Vad är ett kolnät?
Ett kolnät är en form av vävd, kolbaserad fiber som används som armeringsnät i byggnadskonstruktion, till exempel i betong, där den kan ersätta stålnät eller armeringsjärn. Det erbjuder fördelar jämfört med traditionell stålarmering genom att det kan placeras mycket närmare ytan på ett material och har lättare vikt. Även om betongarmering är det primära användningsområdet, används kolnät också i många andra typer av byggnadsmaterial, liksom i strukturella komponenter för flygplan, fartyg och bilar. En annan tillämpning av kolfibernät är användningen av materialet som ett förstärkningsmedel vid jonmotorkonstruktion, vilket minskar vikten hos sådana rymdfarkostmotorer och ökar deras tryckkapacitet.
Materialet som används för att skapa ett kolnät är mer än bara kol själv, och inkluderar det som kallas fiberförstärkt polymer (FRP), en komposit av olika plastföreningar som polyester och epoxi, tillsammans med fiberglasfiber och kol. Andra syntetfibrer bortsett från bara glasfiber används också, såsom aramid, ett namn härrörande från orden "aromatisk polyamid." Aramid är en viktig komponent i kroppsrustning och ballistisk rustning för fordon i militär användning. Denna kombination av fibrer och plast tillsammans med kol benämns ofta kolfiberförstärkt polymer (CFRP).
Ett av de viktigaste industriområdena där kolnätmaterial har blivit en avgörande del är underhållet av broar. Broar som består av betong som förstärktes med stål när de byggdes utsätts för korrosion över tid, vilket kan göra dem sårbara för överdriven stress under väderelement som stormar och jordbävningar. Stålnät som en extern förstärkningsmekanism har också visat sig ha begränsat värde. I denna ansökan är inte kolnätet inbäddat i betongen på bron, som redan har ställts in, utan används som en yttre tygomslag för att förstärka den färdiga strukturen. Regioner där kolnät har använts för att förstärka brokolonner från 2003, till exempel i Florida i USA, har visat en ökad styrka hos brokolonnerna på upp till 420% jämfört med innan de hade förstärkt nät av något slag applicerat.
På 1980-talet började kolnätmaterial att migrera till den kommersiella sektorn från flyg- och militärapplikationer. Den initiala höga kostnaden gjorde det oöverkomligt för byggnadsbruk varje dag, men eftersom produktionsvolymen har ökat har priserna sjunkit. Det används nu för att förstärka prydnadsbetongplantor och andra tunga och icke-väsentliga produkter på konsumentmarknaden. En av de största nackdelarna med den sammansatta fibern i byggnadskonstruktion är att den inte har de olika avkastningsegenskaperna som stål gör under belastning eller förändrade klimatförhållanden, så byggnadsmetodik har behövt justeras för att tillgodose denna förändring när den används.