Τι είναι το πλέγμα άνθρακα;

Ένα πλέγμα άνθρακα είναι μια μορφή υφασμένων ινών με βάση τον άνθρακα που χρησιμοποιείται ως ενισχυτικό πλέγμα στην κατασκευή κτιρίων, όπως στο σκυρόδεμα, όπου μπορεί να αντικαταστήσει το πλέγμα χάλυβα ή το οπλισμό.Προσφέρει πλεονεκτήματα έναντι της παραδοσιακής ενίσχυσης χάλυβα, καθώς μπορεί να τοποθετηθεί πολύ πιο κοντά στην επιφάνεια ενός υλικού και είναι ελαφρύτερο σε βάρος.Ενώ η ενίσχυση σκυροδέματος είναι η περιοχή κύριας χρήσης, το πλέγμα άνθρακα χρησιμοποιείται επίσης σε πολλούς άλλους τύπους δομικών υλικών, καθώς και σε δομικά εξαρτήματα για αεροσκάφη, πλοία και αυτοκίνητα.Μια άλλη εφαρμογή του πλέγματος ινών άνθρακα είναι η χρήση του υλικού ως ενισχυτικού παράγοντα στον σχεδιασμό του κινητήρα ιόντων, ο οποίος μειώνει το βάρος τέτοιων κινητήρων διαστημικών οχημάτων και αυξάνει την ικανότητά του.το ίδιο, και περιλαμβάνει αυτό που είναι γνωστό ως πολυμερές ενισχυμένο με ίνες (FRP), ένα σύνθετο από διάφορες πλαστικές ενώσεις όπως ο πολυεστέρας και εποξειδικός, μαζί με τις ίνες από υαλοβάμβακα και τον άνθρακα.Χρησιμοποιούνται επίσης άλλες συνθετικές ίνες εκτός από το μόνο υαλοβάμβακα, όπως το Aramid, ένα όνομα που προέρχεται από τις λέξεις αρωματικό πολυαμίδιο.Το Aramid είναι ένα βασικό συστατικό της θωράκισης του σώματος και της βαλλιστικής θωράκισης για οχήματα σε στρατιωτική χρήση.Αυτός ο συνδυασμός ινών και πλαστικών μαζί με τον άνθρακα αναφέρεται συχνά ως πολυμερές ενισχυμένο με ίνες άνθρακα (CFRP).

Ένας από τους βασικούς τομείς της βιομηχανίας όπου το υλικό του πλέγματος άνθρακα έχει γίνει ένα κρίσιμο στοιχείο είναι στη διατήρηση των γεφυρών.Οι γέφυρες που αποτελούνται από σκυρόδεμα που ενισχύθηκαν με χάλυβα όταν κατασκευάστηκαν υπόκεινται σε διάβρωση με την πάροδο του χρόνου, γεγονός που μπορεί να τους κάνει ευάλωτες σε υπερβολικό άγχος κατά τη διάρκεια τέτοιων καιρικών στοιχείων όπως οι καταιγίδες και οι σεισμοί.Το πλέγμα χάλυβα ως εξωτερικός μηχανισμός ενίσχυσης έχει επίσης αποδειχθεί ότι έχει περιορισμένη αξία.Σε αυτή την εφαρμογή, το πλέγμα άνθρακα δεν είναι ενσωματωμένο στο σκυρόδεμα της γέφυρας, το οποίο έχει ήδη ρυθμίσει, αλλά χρησιμοποιείται ως εξωτερικό περιτύλιγμα υφάσματος για να ενισχύσει την ολοκληρωμένη δομή.Οι περιοχές όπου το πλέγμα άνθρακα έχουν χρησιμοποιηθεί για την ενίσχυση των κολώνων γέφυρας από το 2003, όπως στη Φλόριντα στις ΗΠΑ, έχουν δείξει αυξημένη αντοχή στις στήλες της γέφυρας έως 420% έναντι πριν να ενισχύσουν πλέγμα οποιουδήποτε είδους.Στη δεκαετία του 1980, το υλικό του πλέγματος άνθρακα άρχισε να μεταναστεύει αρχικά στον εμπορικό τομέα από την αεροδιαστημική και στρατιωτικές εφαρμογές.Το αρχικό υψηλό κόστος του καθιστά απαγορευτικό για κάθε μέρα η χρήση κατασκευής, αλλά, καθώς ο όγκος παραγωγής έχει αυξηθεί, οι τιμές έχουν μειωθεί.Χρησιμοποιείται τώρα για την ενίσχυση των διακοσμητικών σκυροδέματος και άλλων μη βασικών προϊόντων στην καταναλωτική αγορά.Ένα από τα κύρια μειονεκτήματα της σύνθετης ίνας στην κατασκευή κτιρίων είναι ότι δεν έχει τα διαφορετικά χαρακτηριστικά απόδοσης που ο χάλυβας κάνει κάτω από το άγχος ή την αλλαγή των κλιματικών συνθηκών, οπότε η οικοδόμηση μεθοδολογιών έπρεπε να προσαρμοστεί για να φιλοξενήσει αυτή την αλλαγή όταν χρησιμοποιείται.