Sợi carbon có mô đun đàn hồi khoảng 230 GPa, gấp hơn ba lần sợi thủy tinh E-glass (khoảng 72 GPa), và nhẹ hơn, nhưng giá cao hơn nhiều lần và dẫn điện. Sợi thủy tinh rẻ, cách điện, độ bền kéo tương đương, nên là lựa chọn hợp lý cho xà gồ, bồn, ống. Sợi carbon dùng khi cần nhẹ và cứng tối đa như máy bay, gia cường kết cấu.
Sợi thủy tinh và sợi carbon khác nhau thế nào?
Sợi thủy tinh E-glass và sợi carbon thông dụng khác nhau ở độ cứng, khối lượng, dẫn điện và giá. Các giá trị dưới đây là của sợi đơn, chưa trộn nhựa:
| Tiêu chí | Sợi thủy tinh E-glass | Sợi carbon thông dụng |
|---|---|---|
| Mô đun đàn hồi | khoảng 72 GPa | khoảng 230 GPa |
| Độ bền kéo sợi | khoảng 3,4 GPa | khoảng 3,5 – 5 GPa |
| Khối lượng riêng | khoảng 2,55 g/cm³ | khoảng 1,8 g/cm³ |
| Dẫn điện | Không, cách điện tốt | Có |
| Giá | Thấp | Cao hơn nhiều lần |
| Hay dùng | Xà gồ, bồn, ống, thuyền, sàn grating | Máy bay, xe đua, gia cường dầm cột, đồ thể thao cao cấp |
[ẢNH – thêm sau: cuộn sợi thủy tinh màu trắng và cuộn sợi carbon màu đen đặt cạnh nhau]
Vì sao xà gồ composite dùng sợi thủy tinh?
Xà gồ composite dùng sợi thủy tinh vì ba lý do: giá thấp, nên một mái hàng trăm mét xà gồ vẫn hợp lý; cách điện, an toàn cho mái gần đường dây và trạm điện; và đủ bền, chỉ cần chọn cỡ theo độ võng bằng bảng tra. Xà gồ sợi carbon sẽ cứng hơn nhưng đắt gấp nhiều lần cho cùng một mái.
Sợi carbon có dùng trong xây dựng không?
Sợi carbon có dùng trong xây dựng, chủ yếu ở dạng tấm hoặc vải dán để gia cường dầm, cột, sàn bê tông bị yếu, gọi là gia cường CFRP. Việc này cần kỹ sư kết cấu thiết kế. Sợi carbon hiếm khi làm xà gồ mái vì giá.
Thanh composite sợi thủy tinh có mềm hơn thép không?
Có. Thanh composite sợi thủy tinh kéo đùn có mô đun đàn hồi khoảng 20 – 25 GPa, khoảng một phần mười thép, thấp hơn sợi thủy tinh đơn vì trong thanh còn nhựa. Vì vậy xà gồ composite dùng hộp cao hơn thép cho cùng bước kèo; xem sơ đồ tính xà gồ.
Câu hỏi thường gặp
Sợi carbon và sợi thủy tinh cái nào tốt hơn?
Sợi carbon cứng hơn khoảng ba lần và nhẹ hơn, nhưng đắt hơn nhiều và dẫn điện. Sợi thủy tinh rẻ, cách điện, đủ bền cho xà gồ, bồn, ống.
Vì sao xà gồ không làm bằng sợi carbon?
Sợi carbon đắt hơn nhiều lần và dẫn điện. Xà gồ sợi thủy tinh chọn đúng cỡ theo bảng tra đã đủ cứng cho mái, với giá hợp lý hơn nhiều.
Sợi thủy tinh có nặng hơn sợi carbon không?
Có. Sợi thủy tinh E-glass có khối lượng riêng khoảng 2,55 g/cm³, sợi carbon khoảng 1,8 g/cm³.