09192061744

88259793

از 10 صبح تا 16

جستجو

الیاف کربن cfrp

الیاف کربن cfrp

فیبر کربن (الیاف کربن) رشته الیافی است که از حرارت دادن مواد عالی که قسمت عمده ی از آن کربن می باشد در محیط گاز های بی اثر به دست می آید.  الیاف کربن به الیافی گفته می شود که دست کم دارای ۹۰ درصد کربن می باشند و از پیرولیز کنترل شده الیافی ویژه به دست می آیند.

فیبر کربن مشکی رنگ، غیر حلال در آب و بدون بو می باشد که مقاومت خیلی بالایی در مقابل مواد خورنده مانند اسیدها، بازها و مواد عالی را دارا می باشند. این الیاف به شکل تک جهته که در آن فیبر کربن موازی با راستای صفر درجه و دو جهته که در آن فیبر کربن به صورت دو راستای صفر و عمود بر آن (۹۰ درجه) قرار گرفته اند موجود است.

الیاف کربن cfrp در زمینه های مختلفی از جمله مقاوم سازی ساختمان ها، صنایع دفاعی، خودرو سازی، و بسیاری از صنایع مهم دیگر کاربرد دارد. الیافی که در ساخت فیبر کربن یا همان CFRP ها مورد استفاده قرار می گیرد معمولا توسط عناصری همچون رزین اپوکسی به المان ها و اعضای باربر در سازه ها اضافه گردیده و ظرفیت برشی، خمشی و محوری اعضا را بهبود می بخشند.

الیاف کربن cfrp و یا فیبر کربن CFRP یکی از مقاوم ترین مصالح ساختمانی می باشد که مقاومت و سطح کششی فوق العاده بالایی دارد. این محصول در صنایع فراوانی کاربرد زیادی داشته و از مهمترین کاربردهای آن، می توان به کاربرد الیاف کربن در مقاوم سازی ساختمان ها و سازه اشاره کرد.

استفاده از الیاف کربن مزایای بسیاری زیادی دارد:

وزن کم FRP (چگالی آن در حدود ۲۰% فولاد است).

  • مقاومت کششی زیاد FRP
  • روش های تولید حجیم و وسیع FRP
  • مقاومت زیاد FRP در برابر خوردگی
  • حمل و نقل آسان و سرعت اجرای بالابه دلیل وزن کم FRP
  • نفوذ ناپذیری مغناطیسی FRP
  • امکان مقاوم سازی با FRP به صورت خارجی

الیاف کربن cfrp,فیبر کربن, CFRP ,  مقاوم سازی , الیاف کربن, مقاوم سازی سازه, تاریخچه الیاف کربن

تاریخچه الیاف کربن

در دهه ۱۹۵۰ میلادی، الیاف کربن cfrp با داشتن وزنی سبک علاوه بر مقاومت و سختی بالایی که دارد، جهت ساخت سازه های فوق سبک تولید شد.   در ابتدا و به علت قیمت بسیار بالا در بازار فروش، استفاده از این نوع الیاف در صنعت بسیار محدود بود. در سال ۱۹۶۰ ریچارد میلینگتون از کمپانی Thompson Fiberglas فرآیندی را برای تولید یک فیبر با کربن بالا ۹۹ درصد با استفاده از ابریشم مصنوعی به عنوان پیش ماده ابداع نمود و باعث پایین آمدن قیمت کربن در بازار خرید و فروش شد.

پایین آمدن قیمت فیبر کربن این امکان را به وجود آورد تا در صنعت ساختمان و پل جهت مقاوم سازی و تقویت سازه های متفاوت مورد استفاده قرار گیرد. امروزه این نوع از الیاف کربن cfrp به عنوان جزء تامین کننده مقاومت در کامپوزیت های پلیمری با مقاومت بسیار بالا در صنایع متفاوت و همینطور صنعت مقاوم سازی به علت هزینه و قیمت مناسب مورد استفاده قرار می گیرند.

