مقاله تحلیلی:‌ فیبر کربن– خواص و کاربردها

فیبر کربن، فیبر قوی است که وزن سبکی داشته و رشته‌های بلندی دارد که به‌گونه‌ای به یکدیگر متصل شده‌اند که یک سازه الیافی مانند را شکل داده‌اند. فیبر کربن که به‌عنوان فیبر گرافیت هم شناخته می‌شود مقاومت، سختی و ظرفیت باربری بیشتری نسبت به مصالح فولادی دارد. این خواص، فیبر کربن را به یک مصالح ساختمانی کامل در پروژه‌های ساخت تبدیل کرده است. این فیبر بهترین عملکرد را در سازه‌هایی که بارهای ضربه‌ای زیادی دریافت می‌کنند، دارد.

خواص فیبر کربن به‌عنوان مصالح ساختمانی

خواص مهم فیبر کربن عبارت‌اند از:

1. فیبر کربن انعطاف‌پذیر است.
2. چگالی فیبر کربن حدود 1600  کیلوگرم بر مترمکعب است.
3. فیبر کربن ازنظر شیمیایی پایدار است.
4. رسانایی الکتریکی خوبی دارد.
5. فیبر کربن مقاومت قابل‌توجهی در برابر آتش دارد.
6. هدایت حرارتی فیبر کربن بالا است.
7. انبساط حرارتی پایین‌تری دارد که این ویژگی در مناطقی که جابجایی یا انبساط باید اندک باشد، اهمیت دارد.
8. سختی فیبر کربن با مقدار 26830 N/m دو برابر سختی فولاد است.
9. نسبت مقاومت به وزن فیبر کربن بسیار بالا است.
10. مقاومت کششی فیبر کربن حدود 290 kgf/cm² است.

کاربردهای الیاف فیبر کربن در ساخت‌وساز

سه کاربرد اصلی فیبر کربن عبارت‌اند از:

استفاده از فیبر کربن برای ساخت بتن پیش‌ساخته

محبوبیت استفاده از فیبرهای کربنی در المان‌های بتنی پیش‌ساخته در ایالات‌متحده آمریکا در حال افزایش است. آرماتورهای شبکه فولادی استاندارد که در قسمت خارجی و داخلی مقطع المان‌های دیوار بتنی پیش‌ساخته استفاده می‌شوند را می‌توان با ورق‌ها یا شبکه‌های فیبرهای کربنی جایگزین کرد.

با استفاده از فیبر کربن بجای شبکه فولادی، وزن کلی سازه کاهش می‌یابد. شبکه جوشکاری در سازه دال بتنی را می‌توان با یک شبکه فیبر کربن جایگزین کرد که وزن کلی را کاهش داده و محافظت شیمیایی موردنیاز را تأمین می‌کند. دیوارهای ساندویچ پانل را هم می‌توان از فیبرهای کربنی به‌عنوان شبکه برشی یا خرپا استفاده کنند.

استفاده از فیبر کربن به‌عنوان آرماتور

محبوبیت فیبرهای کربنی در مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی افزایش بیشتری پیدا کرده است. از این فیبرها به‌عنوان آرماتور خارجی برای ستون‌ها استفاده می‌شود. همچنین در بهسازی هم می‌توان از این فیبرها استفاده کرد. این روش نیاز به عملیات مهار اضافی و نصب را که بسیار زمان‌بر و هزینه‌بر است از بین می‌برد.

فیبر کربن در ساخت‌وساز پل

از فیبرهای کربنی در ساخت سازه‌های باربر اصلی، کابل‌ها، عرشه‌ها و تکیه‌گاه‌ها نیز استفاده می‌شود.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.