Phân biệt sợi carbon và sợi thủy tinh
Sợi carbon và sợi thủy tinh là những vật liệu đa năng được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau bao gồm cả làm gia cường kết cấu cầu cảng. Thậm chí có một số sản phẩm sử dụng cả ở các khu vực khác nhau. Mặc dù sợi carbon và sợi thủy tinh có nhiều điểm tương đồng bao gồm cả độ bền và cường độ, hai loại vật liệu này khác biệt nhiều.
Sợi carbon (carbon fiber) là gì?
Sợi carbon gia cường kết cấu cầu cảng
Cuộn sợi cacbon dùng để gia cường kết cấu dầm, bản cầu cảng
Sợi carbon (sợi cacbon) được cấu tạo từ nguyên tử carbon liên kết với nhau để tạo thành một chuỗi dài. Về cơ bản, sợi carbon rất mỏng, thậm chí mỏng hơn tóc người. Các sợi có thể được xoắn lại với nhau tạo thành dạng sợi. Hoặc các sợi có thể được dệt lại với nhau tạo thành dạng vải. Những loại vải và sợi có thể được đúc và liên kết với nhau thành bất kỳ hình dạng nào mong muốn bằng cách sử dụng nhiệt và áp lực, kết hợp với một loại nhựa hoặc một polymer phù hợp. Sợi carbon mạnh gấp 5 lần thép, cứng gấp đôi thép, nhưng chỉ nặng khoảng 2/3 thép. Sợi carbon đang dần đi vào nhiều ngành công nghiệp, thay thế kim loại ứng dụng vào nhiều lĩnh vực mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Đặc tính:
– Độ cứng cao
-Cường độ chịu kéo cao
-Nhẹ
-Kháng hóa chất
-Chịu được nhiệt, giãn nở nhiệt thấp
Ứng dụng: gạy bóng chày, gạy chơi golf, tấm thân máy bay, gia cường kết cấu bê tông, tấm xe ô tô…
Sợi thủy tinh (Fiberglass) là gì?
Sợi thủy tinh gia cường kết cấu
Sợi thủy tinh tăng khả năng chịu lực của kết cấu
Sợi thủy tinh được cấu tạo từ thủy tinh nóng chảy đã được đúc ép bằng ống lót ổ trục (chính là khuôn kéo sợi thủy tinh) tạo ra một chuỗi như vật liệu. Chuỗi này sau đó được dệt thành sợi và dệt từ sợi thành vải. Giống như sợi cacbon, vải này có thể được đúc thành bất kỳ hình dạng nào mong muốn nhưng sợi thủy tinh mất ít nhiệt và áp suất để đạt được mối liên kết này. Sợi thủy tinh có độ bền và trọng lượng tương tự như sợi carbon nhưng linh hoạt hơn sợi carbon.
Đặc tính:
-Không cháy,
-Không mục nát,
-Không thấm nước
-Bền với các axit.
– Ít đàn hồi hay giãn rộng,
-Không dẫn nhiệt, không dẫn điện, không hút ẩm.
Ứng dụng: Bảng điều khiển xe ô tô, thân máy bay, thuyền, đường ống, bể chứa, tòa nhà, mũ bảo hiểm, vật liệu cách điện, gia cường kết cấu
So sánh sợi thủy tinh và sợi carbon
Cả sợi carbon và sợi thủy tinh đều tương tự nhau trên nhiều phương diện, nhưng cũng có sự khác biệt rất lớn.
Sợi carbon mạnh hơn sợi thủy tinh và có thể thay thế kim loại trong một số ứng dụng. Sợi thủy tinh, mặt khác có thể không có cường độ kéo cao hơn nhưng có mô đun đàn hồi thấp hơn đáng kể. Điều này cho phép sợi thủy tinh bị uốn cong và căng nhưng không bị vỡ.
| Sợi thủy tinh | Sợi carbon | |
| Cường độ chịu kéo | 700 MPa | 1000 MPa |
| Mô đun đàn hồi | 72.5 GPa | 651.5 GPa |
Lựa chọn vật liệu phù hợp để gia cường kết cấu
Dựa vào các thông số của sợi thủy tinh và sợi carbon, chúng ta dễ dàng nhận ra rằng sợi carbon (Tyfo, Torayca…) với ưu điểm:mạnh, cứng, nhẹ được sử dụng thay thế kim loại và gia cường kết cấu cầu cảng như dầm, bản hiệu quả. Mặt khác với lợi thế linh hoạt, dễ uốn cong, mạnh, sợi thủy tinh (Pilemedic, Pilejax) thường được sử dụng gia cường cọc dưới mực nước trung bình.