کامپوزیت های پلیمری الیاف کربن cfrp

CFRP کامپوزیت پلیمری FRP می باشند که این کامپوزیت از دو جزء ماتریس و تقویت کننده تشکیل می شوند. در این نوع از مواد کامپوزیتی تقویت کننده فیبرهای کربنی می باشند که به همراه یک رزین پلیمری که اکثرا اپوکسی است ترکیب می گردند.

این کامپوزیت CFRP از خاصیت های بسیار زیادی برخوردار است که به طرح بندی فیبر کربنی و نسبت فیبر کربن به مواد پلیمری بستگی دارد. عنصر اولیه این کامپوزیت CFRP  یک رشته الیاف کربنی می باشد که خود از یک پلیمر به نام پلی اکریلونیترول از صنعت نفت تولید می شود. دیگر روش تولید این نوع الیاف روش ایزوترپیک است. برجسته ترین استفاده از این کامپوزیت در صنعت مقاوم سازی و ترمیم و تقویت سازه ها است.

اگر سازه ای تحت شرایطی خاص از جمله زلزله یا گود برداری یا …آسیب دیده باشد و یا اگرقصد تغییر کاربری ساختمان مسکونی به آموزشی، تغییر یا افزایش در میزان طبقات سازه را داشته باشید دیگر سازه موجود ایمنی و شرایط مطلوب برای تحمل بار های وارد شده را نخواهد داشت و نیازمند مقاوم سازی یا ترمیم و تقویت سازه خواهید بود.

از دیگر موارد مورد نیاز به مقاوم سازی سازه می توان اعمال بارهایی سنگین تر نسبت به زمان طراحی، کاهش ظرفیت باربری بر اثر خوردگی فولاد، طراحی نامتناسب سازه، تغییر در سیستم سازه، اصلاح استانداردها و آیین نامه های ساختمانی و خرابی ناشی از آتش سوزی و … را نام برد.

استفاده از سیستم کامپوزیت پلیمری کربنی و یا الیاف کربن cfrp  نسبت به دیگر روش های سنتی مقاوم سازی و بهینه سازی یک سازه بتن از جمله ژاکت بتنی، تقویت خارجی عضو سازه ها با فولاد معمولی، افزایش سطح مقطع عضو بتنی، چسباندن ورق های فولادی و … بسیار متناسب تر و دارای مزیت های بیشتری است.

از جمله معایب روش مقاوم سازی سنتی،صعوبت اجرا،خطر ایجاد پوسیدگی در ورق های فولادی، غیر انعطاف پذیری ورق های فولادی، تغییر در وزن اجراء سازه ها و در نتیجه تغییر فرکانس طبیعی عضو سازهای و … می باشد. از مزیت های سیستم کامپوزیت های پلیمر کربنی CFRP حمل و نقل آسان و عدم توقف کاربری و عدم آسیب دیدگی قسمت هایی دیگر از سازه می باشد.

سیستم CFRP به مرور زمان و در مجاورت گچ و خاک دچار خوردگی نمی شود. همینطور برای کنترل کیفیت این سیستم پس از اجرای آن برای اطمینان خاطر از عملکرد صحیح می توان از تست PuLL OFF نیز استفاده نمود.

الیافی که به طور معمول در بهسازی ، مقاوم سازی و صنعت استفاده می شوند عبارتند از : 

1-الیاف شیشه

2-الیاف کربن

3-الیاف آرامید

4-الیاف بازالت

ویژگی های الیاف کربن cfrp

الیاف کربن با دو ویژگی، سختی بسیار بالا و چگالی بسیار پایین شناخته می شوند. بعضی از انواع الیاف کربن سختی ۱۰ برابر الیاف شیشه را داشته در حالی که دانسیته آن نصف دانسیته الیاف شیشه است. هرچند بسیاری از الیاف کربن cfrp مقاومت بسیار بالایی دارند، با این وجود عموما مانند الیاف شیشه مقاوم نیستند. خصوصیات دمایی الیاف کربن بسیار فوق العاده است. در صورتی که این نوع فیبر در دمای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد از اکسیداسیون محافظت کند، تا دما ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد نیز پایدار خواهد بود.

