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Le caratteristiche delle fibre di carbonio sono: un diametro compreso fa i 5 e i 15 μm (micrometri cioè millesimi di millimetro); esclusa l'ossidazione hanno praticamente inerzia chimica; un'altissima conducibilità termica ed elettrica; altissime flessibilità, resistenza e modulo elastico, buone proprietà ignifughe. Sono molto simili all'amianto come caratteristiche generali, ma non ne presentano i gravi rischi per la salute che invece quest'ultimo genera. I procedimenti con cui si formano sono due: la modificazione di fibre organiche oppure dai residui della distillazione del catrame e del petrolio, nel primo caso assumono la nomenclatura di PAN e nel secondo di PITCH. La sigla PAN indica la fibra di poliacrilonitrile che potremmo definire "la madre di tutte le fibre di carbonio", ottenuta dalla polimerizzazione dell'acrilonitrile.
Il pitch, chiamato anche pece o residuo catramoso, è ciò che rimane dalla distillazione del catrame o del petrolio ed è formato da migliaia di idrocarburiaromatici. Processi chimici che in questa sede non analizzeremo, orientano le molecole lungo l'asse della fibra, a formare una struttura i cui fogli sono disposti a caso o ripiegati. Lo scopo principale nell'utilizzo delle fibre di carbonio è formare materiali compositi rinforzati dalla loro presenza, tra i quali troviamo quelli a matrice polimerica ad alte ed altissime prestazioni, denominati Fiber Reinforced Polymer; abbreviato con l'acronimo FRP. Si usano in aeronautica e in astronautica, ma anche nel restauro strutturale e per adeguare staticamente le strutture in muratura o in cemento armato, soprattutto quando costruite in zone sismiche.
Le caratteristiche delle fibre di carbonio le rendono un materiale con molte applicazioni, anche in edilizia: sono utili per le loro particolari caratteristiche meccaniche e le prestazioni, come: la grande resistenza allo strappo, anche in presenza di supporti non omogenei e su superfici non piane; l'alta resistenza chimica; la grande resistenza alla corrosione; lo scarso assorbimento di acqua, anche in ambienti umidi; lo spessore estremamente contenuto abbinato ad un peso veramente irrisorio. Per queste caratteristiche trovano impiego laddove si debba intervenire per aumentare la portanza di solai o travi; per rinforzare, nel caso dei miglioramenti antisismici, senza aumentare i pesi, ma al contempo migliorando la resistenza alla compressione e determinando un aumento della duttilità dell'intera struttura. Infine, per rinforzare strutture lesionate.
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