Hiilikuituvahvistus, kuten nimestä voi päätellä, on uudenlainen rakennemateriaali, joka on valmistettu "uusien materiaalien kuninkaan" hiilikuidusta, joka yhdistetään hartsiin erityisellä pultruusioprosessilla. Tämän hiilikuitukomposiittimateriaalin tiheys on vain 1/7-1/5 teräksen tiheydestä, mutta sen oma lujuus on yli 10-15 kertaa terästankojen tiheys.
Tämähiilikuitutanko, joka näyttää terästankoilta, mutta toimii niitä paremmin, on laajalti käytössä maa- ja vesirakentamisessa, meritekniikassa, siltatekniikassa ja muilla aloilla sen etujen keveyden, korroosionkestävyyden ja väsymiskestävyyden ansiosta. Se voi nostaa siltaa tai vahvistaa kaupungin muuria; se sopii tasangolle ja meriympäristöön... Miten hiilikuitutankoilla on sellaisia "supervoimia"?
Kuinka tehdä hiilikuituvahvike?
Hiilikuiturivat ovat sauvan muotoisiahiilikuituvahvisteiset komposiittimateriaalitjotka muodostetaan käyttämällä jatkuvia hiilikuituja lujitemateriaaleina ja hartsimatriisia käyttämällä sopivaa muovausprosessia.
Niistä hiilikuitu on pääasiallinen kantava osa, ja hiilikuidun vetolujuudella ja vetomoduulilla on ratkaiseva vaikutus hiiliripojen lujuuteen ja taipumiseen. Hartsimatriisin tehtävänä on sitoa hiilikuitumultifilamentit nipuiksi kantamaan yhteen voimaa, jolla on tietty rooli ripojen pituussuuntaisissa veto- ja puristusominaisuuksissa ja se määrää tuotteen kosteuden ja lämmönkestävyyden.
Mitkä ovat hiilikuituvahvistuksen ominaisuudet?
Hiilikuituvahvistuksen etuna on korkea lujuus, kevyt paino, korroosionkestävyys ja väsymiskestävyys. Suurin vetolujuus on yli 3000 MPa ja suhteellinen tiheys vain 1/5 terästankojen vastaavasta. Väsymiskestävyys on huomattavasti parempi kuin terästankojen. Se kestää erinomaisesti kemiallista korroosiota ankarissa ympäristöissä, kuten hapoissa, emäksissä, suolassa ja kosteudessa. Kuitulujitteen tärinänvaimennusominaisuudet ovat paremmat kuin teräksen, ja energian absorptio- ja iskunvaimennusvaikutukset ovat paremmat.
Fromhiilikuituhiilikuituvahvistukseen
Hiilikuitujänteet muodostuvat yleensä pultruusiolla. Pultruusiolla tarkoitetaan valmistusprosessia, jossa tuotetaan jatkuvia kuituvahvisteisia polymeerejä, joilla on vakio poikkileikkaus. Prosessi on johdattaa hiilikuitu rullalta, kerätä kuidut nipuiksi muotin muodon mukaan langanohjainlevyn avulla ja ohjata ne liimasäiliön hartsikylpyyn.
Hiilikuitu kulkee säännöllisesti liimasäiliön läpi. Liimasäiliössä oleva hartsi tunkeutuu täysin lujitekuituun, ja kuidun pinnalle tunkeutunut hartsi puristuu tasaisesti liimasäiliön sisäosien läpi ja menee sitten muovausmuottiin. Ylimääräinen hartsi puristetaan ulos esimuovausmuotissa ja menee sitten kuumennettuun muovausmuottiin. Kuumennetussa muotissa hartsi lämpenee ja jähmettyy vähitellen ja muodostaa pyöreän sauvan, jonka halkaisija on sama muotin muodon mukaan. Muotti on yleensä varustettu lämmitetyllä jälkikovetuslaatikolla parantamaan hiilikuituripojen kovettumisastetta ja kattavaa suorituskykyä.
Kovettunut hiilikuituvahvike vedetään ulos vetolaitteella ja leikataan haluttuun pituuteen tai kierretään levyksi.
