Basalt Fiber World on Facebook

www.facebook.com/Basalt-Fiber-World

BASALT FIBRES AS REINFORCEMENT FOR COMPOSITES

Published by: Van de Velde K., Kiekens P., Van Langenhove L.
Department of Textiles, Ghent University, Technologiepark 907, B-9052 Zwijnaarde, Belgium


Introduction

Basalt is a natural material that is found in volcanic rocks. It is mainly used (as crushed rock) in construction, industrial and high way engineering. One can also melt basalt (1300-1700°C) and spin it into fine fibres. [1-3,5-6,8] When used as (continuous) fibres, basalt can reinforce a new range of (plastic and concrete matrix) composites. It can also be used in combination with other reinforcements (e.g. basalt/carbon). [1,3]
Some possible applications of basalt fibres and basalt-based composites are: thermal and sound insulation/protection (e.g. basalt wool, engine insulation), pipes, bars, fittings, fabrics, structural plastics, automotive parts, concrete reinforcement (constructions), insulating plastics and frictional materials. [1-8]
This wide range of possible applications results from its wide range of good properties. Basalt has good thermal, electrical and sound insulating properties. It can replace asbestos in almost all its possible applications (insulation) since the former has three times the latter’s heat insulating properties. Furthermore, the fibre diameter (comparable with E-glass fibres, [5-6]) can be controlled in order to prevent uptake of harmful ultra-fine fibres. Because of its good electrical insulating properties (10 times better than E-glass, [5]), basalt fibres are also incorporated into printed circuit boards, resulting in superior overall properties compared to conventional components made of fibreglass. It is also used in other electro technical applications such as extra fine resistant insulation for electrical cables and underground ducts. Because of its thermal insulating properties it is already used as fire protection in the form of fabrics or tapes [1,5-6,8]. Automobile, aircraft, ship and household appliances are also made. These are made with thermosetting resins, such as epoxy and (phenolic) polyesters. Possible techniques involve prepregs, laying out, winding, direct pressure autoclaving, and vacuum moulding [1,2,3]. Other, structural basalt composite components (such as pipes and rods) are made from unidirectional basalt reinforcement. In combination with its high specific strength (9.6 times as high as steel), high resistance to aggressive media, and high electrical insulting properties, this results in specialty products such as insulators for high voltage power lines. [1]
Basalt composite pipes can transport corrosive liquids and gases. The same equipment as for fibreglass pipes can be used for this. These pipes are reported to be several times stronger than glass-fibre pipes. Next table [1] illustrates this:

Due to basalt’s low thermal conductivity, deposition of salts and paraffin’s inside the pipes is also reduced. [1] Basalt fibres can also be used in machine building because of their good frictional, heat and chemical resistance. [1,5-6,8]

Comparison between glass- and basalt fibres

With regard to their chemical composition glass and basalt fibres are somewhat alike, but for some components there are differences [2,5]:

Several basalt compounds may vary, but especially the SiO­₂ content may vary largely. Only SiO₂ percentages above 46% (‘acid basalt’) are suitable for fibre production. [2,5]

Mechanical properties

Typical tensile strengths [2,5-6] vary greatly:

E-glass: 3.4±0.7 GPa for fibres and 0.86-1.27 GPa for rovings (density: 2.52-2.63 g/cm³)

Basalt: 1.43±0.59 GPa for fibres and 0.69–0.92 GPa for rovings (density: 2.6-2.8 g/cm³)

Basalt also has a higher modulus (82-110 GPa) than E-glass (68-73 GPa). [5-6]

Several basalt (‘B’) and E-glass (‘G’) were tested at the Textile Department (‘f’ for fibre tests and ‘r’ for roving tests); the results are given in the next table. The basalt fibres were delivered by Basaltex, Masureel Group, Belgium.

As expected, basalt has a lower strength and a higher modulus than E-glass. In non-standard conditions, however, basalt could prove to be stronger than E-glass (see further on).

Thermal properties

Basalt can be used over a wide temperature range, from about -260/-200 to about 650/800°C (compared to E-glass: from -60 to 450/460°C). Figures depend upon the reference [2,5-7].

Residual relative strengths (after heat treatment) are greater for basalt than for E-glass [5]. In relative terms, (stressed) basalt outperforms E-glass in the 300-500°C range. When unstressed (used as fire/heat barrier) basalt can maintain integrity up to 1250°C [6].

Previous figures are the result of tensile tests (on rovings B2 and G1) after thermal treatment (2h), carried out at the Textile Department. All values are relative (initial values set to 100%). One may conclude that basalt can retain its properties over a greater temperature range than glass. At temperatures over 400-500°C it becomes weaker than glass, but it does retain integrity and still provides protection against heat (better than glass, see introduction). Values over 100% may be caused by removal of weakening sizings and also by the great variation on the results.