در دمای کمتر از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد و به لحاظ شیمیایی، الیاف شیشه نسبت به خوردگی و اکسیداسیون حساس نخواهد بود. یکی از چالش هایی که همواره طراحان هواپیما با آن مواجه هستند مسئله برخورد رعد و برق به هواپیما است. به همین علت طراحان برای حل این مسئله از خاصیت رسانای الکتریکی فیبر کربن استفاده می نمایند.

الیاف کربن در مقایسه با الیاف شیشه دارای کاستی هایی نیز هستند. مهمترین اشکال این نوع الیاف قیمت آن ها می باشد. کمترین قیمت الیاف کربن دو برابر الیاف شیشه S-glass می باشد در حالی که بعضی از انواع فیبر کربن می تواند قیمتی در حدود ۱۰۰ برابر E-glass داشته باشد. الیاف کربن کاملا ناهمسانگرد می باشند. مقاومت و سختی آن ها در جهت الیاف می تواند تا ۱۰۰ برابر مقاوم آن ها در جهت عرضی باشد.

الیاف کربن cfrp,فیبر کربن, CFRP ,  مقاوم سازی , الیاف کربن, مقاوم سازی سازه, ویژگی های الیاف کربن cfrp

موارد استفاده از الیاف کربن cfrp در ساختمان سازی و راهسازی:

  • تقویت سازه ها با کامپوزیت CFRP
  • استفاده در جداره داخلی تونل ها
  • تقویت کننده ی بتن‌های پر مقاومت
  • سازه های پس کشیده و پیش تنیده کربنی
  • ساخت دیوارهای سبک و مقاوم

الیاف کربن cfrp چگونه ساخته می شود؟

الیاف کربن از پلیمرهای ارگانیک تشکیل شده می باشد. پلیمرهای ارگانیک شامل رشته های بلند مولکول هستند که با اتم های کربن به یکدیگر متصل شده اند. بیشتر الیاف کربن (تقریبا ۹۰ درصد) با استفاده از فرآیند پلی آکریلونیتریل (PAN) ساخته می شوند. همینطور مقدار کمی از این نوع از فیبر (تقریبا ۱۰ درصد) با استفاده از ابریشم مصنوعی و یا فرآیند نفتی (petroleum pitch process) تهیه می شود.

انواع متفاوتی از گازها و مایعات و موادی دیگر برای ایجاد اثرات خاص، کیفیت ها و گریدهای متفاوت فیبر کربن در فرآیند ساخت مورد استفاده قرار می گیرد. تولید کنندگان الیاف کربن ترکیب های مختلفی از مواد خام مورد را مورد استفاده قرار می دهند.  آن ها معمولا فرمولاسیون خاص خود را به عنوان یک راز تجاری در نظر گرفته و ارائه نمی دهند.

سخن پایانی

به دلیل مقاومت کششی بالا و وزن سبک، بسیاری اعتقاد دارند الیاف کربن cfrp  مهمترین ماده تولیدی مورد استفاده در صنعت خواهد بود. به همین دلیل انتظار می رود با معرفی کاربرد های نوین برای CFRP ها، خرید و فروش الیاف کربن سهم عمده ای از  بازار تبادلات انواع الیاف FRP را به خود اختصاص بدهد. بنابراین با رشد تقاضا برای خرید الیاف کربن در طی سال های آتی، قیمت فروش این نوع از فیبر نیز در بازار های جهانی دستخوش تغییرات خواهد شد.

انصراف از نظر
فیلترها
Sort
display