Ứng dụng vật liệu carbon composite

Vật liệu Composite được chế tạo từ các vật liệu sợi, trong đó có ba loại vật liệu sợi thường được sử dụng là sợi carbon CFRP, sợi thuỷ tinh GFRP và sợi aramid AFRP. Đặc tính của các loại sợi này là có cường độ chịu kéo rất cao, môđun đàn hồi rất lớn, trọng lượng nhỏ, khả năng chống mài mòn cao, cách điện, chịu nhiệt tốt, bền theo thời gian...

Sợi Carbon compozite chứa ít nhất 90% nguyên tử carbon được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình nhiệt phân sợi nguyên liệu ban đầu. Kim cương, than củi, than hoạt tính, graphite (than chì) và sợi carbon đều được cấu thành từ những nguyên tử carbon. Kim cương là vật liệu cứng và bền nhất trong khi graphite mềm và trơn. Sự khác nhau này là do cấu trúc tinh thể khác nhau của chúng tạo ra.. Kim cương có cấu trúc carbon 3 chiều, sợi carbon có cấu trúc mạng lưới 2 chiều với các nguyên tố carbon sắp xếp trật tự thẳng hàng và quấn lấy nhau.

Ứng dụng sợi carbon composite và gia cố công trình:

Trước hiện trạng hư hỏng nhà ở và xuống cấp của các công trình hiện nay, việc nghiên cứu về sửa chữa, nâng cấp, cải tạo công trình xây dựng là vấn đề rất cần thiết. Thi công gia cố công trình bằng vật liệu sợi carbon compozite (FRP) là một phương pháp mới đã được nghiên cứu và áp dụng tại các nước tiên tiến bắt đầu xuất hiện từ những năm 1990. Trong những năm gần đây thì việc ứng dụng sản phẩm này trong lĩnh vực gia cố các công trình xây dựng đã cho cho thấy nhiều ưu điểm nổi trội so với phương truyền thống (sử dụng thép tấm, tăng tiết diện cấu kiện….)

1

Phương pháp mới này tận dụng được ưu điểm khả năng chịu lực rất cao của vật liệu cùng với sự tiện lợi khi thi công đã trở thành một giải pháp rất đáng chú ý khi chọn lựa để sửa chữa, gia cố cho các công trình bê tông cốt thép. Phương pháp sửa chữa, gia cố công trình bằng cách sử dụng vật liệu FRP có rất nhiều ưu điểm như thi công đơn giản, nhanh chóng, không cần phải đập phá kết cấu, không cần sử dụng coffa, đảm bảo giữ nguyên hình dạng kết cấu cũ, có tính thẩm mỹ cao, đặc biệt là với các công trình đòi hỏi khả năng chống thấm và ăn mòn cao.

Các dạng FRP dùng trong xây dựng thường có các dạng như: FRP dạng tấm; FRP dạng thanh, FRP dạng cáp, FRP dạng vải, dạng cuộn... Trong sửa chữa và gia cố công trình xây dựng thường dùng các loại FRP dạng tấm và dạng vải.

2