Mikä on hiiliverkko?

Hiiliristikko on kudotun, hiilipohjaisen kuidun muoto, jota käytetään vahvistusverkkona rakennusten rakentamisessa, kuten betonissa, jossa se voi korvata teräsverkon tai raudoituksen. Se tarjoaa etuja perinteiseen teräsvahvikkeeseen verrattuna, koska se voidaan sijoittaa paljon lähemmäksi materiaalin pintaa ja on kevyempi. Vaikka betonivahvike on ensisijainen käyttöalue, hiiliverkkoa käytetään myös monissa muissa rakennusmateriaaleissa sekä lentokoneiden, laivojen ja autojen rakenneosissa. Toinen hiilikuituverkon sovellus on materiaalin käyttö vahvistavana aineena ionimoottorin suunnittelussa, mikä vähentää tällaisten avaruusalusten moottoreiden painoa ja lisää niiden työntövoimaa.

Hiiliristikon valmistuksessa käytetty materiaali on enemmän kuin pelkkä hiili, ja se sisältää niin kutsuttua kuituvahvistettua polymeeriä (FRP), joka koostuu erilaisista muoviyhdisteistä, kuten polyesteristä ja epoksista, sekä lasikuitukuidusta ja hiilestä. Käytetään myös muita synteettikuituja paitsi lasikuitua, kuten aramidia, joka on peräisin sanoista “aromaattinen polyamidi”. Aramid on sotilaskäyttöön tarkoitettujen ajoneuvojen vartalo- ja ballististen panssaroiden keskeinen osa. Tätä kuitujen ja muovien yhdistelmää hiilen kanssa kutsutaan usein hiilikuituvahvisteiseksi polymeeriksi (CFRP).

Yksi tärkeimmistä teollisuudenaloista, joissa hiiliverkkoaineesta on tullut tärkeä osa, on siltojen kunnossapito. Betonista koostuvat sillat, jotka on vahvistettu teräksellä niiden rakentamisen aikana, altistuvat ajan mittaan korroosiolle, mikä voi tehdä niistä alttiita liialliselle rasitukselle sellaisten sääolosuhteiden kuten myrskyjen ja maanjäristysten aikana. Teräsverkolla ulkoisena vahvistusmekanismina on myös osoitettu olevan rajallinen arvo. Tässä sovelluksessa hiiliristikko ei ole upotettu sillan betoniin, joka on jo kovettunut, vaan sitä käytetään ulkoisena kangaskäärenä valmiiden rakenteiden vahvistamiseksi. Alueet, joilla hiiliverkkoa on käytetty siltapylväiden vahvistamiseen vuodesta 2003 lähtien, kuten Floridassa Yhdysvalloissa, ovat osoittaneet siltapylväiden lujuuden kasvavan jopa 420% verrattuna siihen, ennen kuin niihin oli kiinnitetty minkäänlaista vahvistusverkkoa.

1980 -luvulla hiiliverkkomateriaali alkoi ensin siirtyä kaupalliselle alueelle ilmailu- ja sotilaskäyttöön. Alun perin korkeat kustannukset tekivät sen kohtuuttomaksi jokapäiväiseen rakentamiseen, mutta tuotantomäärän kasvaessa hinnat ovat laskeneet. Sitä käytetään nyt koristebetonin istutuskoneiden ja muiden raskaiden, ei-välttämättömien tuotteiden vahvistamiseen kuluttajamarkkinoilla. Yksi tärkeimmistä haitoista komposiittikuidulle rakennusten rakentamisessa on, että sillä ei ole erilaisia ​​saanto -ominaisuuksia, joita teräs tekee rasituksen tai muuttuvien ilmasto -olosuhteiden vuoksi, joten rakennusmenetelmiä on täytynyt mukauttaa tämän muutoksen huomioon ottamiseksi.