenol-A s polyaminovým tužidlem (bez MDA) s podílem 67 % vláken Basfiber v architektuře pásů překládaných v úhlu ±60 °. Délka není uvedena. Vzorky trubek byly zkoušeny na těsnost a vnitřním přetlakem v kanadské laboratoři Advanced Composite Materials Engineering Group of University of Alberta s docílením středních hodnot tlaku do protržení 410 bar.

Vyztužující síta s oky 25×25 mm se vyrábějí v plošné hustotě 300 g.m^–2 z impregnované příze s obsahem pojiva 28±2 %. Snášejí zatížení do přetržení min. 50 kN.m^–1.min^–1 podél i napříč, s tažností při přetržení 6 %. Vyrábějí se v šířích 2 m a délkách na roli 100 m. Úspěšně se používají na stavbách jako vyztužující geotextilie; při vyztužení asfaltových vozovek lze ušetřit až 20 % tloušťky asfaltové vrstvy. Teplota při zpracování nerozhoduje; síta a mříže mají příznivé vlastnosti i při nízkých teplotách, ověřené při stavbě vozovek ve vyšších severních šířkách Ruska a Norska. Prodlužují intervaly údržby a životnost vozovek omezováním praskání vlivem dopravní zátěže, stárnutí a teplotních cyklů. Jemná síta jsou zvláště vhodná pro restaurování a zpevňování památkových fasád s tradičními vápennými omítkami a betony s ohledem na silanový adhezní povlak (sizing) vláken.

Letošní novinky byly představeny na veletrhu a kongresu JEC Composite Show 2009 v Paříži ve dnech 24. až 26. března 2009.