Basaltfasern

Basaltfasern sind endlose oder bedingt endlose Filamentfäden aus basaltischem Gestein, die durch Schmelzextrusion hergestellt werden. Sie werden als Faserverstärkung in polymeren, keramischen und metallischen Matrixsystemen eingesetzt und gelten als Alternative zu Glas- und Kohlefaser. Basaltfasern verbinden hohe Festigkeit und Steifigkeit mit guter Temperatur- sowie chemischer Beständigkeit.

Herstellung erfolgt durch Schmelzextrusion: Basaltgestein wird auf Temperaturen von etwa 1400 bis 1600 °C geschmolzen und durch feine Spinnereten zu feinen Filamenten gezogen. Die Filamente werden zu Rovings, Geweben oder Matten weiterverarbeitet und mit chemischer Bindung (Sizing) versehen, um die Haftung an der Matrix zu verbessern. Typische Filamentdurchmesser liegen im Bereich von ca. 9 bis 20 μm.

Eigenschaften: Basaltfasern besitzen Zugfestigkeiten im Bereich von ca. 2,5 bis 4,0 GPa und Moduli von ca. 60 bis 90 GPa; Dichte ca. 2,8 g/cm3. Sie zeichnen sich durch gute Hitze- und Feuerbeständigkeit aus und können continuous bis zu mehreren hundert Grad Celsius eingesetzt werden (in Luft ca. 500–550 °C). Chemisch sind sie widerstandsfähig gegenüber vielen Chemikalien, besonders Basen; gegen starke Oxidationsmittel können Einschränkungen bestehen. Elektrisch sind sie nicht leitfähig.

Anwendungen: Basaltfasern finden Verwendung in Faserverbundwerkstoffen für Bauwesen (Bewehrung von Beton), Automotive- und Windkraftkomponenten, Schiffbau, Brandschutzbeschichtungen und elektrotechnische Anwendungen. Aufgrund eines guten Preis-Leistungs-Verhältnisses gegenüber kohlenstofffaserverstärkten Systemen werden sie oft als kostengünstige Alternative eingesetzt.

Umwelt und Sicherheit: Basalt ist ein natürlich vorkommendes Gestein, daher gelten die Rohstoffe als relativ verfügbar. Die Herstellung erfordert erhebliche Energie zum Schmelzen, was Umweltaspekte mit sich bringt. Bei der Verarbeitung können feine Fasern Haut- und Atemwegsreizungen verursachen; geeignete Schutzmaßnahmen sind empfohlen. Recyclingmöglichkeiten existieren vor allem in Verbundwerkstoffen, Optionen sind jedoch materialabhängig.