특수한 기능 신소재 섬유라고 할 수 있는 탄소섬유 특징으로 철보다 5배 가볍고 강도는 10 강할 정도 입니다. 탄소섬유 신소재 활용 방법으로 우주항공, 토목건축, 특수 기능성의류 등에 사용되기도 하며 탄소섬유 매트, 그리고 탄소섬유 시트 보강재로 사용되고 있습니다. 탄소 섬유를 빠르게 이해한다면 탄소로 만든 실이라고 할 수 있을 것 입니다. 아래 글에서 탄소섬유 특징 신소재 활용 매트 시트 보강 내용 알아보겠습니다.
탄소섬유 특징 신소재 활용 탄소섬유 매트 시트 보강 콘크리트
탄소섬유 특징
강한 물리적 속성
탄소 섬유 또는 그라파이트 섬유, 탄소 그라파이트, CF는 탄소가 주성분인 0.005~0.010mm 굵기의 매우 가는 섬유 입니다. 탄소 섬유를 구성하는 탄소 원자들을 살펴보시면 섬유의 길이 방향을 따라 육각 고리 결정의 형태로 붙어 있습니다. 또한 이런 분자 배열 구조로 인해서 강한 물리적 속성을 띠게 됩니다. 한 가닥의 실은 수 천 가닥의 탄소 섬유가 꼬여져 만들어지게 됩니다. 탄소 섬유의 경우에는 다양한 패턴으로 제직, 직조 될 수 있습니다. 또한 플라스틱 등과 함께 사용되어 탄소 섬유 강화 플라스틱과 같이 가볍고도 강한 복합 재료를 만들어 내기도 합니다.
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가볍고 강한 섬유
탄소 섬유의 밀도는 철보다 훨씬 낮은 특징이 있습니다. 또한 탄소섬유는 경량화가 필수적인 조건 일 때 사용하기에 적합합니다. 탄소 섬유는 높은 인장 강도와 가벼운 무게, 낮은 열팽창율 등의 특성으로 인해 항공 우주산업과 토목건축, 군사, 자동차 및 각종 스포츠 분야의 소재로 매우 널리 사용되어 집니다. 이런 장점에 반면 가격면에서는 유사한 소재인 섬유 유리나 플라스틱보다 상대적으로 비싼 부분이 있습니다. 또한 당기거나 구부리는 힘에 매우 강한 면이 있습니다. 또한 압축하는 힘이나 순간적인 충격에는 약한 특징이 있습니다. 쉽게 알아보신다면 탄소 섬유로 만들어진 막대의 경우 구부리기는 상당히 어려운 부분이 있지만 순간적인 충격을 주게 되면 쉽게 깨뜨릴 수는 있는 특징이 있습니다.
탄소섬유 신소재 활용
특수한 기능을 가진 신소재 섬유로서 탄소섬유는 철보다 5배 가벼운 특징이 있으며 강도는 철보다 10배 강하며 1 mm2 당 약 800kg의 무게를 지탱합니다. 따라서 탄소섬유 신소재 활용 방법으로 내충격성 및 내열성이 뛰어난 고강도및 고탄 성 첨단 소재로서 항공, 우주, 방위산업 및 반도체 등 고부가가치 복합재료로 탄소섬유 특징을 이용하여 핵심적인 신소재 활용을 하고 있습니다.
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탄소섬유 매트
탄소섬유 매트는 열팽창 계수가 낮기 때문에 오랜동안 사용해도 내구성에 문제가 거의 없으며 화재의 위험도 매우 적다는 게 장점으로 알려져 있습니다. 탄소 섬유의 전단계는 폴리아크릴로니트릴, 레이온 그리고 피치입니다. 탄소섬유 필라멘트 실은 여러 공정 기술에 쓰이는 데 주로 수지 침투 가공재, 필라멘트 감기, 풀트루전, 실 짜기, 실 땋기 등에 사용되고 있습니다. 탄소섬유 실은 선 밀도나 실 개수 당 필라멘트 수로 평가됩니다. 탄소섬유의 모습은 실의 선밀도와 선택된 무늬에 달려 있으며 흔히 사용되는 무늬로는 능직, 새틴 방식 그리고 평직이 있습니다. 또한 탄소 필라멘트 실은 뜨개질 하거나 땋을 수도 있습니다.
탄소섬유 시트 보강 콘크리트
탄소섬유 시트 보강의 사용
탄소섬유 시트의 경우에는 콘크리트 구조물의 보수및 보강에 적용하게 된 것은 1990년 경부터 입니다. 처음에는 굴뚝이나 건축물의 빔이나 슬래브, 터널 복공 콘크리트, 보수및 보강 등에 주로 적용되었습니다. 이후 차량 대형화로 인한 도로교 RC 상판의 보강에 탄소섬유시트 공법이 적용되면서 사용량이 상당한 수준으로 증대 되었습니다. 일본에서는 한신 대지진 이후 건축물의 기둥이나 철도, 고가교, 도로교의 교각 등의 내진보강에 탄소섬유 시트 보강 콘크리트 공법이 많이 적용되고 있는 상황입니다.
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탄소섬유 시트 보강 콘크리트 사용량의 증가
우리나라에서도 최근 들어 탄소섬유 시트 공법의 우수성이 확인되면서 사용량이 상당히 많아지고 있는 상황입니다. 토목분야 도로교, 철도교 교각의 내진보강, 도로교 RC 상판의 보수및 보강, 터널, 박스 컬버트의 보수및 보강 그리고 건축분야 기둥, 보, 벽의 내진보강, 보, 슬래브 등의 보수및 보강, 휨 방지, 철근콘크리트 굴뚝의 보강등에 다양하게 사용되고 있습니다.
탄소섬유 특징 신소재 활용 탄소섬유 매트 시트 보강 콘크리트 마무리
탄소섬유(Carbon Fiber)는 쉽게 생각해보시면 탄소로 만든 실이라고 생각하시면 이해가 가장 빠를 수 있습니다. 거의 100%에 가까운 탄소 원자로 구성된 무기섬유라고 할 수 있습니다.
탄소섬유를 구성하는 탄소원자들이 육각 고리 결정의 형태로 구성 되어 있기 때문에 철보다 강한 10배 강도를 가지고 있습니다.