УглеродПромышленная технология производства углеродного волокна освоена во второй половине прошлого века. Структура волокон – кристаллическая молекулярная цепочка из атомов углерода толщиной от 3 до 15 мк. Микроскопические волокна отличаются прочностью на разрыв, низким удельным весом, незначительным коэффициентом температурного расширения и химической инертностью. Материал из углеродных нитей, связанных полимерными смолами, получил название карбон (carbone – углерод). Первыми изделиями из карбона стали детали и кузова машин болидов «Формулы-1», лыжи, удочки, хоккейные клюшки и спортивные снаряды.

Технология производства основана на термической обработке полиакрилонитрила или вискозы, путем «обугливания» при температуре 700 градусов из структуры выжигаются атомы водорода, после многократного проведения операции водород удаляется практически полностью. При последующем нагреве до 1200 градусов удаляется азот, окончательная графитизация происходит при 3000 градусах. Материал с содержанием 95% углерода получил наименование «graphite fibers». Из углеродных волокон путем плетения получают нити, в России карбоновая нить производится на «Саратоворгсинтезе», мощность производства – 4 тыс. тонн в год.

Применение углеродистых материалов в строительстве

Из карбоновых нитей изготавливают геоткань и георешетку с уникальными свойствами: материал отличается легкостью, а по устойчивости к разрывным нагрузкам не уступает листовой легированной стали. Применяется для армирования строительных конструкций, область применения:

  • Повышение сейсмостойкости несущих элементов зданий и сооружений,
  • Восстановление прочности конструкций при проведении ремонтно-восстановительных работ на фундаментах, в туннелях и на путепроводах,
  • Усиление бетонных колон, балок, ригелей, лестничных маршей, ферм и плит перекрытий, материал наносится поверх бетонного покрытия, обеспечивая его устойчивое объемно-напряженное состояние,
  • Повышение прочности мостов и эстакад, наносится на поверхность железобетонных несущих конструкций, количество слоев определяется расчетным путем,
  • Используется в качестве армирующего слоя фасадов зданий, для усиления проемов в монолитных и кирпичных стенах,
  • В качестве эффективного жаропрочного покрытия, рабочая температура до +1200 градусов,
  • Материал обладает высокими радиопоглощающими свойствами.

Кроме геоткани и георешетки из карбоновых нитей, на рынке представлены: углеродная ткань с односторонним алюминиевым покрытием, углеродная лента, шнур углеродный для сальниковых набивок.