Виды углеволокна для армирования
Углеволокно – тонкие нити, диаметр которых не превышает 15 мкм. Для получения нитей задействуется карбон, формирующий микроскопические кристаллы. Они состоят из атомов с уникальным строением, за счет чего каждый кристалл расположен параллельно. Благодаря этому обеспечивается большой запас прочности углеволокна на растяжение. Карбон состоит из полимеров природного и синтетического происхождения. Высокая стоимость материала связана со сложной технологией производства. Армирование углеволокном является практичным и финансово выгодным способом укрепления конструкций, которым пользуются многие российские строительные компании.
Особенности углеволокна
Легкость материала способствует быстрому и простому монтажу без потребности в использовании грузоподъемной техники и сварочного оборудования. Для усиления конструкций потребуется пропитать углеволокно эпоксидным составом. Приклеивание ламелей осуществляется на заранее подготовленную поверхность. Если в конструкциях имеются зоны изгибов и растяжения, тогда применяются карбоновые каркасы повышенной прочности. За счет гибкости углеволокно подходит для армирования конструкций разной конфигурации.
При правильном монтаже углеволокна удастся повысить несущую способность перекрытий, балок или колонн. Также с помощью данного материала удастся поменять функциональное предназначение построек, произвести ремонтные или реставрационные работы, а также устранить ошибки, допущенные строителями и архитекторами.
Преимущества использования углеволокна:
- Высокая прочность и небольшой вес.
- Минимальная толщина (сохраняются планировочные решения).
- Низкие трудозатраты при монтаже (не нужно привлекать спецтехнику и использовать специальное оборудование).
- Монтажные работы выполняются без остановки функционирования здания/сооружения.
- Армирующий материал отличается долговечностью и стойкостью к коррозии.
Какие бывают виды углеродного волокна
Углеволокна может обладать разными эксплуатационными характеристиками, которые напрямую зависят от способа производства материала. Типы углеволокна в зависимости от сырья:
Углеродное волокно на основе ПАН
Углеволокно получают с помощью карбонизации полиакрилонитрила. Карбоновое волокно отличается большим запасом прочности и упругости, что делает его устойчивым к разрывам. Материал активно применяется в аэрокосмической сфере и промышленности.
Углеволокно на основе смолы
Материал получается за счет карбонизации предшественника нефти. Углеволокно может быть с низким и высоким модулем упругости. Волокна со сверхвысоким модулем применяются для укрепления жестких конструкций.
В зависимости от механических свойств углеволокно бывает:
Со сверхпрочным модулем
Данное карбоновое волокно называется UHM. Модуль упругости имеет показатель600 ГПа (среднее значение). Максимальная прочность достигает 2500 МПа. Сверхвысокомодульный углеродный материал применяется для укрепления конструкций, к которым выдвигаются требования соблюдения жесткости на единицу веса.
Высокий модуль упругости
Карбоновое волокно HM с модулем упругости в пределах 350-600 ГПа. Максимальный показатель прочности составляет 2500 МПа. Материал применяется для нужд аэрокосмической и машиностроительной промышленности. Данное волокно при небольшом весе имеет высокий показатель прочности.
Промежуточный модуль упругости
Волокно со средним модулем упругости (IM) демонстрирует упругости при растяжении – 280 до 350 ГПа. Максимальная прочность – 3500 МПа. Материал активно используется, где требуется высокая производительность.
Стандартный модуль упругости
Карбоновое волокно (HT) с упругостью на растяжение – 200-280 ГПа. Прочность материала – 2500 МПа. Благодаря универсальности его можно использовать для широкого спектра задач.
Низкий модуль упругости
Волокно с низким модулем упругости (LM) до 200 ГПа. Предельный уровень прочности находится в пределах 3500 МПа.
Карбоновое волокно делится на виды в зависимости от температуры, при которой была произведена термическая обработка:
Высокая термообработка (HTT)
Термическая обработка выполняется при температуре 2000°C.
Промежуточная термообработка (IHT)
Термообработка производится при температуре, достигающей 1500°C. Получаемые волокна отличаются большим запасом прочности.
Углеволокно имеет разное переплетение:
Углеродное волокно изготавливается из тонких нитей углерода, которые прочно переплетаются между собой, формируя надежный и легкий армирующий материал. Благодаря прочности, небольшому весу, жесткости и термостойкости материал считается оптимальным выбором для армирования конструкций. Он активно используется в аэрокосмической сфере, строительстве и военной промышленности.