Vật liệu composite và những ứng dụng trong lĩnh vực xây dựng và dân dụng

Vật liệu composite là gì và những tính chất của nó có tác dụng gì đối với dòng vật liệu được xử dụng nhiều trong lĩnh vực xây dựng hiện nay. Trong bài viết này Xây dựng NND sẽ cùng bạn tìm hiểu một cách chi tiết với những nội dung chia sẻ dưới đây.

Khái niệm về vật liệu composite là gì?

Vật liệu composite hay còn có tên gọi khác là composite, vật việu compozit, vật liệu tổng hợp. Đây là một loại nguyên vật liệu được tổng hợp từ 2 hay nhiều vật liệu khác nhau tạo thành một loại vật liệu mới. Mang tính chất và những công dụng vượt trội hơn hẳn so với những vật liệu ban đầu.

Lịch sử Composite

Những vật liệu tổng hợp đã được con người sử dụng từ rất lâu trước đây. Khi con người biết trộn những viên sỏi nhỏ vào đất để làm gạch. Hay trộn bùn với rơm băm nhỏ để làm vách nhà,… Mặc dù vậy nhưng ngành khoa học về vật liệu composite chỉ mới hình thành khi xuất hiện công nghệ chế tạo tên lửa (Mỹ) ở những năm 50. Từ đó đến nay khoa học công nghệ của loại vật liệu này đã phát triển trên toàn thế giới với tên gọi “vật liệu composite”.

Cấu tạo và tính chất của vật liệu composite

Cấu tạo của dòng vật liệu composite:
Composite thực chất là một loại nhựa tổng hợp. Nhưng nó khác hẳn các loại nhựa khác trên thị trường hiện nay. Bởi nó có thể có nhiều đặc tính khác nhau của rất nhiều các vật liệu khác. Vật liệu composite thường gồm hai thành phần chính: Vật liệu nền và vật liệu gia cường.

Vật liệu nền hay còn gọi là pha nhựa có chức năng đảm bảo các thành phần cốt bên trong composite được liên kết với nhau nhằm tạo ra tính nguyên khối và thống nhất cho composite. vật liệu nền bao gồm polymer (polyester, PE, PP, PVC, Epoxy, cao su…), kim loại, ceramic (xi măng…).
Vật liệu gia cường (phần cốt): Thành phần này giúp composite có các đặc điểm cơ lý tính cần thiết. Về cơ bản có hai kiểu vật liệu cốt là dạng cốt sợi (ngắn hoặc dài) và dạng cốt hạt. Vật liệu gia cường gồm các loại sợi (thủy tinh, cellulose, cacbon, acramic…), hạt (hạt kim loại, hạt đất sét, bột gỗ, bột đá…), hoặc các hình dạng đặc biệt khác.

Tính chất của các thành phần

Là dòng vật liệu nền :

Là chất kết dính và tạo môi trường phân tán.
Truyền ứng suất sang pha gia cường khi có ngoại lực tác dụng.
Bảo vệ pha gia cường không bị hư hỏng do tấn công của môi trường.
Bền dẻo dai (chống lại sự phát triển của vết nứt).
Ngoài ra còn đóng góp các tính chất cần thiết khác như: cách điện, độ dẻo dai, màu sắc….
Vật liệu gia cường (phần cốt):

Đóng vai trò là điểm chịu ứng suất tập trung.
Tính kháng hóa chất môi trường và nhiệt độ.
Phân tán tốt vào VL nền.
Thuận lợi cho quá trình gia công.
Truyền nhiệt và giải nhiệt tốt
Thân thiện với môi trường
Hạ thấp giá thành mà đem lai tính chất vượt trội
Cấu tạo và tính chất của vật liệu tổng hợp

Lợi ích và ứng dụng của vật liệu composite

Lợi ích (đặc trưng) của dòng vật liệu composite
Nhẹ nhưng cứng vững, chịu va đập, uốn, kéo,… Tốt hơn các vật liệu truyền thống khác (thủy tinh, gốm, gỗ..) rất nhiều.
Độ bền cao: Chịu môi trường, kháng hóa chất cao, không tốn kém trong bảo quản và chống ăn mòn, không cần sơn bảo quản như các loại vật liệu kim loại , gỗ…
Cách điện và cách nhiệt tốt.
Chịu nhiệt, chịu lạnh, chống cháy,…
Không thấm nước, không độc hại.
Thời gian sử dụng lâu hơn (thời gian sử dụng kéo dài). Chịu thời tiết, chống tia tử ngoại, chống lão hoá nên rất bền.
Gia công chế tạo đơn giản, nhanh, đa dạng, dễ tạo hình, thay đổi và sửa chữa dễ.
Chi phí đầu tư thấp: Bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng, chi phí thấp.
Màu sắc đa dạng, đẹp bền vì được pha ngay trong nguyên liệu.
Giá thành thấp mà tính chất vượt trội. Thiết kế, tạo dáng thuận lợi, đa dạng, có nhiều công nghệ để lựa chọn.
Vật liệu composite không thấm nước

