Что такое углеродная сетка?

Углеродная сетка - это форма сплетенного углеродного волокна, которое используется в качестве армирующей сетки в строительстве зданий, например в бетоне, где оно может заменить стальную сетку или арматуру. Он предлагает преимущества по сравнению с традиционным стальным армированием в том, что он может быть размещен гораздо ближе к поверхности материала и имеет меньший вес. В то время как бетонная арматура является основной областью применения, углеродная сетка также используется во многих других типах строительных материалов, а также в конструктивных элементах для самолетов, кораблей и автомобилей. Другое применение сетки из углеродного волокна - это использование материала в качестве усиливающего агента в конструкции ионных двигателей, что снижает вес таких космических двигателей и увеличивает их тяговую мощность.

Материал, используемый для изготовления углеродной сетки, представляет собой нечто большее, чем сам углерод, и включает в себя так называемый армированный волокнами полимер (FRP), композит из различных пластических соединений, таких как полиэстер и эпоксидная смола, а также стекловолокно и углерод. Также используются другие синтетические волокна, помимо стекловолокна, такие как арамид, название которого происходит от слов «ароматический полиамид». Арамид является ключевым компонентом бронежилетов и баллистической брони для транспортных средств военного назначения. Эта комбинация волокон и пластмасс наряду с углеродом часто упоминается как полимер, армированный углеродными волокнами (CFRP).

Одной из ключевых областей промышленности, где углеродный материал сетки стал решающим элементом, является обслуживание мостов. Мосты, состоящие из бетона, который был укреплен сталью, когда они были построены, подвержены коррозии с течением времени, что может сделать их уязвимыми для чрезмерного напряжения во время таких погодных элементов, как штормы и землетрясения. Стальная сетка как внешний усиливающий механизм также имеет ограниченную ценность. В этом приложении углеродная сетка не встроена в бетон моста, который уже установлен, но используется в качестве внешней тканевой обертки для усиления законченной конструкции. В регионах, где углеродная сетка использовалась для усиления мостовых колонн с 2003 года, например, во Флориде в США, была продемонстрирована повышенная прочность мостовых колонн до 420% по сравнению с тем, когда они применяли армирующую сетку любого вида.

В 1980-х годах углеродные сеточные материалы впервые начали мигрировать в коммерческий сектор из аэрокосмических и военных применений. Его первоначальная высокая стоимость делала его непозволительным для повседневного использования в строительстве, но по мере увеличения объемов производства цены снижались. В настоящее время он используется для укрепления декоративных бетонных плантаторов и других сверхпрочных, необязательных продуктов на потребительском рынке. Один из главных недостатков композитного волокна в строительстве зданий заключается в том, что он не обладает разнообразными характеристиками текучести, которые дает сталь в условиях стресса или изменяющихся климатических условий, поэтому необходимо было скорректировать методологии строительства, чтобы учесть это изменение при его использовании.