Углеродное волокно — строительный материал

По словам исследователей, легкий вес и уникальные свойства углеродного волокна делают его привлекательным потенциальным строительным материалом.

В современном строительстве начинают применять новые материалы, которые вносят свою долю в формирование архитектуры будущего. Учёными уже получены такие материалы как: наноплёнки для покрытия светопрозрачных конструкций, новые виды арматурных сталей, самоочищающиеся и износостойкие покрытия. Имеют все шансы улучшить свойства уже имеющихся строительных материалов, например, профнастила и металлочерепицы, следующие наноматериалы: углеродные нанотрубки и графен.

Одним из наиболее перспективных материалов для будущего строительства является углеродное волокно. Полимер, содержащий длинные тонкие нити атомов углерода, соединённых вместе в кристаллической формации, где каждая нить, тоньше человеческого волоса, он легче стали, в пять раз прочнее и в два жестче. Углеродное волокно является универсальным материалом, его можно наносить на поверхности любой сложности и конфигурации, можно наносить в несколько слоёв. Этот материал обладает стойкостью к коррозии и лёгкостью.

Углеродные волокна в строительстве
Таким образом, этот материал особенно популярен среди производителей, его используют для всего: от велосипедных рамок, рыболовных столбов и крыльев самолетов до корпусов гоночных автомобилей, шахт для гольф-клубов и мачт-парусников.
Углеродное волокно и другие композиционные материалы отличаются высокой производительностью, это означает, что они имеют очень небольшой вес, но могут принимать огромные нагрузки.

 

Углеродное волокно (углепластик) представляет собой очень интересную возможность для проведения строительных и ремонтных работ в жилых домах. Потребуется всего несколько недель, чтобы построить корпус для небольшого дома из углеродного волокна, в сравнении с месяцами при использовании обычных материалов. Композитные структуры могут быть установлены довольно быстро и не требуют значительных затрат, поэтому срок службы и эксплуатации отремонтированных сооружений увеличится в несколько раз, а количество материала уменьшиться.
Благодаря своей гибкости и малой массе углеродное волокно можно легко перемещать. Модули могут быть подняты, взяты в другом месте и соединены друг с другом, чтобы производить большие сборки по мере необходимости, это делает составные структуры более гибкими, чем традиционные здания. Такие конструкции отлично могут сочетаться с традиционной крышей из профнастила.

Сборка строительных конструкций из углеродного волокна
Появление стали не породило небоскребов. Для использования преимуществ стали архитекторы также нуждались в новой строительной технике: стальной конструкции. Так обстоит дело и с инновационными материалами, такими как углеродное волокно. Материал применяется в виде холстов и лент. Углеродный холст изготовлен из целевых углеродных волокон и обладает высокой прочностью. Используемый в строительстве углеродный холст крепят к поверхности армированного материала, а для улучшения фиксации применяют специальный монтажный клей, который фиксирует конструкцию с углеродным материалом. Углеродный холст очень удобный материал для обработки сложных строительных конструкций, он очень стойкий к механическим воздействиям, его удобно применять как на горизонтальной поверхности, так и на вертикальной, устойчив к перепадам температуры и к любым осадкам. Его цель: продемонстрировать, что конструкция углеродного волокна может производить не только превосходную функцию, но и отличную форму.

Углеродная лента, разработанная на основе углеродистых волокон, является универсальным материалом при строительстве любых конструкций. Её применяют при строительстве элементов с небольшими размерами, при перекрытии плит с небольшой ребристостью, а также разнообразных балочных элементов рамных конструкций. Применение углеродной ленты позволяет сократить финансовые затраты, защищает строительную конструкцию от воздействия агрессивной среды, не требует сварочных работ, что позволяет избежать дефектов, которые могут возникнуть на месте сварочных швов. Лента очень тонкая и если даже нанести её в несколько слоёв, дополнительной нагрузки на строительные элементы не создаст.

Углеродистое волокно – это самый крупный еще неиспользованный ресурс. Учёные ведут разработки запрограммировать роботов для строительства архитектурных сооружений, где будет использоваться углеродное волокно. Они будут построены в небольших масштабах, напоминающие паутину или коконы и указывающие на архитектурный потенциал углеродного волокна. В будущем существующие структуры будут заменены добавлением карбоновых волокон или капсул. Внешний вид здания останется прежним, но интерьер можно настроить с помощью модульных офисов и резиденций, используя принцип звуковой скульптуры.

Строя новые объекты, придётся столкнуться с тем фактом, что уже существуют постройки, которым сотни лет и от них никуда не деться. Снять эти бетонные, кирпичные и каменные панели и перестроить их сложно с точки зрения энергетических смещений и последствий. Почему бы не перепрофилировать их и не модернизировать их функции с «вставками», которые очень хорошо разработаны, легки и доступны по цене?
Формирование будущего производства
В естественном мире полно интересной геометрии, от спиралей и сфер до кривых и конусов. И все же, построенный мир слишком часто состоит из треугольников, кругов и квадратов. Стремясь разблокировать более крупный каталог возможных форм для построенных объектов, ведутся исследования геометрического потенциала композитов, армированных волокном. Полимерные композиционные материалы, армированные углеродным волокном, обладают износостойкостью, прочностью и лёгкостью. Лучшее использование волокон для теннисных ракеток, хоккейных клюшек, рам гоночных велосипедов, для крупномасштабных конструкций есть один основной недостаток – высокая стоимость. Композиционные материалы изготавливают на основе термореактивных смол, те, которые предназначены для несущих строительных конструкций, а на термопластичных полимерах – для защитных и декоративных облицовок. Смешивание – это технология производства полимерных композиционных материалов, его используют для повышения однородности композиционного материала.  Смешивают с расплавленной основой сухие и жидкие добавки, а также твёрдые и жидкие.

От технологии производства и от используемых компонентов зависят свойства полимерных композитных материалов.  Самый дешёвый материал – это композит с твёрдым наполнителем, его используют для повышенной прочности материала. К композитам с жидким наполнителем относятся масла и смолы. В их состав входят жидкости. которые выполняют роль пластификатора. И самым востребованным является композит с волокнистым наполнителем. Чаще всего для наполнителя используют материалы в виде борных и углеродных волокон.

Полимерные композитные материалы используют в строительстве при армировании бетонных конструкций, чтобы сооружение было прочным и долговечным.

Профнастил и углеродное волокно в Харькове

Чтобы создать большую, лёгкую конструкцию, полимерное волокно – хороший выбор. Изучая методы изготовления, которые являются дешёвыми и доступными, учёные разрабатывают создание «умных композитов», эти материалы будут сами исправлять повреждения.

В массовое производство такие материалы еще не поступили, на сегодняшний же день востребованным строительным материалом остается профнастил, который также имеет много плюсов при использовании его для крыши, стен или забора вашего жилища. В Харькове профнастил можно приобрести по низкой цене в компании Энергобуд.