Chemical properties

Basalts are more stable in strong alkalis than glass, while they are slightly less stable in strong acids [2,3,6]. Weight loss in boiling water, alkali and acid is also significantly lower for basalt [5]. Tensile tests (on fibres and rovings) after immersion in 0.4N KOH (in saturated Ca(OH)₂, pH = 13.2, simulation of concrete conditions) were carried out at the Textile Department. The results on rovings were the most evident ones:

These results confirm basalt’s better resistance to alkali, compared to E-glass.

Conclusion

The presented data indicate that basalt has potential for replacing E-glass in several composites, especially when resistance to extreme conditions is required. However extra research may be needed (e.g. on the adhesion with different resins).

Acknowledgement

The authors would like to thank Stefaan Janssens for his cooperation to this paper.The authors would also like to thank Basaltex, and especially Mr. J. M. Nolf for his cooperation and the supply of basalt yarns and rovings.

References

[1] ‘Aketoma – Basalt fabrics, tubes, prepregs, rods etc.’ http://www.laseroptronix.com

[2] Jiri Militky, Vladimir Kovacic; ‘Ultimate Mechanical Properties of Basalt Filaments’, Text. Res. J. 66(4), 225-229 (1996)

[3] Stephen Cater; ‘Editorial’, International Composites News, (40) March (2002)

[4] ‘Basalt Fibre Products’, http://www.mendex .de/services3.html

[5] Tengiz Chantladze; ‘Industrial assimilation of the effective type of fibre with multicomponent charge’, http://www.tctv.ne.jp

[6] ‘Basaltex, The thread of stone’, http://www.basaltex.com

[7] Sergeev et al.; ‘Basalt Fibers – A Reinforcing Filler for Composites’, Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 33(9-10), 555-557 (1994)

[8] Bednár M., Hájek M.; ‘Hitzeschutztextilien aus neuartigen Basalt-Filamentgarnen’, Technische Textilien, 43 (November), 252-254 (2000)

www.incotelogy.de

Composites Europe 2013 in Stuttgart

www.incotelogy.de

Incotelogy Ltd. - Basalt Fiber Products and Applications

www.ixperial.net

FIBER BASALT PLUS - Pipe reinforced with basalt fiber

New Applications of Basalt Basalt Fiber

New Industrial Applications of Basalt Fibers

http://www.ekoplastik.com/
http://basalt.ekoplastik.com/
http://basaltfiberworld.com/

Formula Student Electric Westsächsische Hochschule Zwickau

Dokumentation über das Laminieren der Verkleidung des FP511e aus Basaltfasern

Das Racing Team der Westsächsischen Hochschule Zwickau ist eines von weltweit über 470 Teams, welches bei internationalen Formula Student Events teilnimmt. Alle Mitglieder sind Studenten, die in ihrer Freizeit einen professionellen, einsitzigen Rennwagen konstruieren, fertigen und mit diesem bei internationalen Events gegen andere Teams antreten. Das erlernte, theoretische Wissen aus dem Studium in die Praxis umzusetzen ist nur einer von vielen positiven Aspekten, welche den Reiz der Teilnahme an einem solchen Projekt ausmachen. Dieses Jahr bauen wir unseren 6. Rennwagen, der einen rein elektrischen Allradantrieb besitzt, welchen nur sehr wenige Teams realisieren können. Dies ist nur eine von zahlreichen Innovationendes WHZ Racing Teams. Der FP511e soll an den Erfolg seiner Vorgänger anknüpfen. In der Saison 2010 haben wir bei der FS UK in Silverstone den 6. Platz von insgesamt 76 Teams belegt. Bei dem deutschen Event in Hockenheim erreichten wir den 3. Platz und waren somit das beste deutsche Team. Weltweit stehen wir an 10. Stelle. Ganz besonders stolz sind wir darauf, dass wir gleichzeitig die beste Fachhochschule der Welt sind. Der Erfolg spricht für unser außerordentliches Engagement, fundiertes ingenieurtechnischen Wissen, professionelles Arbeiten und große Leidenschaft für den Motorsport. Bisher wurde die Verkleidung der Rennwagen entweder aus Glasfaser (bis 2008) oder Kohlefaser hergestellt. Dieses Jahr fiel die Entscheidung auf die Naturfaser Basalt, da es bei den Events einerseits auf die ökologische und andererseits auf die finanzielle Bilanz der Autos ankommt. Außerdem stellt dieser Schritt ein Alleinstellungsmerkmal unter den Formula Student Teams dar. Auf den folgenden Seiten wird der Herstellungsprozess der Verkleidung des FP511e ausführlich geschildert. Auf diesem Wege wollen wir uns auch nochmal ausdrücklich für Ihre Sponsoringleistung bedanken!

Nachdem die Formen aus PU‐Schaum (Dichte 450kg/m³) fertig gefräst, gefüllert und geschliffen wurden, lackierten wir einen weißen Gelcoat darauf. Als dieser getrocknet war, wurden alle Formen insgesamt 8 mal gewachst und poliert, um eine gute Entformbarkeit der Laminate zu gewährleisten.

