Углеродные однонаправленные ленты (УОЛ)

Углеродная однонаправленная лента представляет собой композит, в структуре которого более 85 % волокон расположены в одном направлении. Материал в несколько раз прочнее алюминия, титана и стали. Параллельное расположение волокон придает устойчивость к разрыву в условиях динамических, статических нагрузок, сильных вибраций. Углеродные ленты по многим характеристикам превосходят другие специальные ткани, так как на нитях во время плетения не образуется заломов. 

Технология производства 

Волокно для УОЛ изготавливают методом оргсинтеза из полиакрилонитрила. Полимерное сырье нагревают до высоких температур в химически инертной среде. Основу полотна составляют углеродные нити, уток изготавливают из арамидных, стеклянных или термоклеевых волокон. Переплетение осуществляется на автоматических линиях с тщательным контролем параметров процесса. 

Технология позволяет получать полотна со следующими характеристиками: 

• поверхностная плотность от 100 до 530 г/м3; 
• разрушающее напряжение от 4000 до 5900 МПа. 

Свойства углеродной однонаправленной ленты 

Материал обладает следующими особенностями: 

• Высокие показатели прочности. УОЛ выдерживает большие растягивающие нагрузки, характеризуемся низкой ползучестью в направлении нитей основы. 
• Температурная стойкость. Углеродные однонаправленные ленты устойчивы к нагреванию до 2000 ˚С в бескислородной среде. 
• Малый вес. Армирование углеродными лентами не увеличивает нагрузку на несущие конструкции. 
• Устойчивость к коррозии. Нити основы и утка устойчивы к окислению, гниению, коррозии. Проявляют инертностьь к воздействию агрессивных веществ. 
• Удобство хранения. Ленты складируют в сухом проветриваемом помещении. Соблюдения особого температурного режима, специального обслуживания не требуется. 
• Простой монтаж. Ленты УОЛ укладывают вручную без профессионального оборудования. 

Назначение и способ применения материала 

Углеродные однонаправленные ленты предназначены для армирования строительных конструкций, корпусов машин, механизмов, другой техники. Полотна повышают жесткость, усталостную прочность элементов, придают повышенную устойчивость к климатическим воздействиям. Армирование УОЛ подходит для бетона, древесины, металла. Лента гибкая и легко принимает любую форму, покрывает криволинейные конструкции. 

Углеродную полосу накладывают на поверхность в один или несколько слоев без натяжения и пропитывают специальным адгезивом. Не допускается образование складок, пустых участков. В качестве клея используют средства с эпоксидными или винилэфирными смолами. После пропитки полотно прикатывают валиком по направлению углеродных нитей. Клей должен равномерно распределиться по всей площади ткани. 

Адгезив полимеризуется в естественных условиях. Образуется гладкий, ровный, прочный внешний слой, пригодный для декоративной отделки. Армирование можно зашпаклевать, покрасить и т. д.  

Важно: эффективность усиления с использованием УОЛ зависит от точности расчетов. Армирование и конструкция должны работать как единое целое. До начала работ необходимо провести расчеты и точно определить площадь накладывания ленты. Также допускается проведение анкеровки. 

Области применения 

Углеродные ленты используют в следующих отраслях: 

• Строительство. УОЛ во многих случаях заменяет арматурные стержни. Углеродные волокна устойчивы к коррозии, не передают вибрации, которые разрушают бетон. Армирование УОЛ препятствует образованию трещин, предотвращает прогибы перекрытий, элементов мостов, колонн, балок и т. д. 
• Химическая промышленность. Углеродные полотна применяют как основной материал для изготовления нагревательных лент трубопроводов и резервуаров, электрозащитных чехлов. 
• Энергетика. Ленты используют для изготовления лопастей ветрогенераторов, усиления опор энергетических установок. 
• Авиастроение. Легкими углеродными полотнами обшивают корпуса ракет, самолетов. 
• Судостроение. Материалы УОЛ устойчивы к воздействию морской воды, ультрафиолета, поэтому композиты часто используют для упрочнения корпусов лодок, катеров. 

Применение углеродных лент позволяет сократить стоимость и сроки работ с сохранением расчетной прочности конструкций. С помощью УОЛ армируют отдельные элементы зданий и сооружений без остановки работы объекта.