カーボングリッドとは？

カーボングリッドは、コンクリートなどの建築構造物の補強メッシュとして使用される炭素ベースの繊維の一種で、スチールメッシュや鉄​​筋を置き換えることができます。 これは、材料の表面にずっと近づけて配置でき、重量が軽いという点で、従来の鉄筋よりも優れています。 コンクリート補強は主な使用分野ですが、カーボングリッドは他の多くの種類の建築材料や、航空機、船舶、自動車の構造部品にも使用されています。 炭素繊維グリッドの別の用途は、このような宇宙船エンジンの重量を減らし、推力を増加させるイオンエンジン設計における補強剤としての材料の使用です。

カーボングリッドの作成に使用される材料は、単なるカーボンそのものではなく、ファイバー強化ポリマー（FRP）として知られているもの、ポリエステルやエポキシなどのさまざまなプラスチックコンパウンドの複合物、グラスファイバーファイバーおよびカーボンが含まれます。 「芳香族ポリアミド」という言葉に由来するアラミドなど、グラスファイバーだけでなく他の合成繊維も使用されます。 アラミドは、軍用車両のボディアーマーと弾道アーマーの重要なコンポーネントです。 炭素と繊維およびプラスチックのこの組み合わせは、しばしば炭素繊維強化ポリマー（CFRP）と呼ばれます。

カーボングリッド材料が重要な要素となっている産業の重要な分野の1つは、橋のメンテナンスです。 コンクリートで構成された橋は、建設時に鉄で補強されたため、時間の経過とともに腐食しやすく、嵐や地震などの気象要素の間に過度のストレスに脆弱になります。 外部補強メカニズムとしてのスチールメッシュも、価値が限られていることが証明されています。 このアプリケーションでは、カーボングリッドはすでに固まっている橋のコンクリートに埋め込まれていませんが、完成した構造を補強するための外部ファブリックラップとして使用されています。 米国のフロリダなど、2003年の時点でカーボングリッドが橋梁の補強に使用されている地域では、橋梁の強度があらゆる種類の補強メッシュが適用される前に比べて最大420％増加しました。

1980年代に、カーボングリッド材料は最初に航空宇宙および軍事用途から商業部門に移行し始めました。 初期コストが高いため、毎日の建設での使用が禁止されましたが、生産量が増加するにつれて価格が下がりました。 現在、観賞用のコンクリートプランターや、消費者市場におけるその他のヘビーデューティーの非必須製品の補強に使用されています。 建築構造における複合繊維の主な欠点の1つは、応力や気候条件の変化の下で鋼が持つ多様な降伏特性を持たないことです。そのため、使用する際にこの変化に対応するために建築方法を調整する必要がありました。