О перспективах применения углеродного волокна в строительстве

В современном мире научно-технический прогресс широко внедряется в строительную отрасль. Возрастающие требования к прочности зданий и сооружений, требования к сокращению сроков их возведения, улучшению комфорта и уюта помещений при сокращении финансовых затрат на строительство вызывают необходимость разработки и внедрения принципиально новых материалов.

Среди инновационных достижений индустрии строительных изделий последних лет выделяются полимерные композиционные материалы. Наиболее востребованной среди них является продукция на основе углеродного волокна (карбона). Оно добавляется в стандартные стройматериалы, увеличивая их прочность к механическим нагрузкам, стойкость к температурным перепадам, атмосферным осадкам, воздействиям агрессивной среды. В ходе комплексных НИОКР созданы высокотехнологичные бетоны, металлические изделия, включая водопроводные, канализационные и трубы иного назначения, стеновые и кровельные покрытия, в которых в качестве армирующего вещества выступает углеволокно. Это позволило увеличить долговечность продуктов, сильно подверженных воздействию физических, климатических и химических нагрузок. Сокращается и расход материалов. Углебетон экономит до 30% цементно-песчаного раствора. Примерно такие же показатели достигаются при изготовлении труб.

Возрастает роль углеродных волокон для проведения ремонтных и восстановительных работ. Учитываются его антикоррозийные, антибактериальные, теплоизоляционные, диэлектрические и иные свойства. При покрытии труб, помимо долговечности, решается вопрос теплоизоляции. К тому же для для крепления такого материала подходит такой крепеж как стандартные теплоизоляционные дюбели. При обмотке волокном железных конструкций, например, мостовых арок, срок их службы увеличивается в 2 раза. В этих же целях используются тонкие изящные стеновые покрытия, которые предотвращают разрушение старых стен. В них не создаются условия для развития микрофауны (плесени, грибков). Стены также приобретают противошумные, влагостойкие качества. Карбон огнестоек. Продукты из него могут противостоять открытому огню в течение нескольких часов.

Материалам из углеволокна разработчики часто придают специальные свойства. Они изготавливаются пластичными, гибкими, что позволяет придавать им разные формы. Достигается это за счет варьирования наполнителями, которыми являются смолы.

Но всё же особого внимания заслуживают самостоятельные углеродные ПКМ. Они на 75% легче стали, на 30% - алюминия. Углеродная нить выдерживает нагрузку на разрыв в 4 раза большую, чем равная по сечению стальная проволока. Карбоновый пластик на изгиб в 5 раз прочнее стального листа аналогичного размера.

Уникальные свойства углеродных ПКМ делают их популярными у частных домовладельцев. Из них изготавливаются легкие, но надежные каркасные конструкции, гаражи, фермы, мастерские. Они не только прочны, но и удобны в монтаже. За счет высокой технологичности без больших проблем обрабатываются. Сооружения свободно надстраиваются и расширяются, поскольку для них не требуется мощный бетонный фундамент.

Сдерживающим фактором для более масштабного распространения углеволокна является его высокая стоимость и технологическая сложность производства композитов из него. При решении данных проблем углеродное армирование позволит стимулировать ускоренное развитие строительной отрасли.