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玄武岩土工格栅
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技术手册
郑州登电玄武石纤有限公司
一、公司简介
郑州登电玄武石纤有限公司于2015年5月成立，是以研发、生产、销售高性能玄武岩连续纤维及后制品为主的高新技术企业，由登封电厂集团有限公司控股60%共同合资兴建，厂址位于登封市三里庄高新技术工业园区，项目建设拟分三期进行，拟总投资25亿元，形成年产30万吨玄武岩连续纤维及其制品加工能力，实现年销售收入 39亿元，利税9.75亿元。
建设规模分别为:一期工程年产10000吨，二期工程年产50000吨，三期工程年产240000吨。目前一期工程投资 1.5亿元，预计可实现年销售收入1.3亿元，利税3250万元，经济、社会效益显著。
玄武岩连续纤维属于国家鼓励发展的战略性新兴产业，它是继碳纤维、芳伦、超高分子量聚乙烯纤维之后的又一种高技术纤维，被誉为“21世纪的绿色环保新材料”。玄武岩连续纤维已被列入国家“863”计划和国家“十二五”发展规划，特别是【新材料产业“十三五”发展规划】、《中国制造2025》已明确将新材料行业中高性能纤维作为新兴产业重要组成部分，列入国家重点专项规划，成为引领产业转型升级重要指引。
本项目一期工程1#年产1000吨玄武岩纤维生产线自2015年6月正式开工建设，全部为自主研发，采用国际首创的多层电极深液面全电熔大型池窑法生产工艺技术，单台窑炉产量达到3吨/日以上，是国内乃于世界同行业先进企业单元窑日产量的8-10倍，名副其实世界第一，具有国际领先水平，已于2016年1月1日正式点火投运并试产成功，是登封电厂集团有限公司加快实现产业转型升级的重要路径，标志着中国玄武岩纤维产业发展的新的里程碑，必将为中国玄武岩纤维产业发展注入新的增长动力，也是登封电厂集团有限公司大力发展新兴产业、培育新的增长点的重要载体。
二、产品介绍
1、玄武岩纤维介绍
玄武岩连续纤维材料被誉为“21世纪的新材料”，以玄武岩矿石为原料，将矿石破碎后加入熔炉中，在1450℃～1500℃熔融后，将均匀的熔融物通过拉丝漏板先拉成粗纤维，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。
与玻璃纤维、碳纤维、芳纶等其它高性能纤维相比，玄武岩纤维不仅力学性能佳，而且具有很多优异功能性，如耐高温性能好，可在-260～700℃范围内连续工作；耐酸耐碱，抗紫外线性能强，吸湿性低，有更好的耐环境性能；绝缘性能好，高温过滤性佳，抗辐射等。因此玄武岩纤维是碳纤维的低价替代品，是继碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维。
（1）、优异的力学性能：
玄武岩纤维的抗拉强度为3000～4900Mpa，比大丝束碳纤维、芳纶、PBI纤维、钢纤维、硼纤维、氧化铝纤维都要高，与S玻璃纤维相当。而断裂伸长率则大于碳纤维，成品的耐冲击性能要好于碳纤维。
表1 各种纤维材料的机械性能对比
性能玄武岩纤维聚丙烯纤S玻纤芳纶碳纤维
抗拉强度（MPa）3000～4800 410-800 4020～4650 2900～3400 2500～6000 弹性模量（GPa）95～110 4.2～6.0 88～91 70～140 230～600 断裂伸长率（%） 1.5～3.2 4.7 5.3 2.8～3.6 1.5～2.0 （2）、突出的化学稳定性：
玄武岩纤维耐酸碱和水的腐蚀。玄武岩纤维含有的K2O、MgO和TiO2等成分对提高纤维耐化学腐蚀及防水性能起到重要的作用。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。
表2玄武岩纤维与E玻纤的化学稳定性对比
在各种介质中煮沸3小时后的质量损失（%）
介质种类
玄武岩纤维E－玻璃纤维
H2O（水） 1.6 6.2
2N NaOH（碱） 2.8 6.0
2N HCL（酸） 2.2 38.9
（3）、突出的物理性能：
玄武岩纤维耐温性能好，使用温度范围为：-260～700℃（软化点为960℃），而玻璃纤维为-60～450℃。玄武岩纤维在400℃下工作时，其断裂强度能够保持85%。而碳纤维氧化性差，300℃即有气体产生；芳纶最高使用温度也只有250℃。
玄武岩纤维具有良好介电性能，其体积电阻率比E玻璃纤维高一个数量级。
表3 各种纤维材料的物理性能对比
性能玄武岩纤维E玻纤芳纶碳纤维
密度（g/cm3） 2.6～2.8 2.54 1.45 1.78
使用温度（o C）－260～700 －60～450 最高250 最高2000
热传导系数
0.031～0.038 0.034～0.040 0.04～0.13 5～185
（w/m·k）
比体积电阻
1×1012 1×10113×10132×10－5
（ohm·M）
吸音系数（%）0.9～0.99 0.8～0.93
（4）、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，且具有天然的耐碱性，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。
2、玄武岩纤维土工格栅：
玄武岩纤维土工格栅是一种用于路面增强、老路补强，加固路基及软土基的优良土工合成材料。在处理沥青路面反射裂纹应用上，已成为不可替代的材料。该产品是以玄武岩纤维通过国际先进的经编工艺制成网状基材，经表面涂覆处理而制成的半刚性制品。具有经、纬双向很高的抗拉强度和较低的延伸率，并具有耐高温、耐低寒、抗老化、耐腐蚀等优良性能，广泛应用于沥青路面、水泥路面及路基的增强和铁路路基、堤坝护坡、机场跑道、防沙治沙等工程项目。
（1）、产品介绍
玄武岩土工格栅是选用耐碱耐酸耐腐蚀的玄武岩纤维纱，利用国外先进经编机织成基材，采用经编定向结构，充分利用织物中纱线强力，使其具有良好的抗拉强度，抗撕裂强度和耐蠕变性能，并经过优质改性沥青涂覆处理而成的平面网络状材料。玄武岩土工格栅具有玄武岩纤维具有耐高温、抗冻融（-260-650℃）、与沥青混凝土热膨胀系数一致、抗拉强度高、防紫外线、耐化学稳定性好、抗老化等优点，从而得以用于路面增强，抵抗裂缝车辙等公路病害产生，结束了沥青路面难以增强的难题。
玄武岩纤维沥青混凝土在常温下的弹性模量与沥青混凝土弹性模量比高达24:1，具有很高的抗变形能力，断裂延伸率在 3.1%左右。玄武岩纤维具有耐高温、抗冻融（-260-650℃）、与沥青混凝土热膨胀系数一致、抗拉强度高、防紫外线、耐化学稳定性好、抗老化等优点，由于沥青混合料的拌合温度高达190℃以上，因此耐高温的玄武岩纤维是替代聚酯纤维、木质素纤维的极具竞争优势的新材料。它既适应高达190℃沥青搅拌施工时的耐高温要求，又是增强水泥混凝土防渗抗裂的优良建筑材料。
（2）、产品特点
<1> 高抗拉强度低延伸率：玄武岩纤维土工格栅是以玄武岩纤维为原料，而玄武岩纤维的抗拉强度极高，超过了其它纤维与普通金属。同时它的模量很高，具有很高的抗变形能力，断裂延伸率小于3%。
<2> 物理化学稳定性极好：玄武岩纤维本身具有很强的耐酸碱腐蚀性，玄武岩土工格栅能够抵抗各种物理磨损和化学侵蚀，还能抵御生物侵蚀和气候变化，保证其性能不受损失。
