ورق فیبر کربن در مقاوم سازی ساختمان، خواص و کاربردهای آن

پلیمر یا الیاف کربن تقویت شده با رزین (CFRP) یا لمینیت و ورق فیبر کربن، برای سیستم های مقاوم سازی قابل اعتماد و با کارایی بالا استفاده می شود. پلیمرهای CFRP شامل صفحات فیبر کربن به اضافه چسب های بر پایه رزین اپوکسی تشکیل شده است. این سیستم ها به طور گسترده ای به صورت دینامیکی و استاتیکی باعث تقویت خمشی ساختمان های بارگذاری شده می شوند. می توان از این سیستم ها برای سایر سازه ها مانند پل ها، تیرها، سقف ها و دیوارها استفاده کرد.

ورق فیبر کربن چیست؟

ورق های فیبر کربن، از یک لمینیت که از چند لایه الیاف کربن تقویت شده با رزین است ساخته می شوند. این لمینیت با استفاده از حرارت و فشرده اسزی چندین فیبر کربن در کارخانه درست می شود.  از ورق کربن بیشتر برای کاربردهای خودرو و هوافضا و برای کاربردهای ساختاری به دلیل استحکام ویژه بالا و نسبت سختی به وزن آن استفاده می شود. ورق کربن دوام طولانی مدت فوق العاده ای را برای سطح مورد نظر ایجاد می کند.

ورق فیبر کربن، به عنوان صفحه، پانل یا تخته فیبر کربن و همچنین ورق کامپوزیت فیبر کربن شناخته می شود. این یک ماده گرافیتی میکرو کریستالی است، که از روی هم قرار دادن الیاف آلی در امتداد جهت محوری الیاف، کربن و گرافیت به دست می آید. فیبر کربن از داخل نرم است، ولی دارای خواص مقاوم در برابر خوردگی و مدول بالا است. کیفیت آن سبک تر از آلومینیوم فلزی است، اما استحکام آن بالاتر از فولاد است. برای آشنایی بیشتر با ورق فیبر کربن مطالعه “الیاف کربن (CFRP) چیست؟” را پیشنهاد می کنیم.

عبارت CFRP مخفف چیست؟

CFRP مخفف 4 کلمه (Carbon Fiber Reinforced polymer) یا پلیمر تقویت شده با فیبر کربن است. “P” در CFRP همچنین می تواند به جای “polymer” به معنای “plastic” باشد. این اصطلاح که برای توصیف یک ماده کامپوزیتی تقویت شده با الیاف که ساختاری اولیه آن از فیبر کربن است، استفاده می شود.

خواص ورق کربن چیست؟

این ورق های فیبر کربن خواص مکانیکی بالایی دارند، از نظر شیمیایی پایدارهستند و برای ترکیب با فوم یا چسب آماده استفاده هستند. استفاده از آنها هر جا که مواد سبک، قوی و بادوام برای مقاومت در برابر تنش‌ها و کرنش‌های بالا مورد نیاز باشد، ایده‌آل است.

برخی از خواص مربوط به مواد کامپوزیتی، به ویژه آنهایی که از فیبر کربن به عنوان یکی از اجزای تشکیل دهنده آن استفاده می کنند. این خواص شامل استحکام ، قدرت ، سفتی، سختی ، مقاومت در برابر خوردگی، شفافیت EM، چگالی کم و رسانایی گرمایی می باشد.

کاربردهای ورق کربن کجاست؟

از ورق های فیبر کربن برای افزایش ظرفیت ساختاری که نیاز به تقویت، بازسازی و تعمیر اضافی دارند، استفاده می شود. از ورق های فیبر کربن در حال حاضر نیز برای تقویت ستون ها و تیرها با استفاده از تکنیک الیاف استفاده می شود. این ورق های کربن برای بهبود استحکام بر روی بخش هایی مانند تیرها و ستون ها اعمال می شود. این تکنیک به ویژه برای بهبود مقاومت در برابر ترکیدگی یا ضربه برای ستون‌ها در سازه‌های پل بزرگراه استفاده می‌شود.

می‌توانید از ورق‌های کربن روی فریم‌های هواپیمای بدون سرنشین خود، شاسی یا فرمان‌ ماشین های مسابقه، محفظه‌های فیبر کربنی الکترونیکی، وسایل ساخت و ساز هوافضا، مبلمان فیبر کربن، استفاده کنید. همچنین می توان برای کاربردهایی مانند هوافضا، خودرو و مهندسی عمران، کالاهای ورزشی نیز استفاده شود. برای آشنایی بیشتر با سایر کاربردهای ورق کربن در صنایع دیگر مطالعه مقاله “کاربرد های شگفت انگیز الیاف کربن CFRP در صنعت کامپوزیت” را پیشنهاد می کنیم.