Nachdem alle Faserlagen, Lochfolie, Vlies und Vakuumfolie zugeschnitten und die Vakuumpumpe vorbereitet waren, wurde im nächsten Arbeitsschritt das Harz-Harter-System aufgetragen. Weil die Nase des Fahrzeuges aus designtechnischen Gründen 2 schmale Kerben aufweist, verwendeten wir für diese Abschnitte Kohlefasergewebe, da dieses eine etwas bessere Drapierbarkeit besitzt und gleichzeitig als Versteifung dient. Darauf wurde dann die erste 200er Lage Basalt laminiert.

Die zweite Basaltlage wurde dann aus Gründen der Steifigkeit und des Kraftflusses um 45 Grad zur Ersten verdreht. Zwischen den beiden Lagen fügten wir sogenannte ‘Airex‘‐Schaum‐Streifen ein, welche ebenfalls einen gehörigen Anteil an Steifigkeit bringen, da sie das Flächenträgheitsmoment des Systems in Biegerichtung erhöhen.

Im nächsten Schritt wurde die als Trennschicht zwischen getränktem Laminat und Vlies

Fungierende Lochfolie angepasst, welche beim Vakuumziehen überschüssiges Harz gleichmäßig in das darüberliegende Vlies dringen lässt. Über das Vlies und um die gesamte Form kam nun die Vakuumfolie, welche mit Acryl abgedichtet wurde. Nachdem der Schlauch der Pumpe integriert war, konnte die Form Vakuum gezogen und die Zeitschaltuhr auf 8h gestellt werden.

Nach den besagten 8h entfernten wir Vakuumfolie, Vlies und Lochfolie und ließen das Laminat noch 2 Tage durchtrocknen. Danach demontierten wir die 2-teilige Form und konnten die Nase gut entformen.

Incotelogy Ltd. at Komposyt-Expo 2012 exhibition in Krakow Poland

INCOTELOGY präsentiert innovative Produkte auf der Messe Kompozyt-Expo in Krakau (Polen)

Nach dem erfolgreichen Auftritt auf Composites Europe 2012 in Düsseldorf wurde Incotelogy Ltd. als Gast von einem polnischen Unternehmen auf die Messe Kompozyt-Expo am 22.-23.11. in Krakow eingeladen. Somit werden Basaltfaserprodukte bei Firma Protym am Stand C1 präsent. Für Incotelogy bot die Messe die Gelegenheit, die Vorzüge von Basaltfaser-Produkten den zahlreichen Interessenten aus Ost-und Zentral-Europa ausführlich darzustellen.

INCOTELOGY Ltd ist ein führender Produzent & Distributor von Basaltfaser Produkten (u.a. offizieller Distributor von BASFIBER® Basaltfaser). Wir bieten folgende Basaltfaser Halbzeuge & Produkte an: Basaltfaser Rovings, Basaltfilament Garne & Zwirne, geschnittene Basaltfasern mit & ohne Schlichte, Basaltfaser Gewebe & Gelege, Basaltfaser Matten, Basaltfaser Vliesstoffen & andere Basaltfaserprodukte wie Bewehrungsstäbe, Luftschichtanker, Basaltfaser Platten & Laminate usw..

Pressekontakt:
INCOTELOGY Ltd - Basalt Fiber Products
Herr Georg Kirchgeßner
Baumschulallee 9-13
53115 Bonn,
Deutschland
Telefon: +49 228 2493858
Fax: +49 228 2496028
E-Mail: info@incotelogy.de
Webseite: www.incotelogy.de 

.

INCOTELOGY presents innovative products aon Kompozyt-Expo in Krakow (Poland)

After successful performance at Composites Europe exhibition in Düsseldorf the company Incotelogy Ltd. was invited as guest by one polish company at Kompozyt-Expo exhibition in Krakow (22th – 23th Nov.). So that basalt fiber products have been presented on the booth in Krakow. We are glad to welcome you at booth C1 by Protym Company Poland. For the Incotelogy offers the Kompozyt-Expo the possibility to present the advantages of basalt fiber products to the customers from East and Central Europe.

INCOTELOGY Ltd is a leading manufacturer and distributor of the Basalt fiber products (et. official distributor of BASFIBER® basalt fiber)

We offer basal fiber rovings, basalt fiber filament yarns, chopped strand with and without sizing, basalt fiber fabrics, basalt fiber multiaxial fabrics, basalt fiber mats, basalt fiber non-woven fabrics and other basalt fiber products (rebars, wall ties, basalt sheets and laminates etc.).

Press contact:
INCOTELOGY Ltd - Basalt Fiber Products
Herr Georg Kirchgeßner
Baumschulallee 9-13
53115 Bonn,
Deutschland
phone: +49 228 2493858
fax: +49 228 2496028
e-mail: info@incotelogy.de
Web: www.incotelogy.de