玄武岩繊維

玄武岩繊維は、玄武岩を溶かして繊維に変換することで生成されます。玄武岩は火成岩です。繊維を製造するための玄武岩原料の準備に必要なエネルギーは、主に自然条件で消費されます。玄武岩繊維は 3 つのタイプに分類されます。

• 玄武岩連続繊維（BCF）。補強材や複合製品、織物、不織布の製造に使用されます。
• 断熱材の製造に使用される玄武岩短繊維。
• 高品質の断熱・防音・耐火材料の製造に使用される玄武岩極細繊維 (BSTF) 。

玄武岩連続繊維 (BCF) の製造技術は、玄武岩の溶融、均質化、繊維の抽出という 1 段階のプロセスです。玄武岩は 1 回だけ加熱されます。BCF の材料へのさらなる加工は、エネルギー コストの低い「コールド テクノロジー」を使用して行われます。

玄武岩繊維は、厳選された採石場から採取された砕いた玄武岩という単一の材料から作られています。^[1]繊維製造には、酸性度が高く（シリカ含有量が46％以上^[2]）、鉄含有量が低い玄武岩が望ましいと考えられています。^[3]ガラス繊維などの他の複合材料とは異なり、製造中に基本的に材料が追加されることはありません。玄武岩は単に洗浄され、その後溶かされます。^[4]

玄武岩繊維の製造には、粉砕および洗浄された玄武岩を約 1,500 °C (2,730 °F) で溶かす必要があります。その後、溶融岩を小さなノズルから押し出して、玄武岩繊維の連続フィラメントを生成します。

玄武岩繊維のフィラメント径は通常 10～20 μmで、呼吸限界の 5 μm をはるかに超えるため、アスベストの代替品として適しています。^[5]また、弾性率も高く、比強度も高く、鋼鉄の 3 倍です。^{[6] [7]}細い繊維は通常、織物の製造を主な目的とした繊維用途に使用されます。太い繊維は、例えば圧縮天然ガス(CNG) シリンダーやパイプの製造にフィラメントワインディングで使用されます。最も太い繊維は、プルトルージョン、ジオグリッド、一方向織物、多軸織物の製造に使用され、チョップドストランドの形でコンクリート補強材に使用されます。連続玄武岩繊維の最も有望な用途の 1 つであり、現時点で最も現代的なトレンドは、建設市場で従来の鋼鉄鉄筋に代わる玄武岩鉄筋の製造です。 [ ^8]

この表は、連続玄武岩繊維の特定の製造業者に関するものです。製造業者ごとにデータは異なり、その差は時には非常に大きな値になることがあります。

比較：

^[要出典]

玄武岩繊維の製造は1923年に米国でポール・デーによって初めて試みられ、米国特許1,462,446が付与されました。第二次世界大戦後、米国、ヨーロッパ、ソ連の研究者によって、特に軍事および航空宇宙用途向けにさらに開発が進められました。1995年に機密解除されて以来、玄武岩繊維はより幅広い民間用途で使用されています。^[11]

1. アーヘン工科大学。アーヘン工科大学の繊維技術研究所は2年に一度、国際ガラス繊維シンポジウムを主催し、玄武岩繊維に専用のセクションを設けています。大学は、玄武岩繊維の特性を研究し、改善するための定期的な研究を行っています。繊維コンクリートは、従来のコンクリートよりも耐腐食性と可鍛性に優れています。炭素繊維を玄武岩繊維に置き換えることで、革新的な複合材料である繊維コンクリートの応用分野を大幅に拡大できると、アンドレアス・コッホは述べています。
2. ハノーバー大学軽量設計材料科学研究所
3. ダルムシュタットのドイツプラスチック研究所（DKI）^[12]
4. ドレスデン工科大学は、玄武岩繊維の研究に貢献してきました。コンクリート構造における繊維補強 - 基礎研究と応用。ピーター・オッフェルマンは、90年代初頭のドレスデン工科大学での基礎研究の開始から現在までの範囲をカバーしています。構造補強用の高性能糸で作られた繊維格子構造が、建設にまったく新しい可能性を開く可能性があるというアイデアは、今日の大規模な研究ネットワークの出発点でした。コンクリート構造における繊維補強 - 基礎研究と応用。目新しいものとして、世界初の繊維補強コンクリート橋や、繊維コンクリートの最も薄い層によるシェル構造のアップグレードなど、個々のケースで必要な承認を得た研究への並行した応用が報告されています。
5. レーゲンスブルク応用科学大学、機械工学部。異なる繊維強化材を使用した玄武岩繊維強化プラスチックの機械的特性評価 - 引張試験と代表体積要素（RVE）によるFE計算。マルコ・ロマーノ、インゴ・エーリッヒ。^[13]

2017 年 10 月 18 日より、JV 297.1325800.2017「非金属繊維を使用した繊維コンクリート構造の設計規則」が運用され、玄武岩強化繊維強化コンクリートの設計における法的空白が解消されました。パラグラフ 1.1 によると、この規格はすべての種類の非金属繊維 (ポリマー、ポリプロピレン、ガラス、玄武岩、炭素) に適用されます。さまざまな繊維を比較すると、ポリマー繊維は鉱物繊維よりも強度が劣りますが、その使用により建築用複合材の特性を向上させることができます。

• ペレの髪
• ミネラルウール
• グラスウール
• ベータ布

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