Một số ứng dụng trong đời sống và sản xuất

Vật liệu composite được ứng dụng trong nhiều ngành công nghệ và sản xuất, sử dụng dân dụng hiện nay.
Sử dụng làm ống dẫn nước sạch, nước thô, nước nguồn composite (hay còn gọi là ống nhựa cốt sợi thủy tinh)
Sử dụng làm Ống dẫn xử lý nước thải, dẫn hóa chất composite;
Sử dụng làm Ống thủy nông, ống dẫn nước nguồn qua vùng nước ngậm mặn, nhiễm phèn;
Sử dụng làm Vỏ bọc các loại bồn bể, thùng chứa hàng, mặt bàn ghế, trang trí nội thất, tấm panell composite
Sử dụng làm trong hệ thống ống thoát rác nhà cao tầng
Sử dụng làm hệ thống sứ cách điện, sứ polymer, sứ cilicon, sứ epoxy các loại sứ chuỗi, sứ đỡ, sứ cầu giao, sứ trong các bộ thiết bị điện, chống sét, cầu chì
Sử dụng làm với lốp xe ô tô, xe máy, xe đạp
Sử dụng làm vỏ tầu thuyền composite
Sử dụng làm Thùng rác công cộng
Sử dụng làm Mô hình đồ chơi trẻ em
Sử dụng làm Vỏ động cơ tên lửa
Sử dụng làm Vỏ tên lửa, máy bay, tàu vũ trụ
Sử dụng làm Bình chịu áp lực cao.
Sử dụng làm Ống dẫn xăng dầu composite cao cấp 3 lớp (Sử dụng công nghệ cuốn ướt của Nga và các tiêu chuấn sản xuất ống dẫn xăng, dầu).
Sử dụng làm vỏ tầu thuyền được làm bằng vật liệu composite

Giá vật liệu composite là bao nhiêu?

Vật liệu được sản xuất có nguồn gốc từ composite sẽ có mức giá khác nhau tùy từng sản phẩm và từng ứng dụng của nó trong từng lĩnh vực.

Trong lĩnh vực xây dựng thì vật liệu này đã được thiết kế sử dụng hệ thống ống thoát nước, ống dẫn nước để phục vụ các công trình xây dựng nhà cơ bản hiện nay.

Các ngành nghề khác, sản phẩm khác có mức giá khác nhau.

>>> Xem thêm: Vật liệu xây dựng là gì?

Câu hỏi thường gặp Composite?

Phân loại vật liệu composite như thế nào?

—> Việc phân loại vật liệu composite thì sẽ dựa trên các đặc trưng của nền và cốt, điều này có nghĩa là việc phân loại sẽ dựa trên các đặc trưng của các pha cơ bản của vật liệu và sản phẩm.

Phân loại dựa theo bản chất của nền như thế nào?

—> Composite được chia thành bốn loại sau: Composite nền chất dẻo ( tức là polyme ), composite nền kim loại, composite nền ceramic và composite nền hỗn hợp của nhiểu pha.

Phân loại dựa theo đặc điểm cấu trúc của cốt như thế nào?

—> Composite được chia thành ba loại dựa theo đặc điểm sau: composite cốt hạt, composite cốt sợi và composite cấu trúc. Nhìn chung thì mỗi loại có sự khách biệt nhất định như là sự khác biệt về kích thước hình học giữa composite cốt hạt với lại composite cốt sợi ( nói rõ hơn thì loại cốt hạt là các phần tử đẳng trục còn đối với loại cốt hạt thì lại có tỷ lệ chiều dài ở trên một đường kính khá là lớn ). Còn composite cấu trúc chính là các bán thành phẩm dạng sợi tấm với lớp là vật liệu đồng nhất với một số composite khác.

Composite cốt hạt là gì?

—> Đối với composite cốt hạt được chia thành hai nhóm nhỏ hơn là composite cốt hạt thô ( được sử dụng nhiều trong lĩnh vực công nghiệp xây dựng ) và composite cốt hạt mịn ( có tính năng đặc biệt là bền nóng và cả ổn định nóng nữa ).

Composite cốt sợi là gì?

Đối với composite cốt sợi được chia thành hai nhóm nhỏ hơn là sợi liên tục và sợi gián đoạn. Trong sợi gián đoạn được chia thành hai loại là sợi gián đoạn ngẫu nhiên và sợi gián đoạn có hướng.

Composite cấu trúc là gì?

Đối với composite cấu trúc được chia thành ba nhóm nhỏ hơn là cấu trúc lớp, cấu trúc tấm ba lớp và cấu trúc tổ ong.

Trên đây là những chia sẻ chút kiến thức về dòng vật liệu composite hy vọng sẽ giúp ích cho mọi người. Cần hỗ trợ tư vấn lĩnh vực xây dựng các bạn hãy ủng hộ cho công ty chúng tôi nhé !