Malzeme biliminde genellikle "doğal" kelimesi ile "yüksek performans" kelimesi yan yana gelmez. Ancak doğa, mühendislere bazen hazır çözümler sunar. Yerin derinliklerinden gelen magmanın soğumasıyla oluşan volkanik bazalt kayaları, eritilip iplik haline getirildiğinde çeliğe kafa tutan, ateşe meydan okuyan ve cam elyafından çok daha üstün özellikler sergileyen bir süper malzemeye dönüşür: Bazalt Elyafı.
Bu yazıda, karbon fiber ve cam elyafı arasındaki boşluğu mükemmel bir şekilde dolduran, korozyona uğramayan ve tamamen geri dönüştürülebilen bu yeşil teknolojiyi inceleyeceğiz.
Bazalt elyafı, doğada en çok bulunan kayaç türlerinden biri olan bazalt kayasının, herhangi bir kimyasal katkı maddesi eklenmeden yaklaşık 1450°C'de eritilmesi ve platin alaşımlı levhalardan (bushings) çok ince lifler halinde çekilmesiyle üretilir.
Cam elyafı üretimi sırasında karışıma bor veya diğer kimyasalların eklenmesi gerekirken, bazalt elyafı tek bileşenli bir üretim sürecine sahiptir. Sadece kaya eritilir ve çekilir. Bu durum onu üretim aşamasında daha çevreci ve maliyet açısından rekabetçi kılar. Rengi genellikle doğal olarak altın-kahverengi veya koyu yeşilimsi gridir.
Bazalt elyafını endüstriyel açıdan cazip kılan özellikler, sadece doğal olmasıyla sınırlı değildir. Teknik performansı şaşırtıcıdır:
Bazalt elyafının en büyük kozu, ateşe karşı olan doğal direncidir. -260°C ile +700°C arasındaki sıcaklıklarda yapısını bozmadan çalışabilir. Cam elyafı 400°C civarında yumuşamaya başlarken, bazalt elyafı doğrudan aleve maruz kalsa bile zehirli gaz çıkarmaz ve damlama yapmaz. Bu özellik onu itfaiyeci kıyafetleri ve yangın battaniyeleri için ideal kılar.
Bazalt elyafı, standart E-Cam (Fiberglas) elyafına göre %15-20 daha yüksek çekme mukavemetine sahiptir. Ayrıca elastisite modülü (rijitliği) de cam elyafından daha yüksektir. Karbon fiber kadar sert olmasa da, darbe dayanımı ve titreşim sönümleme konusunda karbon fiberden daha iyi performans gösterir.
Tuzlu su, asitler ve alkaliler bazalt elyafını etkilemez. Bu özellik, özellikle denizcilik sektöründe ve kimyasal tesislerdeki boru hatlarında onu vazgeçilmez kılar. Asla paslanmaz.
İnşaat sektöründeki en büyük devrimlerden biri Bazalt Donatı (Basalt Rebar) kullanımıdır. Betonarme yapılarda kullanılan çelik demirler zamanla nemden dolayı paslanır, genleşir ve betonu çatlatır.
Çelik yerine kullanılan bazalt donatılar:
Çelikten 4 kat daha hafiftir (Nakliye maliyetini düşürür).
Paslanmaz (Yapı ömrünü 100 yıla çıkarır).
Manyetik değildir (Hastanelerdeki MR odaları veya askeri radar binaları için kritiktir).
Isıyı iletmez (Binalarda ısı köprüsü oluşumunu engeller).
Piyasadaki konumu açısından bazalt elyafı, tam bir "fiyat/performans" ürünüdür.
Cam Elyafından: Çok daha güçlü, kimyasallara daha dayanıklı ama biraz daha pahalıdır.
Karbon Fiberden: Çok daha ucuz, daha esnek ama biraz daha ağırdır.
Bu denge, bazaltı otomotiv sektöründe (örneğin fren balatalarında ve ısı kalkanlarında) ve spor ekipmanlarında (tenis raketleri, kayak takımları) popüler hale getirmektedir.
Dünya sürdürülebilir ve yüksek performanslı malzemelere yönelirken, hammaddesi "sadece taş" olan bazalt elyafı parlamaya devam ediyor. Petrol türevi olmayan, doğadan gelip doğaya zarar vermeden karışabilen ve en zorlu koşullara dayanan bu malzeme, geleceğin yeşil binalarının ve güvenli araçlarının temel taşı olmaya adaydır.