انواع کاربردهای اصلی تقویت عناصر ساختاری سازه با ورق های کربن چیست؟

عمدتاً به‌عنوان اضافات متصل به بیرون یا نصب نزدیک به سطح (NSM) به عناصر ساختاری موجود استفاده می‌شوند. این عناصر ساختاری شامل موارد زیر می شود:

• تیرها، دودکش ها، ستون ها
• لوله های اسلب، اتصالات سازه ای
• مخازن ذخیره سازی

رنگ بندی ورق های کربن به چه صورت است؟

رنگ ورق های فیبر کربن نه تنها مشکی است، بلکه ورقه های فیبر کربن رنگی را نیز برای زیبایی زندگی ما ارائه می دهد، مانند رنگ آبی، رنگ قرمز، رنگ نقره ای، رنگ طلایی. محصولات فیبر کربن را می توان به صورت مات یا براق رنگ کرد. شن و ماسه را با شن با یک پرایمر اپوکسی ببندید، سپس سطح مات یا براق را روی سطح قطعات فیبر کربن بپوشانید.

ورق های کربن تک جهتی چیست؟

ورق های کربن یک طرفه از الیاف کربن تک جهته ساخته می شوند. این صفحات فیبر کربن شامل چند لایه از چیدمان متقارن پارچه یک طرفه، ساخته می شوند. از آنها جهت به حداکثر رساندن استحکام در مناطق مختلف و در عین حال سفت و محکم نگه داشتن استفاده می کنند.

سفارشی بودن ورق های فیبر کربن

گزینه های ضخامت و اندازه های مختلف بسیار زیادی برای ورق های فیبر کربن وجود دارد. اکثر این ورق ها به صورت سفارشی برای کاربرد های مختلف ساخته می شوند. به طور مثال اگر به ورق فیبر کربن با اندازه بزرگ احتیاج دارید، به برش CNC نیاز دارید. پس اگر به یک پانل فیبر کربنی با اندازه یا ضخامت خاصی نیاز دارید، مطابق با مشخصات شما سفارشی سازی می شود.

چگونه ورق های فیبر کربن را برش دهیم؟

• برش ورق کربن با استفاده از روش CNC :

در این روش طرح و ابعادی که می خواهیم را به نرم افزار سیستم برش می دهیم و با استفاده از یک دریل اتوماتیک، ورق فیبر کربن  برش می خورد.

• برش ‌ورق کربن با استفاده از برش لیزری: لیزر اپوکسی را خیلی سریع می تواند بر فیبرهای کربن تاثیر بگذارد، این منجر به جلوگیری از ایجاد یک خط برش بسیار ضعیف و الیاف شکسته می شود.
• برش ورق کربن را با اره برقی، اره مویی و غیره: با استفاده از یک اره برقی در سطح بزرگ یا اره منبت کاری در سطح کوچک می توان برای برش زدن ورق های فیبر کربن استفاده کرد.

• برش ورق کربن با جت آب پر فشار : در این روش با استفاده از سیستم پرفشار آب و هوا برای ورق های فیبر کربن را برش می زنند.

مشخصات فنی ورق های فیبر کربن چیست؟

ورق فیبر کربن در واقع چند لایه الیاف کربن هستند، که با چسب رزین آغشته می شوند. پس از آن با استفاده از حرارت و فشار در کارخانه در ابعاد و مشخصات متفاوت طبق دستورالعمل ها ساخته می شوند. فیبر کربن (CF) نوع جدیدی از مواد الیافی با استحکام بالا و فیبر مدول بالا با محتوای کربن بالای 95٪ است. چگالی آنها تنها 1.76 گرم بر سانتی متر مکعب و استحکام کششی 3500 مگا پاسکال یا بیشتر است. فرآیند تولید آن به صورت ورقه شدن الیاف کربن با فشار گرم انجام می گیرد. نسبت استحکام به وزن و استحکام برای آنها مورد نیاز است.  طیف وسیعی از لمینت های تحت فشار ساخته شده از الیاف کربن، الیاف شیشه و الیاف آرامید یک جهته یا چند جهته با وزن 200 تا 1700 گرم بر متر مربع را تولید می شود.

قیمت ورق فیبر کربن چقدر است؟

فیبر کربن معمولا در بازار گران قیمت استفاده می شود. زمانی که قیمت ورق کربن را می‌پرسید، باید بدانید که چه مشخصات ورق کربن نیاز دارید. اندازه، ضخامت، پرداخت و بافت ورق‌های فیبر کربن، مواردی هستند، که در قیمت ورق کربن اثر می گذارند. ابتدا باید این اطلاعات را بدست بیاورید و متناسب با آنها قیمت را برآورد کنید. در این راستا برای دریافت قیمت خرید پارچه کربن دو جهته می توانید با کارشناسان ما در تماس باشید.