LE FIBRE DI CARBONIO

La fibra di carbonio (FRP ovvero Fiber Reinforced Polymers) è costituita da sottili filamenti di carbonio elementare che variano da quelli del carbonio amorfo a quelle della grafite cristallina. Si tratta di un materiale che viene utilizzato già dagli anni ’50 nel settore aerospaziale, aeronautico e che negli ultimi anni ha trovato applicazione anche nell’industria tessile (esiste, infatti, una lunga serie di tessuti di carbonio intrecciati con altri tipi di fibre quali tessuti misti di vetro, kevlar ecc.), nell’automobilismo (ed in particolare nei freni delle auto di Formula 1).Trova, infine, largo impiego nell’edilizia. Le fibre possiedono proprietà chimiche e fisiche estremamente variabili: il modulo di elasticità varia da circa 350 kg/cm2, che si colloca a metà di quello delle fibre di vetro o dell’alluminio, fino a 7000 kg/cm2, ovvero maggiore di ben tre volte rispetto a quello dell’acciaio. Nel settore dell’edilizia si sta diffondendo sempre più grazie alle sue ottime peculiarità: oltre ad avere caratteristiche meccaniche e prestazioni molto elevate, possiede alta resistenza chimica e alla corrosione, ha un’elevata resistenza a strappo anche su supporti non omogenei e su superfici non planari, ha un peso molto contenuto e uno spessore di pochi millimetri (1-2 mm).Nel settore delle costruzioni civili viene utilizzato principalmente come “armatura” di materiali tradizionali quali calcestruzzo, muratura e legno e come rinforzo di elementi strutturali esistenti di varie tipologie e materiali. Anche l’attività di rinforzo delle infrastrutture deteriorate o danneggiate conta numerose applicazioni: le fibre di carbonio possono essere applicate con rapidità e semplicità e il loro comportamento strutturale ha finora mostrato un’ottima efficacia. Ma il fattore che costituisce una vera e propria rivoluzione nel mondo dell’ingegneria strutturale va ricercata nell’alto rapporto tra la resistenza ed il peso di questo materiale. Infatti il confinamento delle colonne e il rinforzo flessionale e a taglio delle travi si esegue con efficienza e facilità “cinturando” o “placcando” gli elementi strutturali con tessuti impregnati di resina (wrapping) con una altissima resistenza ed un peso aggiunto all’elemento rinforzato praticamente nullo. Le resine rendono le fibre solidali all’elemento rinforzato, costituiscono, cioè, la matrice del composito. Dosando strati e morfologie del composito si ottengono incrementi notevoli in resistenza e duttilità.

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